Objetivos de aprendizagem
Ao final desta lição, você será capaz de:
- Defina engenharia civil
- Descreva a história da engenharia civil
- Explique as subdisciplinas da engenharia civil
- Explique as funções da engenharia civil
- Explique os benefícios da engenharia civil
- Últimos desenvolvimentos em engenharia civil
Engenharia civil se refere a um tipo de engenharia que lida com o projeto, construção e manutenção do ambiente físico e naturalmente construído. Inclui obras públicas como pontes, estradas, canais, aeroportos, represas, ferrovias e sistemas de esgoto.
Engenharia civil é a segunda disciplina mais antiga da engenharia, depois da engenharia militar. Ela é tradicionalmente dividida em várias subdisciplinas. A engenharia civil pode ocorrer tanto no setor público quanto no privado.
História da engenharia civil
A história da engenharia civil está conectada ao conhecimento em áreas como estruturas, geografia, ciência dos materiais, geologia, hidrologia, solos, mecânica, ciência ambiental e gerenciamento de projetos.
Ao longo da história antiga e das eras medievais, a maioria das construções e projetos arquitetônicos eram conduzidos por artesãos como carpinteiros e pedreiros. A infraestrutura que existia era limitada e repetitiva em design.
Um exemplo antigo de uma abordagem científica para problemas físicos e matemáticos aplicáveis à engenharia civil é o trabalho de Arquimedes no século III a.C. Seus trabalhos trouxeram a compreensão de conceitos como flutuabilidade e soluções práticas como o parafuso de Arquimedes.
A prática mais antiga de engenharia civil começou no vale do Indo, no Egito, e na Mesopotâmia, no antigo Iraque. Isso ocorreu entre 4000 e 2000 a.C. O desenvolvimento da engenharia civil durante esse período foi influenciado principalmente pelo abandono da existência nômade pelo povo. Isso criou a necessidade de construção de mais abrigos. A necessidade de transporte também aumentou durante esse período, levando à invenção da roda e da vela.
Outros exemplos históricos de construções de engenharia civil incluem:
- As pirâmides do Egito (2700-2500 a.C.)
- O sistema de gestão de água Qanat
- O Partenon na Grécia antiga (447-438 a.C.)
- A via Ápia pelos engenheiros romanos (312 a.C.), e
- A Grande Muralha da China (220 a.C.).
Subdisciplinas da engenharia civil
As subdisciplinas da engenharia civil incluem:
- Engenharia estrutural. Ela se preocupa com o projeto e a análise de estruturas como pontes, edifícios e canais. Ela envolve a identificação de cargas atuando em uma estrutura e as forças e tensões resultantes da carga. Após essa análise, os engenheiros então projetam uma estrutura capaz de suportar e resistir com sucesso a essas cargas. Essas cargas incluem; o peso próprio da estrutura, carga de roda em movimento, carga de terremoto e carga de mudanças de temperatura. Engenheiros estruturais devem projetar estruturas que sejam eficazes e seguras para uso. Considerações de projeto para engenheiros incluem; estabilidade, resistência e rigidez.
- Engenharia de construção. Envolve o planejamento e a execução de projetos de construção. Lida com atividades como o transporte de todos os materiais de construção e desenvolvimento do local com base no projeto estabelecido por outras formas de engenharia civil, como engenharia estrutural. Algumas das tarefas dos engenheiros de construção incluem; avaliar operações logísticas, monitorar os preços de suprimentos e redigir e revisar contratos.
- Engenharia ambiental. Envolve atividades como o tratamento de resíduos (térmicos, biológicos e químicos), purificação do ar e da água e remediação de locais contaminados. Engenheiros ambientais também têm o papel de compilar informações sobre as consequências ambientais das ações humanas.
- Engenharia forense. Envolve a investigação de componentes, materiais, produtos e estruturas para determinar se eles operam ou funcionam como pretendido. Isso é feito para evitar danos à propriedade ou perda de vidas. Seu principal propósito é investigar a causa da falha e melhorar.
- Ciência e engenharia de materiais. Envolve o estudo das características fundamentais de materiais como concreto e metais fortes como aço e alumínio. Ajuda-nos a entender os melhores materiais para usar em diferentes obras de engenharia.
- Engenharia de transporte. Envolve a criação de um ambiente onde seja fácil para pessoas e bens se moverem de um lugar para outro de forma eficaz. Isso envolve projetar, construir e manter infraestrutura para transporte, como sistemas ferroviários, rodovias, aeroportos, canais e ruas.
- Engenharia de recursos hídricos. Envolve a coleta e o gerenciamento de água. Também se preocupa com o transporte e o fluxo de fluidos, principalmente água, tanto na superfície quanto no subsolo.
- Topografia. Topografia é o processo de medir certas dimensões na superfície da Terra ou próximo a ela. Os topógrafos ajudam a traçar a rota para outras infraestruturas, como ferrovias, rodovias e ruas.
Funções da engenharia civil
As funções da engenharia civil são divididas em três categorias: funções executadas antes da construção, funções executadas durante a construção e funções executadas após a construção.
1. As funções da engenharia civil desempenhadas antes da construção incluem:
- Estudos de viabilidade. Este é um estudo extensivo do objetivo da construção e alternativas ao projeto. Por exemplo, estudos de viabilidade podem determinar se deve construir uma ponte ou um túnel. Ao conduzir este estudo, problemas econômicos e de engenharia devem ser considerados.
- Investigações de local. Isso é semelhante aos estudos de viabilidade, mas mais extenso. Isso inclui o estudo da mecânica do solo para garantir a segurança das estruturas.
- Design. Esta é a aplicação da teoria de design de campos como termodinâmica, hidráulica e física nuclear para projetar sistemas. Também envolve pesquisa em tecnologia e análise estrutural de materiais para criar novos designs avançados.
2. Construção. Após os estudos de viabilidade, o engenheiro é encarregado da tarefa de construção. Após os estudos de pré-construção e design, o engenheiro é obrigado a comprar materiais e montar uma equipe para executar a construção.
3. Manutenção é uma função da engenharia civil realizada após a construção. Envolve trabalho temporário para manter uma estrutura em boa forma.
Benefícios da engenharia civil
- Promove o transporte por meio da construção de estradas, ferrovias, canais e pontes.
- Ela promove o desenvolvimento de energia apoiando atividades como mineração de carvão e petróleo, geração de energia hidrelétrica e solar.
- Promove a saúde pública ao melhorar o descarte de resíduos.
- Promove diferentes setores da economia, como a agricultura, por meio do desenvolvimento de sistemas de irrigação.
Últimos desenvolvimentos em engenharia civil
- Modelagem de informações de construção (BIM): o BIM aprimora a colaboração e a visualização do projeto, integrando dados em tempo real sobre materiais, cronogramas e custos, tornando a construção mais eficiente e reduzindo erros.
- Materiais sustentáveis: O uso de materiais ecológicos, como concreto autocicatrizante, recursos reciclados e isolamento de base biológica, está aumentando, com o objetivo de reduzir o impacto ambiental e melhorar a eficiência energética.
- Impressão 3D: a impressão 3D de concreto está acelerando a construção, permitindo estruturas precisas e complexas com desperdício mínimo e custos de mão de obra reduzidos.
- Infraestrutura inteligente: a tecnologia de IoT em infraestrutura (por exemplo, estradas inteligentes, pontes de automonitoramento) está criando cidades mais inteligentes e responsivas que gerenciam recursos de forma eficiente e melhoram a vida urbana.
- Robótica e automação: robôs são cada vez mais usados para tarefas como assentamento de tijolos, movimentação de materiais e monitoramento de locais, aumentando a produtividade e a segurança, ao mesmo tempo em que abordam a escassez de mão de obra.
- Construção fora do local: os métodos de construção pré-fabricada e modular estão se tornando mais populares por sua velocidade, controle de qualidade e impacto ambiental reduzido, minimizando o desperdício no local.
