Em setores como indústria, energia, petroquímica e siderurgia, as estruturas estão frequentemente expostas a altas temperaturas e ciclos térmicos intensos. Nessas condições, o comportamento dos materiais muda significativamente — o que pode levar a tensões internas, fissuras, deformações e até falhas estruturais se o projeto não for adequadamente dimensionado. É nesse contexto que a análise termoestrutural se torna indispensável, permitindo prever e controlar os efeitos do calor sobre o desempenho estrutural.

O que é a análise termoestrutural

A análise termoestrutural combina princípios da engenharia térmica e estrutural para avaliar como as variações de temperatura influenciam o comportamento mecânico dos materiais.

Diferente de uma análise estática convencional, esse tipo de estudo considera:

  • Efeitos diretos, como expansão e retração térmica;
  • Efeitos indiretos, como perda de rigidez, fluência, fissuração e redução de resistência dos materiais sob calor.

Essas interações afetam não apenas a segurança, mas também a durabilidade e o desempenho funcional das estruturas, exigindo modelagens mais precisas para ambientes industriais e obras de infraestrutura expostas a temperaturas extremas.

Como é feita a análise termoestrutural

O método mais utilizado é o FEM (Método dos Elementos Finitos), que permite simular o comportamento térmico e estrutural simultaneamente.

Com o apoio de softwares especializados — como ANSYS, SAP2000, TQS e plataformas BIM integradas — é possível:

  • Mapear gradientes térmicos e zonas críticas de dilatação;
  • Calcular tensões e deformações térmicas em concreto, aço ou materiais compósitos;
  • Simular o comportamento da estrutura sob diferentes cenários de operação e exposição;
  • Definir soluções de isolamento, juntas de dilatação, reforços localizados e revestimentos adequados.

Essas simulações permitem prever o desempenho real da estrutura, reduzindo o risco de falhas e otimizando custos com manutenção e reforços futuros.

Materiais e estratégias para altas temperaturas

Projetar para ambientes de calor intenso exige o uso de materiais e soluções construtivas específicas, capazes de resistir à degradação térmica e manter estabilidade dimensional. Entre eles estão:

  • Concretos refratários e de baixa condutividade térmica, usados em fornos e chaminés;
  • Ligas metálicas especiais, com maior resistência a altas temperaturas e fluência;
  • Materiais compósitos e revestimentos isolantes, que reduzem a transferência de calor e protegem elementos estruturais;
  • Juntas de dilatação e dispositivos de ancoragem flexíveis, que compensam movimentos térmicos sem comprometer a integridade estrutural.

A seleção de materiais deve sempre considerar condutividade térmica, estabilidade sob ciclos repetidos e compatibilidade entre componentes, garantindo um desempenho previsível ao longo do tempo.

Normas e diretrizes aplicáveis

A análise termoestrutural é regida por normas que estabelecem parâmetros de segurança e desempenho, como:

  • ABNT NBR 15200 – Projeto de Estruturas de Concreto em Situação de Incêndio;
  • ABNT NBR 6118 – Estruturas de Concreto: Procedimento;
  • ABNT NBR 8800 – Estruturas de Aço;
  • EN 1992-1-2 (Eurocode) – Structural Fire Design;
  • ISO 834 – Fire Resistance Tests.

Essas normas, embora frequentemente associadas ao dimensionamento em situação de incêndio, são também aplicáveis em ambientes de operação contínua com calor intenso, como refinarias, usinas térmicas e plantas industriais.

Precisão e segurança para condições extremas

A análise termoestrutural é um diferencial técnico na engenharia contemporânea. Ela garante projetos mais seguros, duráveis e economicamente eficientes, especialmente em estruturas sujeitas a variações térmicas severas.

Com experiência em projetos complexos, a Fattor Projetos aplica modelagens avançadas e simulações de alto desempenho para prever o comportamento estrutural em diferentes cenários, oferecendo soluções precisas para ambientes de alta exigência térmica.

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