E porque você não usa um aço mais forte?

- Após a análise verificamos que a seção adotada para a viga não atende. Será necessário alterar.

- Mas por quê?

- Por que a deformação máxima excedeu o limite da deformação admissível!

- E não podemos então usar um aço mais forte?

- Aço mais forte?

- É, se você utilizar um aço mais forte com certeza vai resolver o seu problema!

Silêncio... Por um instante eu não tive resposta e nenhuma reação.

O diálogo acima foi uma situação real que vivi a um tempo atrás durante a execução de um projeto de estruturas, onde nos deparamos com uma situação-problema em que a viga pré-dimensionada e levada em consideração no custo do pelo cliente não atendia o pré-requisito do limite de deformação conforme a norma vigente considerada. 

Nesse caso os limites de resistência do material foram atendidos e também estavam e conformidade com a norma utilizada. O problema realmente era a deformação da viga.

Nos projetos de estruturas metálicas as normas indicam que se adote um valor para o módulo de elasticidade com um valor em torno de 200 GPa (GigaPascal), ficando como variável de projeto apenas as tensões de escoamento  e ruptura do material. Uma breve pesquisa pela internet no site www.matweb.com é possível verificar que para diferentes tipos de aço o seu módulo de elasticidade varia pouco com relação a variação das tensões de escoamento e ruptura do material.

Ao realizar o dimensionamento de uma estrutura, um componente mecânico ou qualquer elemento o engenheiro/ projetista deve atentar para que o elemento estrutural analisado atenda tanto o critério das tensões atuantes (no caso da validação pelo método das tensões admissíveis) ou esforços solicitantes (no caso do método dos estados limites) como para as deformações atuantes. Nessa momento que pode ocorrer o equívoco descrito no início deste texto.

Ao analisar um elemento quanto as tensões a análise feita respeita a equação abaixo:

Fonte: Blog do Luiz Claudio (www.luizclaudioo.com)

Nessa situação ao dimensionar o elemento a solução para o problema é alterar a geometria da seção ou o material do elemento, pois essas são as únicas variáveis disponíveis.

Ao analisar as deformações a situação é similar a mostrada na figura abaixo:

Fonte: MultiCalc (http://www.multcalc.com.br/)

Para atender o critério de projeto temos duas variáveis principais: a geometria e o material, porém, como dito no início deste texto, ao seguirmos uma norma ou ao avaliarmos a variação do módulo de elasticidade dos diversos aços verificamos que o material não é a variável de projeto que influencia no critério.

Logo, ao dimensionar um elemento estrutural o engenheiro/ projetista deve ter em mente que o critério da validação das tensões não é o único critério e deve ter atenção para as deformações. Nessa condição alterar o material as vezes não é a solução mais adequada para o problema, mas sim alterar a geometria irá trazer melhores resultados.