Estados Limites ELU e ELS: Utilização e as diferenças entre eles

POR Pedro Coelho

Publicado: terça-feira, 5 de agosto de 2025

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Na engenharia estrutural, o dimensionamento e a verificação de estruturas seguem critérios rigorosos que garantem tanto a segurança quanto a funcionalidade das construções. Nesse contexto, os conceitos de Estados Limites Últimos (ELU) e Estados Limites de Serviço (ELS) desempenham um papel fundamental.

Esses dois estados limites representam diferentes condições que uma estrutura pode atingir ao longo de sua vida útil: o ELU está relacionado à segurança estrutural e à prevenção de colapsos, enquanto o ELS refere-se ao desempenho em serviço, como deformações excessivas ou fissuras visíveis. Compreender a diferença entre eles, bem como suas aplicações práticas, é essencial para projetar estruturas que sejam ao mesmo tempo seguras, duráveis e confortáveis para os usuários.

Este texto explora a definição, a utilização e as principais diferenças entre os estados limites ELU e ELS, destacando sua importância no contexto das normas técnicas e dos projetos de engenharia.

Estados-Limites Últimos (ELU)

Os estados-limites últimos, conhecidos pela sigla ELU (do inglês Ultimate Limit States), referem-se às condições extremas que representam a capacidade máxima que uma estrutura pode suportar antes de entrar em colapso parcial ou total. Esse colapso pode ocorrer de diversas formas e, ao comprometer a integridade estrutural, impede a continuidade de uso da construção ao longo de sua vida útil.

Pilar rompido, condição caracterizada por atingir o Estado-Limite Último

Para evitar que essas situações críticas sejam atingidas, adota-se uma abordagem de projeto que incorpora coeficientes de segurança. Isso implica em considerar ações (cargas) aumentadas e resistências dos materiais reduzidas, garantindo assim que a estrutura opere com folga em relação aos seus limites reais de resistência.

De acordo com a NBR 8681, em seu item 3.2, o ELU é caracterizado como uma situação que, por si só, leva à interrupção total ou parcial do uso da edificação. Já a NBR 6118, no item 3.2.1, também define o ELU como o estado de colapso ou qualquer forma de falha estrutural que comprometa o uso seguro da estrutura.

As manifestações típicas dos estados-limites últimos incluem:

• Perda de estabilidade global ou localizada;
• Ruptura ou deformações plásticas além do aceitável nos materiais;
• Reconfiguração da estrutura para um sistema hipostático (incapaz de resistir aos esforços aplicados);
• Instabilidade por deslocamentos;
• Instabilidade de origem dinâmica.

Dentre os diversos tipos de estados-limite, o colapso estrutural é o que mais se destaca, tanto do ponto de vista técnico quanto do impacto sobre a segurança. A norma NBR 6118, em seu item 10.3, permite a redistribuição de esforços internos, desde que essa redistribuição esteja dentro da capacidade plástica da estrutura, garantindo segurança mesmo em situações críticas.

Estados-Limites de Serviço (ELS)

Os Estados-Limites de Serviço, conhecidos pela sigla ELS (do inglês Serviceability Limit States), estão relacionados às condições que comprometem o uso adequado da estrutura durante sua vida útil. Diferentemente dos Estados-Limites Últimos, que tratam da segurança contra colapso, os ELS envolvem aspectos como durabilidade, aparência, conforto dos usuários e funcionamento adequado de equipamentos e sistemas instalados na edificação.

Pilar apresentando fissuras decorrentes do atingimento do Estado-Limite de Serviço

Esses estados representam situações em que, mesmo sem risco de colapso, a estrutura deixa de atender aos requisitos de desempenho funcional, estético ou de conforto. Por isso, os ELS são fundamentais para garantir a usabilidade e a longevidade da construção.

A norma NBR 8681, no item 4.1.2.1, define que ocorrem ELS quando, durante a vida útil da estrutura:

• Há danos superficiais ou localizados que comprometem a estética ou a durabilidade da edificação;
• As deformações atingem níveis que interferem no uso normal ou afetam visualmente a construção;
• Vibrações além dos limites aceitáveis causam desconforto aos ocupantes.

Complementando, a NBR 6118, nos itens de 3.2.2 a 3.2.8, estabelece diferentes categorias de ELS que devem ser verificadas em projetos de estruturas de concreto armado, como:

• Estado-limite de formação de fissuras (ELS-F);
• Estado-limite de abertura das fissuras (ELS-W);
• Estado-limite de deformações excessivas (ELS-DEF);
• Estado-limite de descompressão (ELS-D);
• Estado-limite de descompressão parcial (ELS-DP);
• Estado-limite de compressão excessiva (ELS-CE);
• Estado-limite de vibrações excessivas (ELS-VE).

Esses critérios são essenciais para garantir que a estrutura não apenas seja segura, mas também mantenha sua funcionalidade, conforto e desempenho ao longo do tempo.

Diferenças entre ELU E ELS

Os Estados Limites de Serviço (ELS) representam as condições nas quais uma estrutura deve permanecer ao longo de sua vida útil, assegurando que não haja deformações excessivas ou danos que possam comprometer sua estabilidade ou funcionalidade.

Em contrapartida, os Estados Limites Últimos (ELU) definem as condições nas quais a estrutura atinge seu limite máximo de resistência, podendo resultar em risco iminente de rupturas (ou colapsos).

Em outras palavras, o ELS é uma condição de uso regular da estrutura, enquanto o ELU é uma condição que representa situações extremas que precisam ser evitadas a todo custo. É essencial compreender e gerenciar ambos os estados para garantir a segurança e uma boa durabilidade das construções.

Referências

• FREITAS, L. W. Análise estrutural de um edifício em concreto armado e proposta de um novo projeto estrutural – estudo de caso. 2016. 103 f. Trabalho de conclusão de curso (Especialização) – Centro Universitário do Sul de Minas – Unis/MG, Varginha, 2016.
• Elementos de fundações em concreto 2ª ed.. N.p., Oficina de Textos, 2022.
• Estruturas de Concreto I, Juliana Maria de Souza, Marcos Vinício de Camargo e Dayane Jackes de Camargo, Maringá - PR.: Unicesumar, 2021.

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico com Pós Graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho e também sou Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, eu conclui recentemente o curso de Engenharia Civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)