1. Introdução
A prova de carga estática (PCE), regulamentada pela NBR 16903:2017, consiste em aplicar esforços, podendo ser à tração, compressão ou flexocompressão nas direções verticais, horizontais ou inclinada à fundação e registrar seus deslocamentos correspondentes.
O ensaio incide em submeter uma estaca específica, denominada de estaca teste, a uma carga progressivamente crescente, enquanto os deslocamentos apresentados são monitorados. Paralelamente, outras estacas, chamadas estacas de reação, são utilizadas para absorver e distribuir as forças geradas pela carga aplicada à estaca teste.
Observar o comportamento da estaca teste é importante para determinar sua capacidade de carga de maneira estável e uniforme, sem sinais de falha, o que implica transferir efetivamente a carga para o solo sem danos significativos.
Por sua vez, as estacas de reação desempenham papel fundamental na estabilidade do sistema durante o ensaio, uma vez que são projetadas para absorver os esforços de reação geradas pela aplicação da carga à estaca teste, distribuindo-as uniformemente para o solo.
Nesse contexto, entender e monitorar cuidadosamente o comportamento tanto da estaca teste quanto das estacas de reação é essencial para garantir a segurança e estabilidade das estruturas construídas sobre essas fundações. Além disso, pode-se afirmar que realizar prova de carga significa mais segurança para o projeto, diminuindo riscos e prejuízos inesperados.
2. Estacas de reação
Entre as alternativas comumente adotadas como estacas de reação pelos projetistas estão os tirantes, as estacas-prancha (metal ou concreto), as estacas de madeira, além das estacas de concreto.
Outra possibilidade e tema central deste artigo, são as estacas helicoidais quem vem ganhando destaque como solução de estacas em reação de PCE devido às vantagens que oferece: possibilidade de reutilização, maior produtividade em campo devido à rapidez da instalação, utilização de equipamentos mais simples, prazos mais curtos, baixo impacto ambiental, e por ser uma solução que não necessita de concreto.
Independente da escolha, cada opção precisa ser analisada com base nas condições específicas do local e nos requisitos do projeto, visando garantir a segurança e precisão dos resultados obtidos nos ensaios.
3. Estacas Helicoidais – solução como estaca de reação
Ao optar pelas estacas metálicas helicoidais, as construtoras e/ou executores exploram de várias vantagens.
Possibilidade de reutilização: uma das principais vantagens e de maior destaque quando utilizadas para provas de cargas é sua capacidade de ser novamente utilizada em diferentes projetos. Isso significa que, após a conclusão de uma obra, as estacas podem ser removidas e aplicadas em novos projetos, desde que não apresentem deformações excessivas ou perda de área liquida do tubo, o que reduz significativamente os custos e o desperdício de materiais.
Este diferencial está diretamente relacionado ao seu comportamento estrutural durante o uso assim como a metodologia de dimensionamento que incorpora um coeficiente de segurança de minoração, resultando em uma redução da sua capacidade real de carga e permitindo que as estacas sejam solicitadas com margem de segurança abaixo do seu limite de estado elástico.
É importante ressaltar que o estado plástico de uma estaca ocorre quando é submetida a um nível de tensão que ultrapassa sua capacidade de deformação elástica, resultando em deformações permanentes que persistem mesmo após a remoção da carga. Quando uma estaca atinge esse estado, sofre deformações irreversíveis e perde a capacidade de retornar à sua forma original, comprometendo sua integridade estrutural e inviabilizando, em muitos casos, seu uso em novos projetos.
Exemplificando este tópico, menciona-se à estaca INCO 82EH que conforme dimensionamento mecânico da Incotep, apresenta uma carga última de 82 toneladas-força. No entanto, ao utilizá-la como estaca de reação em uma prova de carga estática, reduz-se intencionalmente essa capacidade portante, permitindo não apenas sua reutilização em diferentes projetos, mas também garante sua operação dentro de limites seguros, prolongando sua vida útil e maximizando sua eficiência.
Maior produtividade em campo: sua instalação destaca-se pela rapidez em comparação a outras soluções o que aumenta sua produtividade em campo permitindo o cumprimento eficiente dos prazos. A utilização de apenas 3 a 4 pessoas em campo para realizar a instalação é um diferencial significativo, otimizando recursos humanos e garantindo um ambiente de trabalho mais enxuto e organizado.
Utilização de equipamentos simples: podem ser instaladas utilizando equipamentos mais simples, como retroescavadeiras ou escavadeiras, o que reduz os custos com aluguel de equipamentos especializados e facilita a logística no local da obra.
Prazos mais curtos: devido à sua instalação mais rápida e à menor dependência de equipamentos complexos, as estacas helicoidais contribuem para a redução dos prazos de construção. Isso é especialmente vantajoso em projetos que possuem cronogramas apertados ou que enfrentam restrições de tempo
Em suma, as estacas helicoidais representam uma solução eficiente e econômica em provas de cargas estáticas. Sua versatilidade, rapidez de instalação, e os benefícios econômicos e ambientais que oferecem têm contribuído para sua crescente adoção por parte das empresas do setor, consolidando-as como uma escolha cada vez mais popular e destacada no mercado.
4. Comparativo a outras soluções
Em uma análise simples de custo, o preço das estacas helicoidais pode parecer inicialmente mais elevado em comparação com outras soluções de fundação. No entanto, uma avaliação mais abrangente revela que o custo total dessas estacas é, na verdade, mais vantajoso.
Ao considerar não apenas o investimento inicial, mas também os custos indiretos ao longo do projeto (estadia, alimentação, salários e/ou horas extras, locação de equipamentos, etc..), torna-se evidente que as estacas helicoidais oferecem uma solução econômica. A redução nos custos operacionais, juntamente com o aumento da eficiência durante a instalação, compensa o valor inicial mais alto.
Podendo utilizar equipamentos mais enxutos e uma equipe reduzida, esta solução não apenas economiza tempo, mas também quantidade de mão de obra, resultando em um custo total significativamente menor ao longo do ciclo de vida do projeto.
Além disso, a possibilidade de reutilização das estacas implica em um ganho econômico adicional, uma vez que os ensaios podem ser repetidos sem a necessidade de investimentos adicionais em novas estacas. Em comparação com os tirantes, por exemplo, estudos mostram que a partir do terceiro teste com estacas helicoidais, o preço já se mostra minimamente equiparado.
A reutilização das estacas é uma vantagem significativa, mas sujeita a condições importantes. Primeiro, é fundamental dimensioná-la considerando a aplicação, especialmente em prova de carga, caso se deseje aproveitar dessa vantagem, o que implica em reduzir o carregamento máximo para manter a integridade estrutural das estacas por um período maior. Em seguida, um estudo técnico é necessário para determinar o tamanho e quantidade de hélices, a profundidade média e a quantidade dos elementos de conexão, como parafusos, porcas e arruelas. Durante a instalação, o uso de um torquímetro é essencial para controlar o torque e evitar deformações excessivas que possam comprometer a reutilização. Por último, é crucial selecionar equipamentos adequados que atendam aos requisitos específicos do projeto.
Sendo assim, ao buscar uma análise abrangente de custos, pode-se afirmar que o investimento em estacas helicoidais pode se traduzir em economias substanciais e em um retorno financeiro superior se comparado a outras soluções.
5. Mercado
As empresas especializadas em execução de obras, ao possuírem as estacas como parte integrante de seus ativos, têm interesse direto em soluções que ofereçam uma série de vantagens, principalmente soluções que não apenas otimizam o processo de construção, mas também contribuam para a durabilidade e segurança das estruturas, aspectos essenciais para a reputação e o sucesso de seus empreendimentos.
Por outro lado, as construtoras, cujo foco muitas vezes está na eficiência financeira imediata, tendem a priorizar soluções tradicionais que possam implicar em custos menores durante a fase de construção. A preocupação principal pode ser concluir a obra dentro do orçamento estabelecido, e questões como a permanência das estacas após a conclusão do projeto podem não ser uma prioridade ou um aspecto relevante.
Assim, enquanto as empresas de execução buscam soluções que garantam qualidade e desempenho a longo prazo, as construtoras podem estar mais inclinadas a escolhas que atendam às exigências de curto prazo.
6. Conclusão
Em síntese, a utilização das estacas helicoidais como solução para estacas de reação em provas de carga estática apresenta um potencial significativo. Suas vantagens em termos de reutilização, redução de custos e impacto ambiental são pontos-chave que devem ser potencializados e promovidos ativamente no segmento.
Com o entendimento de seus benefícios surge uma oportunidade clara de crescimento e expansão, oferecendo uma alternativa sustentável e eficiente.
Nesse contexto, é importante que os profissionais e empresas estejam atentos às vantagens oferecidas pelas estacas, buscando integrá-las de maneira estratégica em seus projetos e operações.
