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https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18396| Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Título: | Dimensionamento e otimização de sistemas de proteção térmica para elementos estruturais metálicos em situação de incêndio |
| Autor(es): | Santos, Agnaldo Júnior Lima dos |
| Primeiro Orientador: | Ricardo, Alverlando Silva |
| metadata.dc.contributor.referee1: | Vieira, Camila de Sousa |
| metadata.dc.contributor.referee2: | Correia, Vinicius Costa |
| Resumo: | As estruturas de aço apresentam redução significativa de resistência e rigidez quando submetidas a elevadas temperaturas, tornando necessária a adoção de sistemas de proteção térmica passiva em situação de incêndio. Embora diferentes materiais sejam empregados para essa finalidade, a escolha da solução mais adequada ainda depende da integração entre critérios normativos, desempenho térmico, consumo de material e custo de aplicação. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo realizar uma análise técnico-econômica comparativa e propor a otimização de sistemas de proteção passiva contra incêndio aplicados a um modelo estrutural em aço de seis pavimentos. Para isso, foram determinados o Tempo Requerido de Resistência ao Fogo, os fatores de massividade dos elementos estruturais e as espessuras necessárias de proteção térmica, com base em cartas de cobertura e nos critérios da ABNT NBR 14323 (2013). Em seguida, foram estimados os quantitativos e custos de três sistemas de proteção (tintas intumescentes, argamassas projetadas e placas de gesso acartonado), considerando produtos disponíveis no mercado brasileiro. Por fim, aplicou-se o método do Gradiente Reduzido Generalizado para avaliar cenários de otimização das espessuras e seus impactos econômicos. Os resultados indicaram diferenças expressivas entre as soluções analisadas: as tintas intumescentes apresentaram os maiores custos estimados, as placas de gesso acartonado ocuparam uma faixa intermediária e as argamassas projetadas apresentaram os menores custos iniciais entre os sistemas avaliados. Além disso, o processo de otimização gerou espessuras significativamente diferentes daquelas indicadas pelas cartas de cobertura dos fabricantes, com valores superiores para os sistemas de tinta intumescente e placas de gesso acartonado e inferiores para a argamassa projetada. Para a argamassa Thermo-X, a otimização reduziu o quantitativo estimado de material de 68 para 29 sacos, diminuindo o custo de R$ 4.625,01 para R$ 1.962,33, o que corresponde a uma redução aproximada de 57,6%. Essas diferenças evidenciam que a formulação analítica adotada é sensível às propriedades térmicas consideradas e apresenta limitações para representar, de forma direta, sistemas cujo desempenho é fortemente associado a ensaios experimentais e às condições de aplicação. Conclui-se que o procedimento proposto contribui para a comparação técnico-econômica preliminar de sistemas de proteção térmica passiva, podendo auxiliar na tomada de decisão em projetos de estruturas metálicas em situação de incêndio, desde que seus resultados sejam interpretados em conjunto com recomendações normativas, catálogos técnicos e validações experimentais. |
| Abstract: | Steel structures undergo a significant reduction in strength and stiffness when subjected to elevated temperatures, making the adoption of passive fire protection systems essential in fire scenarios. Although different materials are available for this purpose, selecting the most suitable solution still depends on balancing regulatory requirements, thermal performance, material consumption, and installation costs. In this context, this study aims to conduct a comparative techno-economic analysis and propose the optimization of passive fire protection systems applied to a six-storey steel building model. To achieve this objective, the Required Fire Resistance Rating (TRRF), the section factors of the structural members, and the required fire protection thicknesses were determined based on coverage charts and the criteria established by ABNT NBR 14323 (2013). Subsequently, the material quantities and costs of three protection systems (intumescent coatings, sprayed fire-resistant mortars, and gypsum plasterboard systems) were estimated using products available on the Brazilian market. Finally, the Generalized Reduced Gradient (GRG) method was applied to evaluate fire protection thickness optimization scenarios and their economic implications. The results revealed significant differences among the protection systems analysed. Intumescent coatings presented the highest estimated costs, gypsum plasterboard systems exhibited intermediate costs, and sprayed mortars showed the lowest initial costs among the alternatives evaluated. Furthermore, the optimization process produced protection thicknesses that differed considerably from those specified in the manufacturers’ coverage charts, with higher values for intumescent coating and plasterboard systems and lower values for sprayed mortar systems. For the Thermo-X mortar, the optimization reduced the estimated material consumption from 68 to 29 bags, decreasing the cost from R$ 4,625.01 to R$ 1,962.33, corresponding to an approximate reduction of 57.6%. These differences indicate that the analytical formulation adopted is sensitive to the thermal properties considered and presents limitations in directly representing protection systems whose performance is strongly dependent on experimental testing and application conditions. It is concluded that the proposed procedure contributes to the preliminary techno-economic assessment of passive fire protection systems and may support decision-making in the design of steel structures subjected to fire conditions, provided that its results are interpreted in conjunction with regulatory provisions, technical catalogues, and experimental validations. |
| Palavras-chave: | Segurança contra incêndio Proteção passiva Fator de massividade Método do gradiente reduzido generalizado Viabilidade econômica |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
| Sigla da Instituição: | UFAL |
| metadata.dc.publisher.department: | Curso de Engenharia Civil - Bacharelado |
| Citação: | SANTOS, Agnaldo Júnior Lima dos. Dimensionamento e otimização de sistemas de proteção térmica para elementos estruturais metálicos em situação de incêndio. 2026. 116 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Unidade Delmiro Gouveia - Campus do Sertão, Universidade Federal de Alagoas, Delmiro Gouveia, 2026. |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://www.repositorio.ufal.br/handle/123456789/18396 |
| Data do documento: | 16-jun-2026 |
| Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Graduação - ENGENHARIA CIVIL - UNIDADE DELMIRO GOUVEIA |
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