Fixar uma gaiola ou uma estrutura: ancoragem química, buchas e ancoragens

Ancorar uma gaiola de cross training, uma estrutura de street workout ou uma estante de parede é uma tarefa de design estrutural, não um detalhe de montagem. A resposta breve para a maioria dos projetos: ancoragem química sobre betão são de pelo menos 100 mm de espessura, com embutimento de 80 a 110 mm segundo o diâmetro do varão e um tempo de cura que vai de 45 minutos a 24 horas segundo a química da resina e a temperatura do suporte. As ancoragens mecânicas de expansão são mais rápidas mas toleram muito pior a carga dinâmica e cíclica, que é exatamente a que produzem uma barra de dominadas ou um saco de boxe.

Porque é que o caso de carga é o ponto de partida

As estruturas de treino não aplicam cargas estáticas. Uma dominada em kipping, um muscle-up, uma barra solta sobre um suporte do rig ou um saco de 40 kg sob uma combinação geram cargas cíclicas, fora de eixo e impulsivas. As fixações que resultam perfeitamente válidas para uma ménsula estática desapertam-se de forma progressiva sob esse regime.

Há três grandezas que devem estabelecer-se antes de especificar qualquer fixação:

• A carga de tração (arrancamento) em cada ponto de fixação, com a amplificação dinâmica incluída.
• A carga de corte, que domina nas estantes de parede e nas placas de base que resistem a um impulso horizontal.
• O momento que a geometria da estrutura gera, que é o que transforma uma carga de utilizador modesta numa grande força de arrancamento nos parafusos traseiros da placa de base de uma estrutura alta e estreita.

O manual de instalação do fabricante deve indicar esses valores por ponto de fixação. Se não o fizer, é uma questão a resolver com o fornecedor antes da encomenda e não depois da entrega.

Ancoragens químicas: a referência para cargas dinâmicas

Uma ancoragem química transmite a carga através da resina ao longo de toda a profundidade do furo, em vez de através de pressão radial de expansão. Isso tem quatro consequências práticas:

• Sem tensão de expansão no betão, de modo que a ancoragem pode situar-se mais perto do bordo da laje ou de outra ancoragem sem fissurar o suporte.
• Melhor comportamento em betão fissurado, desde que a resina disponha de uma avaliação que cubra esse uso.
• Resistência maior e mais previsível face à carga cíclica, que é a propriedade decisiva em estruturas de treino.
• Tolerância a suportes ocos e perfurados quando usada com crivo, algo que as ancoragens mecânicas não oferecem de todo.

Especifique uma resina que disponha de Avaliação Técnica Europeia (ETE) que cubra o uso previsto, e verifique que essa avaliação inclua expressamente as categorias sísmica ou de fadiga se o projeto as exigir. Na Europa o cálculo realiza-se segundo a EN 1992-4, o eurocódigo que cobre o design de fixações em betão; fora da Europa, a referência equivalente é o capítulo 17 da ACI 318. Uma ancoragem especificada sem referência a nenhuma das duas está a ser especificada por costume.

O tempo de cura é uma restrição real de obra

São intervalos indicativos. Trabalhe sempre com a ficha técnica do fabricante da resina para o produto concreto e com a temperatura medida do suporte, não com a do ar. A instalação de inverno num local exterior é a causa mais frequente de ancoragens com resistência insuficiente, porque o betão está mais frio do que parece nesse dia.

A preparação do furo decide o resultado

O comportamento de uma ancoragem química depende da limpeza do furo mais do que de qualquer outra variável de instalação. O pó de perfuração que fica dentro pode reduzir a capacidade de arrancamento em mais da metade. A sequência é soprar, escovar e voltar a soprar, de forma repetida e com uma escova do diâmetro correto, ou usar uma broca oca com aspiração de pó, que elimina por completo esse passo e vale a pena especificar em qualquer projeto com mais de algumas dezenas de fixações.

Ancoragens mecânicas: onde continuam a ser adequadas

Os parafusos passantes, as buchas de cunha e as buchas de percussão instalam-se de imediato e sem tempo de cura, algo que conta com um calendário apertado. São adequados nestes casos:

• Betão são e sem fissuras de pelo menos 100 mm de espessura, e de preferência mais.
• Cargas predominantemente estáticas: equipamentos que se aparafusam para impedir que se movam e não para resistir a arrancamentos repetidos.
• Posições afastadas dos bordos da laje e de outras ancoragens, porque a pressão de expansão precisa de betão em redor contra o qual reagir.

São a escolha errada junto a um bordo, numa laje fina ou fissurada, em bloco oco, numa camada de argamassa ou onde a estrutura for carregada de forma dinâmica. Uma bucha de cunha em 60 mm de argamassa sobre isolamento não é uma fixação: é um adorno.

Suporte a suporte

Estruturas de exterior: fundações e placas de base

As estruturas de street workout de exterior, as estantes ninja e os circuitos de obstáculos ancoram-se sobre maciços de betão calculados, dimensionados segundo a EN 16630 para o material de fitness de exterior de instalação permanente, ou segundo a EN 1176-1 quando a instalação é uma área de jogo infantil, e segundo a EN 16899 para o equipamento de obstáculos e do tipo ninja. O fabricante fornece uma planta de fundação com as dimensões do maciço, a classe de betão e a armadura; a propriedade é responsável por verificar a capacidade portante do terreno e a drenagem.

Três detalhes separam as instalações que duram das que não duram:

• Placas de base e varões galvanizados ou inox. Uma estrutura galvanizada sobre varões de aço nu corrói-se na união em poucos invernos. A menos de 3 km da costa, ou onde se use sal de degelo, especifique aço inox de qualidade 316 em todo o conjunto.
• Face superior da fundação abaixo do pavimento acabado. O maciço de betão deve ficar sob o pavimento amortecedor para que não apareça nenhum canto duro dentro da zona de queda livre.
• Drenagem e proteção dos montantes. A água estagnada na placa de base é o que realmente acaba com as estruturas de exterior.

O nosso guia de instalação de áreas de fitness exterior cobre a sequência de obra, e a secção de estruturas de street workout mostra as configurações que estas fundações sustentam.

Ensaios e registos

Em instalações públicas e comerciais, o ensaio de arrancamento sobre uma amostra de ancoragens é prática habitual e muitas vezes é exigido pela propriedade ou pela seguradora. Um regime típico consiste em ensaiar entre 5 e 10 por cento das ancoragens a uma carga de prova definida, com critério de aceitação de deslocamento não mediível, e registar os resultados junto com os números de lote da resina, a temperatura do suporte e os dados do instalador. Esses registos, juntamente com um plano documentado de inspeção periódica, são o que o explorador precisa quando surge uma reclamação. O nosso guia de ancoragem e manutenção de rigs estabelece os intervalos de inspeção face aos quais levar esses registos.

Perguntas frequentes

Quanto tempo demora a curar uma ancoragem química?

Entre 45 minutos e 24 horas segundo a química da resina e, sobretudo, segundo a temperatura do suporte e não a do ar. Trabalhe sempre com a ficha técnica do fabricante para o produto concreto e nunca ponha em carga uma ancoragem antes da cura completa indicada: uma ancoragem parcialmente curada pode parecer sólida e falhar bastante abaixo do seu valor de cálculo.

Pode fixar-se um rig sobre um piso de madeira?

Só depois de um estudo estrutural. O procedimento habitual é o parafuso passante com contraplacas de repartição sob as vigas, e muitos rigs não podem fixar-se sobre madeira de todo porque os valores de arrancamento e de momento superam o que a estrutura do pavimento pode suportar. As alternativas são uma nova laje de betão ou uma configuração autoportante lastrada.

Que profundidade de furo precisa uma gaiola de cross training?

Normalmente de 80 a 110 mm segundo o diâmetro do varão, sobre betão de pelo menos 100 mm de espessura. O número que manda é a profundidade de embutimento que indicam o manual de instalação do fabricante e a Avaliação Técnica Europeia da ancoragem, e varia segundo o produto; não transporte um valor de um projeto para outro.

Ancoragem química ou mecânica para uma estrutura de saco de boxe?

Química, sem hesitações. Um saco aplica uma carga repetida, oscilante e fora de eixo, que é precisamente o caso que as ancoragens mecânicas de expansão toleram pior. A ancoragem química permite ainda fixar mais perto do bordo da laje, algo muitas vezes inevitável nas posições de canto onde acabam estas estruturas.

Quem é responsável pelo cálculo da ancoragem?

O fabricante do equipamento fornece as cargas de fixação, os detalhes da placa de base e a planta de fundação. A propriedade ou a sua equipa técnica confirma que a estrutura existente ou o terreno conseguem suportar essas cargas. Quando o fornecedor também instala, essa responsabilidade deve ficar expressamente definida no contrato, porque é a interface onde surgem os conflitos.