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2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 4 2 INTRODUÇÃO À ENGENHARIA CIVIL ................................................................ 5 2.1 História e evolução da engenharia civil.................................................................. 5 2.2 Principais áreas de atuação ................................................................................... 7 3 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO .......................................................................... 8 3.1 Propriedades físicas e mecânicas dos materiais ................................................... 8 3.1.1 Propriedades Físicas ..................................................................................... 8 3.1.2 Propriedades Mecânicas ............................................................................. 10 3.2 Materiais convencionais ....................................................................................... 13 3.2.1 Metais .......................................................................................................... 14 3.2.2 Polímeros .................................................................................................... 15 3.2.3 Cerâmica ..................................................................................................... 18 3.2.4 Compósitos ................................................................................................. 18 3.2.5 Semicondutores .......................................................................................... 19 3.2.6 Biomaterial .................................................................................................. 19 3.3 Sustentabilidade e materiais alternativos ............................................................. 20 4 GEOTECNIA ....................................................................................................... 22 4.1 Noções de Geologia ............................................................................................ 23 4.2 Noções de Mecânica dos Solos ........................................................................... 23 4.3 Noções de Mecânica das Rochas ....................................................................... 25 5 HIDRÁULICA E SANEAMENTO ......................................................................... 29 5.1 Mecânica dos fluidos ........................................................................................... 30 5.2 Hidrologia ............................................................................................................. 30 5.3 Projetos hidráulicos ............................................................................................. 30 5.4 Recursos hídricos ................................................................................................ 31 3 6 GESTÃO DE PROJETOS ................................................................................... 31 7 ÉTICA E RESPONSABILIDADE PROFISSIONAL ............................................. 33 7.1 Código de Ética do Engenheiro ........................................................................... 34 7.2 Atribuições do Engenheiro Civil ........................................................................... 36 7.3 Anotação De Responsabilidade Técnica (ART) ................................................... 37 7.4 Responsabilidade Civil......................................................................................... 38 7.5 Responsabilidade Penal ...................................................................................... 40 7.6 Penalidades ......................................................................................................... 41 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 43 4 1 INTRODUÇÃO Prezado aluno! O Grupo Educacional FAVENI, esclarece que o material virtual é semelhante ao da sala de aula presencial. Em uma sala de aula, é raro – quase improvável - um aluno se levantar, interromper a exposição, dirigir-se ao professor e fazer uma pergunta, para que seja esclarecida uma dúvida sobre o tema tratado. O comum é que esse aluno faça a pergunta em voz alta para todos ouvirem e todos ouvirão a resposta. No espaço virtual, é a mesma coisa. Não hesite em perguntar, as perguntas poderão ser direcionadas ao protocolo de atendimento que serão respondidas em tempo hábil. Os cursos à distância exigem do aluno tempo e organização. No caso da nossa disciplina é preciso ter um horário destinado à leitura do texto base e à execução das avaliações propostas. A vantagem é que poderá reservar o dia da semana e a hora que lhe convier para isso. A organização é o quesito indispensável, porque há uma sequência a ser seguida e prazos definidos para as atividades. Bons estudos! 5 2 INTRODUÇÃO À ENGENHARIA CIVIL A engenharia civil é uma das profissões mais antigas da história da humanidade. Sua evolução ocorreu quando o ser humano abandonou o estilo de vida nômade de caçador-coletor e iniciou a prática da agricultura, além de domesticar e criar animais, dando origem aos primeiros agrupamentos humanos e cidades. Nesse contexto, surgiram as primeiras construções habitacionais, que tinham como objetivo oferecer proteção contra as intempéries e os perigos da natureza. 2.1 História e evolução da engenharia civil De acordo com Oliveira e Almeida (2010, p. 21), a origem da engenharia “confunde-se com a origem da civilização, se for considerada como o emprego de métodos e técnicas para construir, transformar materiais e fabricar ferramentas”. Já que, ao perceber os benefícios proporcionados por esses métodos e técnicas, o ser humano começou a empregar a engenharia em favor de seus próprios interesses. Para Starling e Germano (2012), a palavra “Engenharia” é apresentada como uma combinação do prefixo “engenho” e do sufixo “aria”. Essa etimologia revela a presença dos conceitos de habilidade, inventividade e destreza. Além disso, o termo também remete às suas raízes militares, associadas a contextos de guerra. Hodiernamente, a Engenharia pode ser entendida como a prática de aplicar conhecimentos científicos, especialmente os adquiridos por meio da experiência, na elaboração de estruturas, dispositivos e processos. “A Engenharia se dispõe a converter recursos naturais em formas adequadas para atender as necessidades humanas” (MACEDO; SAPUNARU, 2016). Ainda de acordo com Macedo e Supunaru (2016), o avanço da Engenharia e da Educação em Engenharia está intrinsecamente ligado ao progresso da ciência e da tecnologia. Com o aumento da complexidade tecnológica, surgem novas demandas por conhecimentos que permitam resolver problemas e desenvolver soluções, tornando disciplinas como matemática, física, química e expressão gráfica essenciais para a formação em Engenharia. Nota-se que a configuração atual dos cursos de Engenharia 6 teve sua origem durante a Revolução Industrial Europeia, que teve início no Reino Unido no século XVIII. A École Nationale des Ponts et Chaussées, criada em 1747 na França, é reconhecida como a primeira instituição de ensino superior dedicada à formação em engenharia, com características que se assemelham às das escolas atuais. Considerada a pioneira no ensino formal de engenharia ao nível mundial, essa escola foi responsável pela formação de profissionais que obtiveram o título de engenheiro (OLIVEIRA; ALMEIDA, 2010). O foco inicial da instituição era a formação de construtores, o que indica que a Engenharia Civil, como a conhecemos hoje, foi uma das primeiras áreas de ensino na engenharia. Assim, os primeiros engenheiros diplomados nessa escola podem ser vistos como os antecessores dos engenheiros civis contemporâneos.a vida, a integridade física ou o patrimônio de outrem: Pena -reclusão, de um a quatro anos, e multa (BRASIL, 1940, documento online). No Direito Penal, desabamentos de construções e situações de risco iminente são classificados como contravenções. Essas ocorrências podem resultar de falhas no projeto ou na execução, ou ainda da omissão em adotar medidas de segurança. As penalidades são aplicadas ao profissional que, por imprudência, imperícia ou negligência, comete um crime culposo, ou seja, sem intenção de ofender. O engenheiro pode ser punido com detenção de seis meses a um ano, dependendo da gravidade do ato (KRUBNIKI; PEREIRA, 2010). O Código Penal aborda ainda crimes como peculato e falsidade ideológica, destacando a relevância para os engenheiros estarem cientes das implicações desses delitos. 41 Art. 312 - Apropriar-se o funcionário público de dinheiro, valor ou qualquer outro bem móvel, público ou particular, de que tem a posse em razão do cargo, ou desviá-lo, em proveito próprio ou alheio: Pena -reclusão, de dois a doze anos, e multa. § 1º -Aplica-se a mesma pena, se o funcionário público, embora não tendo aposse do dinheiro, valor ou bem, o subtrai, ou concorre para que seja subtraído, em proveito próprio ou alheio, valendo-se de facilidade que lhe proporciona a qualidade de funcionário. Art. 299 - Omitir, em documento público ou particular, declaração que dele devia constar, ou nele inserir ou fazer inserir declaração falsa ou diversa da que devia ser escrita, com o fim de prejudicar direito, criar obrigação ou alterar a verdade sobre fato juridicamente relevante: Pena -reclusão, de um a cinco anos, e multa, se o documento é público, e reclusão de um a três anos, e multa, se o documento é particular. Parágrafo único -Se o agente é funcionário público, e comete o crime prevalecendo-se do cargo, ou se a falsificação ou alteração é de assentamento de registro civil, aumenta-se a pena de sexta parte (BRASIL, 1940, documento online). Esse tipo de situação é observado em casos de emissão de atestados falsos relacionados à medição de obras, bem como em notas referentes à prestação de serviços e fornecimento de materiais. No contexto da administração pública, o engenheiro tem a responsabilidade de fiscalizar esses serviços, devendo estar sempre atento às particularidades do sistema e realizar conferências rigorosas desses itens. Ademais, o profissional de engenharia pode ser responsabilizado por corrupção ativa e passiva, o que exige dele uma vigilância constante sobre suas ações, visando garantir a total isenção em suas atividades e evitando qualquer busca por benefícios pessoais por meio de práticas ilícitas (KRUBNIKI; PEREIRA, 2010). Art. 317 - Solicitar ou receber, para si ou para outrem, direta ou indiretamente, ainda que fora da função, ou antes de assumi-la, mas em razão dela, vantagem Indevida, ou aceitar promessa de tal vantagem: Pena –reclusão, de 2 a 12 anos, e multa. Corrupção ativa: Art. 333 - Oferecer ou prometer vantagem indevida a funcionário público, para determiná-lo a praticar, omitir ou retardar ato de ofício: Pena – reclusão, de 2 a 12 anos, e multa (BRASIL, 1940, documento online). 7.6 Penalidades O engenheiro civil é capacitado para identificar e resolver uma ampla gama de problemas relacionados à concepção e às condições de serviços e mercados, que podem ser simples ou complexos. À medida que assume a responsabilidade por um empreendimento, o engenheiro pode, inadvertidamente ou intencionalmente, cometer infrações legais. Em função da natureza e da gravidade dessas infrações, são 42 determinadas penalidades disciplinares que podem variar desde uma advertência sigilosa até o cancelamento definitivo de sua licença profissional (MOURA, 2010). Os artigos 71 e 72 da Lei n.º 5.194/66 (BRASIL, 1966) expõem as penalidades que o engenheiro está sujeito: Art. 71 - As penalidades aplicáveis por infração da presente lei são as seguintes, de acordo com a gravidade da falta: a) advertência reservada; b) censura pública; c) multa; d) suspensão temporária do exercício profissional; e) cancelamento definitivo do registro. [...] Art. 72 - As penalidades referentes a advertência reservada e censura pública são aplicáveis aos engenheiros que infringirem o Código de Ética Profissional elaborado pelas Entidades Nacionais representativas dos profissionais de Engenharia, Arquitetura, Agronomia, Geologia, Geografia e Meteorologia (BRASIL, 1966, documento online). 43 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDRADE, A. C. O. T. et al. Geotecnia: Fundações e Obras de Terra. Cadernos de Graduação - Ciências Exatas e Tecnológicas, Sergipe. v. 1, n.16, p. 27-43, mar. 2013. ANDRÉ, W. A. 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Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/L5194.htm. Acesso em: 19 fev. 2025. BRASIL. Lei n.° 6.496, de 7 de dezembro de 1977. Dispõe sobre a Anotação de Responsabilidade Técnica na prestação de serviços de engenharia, de arquitetura e agronomia; autoriza a criação, pelo Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia - CONFEA, de uma Mútua de Assistência Profissional; e dá outras providências. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/l6496.htm. Acesso em: 19 fev. 2025 CALLISTER JR., W. D.; RETHWISCH, D. G. Fundamentos da ciência e engenharia de materiais: uma abordagem integrada. 4. ed. Rio de Janeiro, 2014. 880p. CONSELHO FEDERAL DE ENGENHARIA E AGRONOMIA - CONFEA. Resolução n.º 205, de 30 de setembro de 1971. Adota o código de ética profissional. Brasília, 1971. Disponível em: https://normativos.confea.org.br/Ementas/Visualizar?id=253. Acesso em: 19 fev. 2025. CONSELHO FEDERAL DE ENGENHARIA E AGRONOMIA - CONFEA. 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Tratado de Responsabilidade Civil. 5ª. Edição. São Paulo: Revista dos Tribunais, 2001 TARTUCE, F. Manual de direito civil: volume único. São Paulo: Método, 2011. VÁZQUEZ, A. S. Ética. 3ª. Edição. Rio de Janeiro: Civilização Brasileira, 1978.O primeiro livro a compilar o conhecimento disponível sobre engenharia foi La science des ingénieurs dans la conduite des travaux de fortification et d'architecture civile. Dedié au roy (Figura 1), publicado em 1729 por Bernard Forest de Belidor (1698-1761). Esta obra funcionou como um manual de mecânica, focando nos princípios que fundamentam a Engenharia Civil contemporânea, abordando temas como as forças que atuam nos arcos, a pressão do solo e a construção de muros de contenção, entre outros aspectos. Ao longo do século seguinte, o livro passou por diversas reedições, consolidando sua importância na formação da área. 7 Figura 1 – Capa do lLa science des ingénieurs dans la conduite des travaux de fortification et d'architecture civile. Dedié au roy Fonte: Oliveira e Almeida, 2010. De acordo com Bazzo e Pereira (2002), o título de engenheiro foi primeiramente atribuído ao inglês John Smeaton (1724-1792), que se autodenominou engenheiro civil. Essa nomenclatura, em seus primórdios, era utilizada em diversos países para abranger toda a engenharia que não estava relacionada a serviços públicos ou ao governo, enquanto em outras nações incluía todas as áreas da engenharia, exceto a militar. 2.2 Principais áreas de atuação Na engenharia civil, destaca-se a ampla gama de áreas de atuação e responsabilidades profissionais, que proporcionam um mercado diversificado. O engenheiro civil pode exercer sua profissão de maneira autônoma, ser contratado por empresas públicas ou privadas, ou ainda empreender em diferentes setores da construção civil e na comercialização de materiais. 8 3 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO Na esteira de Hagemann (2011), em engenharia e arquitetura, o termo 'materiais de construção' abrange um espectro amplo de insumos, indispensáveis em todas as etapas de uma edificação. Desde a fase inicial de locação e infraestrutura até os detalhes de acabamento, cada componente, por mais elementar que seja – como um prego – ou por mais complexo e reconhecido – a exemplo do cimento –, integra essa categoria fundamental para a concretização de projetos. 3.1 Propriedades físicas e mecânicas dos materiais As propriedades físicas e mecânicas dos materiais são fundamentais para compreender seu comportamento e desempenho em diferentes aplicações. Essas propriedades determinam como os materiais respondem a forças externas, variações de temperatura, exposição a agentes químicos e outras condições ambientais. 3.1.1 Propriedades Físicas No que diz respeito às propriedades físicas, Stein (2018) afirma que essas referem-se a características que podem ser observadas e avaliadas sem alterar a composição química da substância, resultando, portanto, em fenômenos de natureza física, ao invés de química. Essas propriedades podem ser classificadas em diferentes categorias, como gerais ou específicas, organolépticas e intensivas ou extensivas. O Quadro 1 apresenta as principais propriedades de cada subdivisão. Quadro 1 – Principais propriedades físicas dos materiais Propriedades Físicas Subdivisão Propriedade Definição Gerais: comuns a toda matéria. Volume Refere-se à quantidade de espaço que ocupa ou pode ser ocupada por qualquer entidade mensurável, seja sólida, líquida, gasosa, quântica ou de vácuo. Normalmente, é medido em metros cúbicos (m3) e litros (l). 9 Temperatura Medida estatística do nível de agitação entre moléculas, relacionada com o deslocamento da energia cinética de um átomo ou molécula. Em física, a temperatura está relacionada com a energia interna de um sistema termodinâmico. Estado físico (sólido, líquido e gasoso) Podemos encontrar a água em três estados físicos. O estado líquido é o mais comum, pois está mais presente em nosso dia a dia. Específicos: referentes a cada matéria, podendo ser usadas para identificar a substância ou o composto que está sendo analisado. Densidade Consiste na relação existente entre a massa e o volume de um material, a uma dada pressão e temperatura. Ponto de fusão Refere-se à temperatura na qual uma substância passa do estado sólido para o estado líquido. Essa temperatura é a mesma quando a substância se solidifica, ou seja, passa do estado líquido para o sólido. Ponto de ebulição É a temperatura na qual um líquido vence a pressão atmosférica, passando para o estado gasoso (mudança de estado). Coeficiente de solubilidade É a quantidade de soluto necessária para saturar o solvente, numa determinada temperatura e pressão. Propriedades organolépticas: podem São exemplos de propriedades organolépticas: cor, cheiro, sabor, brilho e dureza. 10 ser analisadas com os nossos sentidos. Propriedades intensivas: não dependem da massa da amostra. São exemplos de propriedades intensivas: temperatura e densidade. Propriedades extensivas: dependem da massa da amostra. Exemplo: volume. Fonte: Stein, 2018. 3.1.2 Propriedades Mecânicas As propriedades mecânicas dos materiais determinam como esses materiais reagem quando submetidos a cargas externas, refletindo sua habilidade de suportar ou transferir essas forças sem sofrer fraturas, ou deformações excessivas. Hagemann (2011) argumenta que os materiais de construção estão sempre expostos a diversas solicitações, como cargas, peso próprio e ação do vento, os quais são denominados esforços. A forma como esses esforços se aplicam a um corpo determina sua classificação específica. De acordo com Mendes e Silveira (2018), no contexto do estudo de materiais, os principais tipos de esforços analisados incluem tração, compressão, flexão, torção e cisalhamento. Já Hagemann (2011), traz a definição dos principais esforços aos quais os materiais podem ser submetidos: Compressão: O esforço direcionado na mesma linha e em sentido oposto resulta em um "encurtamento” do objeto na direção em que a força é aplicada. Tração: A força exercida em uma mesma direção ou em sentido oposto resulta no alongamento do objeto na direção em que essa força é aplicada. Flexão: Força que resulta em uma deformação na direção oposta à sua aplicação. Torção: Esforço aplicado na direção da rotação do material. Cisalhamento: esforço que provoca a ruptura por cisalhamento. 11 Os detalhes sobre como cada esforço age num material podem ser observados na Figura 2 a seguir. Figura 2 – Exemplos de tipos de esforços Fonte: Grubba, 2023. Ao contrário das propriedades físicas, as propriedades mecânicas são determinadas por meio de experimentos laboratoriais meticulosamente planejados, que buscam simular com precisão os esforços aos quais os materiais estarão expostos. Essas propriedades mecânicas atraem a atenção de diversos indivíduos e grupos, incluindo fabricantes e consumidores de materiais, instituições de pesquisa e agências governamentais, cada um com suas particularidades e interesses (CALLISTER; RETHWISCH, 2014). Stein (2018) destaca que as principais propriedades mecânicas dos materiais, são: Módulo de elasticidade: A razão entre a tensão e a deformação na direção da carga aplicada representa a máxima tensão que um material é capaz de suportar sem que ocorra deformação permanente. Resistência à deformação e à tração: a resistência à tração, frequentemente referida como limite de resistência à tração (LRT), é representada pelo pico de uma curva de tensão versus deformação. Esse ponto é crucial, pois indica o momento em que se inicia o fenômeno conhecido como “pescoço” ou “necking”. Em outras palavras, a resistência à tração é a tensão máxima que um material consegue suportar quando 12 submetido a esforços de estiramento ou tração, antes de sofrer falhas ou rupturas. A Figura 3 ilustra o comportamento típico da curva de tensão-deformação em engenharia, desde o estado inicial até a fratura do material,que ocorre no ponto F. Figura 3 - Comportamento típico da curva tensão-deformação de engenharia até a fratura do material (no ponto f) Fonte: Callister e Rethwisch, 2014. Dureza: característica dos materiais que lhes confere a capacidade de resistir à deformação plástica, geralmente através de processos de penetração. Além disso, o conceito de dureza pode estar relacionado a outras propriedades, como resistência, flexão, riscos, abrasão e corte. Tenacidade à fratura: refere-se à capacidade de um material em absorver energia antes de atingir o ponto de fratura. Limite de fadiga: refere-se ao fenômeno em que materiais se rompem gradualmente quando submetidos a ciclos repetidos de tensão ou deformação. Adicionalmente, a tenacidade à fratura é uma característica que indica a capacidade de um material resistir à fratura na presença de uma trinca. Ductilidade: refere-se à capacidade de um material de sofrer deformação plástica antes de se romper. Quando um material apresenta uma deformação plástica mínima ou nenhuma até o momento da fratura, ele é classificado como frágil. 13 Resiliência: refere-se à habilidade de um material de absorver energia durante uma deformação elástica e, após a eliminação da carga, recuperar essa energia. Uma propriedade pertinente a essa característica é o módulo de resiliência (Ur), que quantifica a energia de deformação por unidade de volume necessária para tensionar um material desde um estado sem carga até o seu limite de escoamento. 3.2 Materiais convencionais Lisboa, Santos e Melo (2017) afirmam que os materiais mais empregados na construção civil são os cerâmicos e metálicos. Enquanto Pinheiro e Crivelaro (2020) definem alguns conceitos muito utilizados: Recurso natural: Qualquer recurso indispensável para a preservação e o funcionamento adequado dos ecossistemas. Recurso renovável: Pode ser utilizado de forma moderada, levando em consideração o ciclo natural de regeneração do ecossistema. Exemplos incluem elementos como ar, água e madeira. Recurso não renovável: Ao ser explorado, não se regenera naturalmente. Ele se divide em duas categorias: os minerais energéticos, que incluem o petróleo, o carvão mineral e os minerais radioativos utilizados na produção de energia elétrica, e os minerais não energéticos, como o calcário, o ferro e o cobre. Há várias formas de categorizar materiais, porém a classificação mais amplamente reconhecida divide-os em: metais, cerâmicas, polímeros, compósitos, semicondutores e biomateriais (PINHEIRO; CRIVELARO, 2020). A Figura 4 ilustra esse diagrama de classificação. 14 Figura 4 - Classificação dos materiais Pinheiro e Crivelaro, 2020. 3.2.1 Metais Um metal é definido como um elemento constituído por átomos com características metálicas, nos quais os elétrons da camada de valência — a camada mais externa em relação ao núcleo — se movem de forma livre. Essa liberdade de movimento ocorre devido à menor força de atração exercida pelo núcleo sobre esses elétrons em comparação com as camadas internas. Como consequência, os elétrons podem se deslocar pelo reticulado metálico, originando a ligação metálica, a qual confere uma variedade de propriedades aos materiais metálicos (REMORINI et al., 2018). Pinheiro e Crivelaro (2020) estabelecem, que, em geral, esses materiais se apresentam em estado sólido à temperatura ambiente, com a exceção do mercúrio, que é líquido. Entre as principais propriedades dos metais, destaca-se a excelente condução de eletricidade e calor, o brilho característico, a opacidade, além de sua elevada resistência e capacidade de deformação, que se manifesta na ductilidade e maleabilidade. Remorini et al. (2018) classificam as propriedades dos metais da seguinte maneira: Condutividade elétrica — os metais possuem uma alta capacidade de conduzir eletricidade, o que os torna ideais para a fabricação de fios elétricos. Essa característica é atribuída à presença de elétrons livres na camada de valência, que facilitam o fluxo de corrente elétrica. 15 Condução de calor — os elétrons se movem livremente, facilitando a transferência de calor, semelhante ao que ocorre na condução elétrica. Essa propriedade torna esses materiais ideais para a fabricação de panelas e fornos. Densidade — os metais geralmente apresentam alta densidade devido à organização compacta de seus retículos cristalinos. Pontos de fusão — os metais apresentam temperaturas de fusão elevadas, resultado da intensa força de atração entre os elétrons livres que os mantém coesos. Para romper essa ligação, é necessária a aplicação de uma grande quantidade de energia externa ao sistema. Essa propriedade torna os metais adequados para aplicações em reatores nucleares, caldeiras e filamentos de lâmpadas incandescentes. Resistência à tração — os materiais metálicos possuem uma alta resistência quando submetidos a esforços de tração ou alongamento, o que se deve à forte intensidade das ligações metálicas. Essa característica torna esses materiais ideais para a fabricação de cabos de aço, que são utilizados na sustentação de elevadores e pontes estaiadas, além de vergalhões que servem como reforço nas estruturas de concreto armado. Na área da construção civil, os produtos metálicos mais relevantes incluem barras, chapas, cordoalhas, arames, perfis estruturais e tubos de aço. O alumínio é amplamente utilizado em perfis, placas, esquadrias e luminárias; o cobre é empregado em tubulações para água quente e na fabricação de cabos elétricos; enquanto o bronze é utilizado na confecção de itens decorativos (PINHEIRO; CRIVELARO, 2020). 3.2.2 Polímeros Popularmente conhecidos como plástico, os polímeros consistem predominantemente em extensas cadeias de átomos de carbono de natureza orgânica e apresentam uma estrutura não cristalina. A resistência mecânica e a ductilidade desses materiais variam amplamente. Devido à sua composição, os plásticos não são eficientes na condução de calor e eletricidade, funcionando, portanto, como isolantes. Além disso, são materiais leves e se decompõem a temperaturas relativamente baixas (REMORINI et al., 2018). Segundo Pinheiro e Crivelaro (2020), os polímeros possuem as seguintes propriedades: 16 • Facilidade de moldar um formato desejado; • Baixo custo de produção; • Resistência ao desgaste; • Peso reduzido; • Excelente isolamento térmico, elétrico e acústico; • Possibilidade de reciclagem. Ainda de acordo com Pinheiro e Crivelaro (2020), a classificação dos polímeros nem sempre é algo fácil, mas uma classificação normalmente aceita é: termoplásticos, termofixos e elastômeros. Termoplásticos - Remorini et al. (2018) dizem que termoplásticos, são polímeros que se amolecem e se fundem quando expostos a altas temperaturas. Um exemplo comum é o de um brinquedo de plástico deixado ao sol, que pode perder sua rigidez e cor. A estrutura dos termoplásticos é formada por longas cadeias, que podem ser lineares ou ramificadas. Embora a sensibilidade a temperaturas elevadas possa ser vista como uma desvantagem, resultando em uma diminuição da resistência do material, essa característica também permite que os termoplásticos sejam remoldáveis, o que os torna adequados para reciclagem. Esses polímeros são amplamente utilizados na produção de filmes plásticos, fibras e embalagens, incluindo materiais como polietileno (PE), polipropileno (PP) e cloreto de polivinila (PVC), entre outros. Termofixos - São sintéticos e apresentam rigidez estável, independentemente da variação de temperatura. Durante seu processo de fabricação, a matéria-prima é aquecida, promovendo um rearranjo atômico que resulta na formação de ligações permanentes na estrutura da cadeia polimérica. Após o resfriamento e a solidificação, esses polímeros tornam-se duros e resistentes. Contudo, quando expostos a altas temperaturas,eles não se fundem nem podem ser moldados novamente, mas sim se decompõem. Esses polímeros são amplamente utilizados em setores como a indústria automotiva e aeronáutica, com exemplos notáveis como poliuretano, poliéster e resinas epóxi (REMORINI et al., 2018). 17 Elastômeros - Pinheiro e Crivelaro (2020) afirmam que elastômeros são caracterizados por sua alta resistência e por apresentarem um comportamento elástico ágil. Assim que a carga é removida, esses materiais retornam à sua configuração original. O uso de polímeros na construção civil é cada vez mais comum, a seguir alguns exemplos de como podem ser utilizados de acordo com Pinheiro e Crivelaro (2020): Acabamento interior de paredes: os revestimentos de polímeros oferecem características decorativas, uma ampla gama de cores e padrões, brilho e propriedades higiênicas. Estão disponíveis em formatos de rolos, folhas ou placas, sendo os principais polímeros utilizados o poliestireno (PS) e o policloreto de vinila (PVC). Revestimento de pavimentos: Os polímeros, como o policloreto de vinila (PVC) e o acetato de vinila (EVA), são amplamente empregados como pisos devido à sua durabilidade, resistência ao desgaste e baixa condutibilidade térmica. Além de serem hidrófugos e não se expandirem com a umidade, esses materiais estão disponíveis em rolos, placas ou como componentes para pavimentos contínuos. Artigos sanitários: Os artigos sanitários, como lavatórios e boxes, são amplamente fabricados com polímeros devido às suas vantagens: leveza, estética, durabilidade, higiene e resistência à corrosão, além de não requererem pintura constante. A maioria é feita de poliestireno, embora o polimetacrilato de metila também seja utilizado. Tubulações: Nos últimos anos, tubos de polímero, como PVC, polietileno e poliésteres reforçados, têm substituído materiais tradicionais, como ferro fundido e cobre, em diversas aplicações, como condução de água e sistemas de irrigação. As vantagens dos polímeros incluem alta resistência à corrosão, leveza, flexibilidade e custos mais baixos em comparação com as tubulações metálicas. Colas e mastiques: O surgimento de materiais poliméricos na construção civil possibilitou o desenvolvimento de colas e mastiques para unir diferentes elementos. Essas colas, geralmente compostas por um agente base e um endurecedor, variam conforme os materiais a serem ligados, como colas fenólicas para plásticos e madeiras, epóxi para concreto e metais, e poliuretano para madeiras. Os mastiques, frequentemente de polisobutileno ou silicone, são utilizados principalmente na vedação de juntas de dilatação e podem ser aplicados com pistola ou ar comprimido. 18 3.2.3 Cerâmica A cerâmica, originária do grego “kéramos” (argila queimada), é reconhecida como o material artificial mais antigo produzido pelo homem, desempenhando um papel significativo na evolução cultural desde a Antiguidade. Escavações revelam utensílios cerâmicos que refletem a estética e a cultura das comunidades, incorporando temas do cotidiano, como caça e animais. A tecnologia foi essencial para essa produção, destacando-se a roda de madeira movida por pedal, desenvolvida em 2000 a.C., que possibilitou a criação de vasos com superfícies lisas e espessura uniforme (PINHEIRO; CRIVELARO, 2020). De acordo com Remorini et al. (2018), os principais materiais cerâmicos são: Cerâmicas tradicionais - Referem-se a produtos cerâmicos estruturais, como louças e materiais refratários, que são elaborados a partir de matérias-primas à base de argila. Vidros - São sólidos não cristalinos com ordenação atômica de curto alcance, compostos principalmente por SiO2 e outros óxidos como CaO e Na2O. Eles são moldados a quente, adquirindo comportamento plástico, e se tornam sólidos ao resfriar. Cerâmicas avançadas — Utilizadas em diversas áreas, incluindo aplicações eletroeletrônicas, térmicas, mecânicas, ópticas, químicas e biomédicas. Além dos materiais previamente mencionados, também são classificados como materiais cerâmicos as vitro-cerâmicas, os abrasivos e os cimentos. 3.2.4 Compósitos Remorini et al. (2018), afirmam que os compósitos foram desenvolvidos a partir da metade do século XX, são formados pela combinação de dois ou mais materiais distintos, visando otimizar propriedades para aplicações específicas. Esses materiais apresentam características superiores, como maior resistência e rigidez, além de resistência a altas temperaturas e corrosão. Durante sua formação, os componentes mantêm-se intactos, resultando em uma interface bem definida. O desempenho dos compósitos é, portanto, resultado da sinergia das propriedades dos materiais que os compõem. Já Pinheiro e Crivelaro (2020), expõem que um exemplo contemporâneo de compósito é o concreto armado. Esse material é formado por, no mínimo, dois componentes que apresentam características diferentes. Quando esses elementos são 19 combinados, eles geram um novo composto que possui propriedades que não poderiam ser alcançadas com apenas um dos componentes isoladamente. Os compósitos são formados por duas fases distintas: a matriz, que pode ser composta por materiais cerâmicos, poliméricos ou metálicos, e a fase dispersa, que normalmente consiste em fibras ou partículas que atuam como carga. A matriz, um material contínuo que envolve a fase dispersa, é fundamental na formação de compósitos, cuja eficiência depende da geometria, distribuição, orientação e compatibilidade interfacial dos materiais. A afinidade entre os constituintes é crucial, tornando essencial o entendimento das propriedades químicas e físicas, especialmente das interfaces (REMORINI et al., 2018). 3.2.5 Semicondutores Os materiais semicondutores desempenham um papel fundamental nos dispositivos eletrônicos contemporâneos. Para que um material seja classificado como semicondutor, é necessário que sua condutividade elétrica se situe em um intervalo que o distinga tanto de isolantes, que apresentam baixa condução elétrica, quanto de condutores, que permitem a passagem da eletricidade de maneira eficiente (PINHEIRO; CRIVELARO, 2020). Conforme Pinheiro e Crivelaro (2020), o silício, elemento 14 da Tabela Periódica, é o semicondutor mais utilizado devido à sua abundância. Embora o arseneto de gálio suporte melhor altas temperaturas, seu custo elevado limita seu uso a aplicações específicas. O nitreto de gálio (GaN) é outro composto do gálio, empregado em LEDs e diodos laser de alta frequência, onde a luz é emitida pela recombinação de elétrons com lacunas atômicas, liberando energia em forma de fótons. 3.2.6 Biomaterial Os biomateriais devem possuir biocompatibilidade, biofuncionalidade e bioadesão, além de características mecânicas como elasticidade e resistência à tração e fadiga. Recentemente, eles têm se integrado aos biocompósitos, que utilizam materiais vegetais, como bagaço de cana, casca de coco e sisal, e às biorrefinarias, que transformam resíduos agrícolas em matérias-primas e combustíveis. Exemplos incluem a madeira 20 plástica, destinada à construção civil, e o polietileno “verde”, oriundo da cana-de-açúcar (PINHEIRO; CRIVELARO, 2020). 3.3 Sustentabilidade e materiais alternativos Com as mudanças constantes na construção civil, a engenharia tem buscado novas abordagens que minimizem o impacto ambiental de seus projetos. A crescente demanda por edificações sustentáveis reflete uma nova perspectiva das empresas em relação à sustentabilidade e ao efeito das obras no meio ambiente. Atualmente, a sustentabilidade é central na construção civil, promovendo não apenas benefícios ecológicos, mas também a preservação ambiental. O uso de materiais alternativos, se destaca como uma estratégia essencial, mesmo que alguns apresentem custos mais elevados inicialmente, pois a longo prazo oferecem economia e melhor qualidade de vida (PEREIRA;PINHEIRO; ALVES, 2021). Na construção civil, é possível utilizar uma variedade de materiais alternativos que contribuem para a sustentabilidade, visando a criação de ambientes de qualidade. Esses materiais são escolhidos com base em princípios ecológicos e na utilização responsável dos recursos disponíveis (ANDRÉ, 2017). A seguir alguns exemplos de materiais alternativos para a construção civil de acordo com Pereira, Pinheiro e Alves (2021): Tijolo ecológico - O tijolo ecológico (Figura 5) se diferencia do tijolo convencional por não exigir energia e a utilização de forno em seu processo de fabricação, o que elimina o uso de lenha e a emissão de gases responsáveis pelo efeito estufa. Sua formulação, composta por terra e cimento, possibilita uma redução de até 70% no consumo de concreto e argamassa, além de uma diminuição de 50% na quantidade de ferro utilizada. Ademais, esse tipo de tijolo permite uma construção mais ágil, acelerando o tempo necessário para a edificação. 21 Figura 5 - Tijolo ecológico Fonte: https://abrir.link/nrJUt. Bambu - Amplamente disponível na natureza e com um ciclo de renovação rápido, pode ser colhido anualmente sem causar danos ao meio ambiente. Além de sua estética elegante, ele se apresenta como uma alternativa viável ao aço, concreto e madeira, devido ao seu baixo custo, à agilidade no processo de construção e manejo, e à sua elevada capacidade de retenção de carbono. Também é um material adequado para a construção de assoalhos. Combinando flexibilidade e resistência, sua força e tração podem ser até seis vezes superiores às do aço, o que amplia suas possibilidades de aplicação em diversas áreas. Cimento ecológico - Desde 1950, o cimento ecológico, também denominado CPIII, é utilizado no Brasil. Embora tenha sido pouco explorado até recentemente devido à resistência do mercado, esse tipo de cimento incorpora resíduos industriais, permitindo o reaproveitamento de até 70% de matérias-primas residuais provenientes de siderúrgicas. Além disso, é reconhecido por sua maior estabilidade e durabilidade em comparação com outros tipos de cimento. Tinta mineral natural - Também conhecida como tinta mineral ecológica, é formulada a partir de terra crua e emulsão aquosa, utilizando matérias-primas extraídas de jazidas certificadas. Esta tinta se destaca por sua proposta ambientalmente amigável, pois é solúvel em água e não contém derivados de petróleo. Além disso, apresenta baixa concentração de compostos orgânicos voláteis (COVs), que são prejudiciais à camada 22 de ozônio devido à sua capacidade de evaporação. Disponível em embalagens reutilizáveis ou recicláveis, suas principais cores incluem branco, terracota, café, grafite e preto. A tinta mineral (Figura 6) é lavável, durável e resistente à umidade, facilitando a troca de calor e contribuindo para a manutenção de ambientes livres de mofo e fungos. Figura 6 - Tinta Mineral Natural Fonte: https://abrir.link/oRMNA. Madeira plástica - Apesar da conotação negativa que seu nome pode sugerir, é composta por uma mistura de plásticos reciclados e resíduos vegetais provenientes de agroindústrias. Este material apresenta alta resistência a pragas, cupins, roedores e corrosão, sendo ideal para uso em ambientes externos. Ao contrário da madeira tradicional, a madeira plástica não empena nem racha, e não requer pintura ou manutenção. Além disso, possui uma aparência bastante similar à da madeira natural, destacando-se por sua versatilidade. Telhas ecológicas - produzidas a partir de resíduos sólidos como papel, plástico e metal destacam-se por sua elevada durabilidade e resistência. Além disso, possuem a capacidade de refletir a luz solar, o que contribui para um ambiente interno mais fresco e confortável. 4 GEOTECNIA De acordo com Andrade et al. (2013), a geotecnia é uma especialidade da Engenharia Civil que integra os conceitos e princípios essenciais da Geologia, Mecânica 23 dos Solos e Mecânica das Rochas na solução de desafios práticos. Essa área abrange uma variedade de questões, incluindo a identificação e caracterização de maciços, o projeto de fundações, a análise da estabilidade de taludes, o desenvolvimento de estruturas de suporte de terras, a execução de obras subterrâneas, além da construção de aterros e barragens. O foco principal da geotecnia reside no estudo do comportamento dos solos e rochas, bem como na compreensão de como esses materiais reagem às intervenções humanas e às forças da natureza. 4.1 Noções de Geologia A geologia, em sua acepção mais abrangente, pode ser entendida como a disciplina científica dedicada ao exame da origem, formação, história física, evolução, composição mineralógica e estrutura do planeta Terra. Esse estudo é realizado por meio da investigação dos minerais e rochas que constituem a crosta terrestre, assim como das forças e processos que influenciam essas formações (QUEIROZ, 2016). Para Santos (2023), a Geologia é uma disciplina que se concentra na análise e resolução de questões relacionadas à engenharia e ao meio ambiente, que surgem da interação entre as construções e atividades humanas e o meio físico geológico. Além disso, essa área de estudo envolve a previsão e a formulação de estratégias preventivas ou corretivas para mitigar riscos geológicos. Em suma, a Geologia desempenha um papel fundamental na antecipação e na redução de riscos geológicos que podem afetar obras civis, como deslizamentos de terra e rupturas. 4.2 Noções de Mecânica dos Solos A mecânica dos solos é uma disciplina que integra o campo da Engenharia Civil, especificamente na área da Geotecnia. Através da análise do solo, buscamos compreender seu comportamento mecânico, incluindo tensões e deformações, quando este é submetido a diferentes estados de tensão. Essa análise pode levar em conta a influência de fatores estáticos ou dinâmicos, assim como a presença de água (FLORIANO, 2016). 24 Pinto (2006) diz que todas as construções em Engenharia Civil têm como base o solo, o que torna imprescindível a análise do seu comportamento. A Mecânica dos Solos, que investiga a resposta dos solos a tensões aplicadas – como nas fundações – ou a tensões aliviadas, como em escavações, além do comportamento do solo em relação ao escoamento da água em seus poros, é uma disciplina fundamental dentro da Engenharia. Os engenheiros civis utilizam os princípios dessa ciência para fundamentar seus projetos. Murrieta (2018) destacou que o termo “solo” em português possui significados variados conforme o contexto acadêmico. O sentido mais comum atribuído à palavra refere-se ao “chão” ou “terra”. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT/NBR 6502) (ABNT, 2022) define solo como “material resultante da decomposição das rochas, causada por agentes físicos ou químicos, podendo conter ou não matéria orgânica”. Na área da Agronomia, o solo é considerado a parte da crosta terrestre apta para a agricultura. Em contrapartida, na Geologia, a camada que cobre as rochas é denominada rególito, termo que deriva do grego “regos”, que significa “cobertor”. Por sua vez, na Geotecnia, o solo é definido como um material natural, cuja origem é conhecida, que compõe a crosta terrestre e é caracterizado por ser facilmente removido, podendo ser escavado com o uso de tratores de lâmina e ferramentas manuais, como pá e enxada. Diferentemente da Geologia, que analisa detalhadamente a composição e a origem dos solos, apresentando uma extensa gama de classificações, a Construção Civil frequentemente realiza um estudo mais simplificado e, em muitos casos, rudimentar dos solos. De acordo com Botelho (2015), essa abordagem classifica os solos principalmente com base no tamanho e na composição dos grãos, resultando nas seguintes categorias: Solos arenosos: caracterizados por grãos maiores, que podem ser facilmentepercebidos ao toque; Solos argilosos: compostos por grãos muito pequenos, que não podem ser diferenciados ao tato. Quando estão secos, esses solos formam torrões bastante resistentes, exigindo um esforço considerável para serem desagregados com a pressão dos dedos. Solos siltosos: esses solos se situam entre os dois tipos mencionados, apresentando características que os aproximam dos solos argilosos. Quando estão secos, seus torrões se desintegram com facilidade ao serem pressionados com os dedos. 25 Ainda segundo Botelho (2015), podemos explorar as aplicações dos três tipos de solo: Solo argiloso: Este tipo de solo é amplamente utilizado na construção de corpos de barragens de terra. Além disso, quando cozido, continua a ser empregado na confecção de diversos objetos domésticos, como vasos, moringas, pratos, tijolos e telhas. Solo arenoso: Ideal para situações que requerem drenagem, devido à sua alta permeabilidade, o solo arenoso é frequentemente utilizado em áreas que necessitam de controle da umidade. Solo siltoso: Semelhante ao solo argiloso, o solo siltoso pode ser utilizado em contextos onde, tradicionalmente, o solo argiloso seria a escolha. Um exemplo notável é a barragem de Paraibuna, localizada no Estado de São Paulo, que foi construída utilizando solo siltoso em seu maciço. Essas características e usos dos diferentes tipos de solo são fundamentais para a compreensão de sua aplicação em projetos de engenharia e construção. Já a origem geológica dos solos Botelho (2015) classifica em duas categorias principais: Solos residuais: Se formam a partir da desintegração de rochas e permanecem no local de origem, apresentando grande homogeneidade. Solos transportados, ou sedimentares: São levados por agentes como vento e água, resultando em uma maior diversidade de características entre as amostras de um mesmo local. 4.3 Noções de Mecânica das Rochas Para Queiroz (2016), a mecânica das rochas é um campo da engenharia civil e de minas que estuda o comportamento mecânico das rochas e maciços rochosos, com o objetivo de quantificar parâmetros físicos para o dimensionamento de estruturas em ambientes rochosos. Dentro da geotecnia e geomecânica, esse conhecimento é fundamental para a execução de obras como túneis, taludes, fundações de barragens, pontes e escavações. Além de uma sólida base geológica, a atuação nessa área requer conhecimentos em mecânica e resistência dos materiais. 26 Ainda de acordo com Queiroz (2016), as principais propriedades mecânicas das rochas incluem resistência à compressão simples, resistência à tração, módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson e resistência ao cisalhamento. Esses parâmetros podem ser determinados em laboratório a partir de amostras ou in situ. Além das propriedades mecânicas, é fundamental considerar fatores como o fluxo interno da água, o nível d'água, a integridade das rochas, as condições do relevo e a estabilidade do maciço rochoso. Resistência à compressão simples (uniaxial): De acordo com Normando et al. (2021), as rochas que compõem maciços rochosos geralmente estão sob tensões triaxiais, mas o estudo do comportamento sob compressão simples é crucial para entender fenômenos relevantes na mecânica dessas estruturas. Um exemplo prático é o caso dos pilares de minas. O ensaio de compressão simples (Figura 7), utilizado para determinar as propriedades mecânicas das rochas, envolve um corpo de prova cilíndrico submetido a uma tensão normal, calculada pela razão entre a força aplicada e a área da base. A preparação da amostra exige atenção especial à retificação das superfícies de compressão para assegurar sua forma cilíndrica ideal. Figura 7 - Ensaio de compressão simples Fonte: Normando et al., 2021. Resistência à tração: A resistência à tração (σt) em amostras de rocha não é medida diretamente, ao contrário da resistência à compressão. Uma abordagem envolve 27 fixar a amostra com resinas epóxi e submetê-la à tração em uma máquina de ensaio universal. O método mais comum é o “método brasileiro”, criado pelo engenheiro Fernando Luiz Lobo Barboza Carneiro, que consiste em aplicar esforços diametrais em um corpo de prova cilíndrico até sua ruptura (QUEIROZ, 2016). A Tabela 1 apresenta valores experimentais aproximados de diferentes tipos de rochas, coletados em ambiente de laboratório. Tabela 1 - Valores médios aproximados obtidos experimentalmente em laboratório, em ensaios de compressão simples para algumas rochas Fonte: Queiroz, 2016. Módulo de elasticidade: O módulo de elasticidade (E), também conhecido como “módulo de Young”, expressa a relação entre a tensão normal e a deformação normal unitária de um material. Essa propriedade é típica de materiais elásticos, como rochas, aço, concreto e madeira. O módulo de elasticidade das rochas pode ser medido tanto em laboratório, utilizando amostras coletadas em campo e equipamentos de medição de alta precisão, quanto diretamente no campo, no maciço rochoso (QUEIROZ, 2016). Coeficiente de Poisson: Segundo Queiroz (2016), o coeficiente de Poisson (μ) é a razão entre a deformação transversal e a deformação longitudinal em um corpo de prova. Sua determinação em laboratório envolve a instrumentação do corpo, permitindo a medição das deformações longitudinais e do aumento do diâmetro sob cargas aplicadas. A Tabela 2 apresenta valores médios experimentais do módulo de elasticidade 28 e do coeficiente de Poisson para diferentes tipos de rocha. Contudo, esses valores são estimativos, pois podem variar devido a diferenças nas condições de ensaio e nas características dos materiais analisados. Tabela 2 - Valores do módulo de elasticidade e do coeficiente de Poisson médios para algumas rochas Fonte: Queiroz, 2016. Resistência ao cisalhamento: Para compreender a resistência ao cisalhamento, é fundamental considerar que as descontinuidades nas rochas não são uniformes. As irregularidades presentes nessas superfícies influenciam o comportamento sob cisalhamento, geralmente contribuindo para o aumento da resistência e, consequentemente, da estabilidade do maciço (NORMANDO et al., 2021). A resistência das rochas, especialmente nas descontinuidades, está diretamente ligada às propriedades dessas descontinuidades, especialmente nas juntas não preenchidas que têm contato direto com a rocha. A rugosidade e a dureza das superfícies dependem da composição mineralógica e da litologia da rocha, influenciando significativamente a resistência ao cisalhamento, especialmente quando as paredes são lisas e planas. A distância entre paredes de juntas influencia a conexão entre elas. Sem interconexão, a resistência ao cisalhamento é determinada pelo material de preenchimento. Com a redução da separação, as asperezas da rocha se interligam, 29 fazendo com que tanto o preenchimento quanto a rocha contribuam para a resistência ao cisalhamento (NORMANDO et al., 2021). A resistência por atrito é influenciada pela força normal, que, ao aumentar, expande a área de contato e, assim, eleva a resistência. Além disso, a rugosidade e a adsorção da superfície da partícula determinam as áreas de contato, que podem ser plásticas ou elásticas. A resistência de uma amostra de rocha pode ser avaliada por meio de testes laboratoriais ou ensaios in situ. Os principais métodos laboratoriais incluem o ensaio de cisalhamento direto e o ensaio de compressão triaxial. Figura 8 - Ensaio de cisalhamento direto Fonte: Normando et al., 2021. 5 HIDRÁULICA E SANEAMENTO A área de hidráulica e saneamento abrange o planejamento, projeto e operação de sistemas para o transporte e tratamento de líquidos, incluindo água potável, esgoto e resíduos sólidos. Utiliza princípios hidráulicos para dimensionar tubulações e canais, além de sistemas de drenagem e irrigação, considerando a gravidadee o bombeamento. Também envolve o estudo de recursos hídricos e aspectos hidrológicos e ambientais, sendo essencial para garantir a eficiência e a sustentabilidade na gestão da água e do saneamento (QUEIROZ, 2019). 30 5.1 Mecânica dos fluidos A mecânica dos fluidos é uma área da ciência que investiga o comportamento dos fluidos, tanto em estado de repouso quanto em movimento. Este campo de estudo visa compreender as características e propriedades dos fluidos em diferentes condições, seja quando estão estacionários ou em dinâmica (PAIVA; GODOI; ASSUNÇÃO, 2019). A mecânica dos fluidos se divide em estática e dinâmica. A estática dos fluidos estuda os fluidos em equilíbrio, sendo aplicada em sistemas hidráulicos e no armazenamento de líquidos ou gases. Já a dinâmica dos fluidos analisa o comportamento de líquidos e gases em movimento, incluindo aplicações em condutos forçados, canais abertos e aerodinâmica (QUEIROZ, 2019). 5.2 Hidrologia A Hidrologia é uma disciplina científica que se dedica ao estudo da água em seu contexto natural. Integrada à Geografia Física, essa área de conhecimento enfoca, de maneira particular, as propriedades, os fenômenos e a distribuição da água na atmosfera, na superfície terrestre e no subsolo (PINTO et al., 2017). Já Queiroz (2019) afirma que a hidrologia é uma ciência aplicada que analisa a ocorrência, distribuição e movimento da água na Terra, abrangendo o ciclo hidrológico. Essencial em diversas áreas da engenharia, especialmente na engenharia civil, ela fundamenta o projeto de sistemas de drenagem, vertedouros e controle de escoamento. Os cursos de engenharia civil incluem a hidrologia como disciplina obrigatória, cobrindo tópicos como precipitação, bacias hidrográficas, água subterrânea e cálculos de vazões. Baseada em princípios hidráulicos, a hidrologia utiliza abordagens matemáticas e estatísticas para entender a dinâmica da água. 5.3 Projetos hidráulicos Os projetos hidráulicos envolvem o planejamento e dimensionamento de tubulações para o transporte de água, abrangendo a seleção de sistemas de elevação para sucção e recalque, além de mecanismos de proteção, como válvulas de alívio e ventosas. Também incluem o projeto das estruturas de ancoragem das tubulações e 31 elementos estruturais que suportam a ação da água, como pilares de pontes, estruturas de proteção de margens e taludes de barragens (QUEIROZ, 2019). 5.4 Recursos hídricos Para Queiroz (2019), os recursos hídricos, tanto superficiais quanto subterrâneos, são essenciais para o abastecimento urbano, industrial e agrícola em bacias ou aquíferos. O especialista em recursos hídricos analisa a disponibilidade e viabilidade dessas fontes na região, considerando as vazões necessárias para uso. O desenvolvimento de projetos e a construção de poços para captação de água requerem a colaboração de equipes multidisciplinares, incluindo engenheiros de minas, geólogos e hidrogeólogos. 6 GESTÃO DE PROJETOS Conforme destacado por Perônico (2017), a função primordial do gerenciamento de projetos na construção civil reside na coordenação dos profissionais da equipe, visando otimizar suas contribuições ao projeto e, assim, assegurar o seu sucesso. Segundo o PMBOK (2013), o gerenciamento de projetos pode ser estruturado em cinco grupos de processos principais: Processos de Iniciação: Esses processos são responsáveis por definir um novo projeto ou uma nova fase de um projeto já existente. Processos de Planejamento: Este grupo inclui as atividades necessárias para estabelecer o escopo do projeto, definir seus objetivos e traçar a estratégia adequada para alcançá-los. Processos de Execução: Abrange as ações realizadas para efetivar as atividades estipuladas no plano de gerenciamento do projeto. Processos de Monitoramento e Controle: Este conjunto de processos é voltado para o acompanhamento, análise e controle do progresso e desempenho do projeto, além de identificar a necessidade de ajustes no plano e implementar essas mudanças. 32 Processos de Encerramento: Consiste nas atividades que visam concluir formalmente um projeto, uma fase ou um contrato, garantindo que todas as entregas sejam finalizadas e documentadas adequadamente. Esses grupos de processos são fundamentais para o sucesso na gestão de projetos, proporcionando uma abordagem estruturada e sistemática. Entretanto, os grupos de processos não são isolados ou estanques, nem se realizam apenas uma vez durante o projeto. Eles são constituídos por atividades que se inter-relacionam e ocorrem com intensidades diferentes ao longo de todo o processo (SOTILLE, 2010). No contexto da gestão de projetos, o PMBOK (2013) organiza seus processos em dez áreas de conhecimento. Essas áreas são conjuntos de processos interrelacionados que abordam temas específicos da gestão, sendo as seguintes: Gerenciamento da Integração do Projeto: Envolve processos e atividades voltados para a identificação, definição, combinação, unificação e coordenação das diversas atividades de gerenciamento dentro dos grupos de processos do projeto. Gerenciamento do Escopo do Projeto: Abrange os processos necessários para garantir que o projeto inclua todo o trabalho essencial, e apenas o trabalho necessário, para sua conclusão bem-sucedida. Gerenciamento do Cronograma do Projeto: Refere-se aos processos que asseguram a entrega do projeto dentro dos prazos estabelecidos. Gerenciamento dos Custos do Projeto: Integra os processos relacionados ao planejamento, estimativas, orçamentos, financiamento, gerenciamento e controle dos custos, garantindo que o projeto seja concluído dentro do orçamento aprovado. Gerenciamento da Qualidade do Projeto: Inclui processos que alinham a política de qualidade da organização ao planejamento, gerenciamento e controle dos requisitos de qualidade do projeto e do produto, visando atender às expectativas das partes interessadas. Gerenciamento dos Recursos do Projeto: Compreende os processos para identificar, adquirir e gerenciar os recursos necessários para a conclusão bem-sucedida do projeto. 33 Gerenciamento das Comunicações do Projeto: Abrange os processos essenciais para garantir que as informações do projeto sejam planejadas, coletadas, criadas, distribuídas, armazenadas, recuperadas, gerenciadas, controladas, monitoradas e apresentadas de forma oportuna e adequada. Gerenciamento dos Riscos do Projeto: Envolve processos relacionados ao planejamento, identificação e análise de riscos, planejamento de respostas, implementação e monitoramento das respostas a riscos durante o projeto. Gerenciamento das Aquisições do Projeto: Inclui os processos necessários para a compra ou aquisição de produtos, serviços ou resultados que estejam fora do escopo da equipe do projeto. Gerenciamento das Partes Interessadas do Projeto: Compreende os processos necessários para identificar todas as pessoas ou organizações afetadas pelo projeto, analisar suas expectativas e o impacto que elas têm sobre o projeto, e desenvolver estratégias de gerenciamento adequadas para envolver efetivamente as partes interessadas nas decisões e na execução do projeto. Essas áreas de conhecimento são fundamentais para o sucesso na gestão de projetos, proporcionando uma estrutura organizada e sistemática para abordar os diversos aspectos envolvidos no gerenciamento. 7 ÉTICA E RESPONSABILIDADE PROFISSIONAL A palavra “ética” tem suas raízes no grego, especificamente nos termos “ethos” ou “ethiké”, e está intimamente relacionada ao conceito de moral. Vázquez (1978) define ética como a teoria ou ciência que analisa o comportamento moral dos indivíduos em sociedade, caracterizando-a como uma abordagem específica para compreender as ações humanas. Complementando essa definição, o autor observa que a origem da palavra “moral” provém do latim “mos” ou “mores”, quesignifica “costume” ou “costumes”, referindo-se ao conjunto de normas e regras que são adquiridas por meio da prática habitual. Dessa forma, a moral está associada ao comportamento aprendido ou ao modo de ser que o ser humano desenvolve ao longo de sua vida. Ao longo da história, as atividades ligadas à construção civil têm sido sempre acompanhadas de significativas responsabilidades para os profissionais que atuam no 34 planejamento, projeto, coordenação, execução e manutenção das obras. Essas responsabilidades abrangem aspectos contratuais e legais, planejamento de projetos, garantia da estabilidade estrutural, seleção adequada dos materiais, execução das obras, segurança dos canteiros, análise dos solos e rochas nas fundações, bem como a verificação minuciosa dos projetos a serem implementados. Além disso, inclui-se a proteção dos trabalhadores envolvidos na construção e das pessoas que utilizarão os espaços edificados (QUEIROZ, 2019). Krubniki e Pereira (2010) afirmam que além das responsabilidades estipuladas no Código Civil, os profissionais da engenharia devem observar a vasta gama de leis estabelecidas pelos órgãos reguladores e fiscalizadores, como o Conselho Federal de Engenharia e Agronomia (CONFEA) e os Conselhos Regionais de Engenharia e Agronomia (CREA) de cada estado. Entre as legislações relevantes, destaca-se a Lei n.º 6.496/77 (BRASIL, 1977), que instituiu a Anotação de Responsabilidade Técnica (A.R.T.), e a Lei Federal n.º 5.194/66 (BRASIL, 1966), que regula o exercício das profissões de Engenheiro, Arquiteto e Engenheiro-Agrônomo, delineando suas atribuições e áreas de atuação. Dessa forma, evidencia-se a importância do conhecimento das legislações e regulamentações para os profissionais da engenharia, que, além dos deveres civis, possuem também obrigações técnicas e éticas. 7.1 Código de Ética do Engenheiro Assim como em diversas outras áreas profissionais, a engenharia é regida por um código de ética, estabelecido por meio de legislação específica. A ética na engenharia é regulamentada pela Lei n.º 5.194, de 24 de dezembro de 1966 (BRASIL, 1966), que abrange os artigos 27, alínea “n”, 34, alínea “d”, 45, 46, alínea “b”, 71 e 72. Essa legislação impõe a todos os profissionais vinculados ao sistema Confea/Crea a obrigação de observar e cumprir o Código de Ética Profissional, conforme a Resolução n.º 205, de 30 de setembro de 1971 (CONFEA, 1971), do Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia (CONFEA), que foi publicada no Diário Oficial da União em 23 de novembro de 1971. A versão mais recente do Código de Ética Profissional foi estabelecida pela Resolução n.º 1.002 do Confea (CONFEA, 2002), datada de 26 de novembro de 2002. 35 Tanto estudantes quanto profissionais têm a oportunidade de acessar o Código de Ética do Engenheiro por meio das publicações disponibilizadas pelo Confea ou pelos Crea estaduais. O engenheiro civil deve ser uma pessoa que se guia por princípios éticos, morais e educacionais, mantendo uma conduta exemplar. É fundamental que essa conduta se reflita em seu compromisso com o bem público e privado, a preservação ambiental, a cidadania, bem como nas relações com clientes, empregadores, colegas de profissão, subordinados e colaboradores, além de sua responsabilidade em relação à profissão e à sociedade como um todo (QUEIROZ, 2019). Dessa forma, pode-se perceber a responsabilidade ético-profissional do engenheiro, conforme disposto no artigo 6º do Novo Código de Ética Profissional, que delineia tanto os objetivos quanto as ações esperadas desse profissional. Art. 6º - O objetivo das profissões e a ação dos profissionais voltam-se para o bem-estar e o desenvolvimento do homem, em seu ambiente e em suas diversas dimensões: como indivíduo, família, comunidade, sociedade, nação e humanidade; nas suas raízes históricas, nas gerações atual e futura (CONFEA, 2002, documento online). Assim, segundo Moura (2010), é fundamental que os profissionais de Engenharia respeitem os princípios éticos estabelecidos, evitando condutas que contrariem essas normas. Exemplos de comportamentos a serem evitados incluem: - Utilizar artifícios ou métodos enganosos para obter vantagens indevidas. - Fornecer, de má-fé, orientações, propostas ou prescrições técnicas que possam causar danos à sociedade, à saúde pública ou ao patrimônio cultural. - Aceitar funções, contratos ou tarefas para as quais não possuam a qualificação necessária. A violação do Novo Código de Ética Profissional pode resultar na abertura de um processo ético-disciplinar, com possíveis penalidades impostas pelo CREA, que podem variar de advertências reservadas a censuras públicas. 36 7.2 Atribuições do Engenheiro Civil As atribuições profissionais são estabelecidas pelas atividades regulamentadas pela legislação, que delineiam a atuação de cada modalidade. No contexto brasileiro, as responsabilidades dos engenheiros são atribuídas com base na formação específica de cada área e nas disciplinas ou conjuntos de disciplinas que foram cursadas durante a graduação, relacionadas às principais áreas de atuação. Essas atribuições definem as atividades que o graduado, devidamente registrado no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia (CREA), está autorizado a realizar dentro de sua especialidade (QUEIROZ, 2019). De acordo com a Resolução n.º 218, de 29 de junho de 1973, do Confea: Art. 7º – Compete ao ENGENHEIRO CIVIL ou ao ENGENHEIRO DE FORTIFICAÇÃO e CONSTRUÇÃO: I – O desempenho das atividades 01 a 18 do artigo 1º desta Resolução, referentes a edificações, estradas, pistas de rolamentos e aeroportos; sistemas de transportes, de abastecimento de água e de saneamento; portos, rios, canais, barragens e diques; drenagem e irrigação; pontes e grandes estruturas; seus serviços afins e correlatos (CONFEA, 1973, documento online). Assim, conforme o artigo 7º da Resolução n.º 218 de 1973, os engenheiros civis são responsáveis por todas as atividades enumeradas de 1 a 18 a seguir: Art. 1º - Para efeito de fiscalização do exercício profissional correspondente às diferentes modalidades da Engenharia, Arquitetura e Agronomia em nível superior e em nível médio, ficam designadas as seguintes atividades: Atividade 01 - Supervisão, coordenação e orientação técnica; Atividade 02 - Estudo, planejamento, projeto e especificação; Atividade 03 - Estudo de viabilidade técnico-econômica; Atividade 04 - Assistência, assessoria e consultoria; Atividade 05 - Direção de obra e serviço técnico; Atividade 06 - Vistoria, perícia, avaliação, arbitramento, laudo e parecer técnico; Atividade 07 - Desempenho de cargo e função técnica; Atividade 08 - Ensino, pesquisa, análise, experimentação, ensaio e divulgação técnica; extensão; Atividade 09 - Elaboração de orçamento; Atividade 10 - Padronização, mensuração e controle de qualidade; Atividade 11 - Execução de obra e serviço técnico; Atividade 12 - Fiscalização de obra e serviço técnico; Atividade 13 - Produção técnica e especializada; Atividade 14 - Condução de trabalho técnico; Atividade 15 - Condução de equipe de instalação, montagem, operação, reparo ou manutenção; Atividade 16 - Execução de instalação, montagem e reparo; Atividade 17 - Operação e manutenção de equipamento e instalação; 37 Atividade 18 - Execução de desenho técnico (CONFEA, 1973, documento online). Desse modo, conforme apresentado, a legislação evidencia que a engenharia civil abrange um vasto espectro de oportunidades profissionais, englobando diversas áreas de especialização e demandando um conjunto significativo de conhecimentos científicos e tecnológicos. É importante ressaltar que, em profissões com uma ampla gama de atribuições, surgem também diversas responsabilidades. Isso é especialmente relevante no contexto da engenharia civil, que desempenha um papel crucial na segurança das pessoase na proteção do patrimônio nos diferentes ambientes construídos (QUEIROZ, 2019). 7.3 Anotação De Responsabilidade Técnica (ART) A Anotação de Responsabilidade Técnica (ART) é um documento essencial para a realização de qualquer serviço nas áreas de engenharia e nas profissões regulamentadas pelo Conselho Federal de Engenharia e Agronomia (CONFEA). Este documento deve ser devidamente preenchido e assinado pelo profissional responsável, e posteriormente registrado no Conselho Regional de Engenharia e Agronomia (CREA), mediante o pagamento de uma taxa correspondente. A ART foi estabelecida pela Lei n.º 6.496, de 7 de dezembro de 1977 (BRASIL, 1977), que formaliza a necessidade de sua emissão na prestação de serviços de engenharia e agronomia (QUEIROZ, 2019). A Anotação de Responsabilidade Técnica (ART) foi inicialmente criada como um mecanismo para registrar as responsabilidades técnicas dos profissionais. No entanto, além dessa função, ela se consolidou como um relevante meio de arrecadação, uma vez que as taxas associadas à ART são essenciais para viabilizar as alterações estruturais e para a efetiva realização do processo de fiscalização (MOURA, 2010). Demonstram-se, pois, as atribuições da ART nos artigos 1º a 3º da Lei 6496/77: Art. 1º - Todo contrato, escrito ou verbal, para a execução de obras ou prestação de quaisquer serviços profissionais referentes à Engenharia, à Arquitetura e à Agronomia fica sujeito à “Anotação de Responsabilidade Técnica” (ART). Art. 2º - A ART define para os efeitos legais os responsáveis técnicos pelo empreendimento de engenharia, arquitetura e agronomia. § 1º - A ART será efetuada pelo profissional ou pela empresa no Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia (CREA), de acordo com 38 Resolução própria do Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia (CONFEA). § 2º - O CONFEA fixará os critérios e os valores das taxas da ART ad referendum do Ministro do Trabalho. Art. 3º - A falta da ART sujeitará o profissional ou a empresa à multa prevista na alínea “a” do art. 73 da Lei n.º 5.194, de 24 de dezembro de 1966, e demais cominações legais (BRASIL, 1977, documento online). Para Queiroz (2019), a ART oferece ainda relevância para a sociedade, tal como: a) A Anotação de Responsabilidade Técnica (ART) possibilita à sociedade reconhecer os profissionais responsáveis por um projeto específico, bem como as particularidades dos serviços oferecidos. b) Em situações de sinistros ou acidentes, a ART desempenha um papel crucial ao identificar, de forma individual, os profissionais envolvidos, facilitando a responsabilização e a apuração de responsabilidades junto às autoridades competentes. Ainda seguindo o raciocínio de Queiroz (2019), a ART é beneficiável para o profissional, garantindo os direitos autorais, definindo os limites de responsabilidade e viabilizando o Acervo Técnico. 7.4 Responsabilidade Civil Ao ingressar no mercado de trabalho, o engenheiro civil deve estar ciente das responsabilidades civis e das legislações aplicáveis, fundamentando sua atuação em princípios éticos e nas melhores práticas da engenharia. É fundamental que o profissional possua a formação adequada e um sólido domínio técnico, permitindo-lhe tomar decisões apropriadas para cada situação. Dado que a engenharia abrange diversas especialidades, como mecânica de estruturas, hidráulica, projetos de edificações e rodovias, é essencial que o engenheiro esteja em constante atualização para se manter alinhado às inovações e exigências do setor (KRUBNIKI; PEREIRA, 2010). Para entender a responsabilidade civil do engenheiro, é fundamental identificar o tipo de obrigação que ele assume ao prestar seus serviços. No âmbito do Direito Civil, existem duas categorias de obrigação: a de meio e a de resultado. Quando se trata da obrigação de meio, a responsabilidade do profissional é de natureza subjetiva, ou seja, depende da existência de culpa ou dolo. Nesse contexto, o engenheiro deve empregar todos os esforços e diligências necessárias para atingir o objetivo pretendido, mas não https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/L5194.htm#art73a https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/L5194.htm#art73a 39 pode garantir um resultado específico, uma vez que, em algumas situações, o resultado pode estar além do seu controle. Ele será responsabilizado apenas se ficar demonstrada a sua culpa ou dolo. O dolo refere-se à intenção deliberada de violar direitos ou causar prejuízos a terceiros, caracterizando-se pelo pleno conhecimento do ato lesivo e pelo propósito de realizá-lo. Por outro lado, se o dano ocorrer sem essa intenção deliberada, mas em decorrência de imprudência ou negligência, a responsabilidade é atribuída à culpa (STOCO, 2001). Na obrigação de resultado, o profissional compromete-se a garantir o alcance do resultado desejado pelo contratante. Caso não consiga cumprir essa obrigação, configura-se o inadimplemento do acordo estabelecido (GAGLIANO, 2017). Nesse contexto, a responsabilidade é considerada ‘subjetiva’ quando está relacionada à noção de culpa. Assim, a demonstração da culpa do agente se torna um requisito essencial para a caracterização do dano passível de indenização. Portanto, a responsabilidade de quem causa o dano só se estabelece quando há a comprovação de que agiu com dolo ou culpa (GONÇALVES, 2015). De acordo com Tartuce (2011), a responsabilidade subjetiva é a norma predominante no ordenamento jurídico brasileiro, fundamentada na teoria da culpa. Para que um agente seja responsabilizado civilmente, é necessário demonstrar sua culpa, que abrange tanto o dolo (intenção de causar dano) quanto a culpa em sentido restrito (imprudência, negligência ou imperícia). Em contrapartida, nas situações em que a obrigação é de resultado, aplica-se a responsabilidade objetiva, que não requer a demonstração de culpa. Em uma obrigação de resultado, o devedor deve atingir uma finalidade específica para considerar sua obrigação cumprida. Enquanto o resultado não for alcançado, a obrigação permanece em aberto (AZEVEDO, 2008). Por exemplo, um profissional encarregado de elaborar e fiscalizar um projeto de construção assume a responsabilidade pelos danos que possam ocorrer, pois deve supervisionar a execução do trabalho desde as etapas iniciais até o acabamento. Ele é responsável por verificar a qualidade dos materiais utilizados, rejeitando aqueles que sejam inadequados ou 40 defeituosos. Assim, sua obrigação não se limita à realização de atividades, mas inclui a produção do resultado esperado pelo credor (GAGLIANO, 2017). 7.5 Responsabilidade Penal A responsabilidade penal refere-se às consequências legais que surgem de infrações classificadas como crimes ou contravenções, aplicáveis exclusivamente a pessoas físicas, como autores ou coautores. Essa responsabilidade pode resultar em sanções que incluem penas privativas de liberdade (reclusão, detenção, prisão simples), multas ou restrições a direitos e atividades (QUEIROZ, 2019). O engenheiro pode ser responsabilizado criminalmente por diversos atos ou danos a terceiros, como incêndios, inundações e desabamentos, conforme previsto no Código Penal Art. 250 - Causar incêndio, expondo a perigo a vida, a integridade física ou o patrimônio de outrem: Pena -reclusão, de três a seis anos, e multa. Art. 254 - Causar inundação, expondo a perigo a vida, a integridade física ou o patrimônio de outrem: Pena -reclusão, de três a seis anos, e multa, no caso de dolo, ou detenção, de seis meses a dois anos, no caso de culpa. Art. 255 - Remover, destruir ou inutilizar, em prédio próprio ou alheio, expondo a perigo a vida, a integridade física ou o patrimônio de outrem, obstáculo natural ou obra destinada a impedir inundação: Pena -reclusão, de um a três anos, e multa. Art. 256 - Causar desabamento ou desmoronamento, expondo a perigo