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A IMPORTÂNCIA DA TEXTURA NO RESTAURO DE SUPERFÍCIES DE
BETÃO À VISTA
J. MIRANDA
Doutoranda
CEris/ICIST, UTAD
Lisboa; Portugal
J. VALENÇA
Investigador
CEris/ICIST, IST
Lisboa; Portugal
oa.pt
H. COSTA
Professor Adjunto
CEris/ICIST, ISEC
Coimbra; Portugal
E. JÚLIO
Professor Catedrático
CEris/ICIST, IST
Lisboa; Portugal
boa.pt
RESUMO
Em estruturas em betão aparente, para além dos requisitos de compatibilidade mecânica entre a argamassa de
reparação e o betão do substrato, é necessário assegurar ainda compatibilidade cromática. Contudo, em muitos
casos, esta não depende exclusivamente da afinação da cor entre os dois materiais, sendo fortemente influenciada
pela diferença entre as texturas da superfície reparada e da superfície original na vizinhança desta. Neste artigo, é
apresentado um estudo sobre a influência da textura na cor do restauro de superfícies de betão à vista e é
proposta a primeira versão de um método de restauro, desde a caracterização da textura de superfícies de betão,
passando pela produção de cofragens personalizadas, até à aplicação da argamassa de restauro.
1. INTRODUÇÃO
As intervenções sobre o património construído devem ser realizadas obedecendo a critérios universalmente
aceites e salvaguardados em documentos técnicos reconhecidos, e.g. as cartas internacionais do ICOMOS. A
componente estética desempenha um papel importante, tornando-se fundamental no que diz respeito ao
Património em Betão. Actualmente, o betão permite criar diversas formas e procura, para além das capacidades
estruturais e construtivas, despertar os nossos sentidos perante a sua camada superficial. É possível criar texturas
distintas, e.g, com a utilização de cofragem ou tratamentos químicos personalizados, resultando em acabamentos
que realçam e valorizam as características mais atractivas do material, e cujo projecto assume os elementos
estruturais quase como um objecto escultórico e uniforme. Esta flexibilidade identifica o betão como um dos
materiais mais atractivos do mercado a nível arquitectónico e estrutural. A aparência de uma construção depende
também da posição do observador, da velocidade de observação, do tipo de luz e da textura dos materiais.
Importa também referir que o grau de detalhe e de distinção de diferentes texturas depende da distância
observador-objecto. Assim, para uma textura rugosa, quanto mais perto o observador se encontra da superfície,
mais escura é a percepção da cor, influenciada pelas sombras provocadas pela rugosidade. Por outro lado, quanto
mais lisa for a superfície mais real é a percepção da cor [1].
A superfície de qualquer material deve ser adequada ao tipo de função que exerce, por isso, a importância do estudo
do acabamento superficial aumenta à medida que crescem as exigências de qualidade dos produtos. No caso de
estruturas em betão à vista, para além dos requisitos de compatibilidade mecânica entre a argamassa de reparação e
o betão do substrato, é necessário assegurar ainda compatibilidade cromática. Contudo, em muitos casos, esta não
depende exclusivamente da afinação da cor entre os dois materiais, sendo fortemente influenciada pela diferença
entre as texturas da superfície reparada e da superfície original na vizinhança desta. Uma intervenção sem esta
preocupação adicional, ainda que correcta do ponto de vista mecânico, estrutural e de durabilidade, pode constituir
por si só uma nova anomalia, bastante grave do ponto de vista estético, atendendo ao grande impacto visual que as
reparações pontuais (patch-repair) têm nas construções, mesmo quando bem executadas e em número reduzido.
Miranda et al., A Importância da Textura no Restauro de Superfícies de Betão à Vista
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Neste artigo, é apresentado um estudo sobre a influência da textura no restauro de superfícies de betão à vista,
inserido numa investigação que complementa um estudo anterior sobre a influência da cor, e é proposto um
método de restauro, desde a caracterização da textura de superfícies de betão, passando pela produção de
cofragens personalizadas, até à aplicação da argamassa de restauro. Primeiramente, é utilizado um rugosímetro
laser para medição da textura. Seguidamente, são estudadas técnicas de reprodução da textura do substrato. Por
fim, apresentam-se as principais conclusões do estudo efectuado.
2. PARAMÊTROS E TÉCNICAS DE AVALIAÇÃO
2.1 Textura e rugosidade
O estudo de texturas na construção civil tem sido desenvolvido dada a possibilidade de associar às superfícies
diferentes efeitos estéticos. Neste âmbito, existe uma bibliografia extensa acerca de argamassas tradicionais com
inúmeras opções de texturas e tons de cor que, além dos efeitos decorativos, proporcionam também a ocultação
de imperfeições nas superfícies. A variação da textura pode também alterar a forma de percepção de determinada
mensagem visual, o que pode implicar uma maior ou menor envolvência do receptor face à mensagem
transmitida. De facto, as formas e suas distribuições, variando entre o liso e o muito rugoso, conferem tactilidade
às superfícies, acentuando determinados aspectos em detrimento de outros.
A rugosidade é um conjunto de informações, conhecidas como irregularidades, presentes na superfície de um
material, e encontra-se presente na superfície física de uma textura, sendo diferenciada pelas dimensões das
saliências existentes e a sua distribuição. A medição da rugosidade de uma superfície pode ser realizada a partir
de imagens de corte de perfil, bem como através de aparelhos electrónicos tais como rugosimetros, microscópios
de laser-scanning [2][3]. Dependendo da resolução do equipamento de medição, a superfície efectiva estará mais
ou menos próxima da real [4]. A classificação da rugosidade de superfícies a partir deste tipo de medição está
bem definida, contando com padrões estabelecidos e normas técnicas. Os vários princípios de medição
apresentam faixas de medição e resolução características. Os equipamentos de medição são classificados em três
classes básicas, tendo em consideração a medição do erro: de forma; de ondulação; ou de rugosidade. As texturas
com ondulações, rugosidades e erro de forma são apresentadas na Fig. Figura 1.
2.2 Sistemas de medição de rugosidade
A medição da rugosidade pode ser realizada visualmente através de comparação com superfícies padrão com
parâmetros de rugosidade conhecidos. Porém, este método qualitativo é pouco preciso e susceptível ao erro
humano. Os métodos mais adequados e precisos para a medição de rugosidade implicam a utilização de laser
(rugosímetro laser, laser-scanning). A medida da rugosidade apresenta como padrão o Sistema M ou sistema da
linha média, sendo todas as grandezas definidas a partir do conceito de linha média [5]. Neste caso, linha média
é definida como a linha paralela à forma do perfil, de tal modo que a soma das áreas superiores, compreendidas
entre ela e o perfil efectivo, seja igual à soma das áreas inferiores (ver Fig. Figura 2).
Superfície
Rugosidade
Ondulação
Erro de forma
Superfície efectiva
Comprim. de amostragem, le
Linhamédia
Figura 1: Elemento que compõem uma superfície [5] Figura 2: Sistema de linha média [6]
Existem vários parâmetros que podem ser utilizados na descrição da rugosidade de uma superfície. A selecção
do parâmetro a utilizar está relacionado com o objectivo da medição. Uma análise da classificação de parâmetros
Miranda et al., A Importância da Textura no Restauro de Superfícies de Betão à Vista
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de rugosidade em diversas normas técnicas e catálogos de fabricantes de equipamentos permitem agrupar os
parâmetros segundo as suas características: (1) parâmetros de rugosidade ou amplitude; (2) parâmetros de
ondulação ou espaçamento; (3) parâmetros híbridos; e (4) parâmetros estatísticos [7]. Os parâmetros de
rugosidade ou amplitude caracterizam o perfil de medição quanto à grandeza de altura ou amplitude, a qual é
expressa em unidade de comprimento, usualmente micrómetro (μm), ou seja, estão relacionados com as
características verticais e horizontais dos desvios da superfície. Os parâmetros híbridos são uma combinação de
ambos, e os parâmetros estatísticos são parâmetros de textura, tratados como conjuntos estatísticos de dados.
2.3 Avaliação colorimétrica
A colorimetria é uma técnica que possibilita expressar as cores de forma precisa e quantitativa. Uma avaliação
colorimétrica permite descrever numericamente cada elemento da composição de uma cor. Habitualmente, são
utilizados equipamentos específicos como colorímetros ou espectrofotómetros e as medições são expressas no sistema
CIELab [8]. O CIELab baseia-se num sistema de coordenadas tridimensional L*a*b*, onde: (1) o parâmetro L*,
designado de luminosidade ou brilho, mede a luminosidade (i.e. define a escala cinza, entre o branco e o preto) e varia
entre 100, para o branco nominal, e zero, para o preto. Este parâmetro influencia a percepção visual de uma superfície
e traduz a capacidade de esta emitir mais ou menos luz; (2) os parâmetros a* e b* são coordenadas de cromaticidade,
sendo que a* representa a tendência de verde-vermelho, e b* a tendência de azul-amarelo.
O processamento de imagem permite, igualmente, realizar a medição de cor em superfícies. Os resultados podem
ser apresentados em vários sistemas de referência, habitualmente, o RGB ou o CIELab. Neste caso a
discretização é elevada (o pixel), podendo considerar-se uma avaliação contínua da cor. É também essencial
calibrar a camara e adquirir as imagens em condições de luz controlada [9].
A partir do sistema CIELab é possível analisar diferenças de cor entre duas amostras, utilizando-se a colorimetria
diferencial. A diferença colorimétrica (ΔE*) de uma amostra em relação a uma amostra padrão é calculada
através da Equação (1) [10]:
(ΔE*) = √ ((ΔL*)2 + (Δa*)
2 + (Δb*)
2 ) (1)
onde: Δi* = (i*amostra − i*padrão), para i = L*, a* e b*.
A colorimetria diferencial permite verificar os níveis de percepção do olho humano para diferentes diferenças
colorimétricas, conforme a Tabela 1 [8]. De uma maneira geral, aceita-se que o olho humano não tem capacidade
para perceber diferenças colorimétricas inferiores a 1 [10].
Tabela 1 - Níveis de percepção das diferenças colorimétricas [10]
Diferenças colorimétricas (ΔE*) Classificação
< 0,2 impercetível
0,2 a 0,5 muito pequena
0,5 a 1,5 pequena
1,5 a 3,0 distinguível
3,0 a 6,0 facilmente distinguível
6,0 a 12,0 grande
>12,0 muito grande
3. ENSAIOS DE VALIDAÇÃO
3.1 Produção e caracterização da argamassa
Foi produzida uma argamassa de reparação branca de acordo com a norma EN 1015-2:1998 [11], considerando
as seguintes etapas: (1) definição da composição da argamassa; (2) pesagem dos materiais; (3) homogeneização
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dos materiais a seco durante 2 minutos na misturadora; (4) adição de água; (5) misturar durante 2 minutos e 15
segundos. A argamassa foi caracterizada através de ensaios em estado fresco e em estado endurecido. No estado
fresco foi avaliada a consistência por espalhamento [12][12] e o teor de ar [13]. Para caracterizar a argamassa no
estado endurecido foram produzidos três provetes prismáticos, de dimensões 160x40x40 mm3, e avaliada a
resistência à flexão e à compressão aos 28 dias [14]. A Tabela 2 resume os resultados obtidos nos ensaios
referidos. Os resultados obtidos foram coerentes com os respetivos valores-alvo definidos na especificação
inicial da argamassa, quer em termos de consistência e teor de ar, quer em termos de resistência mecânica.
Tabela 2 - Resistências médias aos 28 dias.
Espalhamento
(cm)
Teor de ar
(%) Resistência [N/mm
2]
Flexão Compressão
11.5 5 9.6 50.7
3.2 Descrição dos provetes
Com o objectivo de estudar a relação entre diferentes texturas e a percepção da cor em superfícies de argamassas
de reparação, foram produzidos provetes com a argamassa branca referida na secção anterior (Secção 0) com
dimensões de 200×200×30 mm3, e seis acabamentos distintos. Os diferentes acabamentos foram produzidos com
recurso a borrachas com diferentes texturas, inseridas em moldes de madeira, enchendo-os com a argamassa e
realizando uma compactação por compressão manual. Os provetes foram desmoldados aos 2 dias de idade e a
sua cura realizada em laboratório à temperatura e humidade ambiente. Os vários acabamentos superficiais
induzidos resultaram nas seguintes texturas: Ls, superfície lisa (Fig.3); Cp, superfície com acabamento em
chapisco (Fig.Figura 4); Md1 e Md2, superfícies com acabamento em madeira (Figura 5-Figura 6); Esp,
superfície com acabamento à esponja (Fig.Figura 7); e Sl, superfície livre com acabamento à talocha metálica
(Fig.Figura 8).
Figura 3: Superfície lisa (Ls)
Figura 4: Superfície em chapisco (Cp)
Figura 5: Superfície em madeira (Md1)
Figura 6: Superfície em madeira (Md2)
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Figura 7: Superfície à esponja (Esp)
Figura 8: Superfície livre (Sl)
3.3 Caracterização da rugosidade
A caracterização das seis texturas foi realizada com o Rugosímetro Laser 2D-LRA, utilizando um laser com
10μm de precisão e uma resolução entre 30mm e 50mm [3]. Para cada textura foram registados dez perfis de
rugosidade e os dados processados no programa Surftex [3]. Durante a medição, os provetes foram colocados
perpendicularmente ao laser, o qual percorreu a superfície dos provetes numa distância de 150mm. Em trabalhos
anteriores, realizados no âmbito do estudo de ligações betão-betão, e com objectivo de avaliar a relação estre a
rugosidade das superfícies de ligação e a sua resistência ao corte, foram considerados 12 parâmetros de
rugosidade [3]: (1) rugosidade média, Ra; (2) altura média pico-vale, Rz (DIN); (3) altura máxima pico-vale,
Rmax; (4) média da terceira altura pico-vale mais elevada, R3z; (5) máximo da terceira altura pico-vale mais
elevada, R3zmax; (6) altura dos dez pontos, Rz (ISO); (7) altura total da rugosidade, Ry; (8) valor quadrático
médio da altura do perfil (RMS), Rq; (9) altura média do pico, Rpm; (10) altura máxima do pico, Rp; (11)
profundidade média do vale, Rvm; e (12) profundidade máxima do vale, Rv.
3.4 Análise colorimétrica
A análise colorimétrica foi realizada de acordo com as recomendações da norma ASTM D 2244/84 [15],
utilizando um espectrofotómetro TECHKON, tendo sido realizadas 16 medições por superfície. As medições
foram realizadas utilizando-se o sistema L*a*b*. A fonte de iluminação foi a D65 (iluminante com distribuição
espectral típica da luz do dia, branco azulado de 6504K) e o ângulo do observador fixado em 10º [16]. Foi
também realizada a medição de cor na superfície dos provetes através de processamento de imagem,
considerando toda a superfície dos provetes e convertendo os valores RGB para o sistema CIELab [17].
4. RESULTADOS
4.1 Parâmetros de rugosidade
Na Tabela 3 encontram-se os 12 parâmetros de rugosidade determinados de acordo com o exposto na Secção 0
[18] para cada uma das superfícies consideradas. Os valores, expressos graficamente na Figura 9, permitem
identificar os parâmetros que melhor diferenciam as superfícies analisadas em termos de rugosidade. De uma
forma geral, os parâmetros entre as superfícies com acabamento à esponja (Esp) e contra cofragem de madeira
(Md1), e entre os acabamentos contra cofragem de madeira (Md2) e de chapisco (Ch), apresentam valores
próximos, que dificultam a classificação das superfícies mais rugosa entre estes pares de superfícies. Os
parâmetros que melhor permitem diferenciar as superfícies são: altura total da rugosidade (Ry); altura dos dez
pontos (Rz(ISO)); altura máxima pico-vale (Rmax); e máximo da terceira altura pico-vale mais elevada (R3zmax).
A análise visual está de acordo com a evolução dos parâmetros de rugosidade obtidos, podendo as superfícies
serem ordenadas, da menos rugosa para a mais rugosa, da seguinte forma: lisa (Ls); com acabamento à esponja
(Esp); com acabamento em madeira (Md1); com acabamento em madeira (Md2); e com acabamento em chapisco
(Ch).
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Tabela 3 - Parâmetros de Rugosidade [valores médios (mm)]
Textura Ra Rz(DIN) Rmax R3z R3zmax Rz(ISO) Ry Rq Rpm Rp Rvm Rv
Ls 0,297 1,642 2,229 1,563 2,150 2,264 2,363 0,379 1,073 1,619 0,569 0,745
Ch 1,242 5,579 7,607 5,474 7,506 7,831 8,007 1,578 3,090 4,804 2,489 3,202
Md1 0,586 2,913 4,572 2,839 4,457 5,215 5,376 0,807 1,645 3,448 1,268 1,928
Md2 1,318 4,687 7,678 4,764 7,419 7,642 7,902 1,556 2,468 4,733 2,499 3,169
Esp 0,865 2,131 3,931 2,063 3,856 4,900 4,959 1,050 1,016 3,051 1,115 1,908
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ls Esp Md1 Md2 Ch
Texturas
Ra
Rz (DIN)
Rmax
R3z
R3zmax
Rz (ISO)
Ry
Rq
Rpm
Rp
Rvm
Rv
Figura 9: Parâmetros de rugosidade
4.2 Diferenças colorimétricas
Na análise colorimétrica, os valores dos parâmetros L*a*b* foram obtidos através da média aritmética das
medições realizadas e encontram-se resumidos na Tabela 4.
Tabela 4 - Valores dos parâmetros cromáticos (L*, a* e b*).
Textura Espectrofotómetro TECHKON Processamento de imagem
L* a* b* L* a* b*
Ls 81,93 -0,35 9,03 81,75 0,65 2,19
Ch 80,17 -0,32 5,03 68,79 1,19 2,20
Md1 85,16 -0,01 4,97 76,17 0,77 1,6
Md2 83,74 0,09 5,14 73,78 0,84 1,72
Esp 86,26 0,03 6,73 83,99 0,72 1,58
Sl 90,29 -0,12 3,36 82,27 0,61 1,26
A análise dos dados colorimétricos (L*, a* e b*) demonstra que não existe uma correlação entre os valores
obtidos através do espectrofotómetro e com processamento de imagem. Este facto é particularmente relevante
para as superfícies mais rugosas e menos uniformes, pois para a superfície lisa (Ls) e com acabamento à esponja
(Esp) a correlação do parâmetro L* é elevada. Este facto demonstra que o espectrofotómetro não é indicado para
realizar medições colorimétricas em superfícies rugosas. A diferença colorimétrica (ΔE*), considerando como
amostra padrão a superfície livre (Sl) apresenta, de acordo com a Tabela 1 (ver Secção 0), a seguinte
classificação (Tabela 5):
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Tabela 5 - Diferença total da cor (ΔE*) e respectiva classificação
Textura Diferenças colorimétricas (ΔE*) Classificação
Espectrofotómetro Processamentos
de imagem Espectrofotómetro
Processamentos
de imagem
Ls 10,00 1,07 Grande Pequena
Ch 10,25 13,53 Grande Muito grande
Md1 5,37 6,11 Facilmente distinguível Grande
Md2 6,84 8,51 Grande Grande
Esp 5,25 1,75 Facilmente distinguível Distinguível
4.3 Parâmetros de rugosidade versus diferenças colorimétricas
Os parâmetros de rugosidade que caracterizam as várias superfícies analisadas foram relacionados com as
diferenças colorimétricas, avaliadas com processamento de imagem. A classificação das diferenças
colorimétricas obtidas por processamento de imagem, das várias texturas analisadas, traduz melhor a realidade,
pois pode considerar-se uma avaliação continua, ao contrário do espectrofotómetro, que faz uma avaliação
discreta.
Os parâmetros de rugosidade que melhor se correlacionam com as diferenças colorimétricas registadas foram:
altura média pico-vale, Rz (DIN); a média da terceira altura pico-vale mais elevada, R3z; e altura média do pico,
Rpm; com coeficientes de correlação linear superiores a 0.93 (Figura 10).
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Pa
râm
etr
os
de ru
go
sid
ad
e
∆E*
Rz (DIN)
R3z
Rpm
Linear (Rz (DIN))
Linear (R3z)
Linear (Rpm)
Figura 10. Correlação parâmetros de rugosidade diferenças colorimétricas
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste artigo, é apresentado um estudo sobre a influência da textura na cor das argamassas de reparação em
superfícies de betão à vista, que complementa um estudo anterior sobre a caracterização da cor de argamassas de
reparação. É proposto um método, em desenvolvimento, que recorre a um rugosímetro laser para caracterizar a
textura das superfícies, e a um espectrofotómetro e processamento de imagem para a avaliação colorimétrica das
superfícies.
A medição da textura de superfícies de forma quantitativa e precisa, com equipamentos específicos, apresenta
vantagens óbvias relativamente às abordagens visuais qualitativas. Na próxima etapa do estudo, será estudada a
caracterização de texturas em 3D, com laser-scanning e fotogrametria stereo.
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A análise colorimétrica com processamento de imagem revelou ser adequada para o controlo da cor,
apresentando a sensibilidade necessária para: (i) detectar qualquer variação perceptível ao olho humano; e
(ii) para captar o efeito da textura na cor das superfícies. Os valores obtidos através do espectrofotómetro
demonstraram a inaptidão do equipamento para captar a influência da textura na percepção da cor de superfícies
rugosas.
6. AGRADECIMENTOS
O segundo autor agradece o apoio da Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), através da bolsa de pós-
doutoramento SFRH/BPD/102790/2014.
7. REFERÊNCIAS
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Mestrado, Faculdade de Arquitectura da Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, 2010.
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[4] Calil, L.F.P. - Estudo de caso para avaliação do tratamento dado á tecnologia de superfície no meio fabril.
2001. 155 p. Dissertação de Mestrado – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica,
Universidade Federal de Santa Catarina, 2001.
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Blucher. 2004.
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Korperfarben nach der CIELAB-Formel, Beuth Verlag, Berlim und Koln, 1979.
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Determination of consistence of fresh mortar (by flow table). Brussels, 1999.
[13] European Committee for Standardization. EN 1015-7 Methods of test for mortar masonry - Part 7:
Determination of air content of fresh mortar. Brussels, 1998.
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[15] American Society for testing and materials. ASTM 2244/84: Standard test method for calculation of colour
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[19] Miranda, J. - Argamassas de restauro para património do século XX em Betão. Tese de Doutoramento, em
Quaternário Materiais e Culturas, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD) (em
desenvolvimento).