John Hillman criou a viga HCB (sigla em inglês para Viga Compósito Híbrida), que utiliza materiais de alta
resistência e peso final equivalente a um décimo da similar de concreto
Matéria cedida, com exclusividade, pela revista ENR – Engineering News-Record
Arevista Engineering News Record concedeu o Prêmio de Excelência deste ano ao engenheiro John Hillman, pela criação patenteada da Viga Compósito Hibrida – uma caixa de fibra de vidro resistente à corrosão, contendo concreto autoadensado, cordoalhas de aço, espuma e um saco plástico inflável cor de rosa.
Um colega chamou o premiado de típico herói americano romântico – um inventor discreto que trabalha 50 horas por semana como engenheiro de pontes, obstinado o suficiente para convencer os contratantes de obras de infraestrutura a adotar a viga VCH, que apesar de ser relativamente leve pode suportar trens de carga lotados e resistir por um século de uso severo.
O invento está virando realidade. Já existem três pontes construídas com esse material. A estrutura mais longa executada até agora, a ponte Knickerbocker, em Maine, Estados Unidos (EUA), mede 180 m.
Técnicos apostam que o VCH pode ser a solução econômica e de rápida execução para recuperar pontes obsoletas. O sistema não requer pintura e a manutenção é minima. Nos EUA, 26% das pontes são considerados deficientes do ponto de vista estrutural, segundo a Sociedade Americana de Engenheiros Civis (ASCE). São mais de 160 mil pontes, a maioria dotadas de vãos curtos, apropriados para o uso do VCH.
Uma ponte convencional de dois vãos, medindo 26 m, pode ser construída com seis vigas pré-moldadas de concreto, fechando espaços de 13 m. Essas vigas podem ser substituídas por VCH que pesam apenas um décimo das similares de concreto. Cada viga VCH atua como um arco envolto na caixa de fibra de vidro, resistente a corrosão. A montagem se assemelha a de uma fôrma que se torna permanente.
O custo inicial mais elevado tende a cair uma vez iniciada a produção em escala industrial. Não se usa equipamento pesado na montagem. Ensaios mostram que a durabilidade pode superar 100 anos. A HC Bridge Co. LLC, fundada por Hillman e seu sócio empreiteiro Michael Zicho, já negociou uma licença internacional com a Inovative Infrastructure Solutions Canadá Ltd., de Ontário, cujos clientes no Canadá e Europa já se interessaram em adotar a viga hibrida.
Na Universidade de Maine, em Orono, EUA, o protótipo do VCH foi submetido a testes de fadiga em laboratório, com carga de 131 tm e a viga não apresentou fissuras. O teste de campo de uma ponte com vigas VCH foi realizado em 7 de novembro de 2007, em Pueblo, Colorado. Uma locomotiva, puxando 26 vagões de carvão, cruzou o vão de 15 m de comprimento e 6 m de largura. Cada vagão pesava 143 tm. Cumprindo um costume da faculdade de engenharia, Hillman permaneceu em baixo do vão da ponte enquanto o trem passava. Ele confessou mais tarde: "Nunca fiquei tão nervoso…"
Esse ensaio coroou longos meses de trabalho no laboratório, oficina e escritório, ao longo de 14 anos, que teve início com um financiamento de US$ 320 mil, aprovado em 2000 pela agência IDEA da Transportation Research Board dos EUA. Diversas empresas ferroviárias, entre elas, a Canadian Pacific Railway e Burlington Northern Santa Fe Railway, membros da Associação Americana de Ferrovias (AAR), também contribuíram, porque seus técnicos viram na VCH um salto tecnológico similar ao avanço representado pelas pontes de aço com relação às construídas com peças de ferro fundido, por volta de 1875. A AAR está estudando uma instalação permanente para realizar testes acelerados, durante um ano, seguidos pelo uso do material compósito numa estrutura localizada numa ferrovia comercial, para monitoramento de longo prazo.
Hillman também recebeu apoio moral e prático dos seus colegas na Teng & Associates, uma empresa de projetos, e de duas universidades. Refinar o processo de fabricação da VCH parecia interminável para Hillman e seu sócio Zicho. Juntamente com Nick Shevchenko, pesquisador do Centro de Materiais Compósitos da Universidade de Delaware, eles testaram centenas de combinações de resinas, traço de concreto, espuma, posição dos flanges, aberturas e o processos a vácuo. Outra empresa que deu suporte foi o fabricante de compósitos para infraestrutura marítima Harbor Technologies.
Essa história explica por que a viga não foi patenteada como Viga Compósito Hillman. O criador do conceito credita a Zicho e Shevchenko o processo de fabricação da viga. A primeira semente da VCH foi plantada quando Hillman foi trabalhar na Jean Muller International, projetista de pontes, em meados de 90, que estava desenvolvendo polímeros reforçados com fibra de vidro para estruturas. Foi então que ele conheceu o método de transferência de resina com assistência a vácuo e teve a idéia de combinar um arco de concreto armado com uma caixa de compósito. Em 1966, começou a fazer os primeiros cálculos no trem de subúrbio que o levava ao trabalho.
As duas primeiras pontes foram construídas com o material em 2008. Em Lockport Township, Illinois, a ponte High Road usou seis vigas para o vão de quase 20 m, instaladas num único dia, ao custo de US$ 2,1 milhões. A ponte sobre a rodovia 23, em Cedar Grove, New Jersey, tinha vão de cerca de 15 m que foi fechado também com seis vigas VCH, pesando 1,2 tc cada, lançados em um dia, em 2009. Seu custo foi de US$ 1,34 milhões.
O terceiro projeto foi no Maine, na ponte Knickerbocker, cujo total é de US$ 6 milhões, sendo US$ 3,8 milhões para a montagem da estrutura.
A VCH está sendo cogitada para projetos rodoviários e ferroviários no Canadá, além de um porto na Columbia Britânica, orçado em US$ 300 milhões. Numa zona sísmica, um píer de 300 m vai recebeu no berço cargas de 2 mil t de potássio, mineral corrosivo. As vigas de compósito vão fechar vãos de 14 m e seu custo, embora mais elevado em 20%, se comparado a vigas de concreto, vai permitir reduzir o número de estacas de aço nas fundações, segundo a Ausenco Sandwell, projetista do porto. A partir da construção de duas seções do píer, os trabalhos posteriores serão executados reduzindo-se o uso de barcaças, graças à leveza da VCH. No final, a economia de custos pode chegar a 8%, segundo a empresa projetista.
Fonte: Estadão
