UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA - UEFS
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
Curso: Engenharia Civil
Júlio Nunes Santos da Silva
INCIDÊNCIAS DE MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS:
O CASO DAS ESTRUTURAS DO CENTRO DE CONVENÇÕES DA BAHIA
Feira de Santana – BA
2008
JÚLIO NUNES SANTOS DA SILVA
INCIDÊNCIAS DE MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS:
O CASO DAS ESTRUTURAS DO CENTRO DE CONVENÇÕES DA BAHIA
Monografia apresentada à disciplina Projeto Final II do curso de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Feira de Santana, como parte dos requisitos para a conclusão do curso de graduação. Orientador: Prof. Dr. Washington Almeida Moura Co-orientador: Prof. Dr. Jardel Pereira Gonçalves
BANCA EXAMINADORA
Data de aprovação: 03 / 04 / 2008.
Prof. Washington Almeida Moura
Doutor – UEFS (Orientador)
Prof. Jardel Pereira Gonçalves
Doutor – UEFS (Co-orientador)
Prof.ª Marisa Oliveira de Almeida
Mestre – UEFS (membro)
Feira de Santana – BA
2008
"A vida é uma peça de teatro que não permite ensaios... Por isso, cante, ria, dance, chore e viva intensamente cada momento de sua vida... Antes que a
cortina se feche e a peça termine sem aplausos".
Charles Chaplin
ii
DEDICATÓRIA
A
Julival e Graça, meus pais, “beijo as suas mãos, não como um homem pretende beijar as de Deus, mas como uma árvore beija as suas raízes” (José Inácio Vieira de Melo).
Carla, por fazer a minha vida ter mais sentido, por me amar e retribuir o meu amor, por ajudar a me tornar uma pessoa cada dia melhor, por fazer parte de todos os meus objetivos, por me fazer feliz. "As pessoas entram em nossas vidas por acaso, mas não é por acaso que permanecem." Amo-te muito! De coração...
iii
AGRADECIMENTOS
Primeiramente, agradeço à minha família, especialmente aos meus pais, Julival
e Graça, por acreditarem em meus objetivos e serem peça fundamental em
todas as minhas conquistas. Amo muito vocês!!!
Também aos meus irmãos e familiares por fazerem parte da minha vida e da
minha formação como pessoa.
A um anjo, minha namorada Carla, pelo amor incondicional e por estar sempre
ao meu lado em todas as situações. ”O valor das coisas não está no tempo que
elas duram, mas na intensidade com que acontecem”. (Fernando Pessoa)
À minha mais nova família, Goja, senhor Josemar, dona Marcelina e titia Leila,
por me acolher como um novo membro da família e me sentir amado como tal.
A todos os meus amigos de Salvador por fazerem parte de minha vida.
Aos meus amigos e colegas de curso, especialmente a Sandra, Lobinho e
Camilla, por estarem sempre comigo, em todas as horas, das
responsabilidades ao lazer.
Aos meus “irmãos” Leo, Marquinhos, Juquinha, Aislan, Adriano e Thiago por
fazerem a minha vida em Feira de Santana bem melhor. Muito Obrigado pela
paciência que tiveram comigo durante todo esse tempo.
A toda equipe de manutenção do Centro de Convenções da Bahia, em especial
a George Perelo (gerente) e Marcos Mascarenhas (chefe de setor) por
colaborar, sensivelmente, com o andamento deste trabalho.
Aos professores do curso de Engenharia Civil por serem responsáveis pela
minha formação profissional.
E, por fim, ao meu orientador Prof. Dr. Washington Almeida Moura e ao meu
co-orientador Prof. Dr. Jardel Pereira Gonçalves por aceitarem esta tarefa
árdua de me orientar e conseguir trilhar, com sabedoria, os meus caminhos
para o desenvolvimento desta monografia.
iv
RESUMO
SILVA, Júlio Nunes Santos. Incidências de Manifestações Patológicas: O Caso das Estruturas do Centro de Convenções da Bahia. Março/2008. Monografia (Projeto Final II) - Curso de Engenharia Civil, UEFS, Feira de Santana-Ba.
O presente trabalho refere-se a um estudo de caso, compreendendo um
diagnóstico das estruturas metálicas e de concreto armado do Centro de
Convenções da Bahia, localizado em Salvador. O referido empreendimento
situa-se em meio urbano e muito próximo à orla marítima sendo, portanto, um
ambiente fortemente agressivo. A manifestação patológica mais freqüente foi
corrosão, tanto na estrutura metálica quanto nas armaduras do concreto
armado. Na monografia é apresentada, além do estudo de caso, uma revisão
bibliográfica sobre o assunto, envolvendo as gênesis das manifestações
patológicas, definição da corrosão, os tipos de corrosões e como esse
fenômeno acontece, as principais manifestações encontradas no concreto
armado e seus principais fatores de deterioração.
PALAVRAS-CHAVE: Centro de Convenções. Corrosão. Diagnóstico.
Durabilidade. Manifestações. Patológicas. Manutenção.
v
ABSTRACT
This paper refers to a case study, including a diagnosis of structural steel and
reinforced concrete of the Convention Centre of Bahia, located in Salvador. The
venture is in urban areas and very close to the coastline is therefore a highly
aggressive environment. The most frequent pathological manifestation was
corrosion, both in structure and in metal armor of reinforced concrete. In the
monograph is presented, in addition to the case study, a review literature on the
subject, involving the genesis the pathological manifestations, definition of
corrosion, the types of corrosion and how this phenomenon occurs, the main
events found in the reinforced concrete and its main factors of deterioration.
KEYWORDS: Convention Center. Corrosion. Diagnosis. Durability. Pathological
Manifestations. Maintenance.
vi
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 3.1 Ciclo dos Metais (FORTES, 1995)
FIGURA 3.2 - O processo de corrosão como o inverso do processo metalúrgico (GENTIL, 1996)
FIGURA 3.3 Eletrodo normal de hidrogênio, onde se tem: concentração de H+(aq) = 1M, temperatura = 25ºC e pressão de H2 = 1atm (FELTRE, 1993).
FIGURA 3.4 Medição de Potencial Normal ou Potencial Padrão de zinco (EºZn), no caso (FELTRE, 1993).
FIGURA 3.5 Pilha eletroquímica de ação espontânea com parede porosa plana. Após o fechamento do circuito há corrosão no zinco e deposição no cobre (FELTRE, 1993, citado por POLITO, 2006).
FIGURA 3.6 Corrosão Uniforme em chapa de aço carbono (FORTES, 1995).
FIGURA 3.7 Corrosão por pontos em tubo de aço carbono (FORTES, 1995).
FIGURA 3.8 Representação esquemática de carbonatação parcial de concreto (Bakkér, 1988, citado por CASCUDO, 1991)
FIGURA 3.9 Deterioração progressiva devido à corrosão das armaduras (SHAFFER, 1971 & CAIRONI, 1977) citado por HELENE (1986).
FIGURA 5.1 Foto aérea do Centro de Convenções da Bahia.
Figura 5.2 – Foto de satélite da localização do CCB (Google Earth).
Figura 5.3 - Nível de deterioração da telha em diversos pontos da cobertura.
Figura 5.4 - Viga que apóia a cobertura.
Figura 5.5 - Vigas da treliça externa em processo de corrosão.
Figura 5.6 - Corrosão na malha espacial em treliçado duplo do pavilhão de feiras.
Figura 5.7 - Junção de viga e pilar completamente corroído.
Figura 5.8 - Corrosão do nó da treliça da fachada.
Figura 5.9 - Corrosão generalizada de vigas, pilares e nós.
Figura 5.10 - Fungos, bolor ou líquens na fachada.
vii
Figura 5.11 - Corrosão da armadura gerando desplacamento e fissura no pilar de uma das escadas de emergência.
Figura 5.12 - Exposição das armaduras devido a ação humana.
Figura 5.13 - Fissuras na fachada.
Figura 5.14 - Fissura provocada pela corrosão da armadura e eflorescência no reservatório inferior.
Figura 5.15 - Fissura na lateral do reservatório superior.
Figura 5.16 - Fissura no piso do reservatório superior.
Figura 5.17 - Fissuras provocadas pela corrosão das armaduras na contenção.
Figura 5.18 - Corrosão por lixiviação e carbonatação com formação de estalactites na laje do reservatório superior.
Figura 5.19 – Recuperação das estruturas metálicas em execução.
Figura 5.20 – Estrutura metálica recuperada.
Figura 5.21 – Recuperação das fissuras, fungos e da carbonatação.
Figura 5.22 – Recuperação da corrosão das armaduras na contenção.
Figura 5.23 – Recuperação da fissura na lateral do reservatório superior.
Figura 5.24 – Recuperação da fissura no piso do reservatório superior.
Figura 5.25 – Recuperação da fissura na lateral do reservatório superior.
viii
LISTA DE TABELAS
TABELA 2.0 Causas de problemas patológicos em estruturas de concreto (SOUZA & RIPPER, 1998).
TABELA 3.0 Potenciais de eletrodos padrão ou normal (E), relativos ao
eletrodo padrão de hidrogênio a 25C, 1 atm e com atividade unitária, ou Série Eletroquímica (GENTIL, 1982; HELENE, 1993 e DUTRA & NUNES, 1991).
TABELA 5.0 Planilha do levantamento cadastral.
TABELA 5.1 Planilha do levantamento técnico.
SUMÁRIO
DEDICATÓRIA .................................................................................................. ii
AGRADECIMENTOS ....................................................................................... iii
RESUMO .......................................................................................................... iv
ABSTRACT ....................................................................................................... v
LISTA DE ILUSTRAÇÕES ............................................................................... vi
LISTA DE TABELAS ...................................................................................... viii
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................... 13
1.1 JUSTIFICATIVA ...................................................................................... 14
1.2 OBJETIVOS ............................................................................................ 15
1.2.1 Objetivo Geral ......................................................................... 15
1.2.2 Objetivo Específico ................................................................. 15
1.3 HIPÓTESE .............................................................................................. 15
2 GÊNESE DAS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS ................................ 16
3 CORROSÃO .............................................................................................. 19
3.1 CORROSÃO EM ESTRUTURAS METÁLICAS ...................................... 19
3.1.1 Conceitos Básicos .................................................................. 22
3.1.1.1 Íons, oxidação e redução ................................................. 22
3.1.1.2 Potencial de eletrodo ....................................................... 23
3.1.1.3 Potencial de eletrodo padrão ........................................... 24
3.1.1.4 Tabela de potencial de eletrodo padrão ........................... 27
3.1.1.5 Pilha eletroquímica ........................................................... 30
3.1.2 Tipos de Corrosão .................................................................. 32
3.2 CORROSÃO EM CONCRETO ARMADO ............................................... 35
3.2.1 Corrosão das Armaduras do Concreto Armado ..................... 41
3.2.1.1 Classificação do processo corrosivo das armaduras ....... 41
4 MANUTENÇÃO .......................................................................................... 45
5 ESTUDO DE CASO ................................................................................... 49
5.1 DESCRIÇÃO GERAL DO EDIFÍCIO ....................................................... 49
5.2 METODOLOGIA PARA ESTABELECIMENTO DO DIAGNÓSTICO ...... 53
5.3 LEVANTAMENTO DE DADOS ............................................................... 56
5.4 DIAGNÓSTICO ....................................................................................... 59
5.4.1 Incidência de Manifestações Patológicas nas Estruturas
Metálicas ................................................................................ 59
5.4.2 Incidência de Manifestações Patológicas nas Estruturas de
Concreto Armado ................................................................... 64
5.5 PROCEDIMENTOS TERAPÊUTICOS .................................................... 71
6 CONCLUSÃO ............................................................................................ 76
7 REFERÊNCIAS .......................................................................................... 78
ANEXO – 01 (PRANCHAS ARQUITETÔNICAS) ........................................... 80
13
1. INTRODUÇÃO
A Engenharia Civil, nas últimas décadas, tem se preocupado não só com o
projeto e sua execução, mas também com a durabilidade da construção,
tornando de suma importância os estudos patológicos. Segundo Helene (1992):
“Patologia pode ser entendida como a parte da engenharia que estuda os
sintomas, os mecanismos, as causas e as origens dos defeitos das
construções civis, ou seja, é o estudo das partes que compõem o diagnóstico
do problema”. Logo esse estudo ganhou espaço significativo na engenharia,
devido a grande ocorrência de “doenças” das construções, observadas com o
passar dos anos.
Nas construções de concreto armado, devido aos avanços tecnológicos, houve
um melhor aproveitamento dos materiais permitindo que as estruturas ficassem
mais esbeltas, sendo assim com menores custos, sem, no entanto, interferir na
sua estabilidade. Por outro lado, as estruturas mais esbeltas não permitem um
cobrimento adequado às suas armaduras, ficando mais vulneráveis à ação das
intempéries, dando origem a corrosão da armadura, prejudicando, desta forma,
a estabilidade da estrutura.
Nas construções metálicas e de concreto armado as manifestações patológicas
mais evidentes são as diferentes formas de corrosão. Segundo Andrade
(1992), corrosão pode ser entendida como sendo um processo inverso ao
metalúrgico, pelo qual o metal volta ao seu estado natural. Esse processo faz
com que diminua a seção plena da estrutura, tornando-as mais vulneráveis a
acidentes estruturais.
Segundo Cánovas (1988), “A resistência e a durabilidade de uma estrutura, da
mesma forma que a de um ser vivo, vai depender indiscutivelmente dos
cuidados que se tenham com ela, não apenas durante a sua gestação ou
projeto, mas também durante o seu crescimento ou construção e
posteriormente, durante o resto de sua vida ou manutenção”.
A manutenção das edificações foi por muito tempo, pouco considerada, pois a
ênfase era em construir e não conservar as obras existentes. Hoje, a realidade
14
é bem diferente, pois as pessoas se conscientizaram sobre a necessidade de
cuidar da conservação deste patrimônio para torná-las muito mais duráreis.
A finalidade da manutenção não é apenas consertar, nem agir antes que a
falha ocorra, mas atuar de forma que nenhuma falha jamais aconteça, no
período em que o sistema foi programado para funcionar.
O Centro de Convenções da Bahia (CCB) trata-se de uma estrutura mista de
concreto armado e estruturas metálicas. Ele é formado por 8 (oito) pilares
robustos de concreto armado, sendo que todas as vigas são de aço perfis „I‟ e
sistemas de treliças.
Todas as estruturas do CCB apresentam diversas manifestações patológicas.
Neste trabalho é apresentado o diagnóstico das estruturas do CCB.
1.1. JUSTIFICATIVA
Com um mercado crescente, o ramo da engenharia que estuda os problemas
patológicos tem se destacado em relação às outras áreas, devido às maiores
exigências dos clientes das empresas construtoras e a crescente incidência de
construções com problemas relacionados a projetos, execução e uso
inadequado, aliado às condições ambientais mais agressivas.
Todos os tipos de manifestações patológicas comprometem a durabilidade das
estruturas. Uma intervenção, no sentido de recuperar o dano, deve ser feita o
quanto antes para minimizar os custos, pois quanto mais tempo demorar para
resolver o problema maior o custo de recuperação.
O CCB foi inaugurado em março de 1979 e é administrado pela Empresa de
Turismo da Bahia S/A – Bahiatursa. É considerado uma das mais modernas
construções do gênero da América Latina, com uma perfeita infra-estrutura
para a realização de feiras, congressos, seminários, simpósios, exposições,
convenções e outros tipos de eventos. É um marco na história das construções
metálicas na Bahia. Pelo seu porte tornou-se cartão postal de Salvador – Ba.
Por estar numa atmosfera muito agressiva, devido a proximidade com o mar e
ficar situado na zona urbana com forte presença de CO2, o CCB, está sujeito à
15
corrosão das armaduras do concreto armado, corrosão das estruturas
metálicas e outros tipos de problemas patológicos. Justificando a elaboração
desta monografia, apresenta-se uma avaliação da incidência de manifestações
patológicas do CCB.
Apesar de se ter feito buscas, não se tem conhecimento de trabalhos
publicados sobre problemas patológicos no CCB. Esta monografia, portanto,
pode ser entendida como uma contribuição técnica para reparação das
patologias pelo departamento de manutenção existente no próprio local.
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. Objetivo Geral
Identificar e diagnosticar os tipos de manifestações patológicas no Centro de
Convenções da Bahia.
1.2.2. Objetivo Específico
Inspecionar todo o Centro de Convenções e identificar as manifestações
patológicas existentes na estrutura de concreto armado.
Indicar os principais pontos de manifestações patológicas das estruturas
metálicas.
Diagnosticar as manifestações encontradas.
1.3. HIPÓTESE
Existe uma grande incidência de manifestações patológicas nas estruturas de
concreto armado e nas estruturas metálicas do Centro de Convenções da
Bahia, decorrentes da falta de um plano de manutenção.
16
2. GÊNESE DAS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS
Vários autores têm se preocupado em definir qual a etapa de um
empreendimento é responsável, ao longo dos tempos, pela maior quantidade
de erros que geram problemas patológicos. A Tabela 2.0 aponta alguns
levantamentos, porém não há consenso nos dados apresentados.
Tabela 2.0 Causas de problemas patológicos em estruturas de concreto. (SOUZA &
RIPPER, 1998)
CAUSAS DOS PROBLEMAS PATOLÓGICOS EM ESTRUTURA DE CONCRETO
Fonte de Pesquisa Concepção e Projeto
Materiais Execução Utilização e Outras
Edward Grunau Paulo Helene (1992)
44 18 28 10
D.E. Allen (Canadá) (1979)
55 49 17
C.S.T.C. (Bélgica) Verçoza (1991)
46 15 22 17
C.E.B. Boletim 157 (1982) 50 40 10
Faculdade de Engenharia da Fundação Armando Álvares Penteado Verçoza (1991)
18 6 52 24
B.R.E.A.S. (Reino Unido) (1972)
58 12 35 11
Brureau Securitas (1972)
88 12
E.N.R. (U.S.A.) (1968-1978)
9 6 75 10
S.I.A (Suíça) (1979) 46 44 10
Dov Kaminetzky (1991) 51 40 16
Jean Blévot (França) (1974)
35 65
L.E.M.I.T. (Venezuela) (1965-1975)
19 5 57 19
Tal discordância dos dados apresentados se justifica pelo fato de os diversos
autores terem feito pesquisas em continentes diferentes, outro fator são as
diversas causas dos problemas, o que dificulta a definição da causa
preponderante. Percebe-se, em alguns casos, que alguns autores consideram
17
determinado problema como resultante de mais de uma causa, pelo que a
soma percentual das parcelas é superior a 100.
São numerosas as manifestações patológicas e a origem está distribuída da
seguinte maneira:
Congênitas
São aquelas originárias da fase de projeto, em função da não observância das
normas técnicas, ou de erros e omissões dos profissionais, que resultam em
falhas no detalhamento e concepção inadequada. Causam em torno de 40%
das avarias registradas em edificações (Maia Neto et al. citado por Campos,
2006).
Os custos econômicos e as dificuldades técnicas para a solução do problema
patológico são função do tempo em que ele aconteceu. Ou seja, quanto mais
antigo o problema, maior o seu custo de recuperação. Dentre as falhas que
ocorrem na concepção do projeto, têm-se (SOUZA e RIPPER, 1998, MOURA,
1999):
avaliação incorreta dos carregamentos atuantes;
modelo estrutural obsoleto ou incorreto, acarretando análises
equivocadas;
avaliação incorreta da resistência do solo;
falta de compatibilidade entre o projeto estrutural com o projeto
arquitetônico e com os outros projetos complementares;
falta de elaboração de um projeto executivo, compatibilizando todos
os projetos;
falta ou inadequada especificação dos materiais;
detalhamentos insuficientes ou incompletos;
detalhes construtivos inexeqüíveis;
falta de um padrão nas representações dos desenhos;
peças mal dimensionadas.
18
Construtivas
Sua origem está relacionada à fase de execução da obra, resultante do
emprego de mão-de-obra despreparada, produtos não certificados e ausência
de planejamento, o que, segundo pesquisas mundiais, são responsáveis por 25
% das anomalias em edificações (Maia Neto et al. citado por Campos, 2006).
A ocorrência de problemas patológicos cuja origem está na etapa de execução
é devida, basicamente, ao processo de produção, que é em muito prejudicado
por refletir, de imediato, os problemas sócio-econômicos, que provocam baixa
qualidade técnica dos trabalhadores menos qualificados, como os serventes, e
mesmo do pessoal com alguma qualificação profissional.
Ainda segundo Souza e Ripper (1998), são bastante comuns os problemas
patológicos que têm sua origem na qualidade inadequadas dos materiais e
componentes. A menor durabilidade, os erros dimensionais a presença de
agentes agressivos incorporados e a baixa resistência mecânica são apenas
alguns problemas que podem ser implantados nas estruturas como
conseqüência dessa baixa qualidade.
Adquiridas
Ocorrem durante a vida útil do empreendimento, sendo resultado da exposição
ao meio em que se inserem. Podem ser naturais, decorrentes da agressividade
do meio, ou decorrentes da ação humana, em função de manutenção
inadequada ou realização de interferência incorreta, danificando as partes
físicas e desencadeando um processo patológico (Maia Neto et al. citado por
Campos, 2006).
Acidentais
Caracterizadas pela ocorrência de algum fenômeno atípico, resultado de uma
solicitação incomum, como a ação da chuva com ventos de intensidade
superior ao normal, recalques e, até mesmo, incêndios. A ação dos acidentes
nas construções provoca esforços de natureza imprevisível, promovendo
19
movimentações que irão desencadear processos patológicos (Maia Neto et al.
citado por Campos, 2006).
3. CORROSÃO
Na bibliografia pesquisada o termo corrosão é definido por diversos autores,
porém nem sempre existe um consenso, no meio cientifico, sobre a definição
exata de corrosão, dentre elas:
Segundo Helene (1986) é possível definir-se corrosão “como a interação
destrutiva de um material com o ambiente, seja por reação química, ou
eletroquímica”.
Dutra (1991), citado por Fortes (1995), tem uma definição sucinta, porém
bastante abrangente, na qual a corrosão é entendida como: “a deterioração dos
materiais pela ação do meio”.
Já o dicionário Aurélio: “Desgaste, ou modificação química ou estrutural de um
material, provocados pela ação química ou eletroquímica espontânea de
agentes do meio ambiente”.
A seguir, será apresentado uma introdução teórica sobre os assuntos
relacionados com as prováveis manifestações patológicas existentes no objeto
de estudo (Centro de Convenções da Bahia).
3.1. CORROSÃO EM ESTRUTURAS METÁLICAS
Segundo Gentil (1996) “a corrosão é um processo de deterioração do material
que produz alterações prejudiciais e indesejáveis nos elementos estruturais.
Sendo o produto da corrosão um elemento diferente do material original, a liga
acaba perdendo suas qualidades essenciais, tais como resistência mecânica,
elasticidade, ductilidade, estética, etc.”
20
Ainda com Gentil (1996), “Corrosão é a deterioração de um material,
geralmente metálico, por ação química ou eletroquímica do meio ambiente
aliada ou não a esforços mecânicos” (GENTIL, citado por FORTES, 1995).
Numa definição mais específica, Andrade (1992) conceitua corrosão metálica
como: “Processo inverso, pelo qual o metal volta ao seu estado natural”.
Complementando Andrade (1992), Dutra e Nunes (1991) afirmam que “a
corrosão corresponde ao inverso dos processos metalúrgicos” (figuras 3.1 e
3.2).
E2 METAL
Eredução
n A C o x i d a ç ã oFe2O3 + 3CO
e I l O 4 Fe + 3 O2 +H2O
r G a i R 2 Fe2 O3.H20
2Fe + 3CO2
g R i e b R
i U r g n e O
a L e r e r S
A u e r a Ã
T q n g O
E e e i
M r a
Minério Composto
Fe2O3 Fe2O3H2O
E1 Hematita Ferrugem
T e m p o
Figura 3.1 Ciclo dos Metais (FORTES, 1995).
Dos conceitos vistos anteriormente, podemos entender que a corrosão metálica
é a transformação dos materiais metálicos pela ação, química ou eletroquímica,
do meio, a qual o metal tende a voltar ao seu estado natural, sendo o inverso
ao processo metalúrgico.
Nos processos de corrosão, os metais reagem com elementos não-metálicos,
existentes no meio, entre os quais o oxigênio e o enxofre, surgindo compostos
semelhantes aos encontrados na natureza dos quais foram extraídos os
respectivos metais. Com exceção dos metais nobres (ouro, prata e platina),
que são estáveis e encontrados na natureza sob a forma metálica, os outros
metais existem sob a forma de minério, estando em condições de maior
estabilidade. Processos metalúrgicos são necessários para que o minério
21
receba energia (ver figuras 3.1 e 3.2) e, com isso, resultando o produto final,
que é o metal com nível energético mais elevado do que o do minério de
origem. Assim, o metal se encontra num estado de equilíbrio metaestável e, no
caso de haver condições propícias de liberação de energia, existirá o processo
corrosivo que devolverá o metal à sua forma original de composto estável na
natureza (FORTES, 1995).
Figura 3.2 - O processo de corrosão como o inverso do processo metalúrgico
(GENTIL, 1996).
Para que o metal, que sofre o fenômeno da corrosão, permaneça em equilíbrio
estável, faz-se necessário a cessão contínua de energia em quantidade
adequada, a qual é feita através de métodos de proteção periódica
proporcionado por um programa de manutenção.
O metal poderá sofrer processo corrosivo a tal ponto que ficará inutilizado para
uso, caso os produtos de corrosão sejam solúveis no meio ou formem
compostos não aderentes ao metal. O tempo gasto para sua deterioração total
será tanto menor quanto maior for a velocidade da reação. No entanto, se dos
produtos, oriundos da corrosão, houver a formação de uma camada compacta,
uniforme e aderente ao metal, a velocidade de reação pode ser bastante baixa,
apresentando o metal uma excelente resistência à corrosão.
Segundo Sienco e Plane (1972), citado por Fortes (1995), na prática o ferro é
produzido impuro, pois, do contrário, sua preparação seria difícil e de custo
elevado e, além disso, o ferro impuro (aço) apresenta vantagens,
principalmente quando a impureza é o carbono, obviamente em quantidade
adequada e controlada. A produção do aço é feita em alto-forno partindo-se do
Metalurgia
Corrosão
Corrosão + Energia Metal
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minério de ferro, hematita (Fe2O3), por exemplo, calcário e carbono, ocorrendo
reações a temperaturas elevadas.
O produto bruto do alto forno, chamado ferro gusa, contém cerca de 4% de
carbono, 2% de silício, traços de enxofre, fósforo e manganês no máximo 1%,
sendo o restante ferro. O ferro obtido, neste processo, entrando em contato
com o ar atmosférico e umidade, volta à sua condição original (minério) após
sofrer corrosão. Representação da fórmula:
Fe Fe3+ +3e-
H2O +1/2 O2 +2e
- 2OH
-
A reação, a seguir, mostra este fenômeno que é um processo inverso ao
metalúrgico.
4 Fe 3 O2 H2O 2 (Fe2O3. 3 H2O)
O composto óxido férrico hidratado (Fe2O3.H2O) é conhecido por ferrugem.
3.1.1. Conceitos Básicos
A seguir serão apresentados, de forma resumida, alguns conceitos necessários
para o entendimento da corrosão do aço que se processa na superfície do
metal através de reações eletroquímicas.
3.1.1.1. Íons, oxidação e redução
Qualquer espécie química é composta por uma quantidade de prótons e de
elétrons. Quando a quantidade de prótons é igual a quantidade de elétrons
dizemos que o átomo está estável, porém nem sempre a quantidade de
elétrons é igual a de prótons. Quando, por qualquer motivo, existir variação do
número de elétrons haverá um desequilíbrio de cargas, pois o número de
prótons é diferente do número de elétrons. O sistema ficará eletricamente
carregado, negativa ou positivamente, caracterizando o íon (FORTES, 1993,
citado por FORTES, 1995).
Íon é qualquer átomo ou molécula em que o número de prótons é diferente do
23
número de elétrons. Quando houver o ganho ou perda de elétrons tem-se íons
negativos ou íons positivos, respectivamente.
Os elétrons constituem a parte externa do átomo, só havendo formação de íon
quando existir variação do número de elétrons. Quando o átomo perde elétrons
o número de prótons fica maior do que o número de elétrons, havendo excesso
de carga positiva, formando o íon positivo (+), denominado cátion. Porém,
quando o átomo ganha elétrons o número de prótons fica menor do que o
número de elétrons, havendo excesso de carga negativa, formando o íon
negativo () chamado ânion.
Oxidação é a perda de elétrons por uma espécie química, já a redução é o
ganho de elétrons por uma espécie química. A oxidação e a redução
acontecem simultaneamente onde, sempre que há oxidação (perda de
elétrons), existe também redução (ganho de elétrons). Apresentamos a seguir
dois exemplos, um de oxidação e outro de redução.
Fe Fe2+ + 2e (Oxidação do ferro)
Cl2 + 2e 2Cl- (Redução do cloro)
3.1.1.2. Potencial de eletrodo
Segundo Gentil (1996), os metais apresentam diferentes tendências à
oxidação, portanto é muito útil, a fim de estudar e prever processos corrosivos,
dispor os metais em uma ordem preferencial de cessão de elétrons.
Um metal quando imerso em soluções eletrolíticas estabelece uma diferença
de potencial entre a fase sólida (metal) e a fase líquida (eletrólito). Ela é
denominada diferença de potencial eletroquímica e varia em função de vários
fatores.
Gentil (1996) define eletrodo como o sistema formado pelo metal e pela
solução eletrolítica vizinha ao metal. Dutra e Nunes (citados por FORTES,
1995), denominam também como meia pilha, meia célula ou semi-célula.
24
Quando o metal é imerso em uma solução aquosa ocorre uma ionização,
desde que, o metal passe à solução na forma de íons positivos. Existe a perda
de energia espontânea até que se atinja o equilíbrio do sistema metal/solução.
Neste equilíbrio eletroquímico representado pela equação abaixo, estabelece-
se uma diferença de potencial entre o metal e solução, de cargas elétricas de
sinais contrários existentes, as negativas (elétrons) no metal e as positivas
(cátions) na solução:
)()()( metalMmetalneoãsoluçM on
Esta reação continua até que haja a saturação do eletrólito com os cátions do
metal, próximo à interface metal/meio. Neste momento, moléculas de água
polarizadas, devido a seus pólos positivos de hidrogênio e pólos negativos de
oxigênio, são atraídas à superfície do metal. Com a entrada de mais um íon na
solução, induz-se à redução de outro que é depositado no metal,
permanecendo o equilíbrio de cargas (FORTES 1995).
A diferença de potencial, depois de atingido o equilibro entre o metal e o
eletrólito é denominado potencial de equilíbrio. Este equilíbrio é dinâmico e a
ele corresponde uma densidade de corrente (Ampéres) de troca, equivalente à
velocidade de dissolução anódica ou de deposição catódica; ambas de mesmo
valor.
3.1.1.3. Potencial de eletrodo padrão
De acordo com Fortes (1995), quando um metal, sob uma forma, como lâmina,
placa, tela ou bastão é colocado em contato com um eletrólito, existe
passagem de íons do metal para a solução, ficando a superfície de contato
carregada eletricamente. Surge, em conseqüência, uma diferença de potencial
entre as duas fases, a sólida (metal) e a líquida (eletrólito). Tal diferença de
potencial, que pode ser positiva, negativa ou nula, depende da natureza do
metal, das espécies presentes no eletrólito e de outras variáveis como
temperatura, concentração e pressão, porém, quando são fixadas as variáveis
ligadas ao eletrólito, o valor do potencial será função das propriedades de cada
metal.
25
Uma medida de potencial não pode ser feita sem um valor de referência. Os
valores são medidos ligando um voltímetro e tomando um outro eletrodo como
referência. Este eletrodo padrão foi arbitrado como sendo o de hidrogênio e
fixado como valor zero.
Este eletrodo, chamado eletrodo normal de hidrogênio, conforme figura 3.3, é
constituído por um fio de platina coberto com platina finamente dividida (negro
de platina) que adsorve o hidrogênio em grande quantidade, agindo como um
verdadeiro eletrodo de hidrogênio. Ele é imerso em uma solução de
concentração 1 molar (1M) de íons de hidrogênio e é borbulhado hidrogênio
gasoso sob pressão de 1 atmosfera (atm) e temperatura de 25ºC. Sua reação
é:
H H e2
2 2
gás H2
fio de platina platinizado (1 atm)
solução aquosa
placa de platina ácida ( 1 M )
( p.e H2SO4 ou HCl )
Figura 3.3 - Eletrodo normal de hidrogênio, onde se tem: concentração de H+(aq) =
1M, temperatura = 25ºC e pressão de H2 = 1atm (FELTRE, 1993).
Segundo Callister (2002), citado por Polito (2006), a platina não participa da
reação eletroquímica, ela somente atua como uma superfície onde, os átomos
de hidrogênio podem ser oxidados ou os íons de hidrogênio podem ser
reduzidos.
O potencial de eletrodo padrão de um elemento é “a diferença de potencial
expressa em volts, entre o elemento e uma solução 1M de seus íons em
relação ao eletrodo normal de hidrogênio” (GENTIL, 1982). Por convenção, o
potencial do eletrodo de hidrogênio é zero, em qualquer temperatura.
26
Desse modo, o potencial de cada metal é comparado com o potencial do
eletrodo de hidrogênio.
A figura 3.4, ilustra a medição de potencial padrão de um metal (zinco). Os dois
recipientes estão ligados por uma ponte salina (constituída de um tubo de
plástico ou de vidro em forma de U contendo em seu interior NaCl ou KCl ou
outro eletrólito e tendo suas extremidades obturadas por algodão), cuja
finalidade é fechar o circuito, permitindo um lento deslocamento de íons de um
béquer para o outro, nos dois sentidos.
e 0,76 V e
ponte salina H2 (g)
ZINCO (1 atm)
METÁLICO
solução aquosa de ZnSO4 solução aquosa de H2SO4
1 molar em Zn2+ / 25 oC 1 molar de H + / 25 oC
(condições padrão)
Figura 3.4 - Medição de Potencial Normal ou Potencial Padrão de zinco (EºZn), no caso
(FELTRE, 1993).
A voltagem lida no voltímetro, oriunda do fluxo de elétrons percorrendo o
circuito externo, no sentido do eletrodo de metal para o de hidrogênio indica o
valor de 0,76 V da diferença de potencial entre o metal e o hidrogênio.
No caso do zinco / hidrogênio, os elétrons percorrem o circuito no sentido
eletrodo zinco eletrodo de hidrogênio.
27
3.1.1.4. Tabela de potencial de eletrodo padrão
Chamamos um eletrodo de ânodo quando ocorre nele uma reação de oxidação
e chamamos de cátodo quando ocorre no eletrólito uma reação de redução no
eletrólito que o envolve (FORTES, 1995).
Segundo Gentil (1996) o ânodo tem uma tendência a: aumentar o número de
elétrons livres na fase metálica; aumentar a concentração dos íons do metal na
solução em torno dele; aumentar o número de íons em estado de oxidação
mais elevado na solução ao seu redor; diminuir a massa do eletrodo (corrosão).
O cátodo tem uma tendência a: diminuir o número de elétrons na fase metálica;
diminuir o número de íons do metal na solução em torno dele; aumentar o
número de íons em estado de oxidação menos elevado na solução em torno
dele; aumentar a massa do cátodo (no caso específico de uma pilha).
O eletrodo de zinco cede elétrons ao eletrodo normal de hidrogênio, sofrendo
corrosão, apresentando, portanto, caráter anódico (figura 3.4). Neste caso as
reações são:
ânodo: Zn Zn2+ + 2e (reação de oxidação)
cátodo: 2H+ + 2e H2 (reação de redução)
O zinco funciona como pólo negativo (ânodo) e o hidrogênio como pólo positivo
(cátodo) da pilha.
No caso da troca do metal zinco pelo cobre a situação se inverte, ou seja, o
hidrogênio cede elétrons (ânodo) e o cobre os recebe (cátodo).
O eletrodo de hidrogênio pode funcionar como pólo negativo ou positivo,
dependendo do metal.
Confrontando todos os metais com o eletrodo padrão de hidrogênio, figura 3.3,
têm-se os Eº, que serão organizados em tabela de seus potenciais-padrão de
eletrodo, que é uma escala de medidas relativas (Tabela 3.0).
28
TABELA 3.0 - Potenciais de eletrodos padrão ou normal (E), relativos ao eletrodo padrão de
hidrogênio a 25C, 1 atm e com atividade unitária, ou Série Eletroquímica
(GENTIL, 1982; HELENE, 1993 e DUTRA & NUNES, 1991).
Potencial de
oxidação
E (V)
Reação do eletrodo ou na meia célula (nome)
Potencial de
redução
E (V)
+3,090 3 22 3
N e N
(Nitrogênio) 3,090
+3,045 Li e Li
(Lítio) 3,045
+2,925 K e K
(Potássio) 2,925
+2,925 Rb e Rb
(Rubídio) 2,925
+2,906 Ba e Ba2
2
(Bário) 2,906
+2,890 Sr e Sr2
2
(Estrôncio) 2,890
+2,870 Ca e Ca2
2
(Cálcio) 2,870
+2,714 Na e Na
(Sódio) 2,714
+2,520 La e La3
3
(Lantânio) 2,520
+2,480 Ce e Ce3
3
(Cério) 2,480
+2,370 Mg e Mg2
2
(Magnésio) 2,370
+2,370 Y e Y3
3
(Ítrio) 2,370
+2,080 Sc e Sc3
3
(Escândio) 2,080
+2,070 Pu e Pu3
3
(Plutônio) 2,070
+1,850 Be e Be2
2
(Berílio) 1,850
+1,800 U e U3
3
(Urânio) 1,800
+1,660 Al e Al3
3
(Alumínio) 1,660
+1,630 Ti e Ti2
2
(Titânio) 1,630
+1,530 Zr e Zr4
4
(Zircônio) 1,530
+1,180 Mn e Mn2
2
(Manganês) 1,180
+1,100 Nb e Nb3
3
(Nióbio) 1,100
+0,763 Zn e Zn2
2
(Zinco) 0,763
+0,744 Cr e Cr3
3
(Cromo) 0,744
+0,530 Ga e Ga3
3
(Gálio) 0,530
29
+0,440 Fe e Fe2
2
(Ferro) 0,440
+0,403 Cd e Cd2
2
(Cádmio) 0,403
+0,342 In e In3
3
(Índio) 0,342
+0,336 Ti e Ti
(Titânio) 0,336
+0,277 Co e Co2
2
(Cobalto) 0,277
+0,250 Ni e Ni2
2
(Níquel) 0,250
+0,222 AgCl e Ag Cl
(Prata Cloreto de Prata)* 0,222
+0,200 Mo e Mo3
3
(Molibdênio) 0,200
+0,136 Sn e Sn2
2
(Estanho) 0,136
+0,126 Pb e Pb2
2
(Chumbo) 0,126
0,000 2 2 2H e H
(Hidrogênio) 0,000
0,153 Cu e Cu2
(Cobre) +0,153
0,222 AgCl e Ag Cl
(Prata Cloreto de Prata)* +0,222
0,241 Hg Cl e Hg Cl2 2
2 2 2
(Calomelano sat.(SCE))* +0,241
0,318 CuSO e Cu SO4 4
2
2
(Cobre/Sul. de cobre
(CSE)*
+0,318
0,337 Cu e Cu2
2
(Cobre) +0,337
0,401 O H O e OH2 22 4 4
(Água aerada p/pH = 14) +0,401
0.615 Hg SO e Hg SO2 4 4
2
2
(Mercúrio/Sulfato de
Hg)*
+0,615
0,771 Fe e Fe3 2
(Ferro) +0,771
0,788 Hg e Hg2
2
2 2
(Mercúrio) +0,788
0,799 Ag e Ag
(Prata) +0,799
0,800 Rh e Rh3
3
(Ródio) +0,800
0,820 O H O e OH2 2
2 4 4
(Água aerada p/pH = 7) +0,820
0,854 Hg e Hg2
2
(Mercúrio) +0,854
0,987 Pd e Pd2
2
(Paládio) +0,987
1,200 Pt e Pt3
3
(Platina) +1,200
30
1,229 O H e H O2 2
4 4 2
(Água aerada p/pH=0) +1,228
1,360 Cl e Cl2
2 2
(Cloro) +1,360
1,500 Au e Au3
3
(Ouro) +1,500
* Eletrodos de referência, secundários
3.1.1.5. Pilha eletroquímica
Conforme Fortes (1995), no estudo da corrosão o conhecimento sobre pilhas
eletroquímicas é essencial. A pilha eletroquímica é formada por:
a) Ânodo – é o que sofre a corrosão e onde a corrente elétrica entra no
eletrólito;
b) Cátodo – é o que sofre redução provocada pelos elétrons saídos do
eletrólito;
c) Eletrólito - é o condutor que contém íons, normalmente um líquido, que leva
a corrente do ânodo para o cátodo;
d) Circuito metálico – é a ligação metálica entre o ânodo e o cátodo por onde
passa os elétrons do ânodo para o cátodo.
Ainda com o mesmo autor, qualquer um destes elementos que for retirado
elimina a pilha e diminui a possibilidade de ocorrer à corrosão. O sentido
correto dos elétrons é do ânodo para o cátodo, porém, convencionou-se que a
corrente elétrica é do cátodo para o ânodo.
Na representação de uma pilha, utilizamos o ânodo à sua esquerda e o cátodo
à sua direita (figura 3.5). Segundo Gentil (1996) a força eletromotriz (fem) é
representada pela convenção de sinais da IUPAC1, e igual a:
Epilha = Ecátodo – Eânodo
Onde: Ecátodo e Eânodo são os potenciais de redução dos eletrodos.
1 Internacional Union of Pure and Appied Chemistry (GENTIL, 1982)
31
Observa-se que, quando Epilha = E 0, indica que o funcionamento da pilha é
espontâneo e, em caso contrário, quando E 0, o funcionamento não é
espontâneo.
A pilha resultante dos eletrodos Zn Zn2+ (1M) e Cu Cu2+ (1M) é representada
por:
Zn Zn2+ (1M) Cu2+ (1M) Cu
i
i
eletrodo voltímetro eletrodo eletrodo voltímetro eletrodo
( - ) ou ( + ) ou
anodo e- e- catodo
Metal parede Metal Metal parede Metal
Zn0 porosa Cu0 Zn0 porosa Cu0
e- e- Zn2+ e- e-
e-e- e- e-
Zn2 +
SO42- Zn2+ Cu2+ SO4
2- Cu2+
SO42- SO4
2-
SOLUÇÃO SOLUÇÃO SOLUÇÃO SOLUÇÃO
AQUOSA DE AQUOSA DE AQUOSA DE AQUOSA DE
ZnSO4 CuSO4 ZnSO4 CuSO4
a) Circuito aberto b) Circuito fechado
Figura 3.5 - Pilha eletroquímica de ação espontânea com parede porosa plana. Após o
fechamento do circuito há corrosão no zinco e deposição no cobre (FELTRE,
1993, citado por POLITO, 2006).
A barra dupla, no centro, significa a ponte salina. Usando-se a ponte salina o
potencial de junção é permutado por outros dois, atuantes em sentidos opostos
e com valores desprezíveis, ou seja, próximos de zero.
A formação de uma pilha é muito comum, na natureza. Dois metais
dissimilares, ligados por um fio condutor, imersos na atmosfera formam uma
32
pilha eletroquímica de ação espontânea. Os metais mergulhados na atmosfera
formam os eletrodos, o fio condutor o circuito externo e o ar, condutor
eletrolítico, o circuito interno.
O mecanismo de corrosão eletroquímica promove a formação de pilhas
eletroquímicas, as quais não necessariamente se estabelecem entre dois
metais diferentes em uma mesma solução, mas ocorrem também em regiões
diferentes de um mesmo metal.
O ferro sempre contém impurezas (incluindo-se outros metais). Admite-se
então que o ferro, de um lado, e as impurezas, de outro, funcionam como dois
pólos de uma pilha. Com a presença de umidade e dos agentes agressores,
mais facilmente ocorrerá essa reação. Existindo proximidade entre a estrutura
e o litoral, a umidade presente no ar possui água do mar que é bastante rica
em íons (Na+ e Cl-, principalmente), servindo, assim, de ponte salina da pilha
eletroquímica.
3.1.2. Tipos de Corrosão:
De acordo com Gentil (1996), os diversos tipos de corrosão estão divididos da
seguinte forma:
a) corrosão uniforme
Mais comum e facilmente controlável, consiste em uma camada visível de
óxido de ferro pouco aderente que se forma em toda a extensão do perfil. É
caracterizada pela perda uniforme de massa e conseqüente diminuição da
secção transversal da peça (figura 3.6).
Esse tipo de corrosão ocorre devido à exposição direta do aço carbono a um
ambiente agressivo e à falta de um sistema protetor.
Comumente, o sistema protetor pode se romper durante o transporte ou
manuseio da peça, devendo ser rapidamente reparado, antes que ocorra a
formação de pilhas de ação local ou aeração diferencial.
33
Figura 3.6 Corrosão Uniforme em chapa de aço carbono (FORTES, 1995).
b) Corrosão galvânica
Esse tipo de corrosão acontece quando dois materiais metálicos, com
diferentes potenciais, estão em contato em presença de um eletrólito, ocorre
uma diferença de potencial e a conseqüente transferência de elétrons. Tem-se
então o tipo de corrosão chamado corrosão galvânica, que resulta do
acoplamento de materiais metálicos dissimilares imersos em um eletrólito,
causando uma transferência de carga elétrica de um para outro, por terem
potenciais elétricos diferentes. Ela se caracteriza por apresentar corrosão
localizada, próximo à região do acoplamento, ocasionando profundas
perfurações no material metálico que funciona como ânodo.
Quando materiais metálicos de potenciais elétricos diversos estão em contato,
a corrosão do material metálico que funciona como ânodo é muito mais
acentuada que a corrosão isolada desse material sob a ação do mesmo meio
corrosivo. A corrosão do material que funciona como cátodo é muito baixa e
acentuadamente menor que a que ocorre quando o material sofre corrosão
isolada.
c) Corrosão por lixiviação
Outra forma de ataque às superfícies, essa corrosão forma lâminas de material
oxidado e se espalha por debaixo dele até camadas mais profundas. O
combate a essa floculação é feito normalmente com tratamento térmico.
34
d) Corrosão sob tensão
Esse problema é resultante da soma de tensão de tração e um meio corrosivo.
Essa tensão pode ser proveniente de encruamento, solda, tratamento térmico,
cargas, etc. Normalmente, regiões tencionadas funcionam como ânodos em
relação ao resto do elemento e tendem a concentrar a cessão de elétrons. Com
o tempo surgem microfissuras que podem acarretar um rompimento brusco da
peça antes da percepção do problema.
e) Corrosão por pontos
Esse tipo de corrosão é altamente destrutivo e gera perfurações em peças sem
uma perda notável de massa e peso da estrutura. Pode ser difícil de detectar
quando em estágios iniciais, pois na superfície a degradação é pequena se
comparada à profundidade que pode atingir. Ela ocorre normalmente em locais
expostos a meios aquosos, salinos ou com drenagem insuficiente. Pode ser
ocasionada pela deposição concentrada de material nocivo ao aço, por pilha de
aeração diferencial ou por pequenos furos que possam permitir a infiltração e o
alojamento de substâncias líquidas na peça (figura 3.7).
Figura 3.7 Corrosão por pontos em tubo de aço carbono (FORTES, 1995).
f) Corrosão por frestas
Ocorre em locais que duas superfícies estão em contato ou muito próximas
(0,025 a 0,1 mm). Devido à tensão superficial da água, esta se aloja nas fendas
disponíveis e tende a causar pilhas de aeração diferencial, onde a
35
concentração de oxigênio nas bordas é superior à concentração da área mais
interna da fenda, fazendo dessa uma região anódica. Como conseqüência, o
processo de corrosão se concentra na parte mais profunda da fresta,
dificultando o acesso e o diagnóstico desse problema. Em geral, esse problema
afeta somente pequenas partes da estrutura, sendo portanto mais perigosa do
que a corrosão uniforme, cujo alarme é mais visível.
g) Corrosão fissurante
Este tipo de corrosão ocorre quando, além das condições propícias para a
corrosão, o metal se encontra submetido a tensões de tração. Neste caso,
surgem fissuras no material que se propagam na direção transversal à carga,
produzindo rupturas em níveis de tensão inferiores.
3.2. CORROSÃO EM CONCRETO ARMADO
Segundo Süssekind (1987): “o concreto armado pode ser considerado um
material viável, durável e bastante confiável, sendo sua viabilidade garantida
pelo trabalho conjunto entre o concreto e a armadura, devido à perfeita
aderência entre os dois materiais, tanto pela semelhança entre os coeficientes
de dilatação térmica como pela proteção química e física que o concreto
oferece às armaduras”.
O concreto armado, que forma a estrutura, deve reunir não apenas condições
de resistência do ponto de vista mecânico que lhe permita suportar os esforços
e momentos ao qual vai estar submetida, mas também condições de
constituição que o leve a suportar as ações externas de caráter físico e químico
(CÁNOVAS, 1988).
As ações de tipo físico que podem criar graves defeitos no concreto, podendo
chegar a destruí-lo, são aquelas devidas a efeitos expansivos produzidos por
reações internas gelo e degelo ou pela cristalização mais ou menos profunda
dos sais solúveis contidos na massa de concreto. Estes efeitos podem ser
combatidos com a execução de concretos bem cuidados e compactos.
As ações de tipo químico são as de maior importância e as que maiores danos
produzem. Somente a reparação aos danos causados pelas águas salinas em
36
estruturas de concreto armado implica em gastos de alguns milhares de
milhões de dólares anuais em muitos países.
São três as principais causas de corrosão química do concreto:
a) Gases contidos na atmosfera (CO2, SO4, etc.).
b) Águas puras, turvas, ácidas e marinhas (Cl- e SO4-2).
c) Compostos fluídos ou sólidos de natureza orgânica tais como óleos,
gorduras, combustíveis, líquidos alimentares, etc.
A Norma Brasileira NBR 6118/2003 preconiza que as estruturas de concreto
devem ser projetadas e construídas de modo que, sob condições ambientais
previstas na época do projeto, e quando utilizadas conforme especificado no
projeto, conservem sua segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante
um período mínimo de 50 anos, sem exigir medidas extras de manutenção e
reparo.
Alguns fatores podem fazer com que o concreto armado se deteriore muito
mais rápido do que o previsto pela norma técnica, sendo eles:
a) Carbonatação do concreto
O concreto apresenta um pH alto, como se sabe, devido a presença do
hidróxido de cálcio Ca(OH)2. Nos concretos porosos, o ar que penetra no
interior das peças que contém anidrido carbônico CO2, que reage com
Ca(OH)2, formando carbonato de cálcio CaCO3 mais água, conforme equação
abaixo:
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O
Esta reação reduz o pH para valores menores que 9,0 e se o ambiente for
úmido, a carbonatação se processará mais rápido, pois o CO2 vai atingindo as
camadas mais internas do concreto através da difusão nos poros existentes.
Segundo Verbeck, citado por Cánovas (1988): “a carbonatação máxima se
produz a uma umidade relativa de 60%, enquanto que em um ambiente seco
37
ou saturado temos uma carbonatação de apenas 20% do máximo anterior”.
A carbonatação provoca uma ação despassivadora das armaduras,
estabelecendo assim condições possíveis para corrosão das mesmas.
Não há frente de
carbonatação
Poros
Concreto
Ar ( + CO2 )
a) Poros totalmente secos
Xc
A frente de
carbonatação
atinge pequena
profundidade
Poros
Concreto
Água
b) Poros saturados com água
Maior profundidade
Xc da frente de Poro
carbonatação Concreto
Xc
Filme de água
Ar ( + CO2 ) c) Poros parcialmente com água e ar
(Concreto com UR normal do ambiente)
Figura 3.8 - Representação esquemática de carbonatação parcial de concreto
(Bakkér, 1988, citado por CASCUDO, 1991)
Segundo Bakker, citado por Cascudo (1997), é importante registrar que existe
38
grande diferença entre taxas de difusão de CO2 no ar e na água (na água é de
104 vezes mais baixa). Devido o concreto ser um material microporoso a
penetração de CO2 será determinada pela forma da estrutura do poro e se os
poros do concreto estão preenchidos por água ou não. Se os poros estiverem
secos (figura 3.8 a), o CO2 se difundirá no interior deles, mas a carbonatação
não ocorrerá por falta de água. Isso é o caso do concreto seco em estufa. Se
os poros estiverem preenchidos com água (figura 3.8 b), não haverá quase
carbonatação, devido a baixa taxa de difusão do CO2 na água. Finalmente, se
os poros estiverem apenas parcialmente preenchidos com água (figura 3.8 c),
que é normalmente o caso próximo a superfície do concreto, a frente de
carbonatação avança até a profundidade onde os poros de concreto
apresentam essa condição favorável. Esta é a situação efetivamente deletéria
sob o ponto de vista da despassivação da armadura.
Resumindo a carbonatação é dependente de fatores como:
Técnicas construtivas: transporte, lançamento, adensamento e cura do
concreto;
Condições ambientais (atmosferas rurais, industriais ou urbanas);
Tipo de cimento;
Umidade do ambiente.
b) Cobrimento
O concreto de cobrimento sobre a armadura constitui a sua chamada proteção
física. Ele além de agir como uma barreira física contra agentes agressivos,
oxigênio e umidade garantem o meio alcalino para que a armadura tenha sua
proteção química. O cobrimento constitui-se um elemento de grande
importância, uma vez que especificações de projeto inadequadas (frente à
agressividade ambiental), assim como desuniformidades de sua espessura ao
longo de peças estruturais (erros executivos), podem facilitar o início ou
acelerar processos de corrosão já existentes (CASCUDO, 1997).
Nas regiões ao longo da peça, onde o concreto não é adequado ou apresenta
cobrimento insuficiente, a corrosão progride rapidamente. O óxido de ferro
hidratado aumenta o volume inicial da barra que causa pressões de expansão
39
superiores a 15 MPa (CÁNOVAS, 1977, citado por HELENE, 1986).
As tensões produzidas fissuram o concreto, na direção paralela às armaduras,
favorecendo a carbonatação e penetração de agentes agressivos.
Os produtos decorrentes da corrosão das armaduras são expansivos, e geram
tensões radiais no interior do concreto, provocando inicialmente fissuração,
depois lascamento e redução da seção da barra, como mostra a figura 3.9:
Figura 3.9 - Deterioração progressiva devido à corrosão das armaduras (SHAFFER,
1971 & CAIRONI, 1977) citado por HELENE (1986).
É comum, aparecerem manchas marrom-avermelhadas na superfície do
concreto e borda da fissura (SHAFFER, 1971 & CAIRONI, 1977) citado por
HELENE (1986). Essas manchas chamamos de eflorescências.
A NBR 6118/78, considera que qualquer barra de armadura, inclusive de
distribuição, de montagem e estribos, deve ter cobrimento de concreto pelo
menos igual a seu diâmetro, mas não menor que:
Para concreto revestido com argamassa de espessura mínima de 1cm;
- em lajes no interior da edificação 0,5 cm
- em paredes no interior da edificação 1,0 cm
- lajes e paredes ao ar livre 1,5 cm
40
- em vigas, pilares e arcos no interior da edificação 1,5 cm
- em vigas, pilares e arcos ao ar livre 2,0 cm
Para concreto aparente:
- no interior da edificação 2,0 cm
- ao ar livre 2,5 cm
Para concreto em contato com o solo 3,0 cm
Para concreto em meio fortemente agressivo 4,0 cm
c) Temperatura
A temperatura tem um papel duplo nos processos de deterioração. Se por um
lado seu incremento promove um aumento da velocidade de corrosão e da
mobilidade iônica, por outro sua diminuição pode dar lugar a condensações, as
quais podem produzir incrementos locais no teor de umidade (CASCUDO,
1997).
d) Tipo de cimento e adições
Em geral, concretos com adições de escória de alto-forno ou com adições de
materiais pozolânicos tais como cinza volante ou sílica ativa, apresentam
estruturas de pasta mais compactas e, portanto, os desempenhos desses
concretos quanto à penetração de líquidos, gases e íons são
consideravelmente melhores se comparados aos concretos de cimento
Portland comum. Isto significa importantes benefícios quanto à ação deletéria
dos cloretos. Em contrapartida, parece ser uma realidade o fato de que tais
adições em geral pioram o comportamento dos concretos em relação à
carbonatação. Como balanço final, os benefícios propiciados pelos cimentos
com adições são sem dúvida maiores do que os eventuais prejuízos obtidos
(CASCUDO, 1997).
e) Fissuração do concreto de cobrimento
As fissuras presentes no concreto têm um papel polêmico quanto à corrosão.
Pois com elas a corrosão é mais intensa quanto maior a abertura dessas
fissuras e quanto mais cedo elas aparecem. As fissuras no concreto armado se
tornam o caminho mais curto para a penetração dos agressores (os cloretos)
41
para as armaduras. Sendo o primeiro passo para a corrosão das armaduras
diminuindo assim o tempo de vida útil da estrutura.
Os principais mecanismos de formação das fissuras são:
Variação térmica;
Variações no teor de umidade dos materiais;
Atuação de sobrecargas;
Deformação excessiva das estruturas de concreto armado;
Recalques diferenciais das fundações;
Retração de produtos à base de cimento;
Ação do fogo sobre a estrutura.
f) Eflorescência
Conforme Verçosa, citado por Campos (2006), a eflorescência em construção,
é o aparecimento de formações salinas na superfície dos materiais. Na maior
parte dos casos, as eflorescências não causam problemas maiores que o mau
aspecto resultante. Mas há circunstâncias em que o sal formado pode levar a
lesões, tais como: o desplacamento dos revestimentos ou pinturas e
desagregação nas alvenarias. Na grande maioria dos casos as eflorescências
em materiais de construção são causadas por sais de cálcio, de sódio, de
potássio, de magnésio ou de ferro. Raramente por outros. Também, na maioria
dos casos, esses sais são parte integrante do material de construção, e ao ser
saturado pela umidade, é solubilizado. Se a incidência de umidade for intensa,
os sais podem ser lixiviados para a superfície. Ali a água evapora, mas o sal se
deposita, formando as manchas. O sal também pode se formar quando a água
reúne dois ou mais compostos diferentes que reagem entre si. De qualquer
modo, é uma constante a necessidade de umidade para a formação de
eflorescência. E por isso a correção quase sempre implica em eliminação da
umidade.
42
g) Bolor, mofo e limo
O desenvolvimento de fungos em fachadas causa alteração estética na
estrutura, formando manchas escuras indesejáveis e muitas vezes acarreta a
desvalorização comercial do imóvel (SOUZA, 2004).
Os termos genéricos “bolor” ou “mofo” são empregados para descrever a
colonização por diversas populações de fungos filamentosos sobre vários tipos
de substratos, que vão desde os de gênero alimentício até os mais diversos
tipos de materiais, destacando-se aqui os concretos aparentes (SOUZA, 2004).
O termo bolor é mais bem aceito em linguagem científica para designar o
crescimento de fungos filamentosos sobre um dado substrato. Neste, a
formação do bolor causa o aparecimento de manchas que se caracterizam,
principalmente, por cores escuras de tonalidades preta, marrom e verde. Em
menor freqüências aparecem manchas claras esbranquiçadas ou amareladas.
Fungos são organismos nucleados que, por não possuírem clorofila, não
podem fotossintetizar seu alimento, além disso, suas raízes segregam enzimas
que fazem a decomposição. Essas enzimas funcionam como um ácido sobre o
material onde cresce o fungo. O material é atacado e queimado, tomando
quase sempre a cor escura quase preta. Há então o surgimento de manchas e,
numa idade mais avançada, desagregação da superfície.
Os fungos são organismos heterotróficos, ou seja, necessitam de compostos
orgânicos pré-elaborados. Eles têm preferência por frestas e fissuras, onde o
ambiente é mais abrigado e se desenvolvem mais facilmente em ambientes
úmidos por condensação, onde a água não é corrente e então não leva embora
as hifas (hifa é a parte externa do fungo).
Se houver umidade e nutrientes suficientes, ocorrerá o crescimento de fungo
com a formação de manchas que caracterizam o bolor visível
macroscopicamente.
Em alguns tipos de fungos, as manchas podem ter outra cor que não a preta
(esverdeada, branca, avermelhada, entre outros) devido ao tipo de reação
química ou devido à deposição de esporos, estes podem ser comparados, a
43
grosso modo, com as sementes das plantas superiores. Ou ainda devido à cor
do próprio fungo, quando visível.
As leveduras são microrganismos unicelulares que comparados com os fungos
filamentosos são mais simples, pois sua reprodução se dá por gemulação, sem
necessidades de estruturas diferenciadas para a reprodução. Estes
microrganismos, embora também presentes em materiais de construção,
geralmente não provocam as manchas escuras responsáveis por alterações
estéticas.
Os fungos podem se desenvolver em qualquer tipo de material (cerâmica,
concreto, argamassa e até metal e vidro, por exemplo) uma vez que,
necessitando muito pouco de alimento, nem sempre se alimentam do próprio
material onde crescem. Eles podem se alimentar de partículas depositadas
com o pó (SOUZA, 2004).
Como exigência nutricional, além de composto carbônico pré-elaborado os
fungos necessitam de fósforo, nitrogênio e traços de ferro, cloro, magnésio,
cálcio, entre outros. Alguns tipos de fungos conseguem crescer em
temperaturas baixas, enquanto outros crescem a temperaturas mais elevadas,
mais a maioria dos fungos do meio ambiente cresce melhor em um intervalo de
temperatura média que varia de 25°C a 30°C.
Há outros microrganismos que causam o mesmo efeito dos fungos e são
confundidos com os mesmos, como bactérias e algas microscópicas.
A umidade do ambiente pode favorecer o aumento de umidade do material,
mas somente a água absorvida por este pode ser utilizada para o
desenvolvimento dos fungos.
Mesmo que um material utilizado como revestimento interno contenha todos os
nutrientes necessários ao crescimento dos fungos, o bolor não aparecerá até
que exista umidade suficiente para a germinação dos esporos. Portanto, a
água absorvida, disponível para o crescimento do fungo, é um fator
condicionante para o aparecimento, manutenção e extensão do bolor no
concreto.
44
As principais causas extrínsecas ao material e que causam o aumento do teor
de água disponível para o crescimento dos fungos, associadas às
características do substrato (como, por exemplo, composição química e
porosidade), são provenientes da umidificação nas edificações.
3.2.1. Corrosão das Armaduras do Concreto Armado
Nas obras de concreto armado e especialmente naquelas que se situam nas
proximidades do mar, em atmosferas salinas, ou em lugares muito úmidos e
com atmosferas contaminadas é muito freqüente o aparecimento de fissuras
devido a corrosão das armaduras.
A corrosão aos aços no concreto armado tem dois inconvenientes importantes
por produzirem desagregações no concreto e diminuir a seção resistente das
barras.
3.2.1.1. Classificação do processo corrosivo das armaduras
Podemos considerar a corrosão sob o aspecto químico e o eletroquímico.
a) Corrosão Química
Segundo Cánovas (1988), o metal reage de forma homogênea, em toda a sua
superfície, com o meio que o rodeia, não existindo reações de oxidação-
redução e, portanto, não havendo geração de correntes elétricas. Sendo
acrescentado por Cascudo (1997), esta corrente elétrica se dá por uma reação
gás metal, com formação de uma película de óxido. É um processo lento e não
provoca deterioração substancial das superfícies metálicas, exceto quando se
tratar de gases extremamente agressivos.
b) Corrosão Eletroquímica
É a que efetivamente traz problemas às obras civis. Trata-se de um ataque de
natureza eletroquímica, que ocorre em meio aquoso, como resultado da
formação de uma pilha ou célula de corrosão, com eletrólito e diferença de
potencial entre trechos da superfície do aço. O eletrólito forma-se a partir da
presença de umidade no concreto. Esse tipo de corrosão suscita um
45
movimento de elétrons ao longo de trechos da armadura e um movimento
iônico através do eletrólito (CASCUDO, 1997). Costuma apresentar-se, em
geral, localizada em pontos que atuam como ânodo, embora logo se
generalize. Esse tipo de corrosão apresenta-se, principalmente, quando
existem heterogeneidades no aço, sejam elas devidas à sua própria natureza,
as tensões a que se acha submetido, ao meio em que está, etc.
A corrosão eletroquímica costuma ser a principal causa de deterioração nas
armaduras do concreto armado e protendido. O concreto é um material
eminentemente básico porque em sua composição se encontram hidróxido de
cálcio, sulfatos, álcalis, etc. que produzem um meio com pH acima de 12, nas
primeiras idades, até 13 nos concretos de mais idade. A armadura nessas
condições, está num meio alcalino ideal e, portanto, o aço está em forma
passiva; entretanto, por diversas causas, a passividade pode desaparecer em
pontos localizados ou completamente. Para que haja perda da passividade e
se inicie a corrosão do aço, é preciso que apareçam causas que possibilitem a
criação de correntes elétricas de suficiente diferença de potencial para gerar
uma pilha que desencadeie o processo corrosivo (CÁNOVAS, 1988).
4. MANUTENÇÃO
Segundo Cánovas (1988), “A resistência e a durabilidade de uma estrutura, da
mesma forma que a de um ser vivo, vai depender, indiscutivelmente, dos
cuidados que se tenham com ela, não apenas durante a sua gestação ou
projeto, mas também durante o seu crescimento ou construção e
posteriormente, durante o resto de sua vida ou manutenção”.
Logo Mirshawka (1991), citado por Bezerra (2000), afirma que “manutenção
deve ser um conjunto de ações que permitem manter ou restabelecer um bem
a um estado específico ou, ainda, assegurar um determinado serviço”.
De forma mais ampla e mais específica, a Norma Brasileira, NBR 5674
estabelece que a manutenção deve ser o “procedimento técnico-administrativo
(em benefício do proprietário e/ou usuário), que tem por finalidade levar a efeito
46
as medidas necessárias à conservação de um imóvel e à permanência das
suas instalações e equipamentos, de modo a mantê-lo em condições
funcionais normais, tal como as que resultaram da sua construção, em
observância ao que foi projetado e durante a sua vida útil”.
A manutenção dos edifícios engloba todas as atividades necessárias para o
perfeito e contínuo funcionamento dos seus equipamentos e instalações, com
segurança, higiene, conforto e baixo custo.
Perez (1985), citado por Bezerra (2000), concorda que “a manutenção dos
edifícios compreende todas as atividades que se realizam nos seus
equipamentos, elementos, componentes ou instalações, com a finalidade de
assegurar-lhe condições satisfatórias de segurança, habitabilidade, eficiência e
outros, para o cumprimento das funções para as quais foram fabricados ou
construídos”.
Desde 1985, é possível fazer uma reparação a esta citação, no tocante à
necessidade de assegurar condições satisfatórias de segurança, etc, pois
atualmente o consumidor está mais exigente e busca mais: quer não apenas
condições satisfatórias, quer excelência, quer qualidade total e baixo custo.
Uma vez que se trata de um assunto bastante amplo, que envolve múltiplos
aspectos, a Manutenção das Construções pode ser classificada de diversas
formas. Algumas delas são as seguintes (JOHN,1989, citado por BATISTA,
MEIRA e FUZARI, 2006):
Conforme o tipo de manutenção: conservação; reparação; restauração
ou modernização.
De acordo com a origem dos problemas do edifício: evitáveis ou
inevitáveis.
De acordo com a periodicidade de realização das atividades: rotineiras;
periódicas ou emergenciais.
Quanto à estratégia de manutenção adotada: preventiva; corretiva ou
engenharia de manutenção.
Esta última modalidade, a Engenharia de Manutenção não quer somente
corrigir a falha, ela procura as causas, age na aquisição dos equipamentos e
47
materiais, retorna ao projeto, aprimora procedimentos, para conseguir a
confiabilidade do cliente, seja proprietário ou usuário do sistema.
A manutenção das edificações envolve conhecimentos técnicos e
procedimentos administrativos, com a finalidade de conservar as
características de segurança, funcionalidade, confiabilidade, higiene e o
mesmo padrão de conforto de quando o imóvel foi entregue para uso.
A manutenção justifica-se por ser o “ato ou efeito de resguardar de danos,
decadência, prejuízo e outros riscos, mediante verificação atenta do uso e
condições de permanência das características técnicas e funcionais da
edificação e das suas instalações e equipamentos”, na forma estabelecida na
Norma brasileira – NBR 5674.
Estas características citadas na referida Norma são assim descritas:
Características funcionais são as que envolvem a manutenção das
peculiaridades técnicas dos espaços privados e comuns, das instalações
e equipamentos, de modo que estejam disponíveis pelo máximo de
tempo, com baixo custo e alta confiabilidade;
Características de segurança são concernentes à manutenção da
segurança e estabilidade da estrutura, ao fogo, à chuva, e demais
intempéries que possam causar riscos à integridade física de usuários e
terceiros;
Características de higiene dizem respeito à manutenção do asseio dos
pisos, paredes, esquadrias, mobiliários, instalações e equipamentos de
saneamento, em defesa da saúde dos usuários e terceiros;
Características de conforto voltam a atenção para a manutenção da
comodidade e bem-estar dos usuários proporcionados por dispositivos
construtivos, como isolamento térmico, acústico, ventilação,
refrigeração, aquecimento; e visuais, como pintura e jardins.
Algumas destas características são mantidas por serviços operados de forma
permanente e rotineira, enquanto outros, são realizados periodicamente:
48
Serviço de manutenção permanente - são os serviços relativos às áreas,
instalações e equipamentos comuns, que não exigem grande
especialização técnica e que tem programação de curto prazo: diária,
semanal e mensal, como:
Vigilância;
Limpeza;
Jardinagem;
Remoção de resíduos;
Distribuição de correspondência;
Inspeções de segurança, como escapamento de gás, combustíveis,
caixas de visita e reservatórios de água;
Urgência para combate ao fogo e paralisação de elevadores.
Devem ser desempenhadas pelo pessoal efetivo, próprio ou locado no
condomínio pela empresa administradora.
Serviços de manutenção periódica - a manutenção periódica demanda
serviços especializados e obras de engenharia e devem ser dirigidos por
profissionais legalmente habilitados. São programados no médio e longo
prazo. Entre outros, pode-se relacionar:
Inspeção e limpeza do telhado, tubulação, ralos, fossas, caixas de
visita, poços, reservatórios de água (inferior e superior);
Defeitos e patologias estruturais;
Pinturas e revestimentos;
Impermeabilizações;
Esquadrias e vidros;
Instalações hidráulicas, sanitárias, elétricas, telefônicas, pára-raios,
geradores, transformadores, elevadores, alarme;
Instalações e extintores de combate ao fogo;
Ventilação, refrigeração e aquecimento.
A manutenção das edificações foi por muito tempo, pouco considerada, pois a
ênfase era em construir e não conservar as obras existentes. Hoje, a realidade
é bem diferente, pois as pessoas se conscientizaram sobre a necessidade de
cuidar da conservação deste patrimônio para torná-las muito mais duráreis.
49
Modernamente, a finalidade da manutenção não é apenas consertar, nem agir
antes que a falha ocorra, mas atuar de forma que nenhuma falha jamais
aconteça, no período em que o sistema foi programado para funcionar.
5. ESTUDO DE CASO
5.1. DESCRIÇÃO GERAL DO EDIFÍCIO
O Centro de Convenções da Bahia (CCB) situa-se próximo à orla marítima, na
faixa contígua à área consolidada da cidade, num dos seus principais vetores
de expansão. As figuras 5.1 e 5.2 mostram a localização do CCB.
Figura 5.1 Foto aérea do Centro de Convenções da Bahia
50
Figura 5.2 – Foto de satélite da localização do CCB (Google Earth).
É um equipamento de grande porte, de suma importância para a dinamização
do turismo na Bahia e um marco significativo na imagem ambiental da cidade.
O edifício está implantado sobre terreno levemente ondulado, modelado por
aterro nas extremidades Noroeste/Sudoeste, onde se situam as cotas 29 e 33
metros, respectivamente, permitindo o acesso em níveis mais elevados da
edificação.
Com uma área de aproximadamente 45 (quarenta e cinco) mil metros
quadrados e possuindo uma forma retangular, o edifício compõe-se de uma
estrutura metálica de grande porte (vigas), apoiada em oito torres de concreto
armado (pilares), além de apoios no solo em suas extremidades. Duas das
torres abrigam dois grupos de elevadores com duas cabines cada uma e as
seis restantes protegem as escadas de segurança.
A estrutura metálica do prédio principal foi confeccionada com perfis H tipo
COR-TEM B, com peso teórico total 4.591 (quatro mil quinhentos e noventa e
uma) toneladas, composta de vigas longitudinais de 10 (dez) metros de vão,
espaçadas a cada 5 (cinco) metros com seção de 0,5 (meio) metro, fixadas por
51
parafusos de aço às vigas transversais de 40 (quarenta) metros de vão
espaçadas a cada 10 (dez) metros com seção variando de 1,50 (um e meio)
metro a 4 (quatro) metros de altura.
As vigas transversais são fixadas nas extremidades por parafusos de aço de
alta resistência. Há 10 conjuntos de vigamento de apoio composto por vigas
treliçadas de perfis de aço H tipo COR-TEM B, travadas entre si por nós
chapados.
A referida estrutura metálica está suspensa sobre 32 (trinta e dois) apoios
articuláveis com rolos e 08 (oito) apoios tipo sem rolos. A placa inferior dos
apoios estão sobre bases adequadas previstas nas colunas de concreto que
integram o conjunto, e a placa superior é interligada com as extremidades da
treliça estrutural.
Já a estrutura metálica do pavilhão de feiras é composto por malha espacial em
treliçado duplo, lançado com luz de 80 (oitenta) metros de ancho a 150 (cento e
cinquenta) metros no comprimento, dando assim 12.000 (doze mil) metros
quadrados de cobertura livre de obstáculo, com pé direito livre de 8,50m (oito
metros e meio).
O treliçado duplo tem 4,25 metros de altura, em perfis tubulares que forma a
trama de aço USI-SAC 41 que apresenta alta resistência à corrosão
atmosférica.
Conectados via módulos geodésicos (nós), também metálicos, forjado em aço
USI-SAC 41, atracados aos perfis por parafusos galvanizados de alta
resistência ASTM-A325.
Vigamentos de apoio composto por vigas treliçadas compostas com perfis de
aço H tipo USI-SAC 41 travados entre si por nós chapados atracados por
parafusos galvanizados de alta resistência (citado no parágrafo acima).
Os pisos foram realizados através de lajes nervuradas de concreto e os
fechamentos das fachadas apresentam grandes painéis de vidro em
esquadrias de alumínio, sendo suas extremidades revestidas por chapas
metálicas.
52
A cobertura é assentada sobre perfis metálicos em I, sendo o seu revestimento
de telhas térmicas metálicas "BERNINI", idênticas as utilizadas nas fachadas.
Os acessos à edificação são efetivos em níveis diferenciados (15, 21, 29 e 33)
e os pisos internos são articulados através de escadas, elevadores, rampas e
escadas rolantes.
Na fundação dos oito pilares de concreto foram executadas estacas metálicas
sobre um terreno composto de muita areia fina, característica das dunas
existentes no local.
De acordo com o levantamento realizado in loco, juntamente com o projeto,
observa-se, no entanto, que os ambientes em função dos diversos níveis,
distribuem-se da seguinte forma:
Nível 15, 00 - Pavimento Térreo
Recepção; secretaria de eventos; instalações sanitárias; protocolo da
BAHIATURSA; acesso principal; estacionamento; casa de força/ar
condicionado; elevadores sociais/carga; bilheteria; escadas de segurança (02)
e escadas de acesso (duas).
Nível 21,00 - Primeiro Piso
Administração 1; circulação/vazios; hall/escadas de segurança (06); área para
exposições; elevadores (04); administração 2; escadas rolantes (02);
administração 3; estacionamento; área de circulação de veículos.
Nível 25,00 - Piso Intermediário
Acesso de serviço (Baby-Beef); restaurante Baby-Beef; escadas de segurança
(04); escadas de acesso (do nível 21); escada de acesso para o nível 29; área
para exposições ao ar livre.
Nível 26,00 - Piso Intermediário
Piso superior da Administração 2 e escada de acesso (do nível 21).
53
Nível 29,00 - Piso Intermediário
Self-service (acesso do nível 33); manutenção / apoio e escada de acesso (do
nível 25).
Nível 33,00 - Segundo Piso
Rampa Externa de acesso para o nível 43,75; acesso de serviço; escadas de
emergência para o Auditório YEMANJÁ; passarelas; área para exposições/bar;
escadas de segurança (06); elevadores (04); escadas Rolantes (do nível 21 e
para o nível 42.47); escadas para o nível 29; instalações sanitárias; rampa
externa de acesso (do nível 29).
Nível 42,47 e 43,75 Terceiro Piso
Auditório "YEMANJÁ" / Foyer; escada de acesso para o nível 50,30; circulação;
escada rolante para o nível 33; área para exposições (D e E); elevadores (04);
sanitários / copa e depósito.
Nível 50,30 - Quarto Piso
Vazio do auditório; balcão do auditório "YEMANJÁ"; circulação / hall; área para
exposições (F e G); escada (para o nível 43.75); elevadores (04); escadas de
segurança (06); auditório "XANGÔ" (03); auditório "OXALÁ" (06); auditório
"OMULU"; auditório "NANÃ"; conjunto de Auditórios com nomes das praias de
salvador (14); auditório "OXUMARÉ"; auditório "OXUM"; auditório "OSSAIN";
auditório "OXOSSI"; auditório "OGUM"; auditório "EUÁ"; auditório "IANSÃ" e
sanitários.
5.2. METODOLOGIA PARA ESTABELECIMENTO DO DIAGNÓSTICO
Mesmo sabendo que nos falta uma metodologia universalmente aceita, a
pretensão é promover uma coleta efetiva, organizada e qualificada dos dados
que será de fundamental importância para desenvolvimento satisfatório da
evolução das manifestações patológicas (anamnese) e o perfeito conhecimento
da edificação, através do levantamento cadastral e técnico.
54
Segundo informações apresentadas no Curso - Patologia das Edificações do X
Congresso Brasileiro de Engenharia de Avaliações e Perícia – X COBREAP,
em Porto Alegre, no ano de 1999, ministrado por Dario Lauro Klein, João Luis
Compagnolo e Luiz Carlos P. Silva Filho, citado por Campos (2006),
consignou-se que são importantes as seguintes informações sobre estes
levantamentos:
a) Levantamento cadastral – este levantamento corresponde a todas as
atividades desenvolvidas, inicialmente, fora da edificação. Neste caso são
reunidas informações e documentos, tais como:
planta de localização do imóvel obtida na secretaria de obras do
município;
endereço completo do imóvel;
nome do proprietário;
informações sobre o terreno (dimensões, perfil – aclive, declive,
horizontal, tipo – rochoso, aterrado, pantanoso, etc.);
informações sobre o imóvel – plantas arquitetônicas, projeto estrutural,
hidráulico, elétrico, drenagem, rede de incêndio, ar condicionado, dados
da construção, data da construção, etc.;
histórico da edificação – usos diferenciados, modificações nos prédios
lindeiros;
tipo de edificação: comercial, residencial ou industrial;
condições do meio ambiente – incidências de chuvas, umidade do ar,
variações de temperatura, orientação solar e agressividade do meio
ambiente;
equipamentos e serviços urbanos existentes – meio-fio e sarjetas,
calçada, pavimentação da rua, rede de águas pluviais, rede de esgoto
ou fossa, rede de água ou poço, iluminação pública, etc.;
localização da edificação – urbana, rural, marinha ou industrial.
Todos estes dados podem ser reunidos em planilhas a serem
preenchidas pelo vistoriador.
b) Levantamento técnico – o levantamento técnico é aquele realizado na
edificação, e compreende vários serviços. Tais como:
levantamento dimensional – este trabalho objetiva produzir dados para a
55
elaboração de plantas baixas e cortes da edificação (caso não existam),
bem como para confrontar o existente com as plantas originais do
imóvel;
levantamento das cargas atuantes – nesta etapa são elaboradas
planilhas onde são registradas as cargas atuantes na edificação,
divididas por ambientes, conforme o seu uso. Estes dados são
importantes para o caso de uma verificação estrutural da edificação;
identificação do tipo de construção – é importante conhecer o sistema
construtivo utilizado na execução do prédio para poder diagnosticar
corretamente as causas das manifestações patológicas encontradas. Os
prédios mais comuns são construídos com alvenarias de tijolos maciços
ou vazados, com pisos de concreto armado ou madeira;
identificação do sistema estrutural – o conhecimento do sistema
estrutural utilizado da edificação é importante para o perfeito
entendimento do seu comportamento, possibilitando uma interpretação
correta das manifestações patológicas encontradas;
identificação do tipo de fundação – muitas vezes as falhas encontradas
nas edificações decorrem do estado precário das fundações ou
produzidas por recalque diferencial. Em determinadas edificações, a
impermeabilização inexistente ou degradada, provoca a penetração de
umidade por ascensão capilar, originando a deterioração das paredes. A
falta de um sistema de drenagem adequado, também afeta o
funcionamento de fundações diretas. A sua estabilidade deve ser
analisada, pois as fundações podem ser a causa das manifestações
patológicas encontradas;
tipo de material empregado – a identificação correta dos materiais
empregados na construção da edificação, bem como as suas
características (físicas, mecânicas e químicas), é fundamental para um
diagnóstico correto e para avaliar a estabilidade da construção;
levantamento das manifestações patológicas com documentação
fotográfica – o levantamento das manifestações existentes na
edificação, mostrará o estado de conservação que ela se encontra e
apontará as suas causas. Este levantamento, que deverá ser
documentado com fotografias, apresentará todas as manifestações
56
existentes, tais como: fissuras, trincas, rachaduras, desplacamento de
revestimento, manchas de umidade, ruptura de elementos,
contaminação de elementos por sais (cloretos, sulfatos e nitratos),
corrosão de armaduras, deformações excessivas, ataque de cupins nos
elementos de madeira, apodrecimento, formação de microorganismos
(fungos), entre outros. Todas as instalações deverão ser vistoriadas
como as de escoamento das águas pluviais, redes hidráulicas de água
fria e quente, redes de esgoto, ar condicionado, rede de incêndio, etc.;
coleta de amostras, extração de testemunhos e ensaios de campo –
para complementar o levantamento das manifestações patológicas e
obter dados para um diagnóstico correto, deve-se proceder à coleta de
amostras dos materiais componentes da edificação para determinar os
agentes contaminantes. Por outro lado, as características físicas e
mecânicas dos materiais devem ser conhecidas para avaliar
corretamente as condições de estabilidade da edificação. Neste caso, é
importante a extração de corpos-de-prova para realizar ensaios em
laboratório. As características do solo poderão ser determinadas por
ensaios realizados com amostras retiradas e por sondagem “in loco”.
Para realizar o diagnóstico das estruturas metálicas e de concreto armado do
CCB foram realizadas várias visitas, nas quais foi necessário percorrer todo
seu conjunto estrutural para identificar os tipos de manifestações patológicas e
colher informações acerca do princípio e evolução das “doenças” (anamnese)
em sua estrutura.
Para otimização das visitas tornou-se importante o uso de ferramentas como
uma máquina fotográfica digital de alta resolução e provida de zoom para o
registro mais preciso das condições patológicas existentes e os projetos
impressos para localização exata da manifestação patológica. A utilização de
softwares, como por exemplo, o Excel (elaboração de planilhas) e o AutoCAD
(facilitação de anotações em plantas dos locais exatos das ocorrências de
manifestações), foi importante para o processamento dos dados obtidos nas
visitas.
Como essas visitas foram feitas ao longo de 2007, mesmo ano em que a
57
equipe de manutenção começou a fazer a recuperação das estruturas, deu
para acompanhar todo o processo de recuperação das mesmas. Portanto,
neste trabalho será feita uma abordagem sobre a terapêutica das estruturas,
mesmo não sendo o foco do mesmo.
5.3. LEVANTAMENTO DE DADOS
Para o levantamento cadastral e técnico, foram elaboradas planilhas padrão
para melhor organizar os dados adquiridos no CCB. Nas tabelas 5.0 e 5.1, são
apresentadas as planilhas utilizadas para o levantamento cadastral e técnico,
respectivamente.
Tabela 5.0 - planilha do levantamento cadastral.
LEVANTAMENTO CADASTRAL – CENTRO DE CONVENÇÕES DA BAHIA
Localização Ver figura 5.2.
Endereço completo Av. Simon Bolivar s/n, Boca do Rio, Salvador-BA.
Nome do Proprietário Governo do Estado da Bahia e administrada pela
Empresa de Turismo da Bahia S/A - Bahiatursa
Informações sobre o
terreno
Terreno levemente ondulado modelado por aterro
nas extremidades.
Informações sobre o CCB Ver plantas baixas. Os dados e datas da construção,
ver item 4.1.
Histórico da edificação
Existem modificações em relação ao projeto original
no que se referem a basicamente a localização de
equipamentos , acréscimo de área construída e
modificação de materiais especificados.
Tipo de edificação Comercial, com alta circulação de pessoas.
Condições do meio
ambiente
Maiores incidências de chuvas nas estações de
outono e inverno (de abril a agosto) num índice
médio de 100mm a 150mm; umidade relativa do ar
girando entre 80% a 82% pela manhã e 50% a 60%
conforme a temperatura sobe ao longo do dia; a
temperatura média é de 25°; a orientação solar,
conforme a planta no anexo-01; meio considerado
58
agressivo, devido a localização em centro urbano,
com grande concentração de veículos automotores
com alta emissão de CO2 e à alta proximidade com o
mar (800 m).
Equipamentos e serviços
urbanos
O CCB tem seu abastecimento de água fornecido
por concessionária local (EMBASA) e por 02 poços
artesianos; As águas servidas, águas pluviais e
dejetos são lançados na rede pública de esgoto; A
energia elétrica é fornecida pela COELBA através da
subestação localizada na extremidade sudoeste.
Localização da edificação Em meio urbano, próximo ao eixo empresarial da
cidade, sendo que ao leste está a Avenida Otávio
Mangabeira e ao oeste a Av. Tancredo Neves,
próximo também ao Shopping Aeroclube.
Tabela 5.1 - planilha do levantamento Técnico.
LEVANTAMENTO TÉCNICO – CENTRO DE CONVENÇÕES DA BAHIA
Levantamento dimensional Atualização de plantas (ver anexo 01).
Levantamento das cargas
atuantes
Dada natureza deste trabalho (monografia de final
de curso de graduação), somente será utilizado no
levantamento de dados, os sentidos humanos e a
utilização máquina fotográfica para identificação e
registro das manifestações patológicas.
Tipo de construção Ver item 5.1.
Tipo do sistema estrutural Ver item 5.1.
Tipo de fundação Ver item 5.1.
Tipos de materiais
empregados
Ver item 5.1.
Levantamento das
manifestações patológicas
Ver item 5.4.
Com base nestes levantamentos (cadastral e técnico), podemos chegar à
conclusão sobre os fatores que levaram ao aparecimento das manifestações
59
patológicas, dentre eles: as condições do meio ambiente. Este fator oferece as
condições mais favoráveis para o surgimento de problemas patológicos como,
por exemplo, a grande emissão do CO2, que combinado com a umidade
elevada, bem como da proximidade do mar, pode desencadear o surgimento
dos diversos tipos de corrosões nas estruturas metálicas e nas armaduras do
concreto armado. Aliado a isto, existe a falta de qualidade dos materiais, mão-
de-obra desqualificada e falhas de projeto, bem como mudanças de
solicitações não previstas em projetos.
5.4. DIAGNÓSTICO
Foram observados “in loco” todos os elementos estruturais, tanto metálicos
quanto os de concreto armado. Foi necessário percorrer todos os pilares onde
estão as escadas de emergência, bem como a cobertura e nos demais níveis
da edificação. Constatou-se a presença, através dos sentidos humanos (visão
e tato), de diversos casos de manifestações patológicas, sendo que nas
estruturas metálicas observou-se apenas um tipo de manifestação patológica:
a corrosão, de diversos tipos. Já nas estruturas de concreto armado as
principais manifestações patológicas foram fissuras, eflorescências, fungos,
infiltrações, carbonatação e a corrosão das armaduras.
Para entendimento sobre os tipos de problemas encontrados e as suas
possíveis causas, foi feita a análise, separadamente, das estruturas metálicas e
de concreto armado.
5.4.1. Incidência de Manifestações Patológicas nas Estruturas Metálicas
Como foi explicado anteriormente, a diferença de potencial pode ser gerada de
duas formas, a primeira através de dois metais diferentes em uma solução e a
segunda ocorre também em regiões diferentes de um mesmo metal. Isso aliado
a falta de uma proteção física dá-se inicio ao processo de corrosão que pode
atingir níveis tão elevados até a completa destruição do metal.
A chamada maresia caracteriza-se pela grande quantidade de íons cloretos
presentes na atmosfera marinha. A mistura desses íons com a umidade e os
60
demais componentes da água do mar (sais de magnésio, sais de cálcio,
organismos vivos etc.), quando carregada pelos ventos ou pela impulsão
provocada pela própria arrebentação das ondas, interage com as estruturas
expostas permitindo a ação dos cloretos, que é dita na literatura como a
principal causa da corrosão. Segundo o relatório do comitê 222 do ACI, citado
por Cascudo (1997), há três teorias modernas para explicar os efeitos dos íons
cloretos sobre a corrosão do aço, das quais, a primeira está explicitamente
ligada ao período de iniciação, enquanto as outras duas parecem referir-se ao
período de propagação da corrosão:
1) teoria do filme de óxido: os íons penetram no filme de óxido passivante
sobre o aço, através de poros ou defeitos, mais facilmente do que
penetram os outros íons;
2) teoria da absorção: os íons Cl- são absorvidos na superfície metálica em
competição com o oxigênio dissolvido ou com íons hidroxila. O cloreto
promove a hidratação dos íons metálicos, facilitando a sua dissolução;
3) teoria do complexo transitório: os íons Cl- competem com os íons
hidroxila (OH-) para produção de íons ferrosos pela corrosão. Forma-se
então um complexo solúvel de cloreto de ferro. Este pode difundir-se a
partir das áreas anódicas destruindo a camada protetora de Fe(OH)2 e
permitindo a continuação do processo corrosivo. A certa distância do
eletrodo o complexo é rompido, precipita o hidróxido de ferro e o íon
cloreto fica livre para transportar mais íons ferrosos da área anódica
para a área catódica.
A cobertura do CCB está completamente exposta, sem nenhuma proteção
contra corrosão, logo esse fenômeno está configurado na figura 5.3, onde se
percebe a completa destruição da mesma.
61
Figura 5.3 - Nível de deterioração da telha em diversos pontos da cobertura
Das figuras 5.4 a 5.9 há exemplos de corrosão em diversos conjuntos
estruturais do CCB. O que fica evidente a falta de uma proteção física e em
alguns casos a falta de manutenção da proteção existente (pintura).
Figura 5.4 – Corrosão na viga que apóia a cobertura
62
Figura 5.5 - Vigas da treliça externa em processo de corrosão
Figura 5.6 - Corrosão na malha espacial em treliçado duplo do pavilhão de feiras
63
Figura 5.7 - Junção de viga e pilar completamente corroídos
Figura 5.8 - Corrosão do nó da treliça da fachada
64
Figura 5.9 - Corrosão generalizada de vigas, pilares e nós
5.4.2. Incidência de Manifestações Patológicas nas Estruturas de Concreto
Armado
Nas estruturas de concreto armado, comparado com as estruturas metálicas,
percebeu-se um maior número de tipos de danos. Isso se deve ao fato das
estruturas de concreto armado estarem mais susceptíveis às influências
agressivas do meio (intemperismo, umidade e CO2). Este fato se justifica
porque boa parte dos pilares, vigas e lajes estão sem nenhum revestimento. O
concreto fica em contato direto com os agentes causadores de danos. Soma-se
a isto, a maior solicitação (esforços de tração, compressão e cisalhamento) a
65
que estes elementos estão submetidos, tornando assim, uma situação ideal
para o aparecimento de manifestações patológicas.
A presença de fungos, bolor ou líquens predomina em relação às demais
manifestações. A maior ocorrência se deve ao fato de causas como a umidade
e o intemperismo. A edificação em estudo, principalmente as estruturas
periféricas, são mais atacadas no período das estações de outono e inverno
(de abril a agosto), em que há uma maior incidência de chuvas, num índice
médio que varia entre 100 a 150 milímetros. Também, com a umidade relativa
do ar girando entre 80% a 82% pela manhã e 50% a 60% conforme a
temperatura sobe ao longo do dia, além de uma temperatura média de 25°C
(dados do INMET – Instituto Nacional de Meteorologia), torna-se um ambiente
nas condições ideais para a formação destas anomalias.
Tal fato ainda é intensificado pelo contato direto de muitos pilares e vigas (em
concreto aparente) com o meio agressivo, além de não haver, por parte da
administração do CCB, serviços de manutenção e limpeza periódica dos
elementos em concreto armado. A figura 5.10 ilustra a presença de
microorganismos no CCB.
66
Figura 5.10 - Fungos, bolor ou líquens na fachada
Pode-se constatar que a corrosão das armaduras e a desagregação do
concreto são fenômenos diretamente ligados, uma vez que a causa
predominante do segundo fenômeno, foi a ação da corrosão nas armaduras,
pois a expansão destas acarretaram, principalmente em pilares e vigas, o
desplacamento de camadas de concreto, conforme ilustrado na figura 5.11.
Apenas num caso, a outra causa de desplacamento foi provocado pela a ação
humana para passagem da tubulação, deixando as armaduras expostas (ver
figura 5.12).
67
Figura 5.11 – Corrosão da armadura gerando desplacamento e fissura no pilar de uma das escadas de emergência.
Figura 5.12 - Exposição das armaduras devido a ação humana
Observa-se que a carbonatação e a corrosão das armaduras estão diretamente
ligadas, pois ao reagir anidrido carbônico CO2 com hidróxido de cálcio Ca(OH)2
forma o carbonato de cálcio CaCO3 mais água. Esta reação reduz o pH para
valores menores que 9,0 e se o ambiente for úmido, a carbonatação se
processará mais rápido, pois o CO2 vai atingindo as camadas mais internas do
concreto, através da difusão nos poros existentes, chegando até as armaduras
68
onde provoca uma ação despassivadora, estabelecendo assim condições
possíveis para corrosão das mesmas.
Com a despassivação das armaduras a corrosão irá se processar muito rápido,
a depender do meio em que se encontra no caso do CCB o meio é super
agressivo, por estar em ambiente urbano, próximo ao mar e muito úmido. Os
produtos decorrentes da corrosão das armaduras são expansivos, e geram
tensões radiais no interior do concreto, provocando fissuração. Na figura 5.13
está apresentado o processo de fissuração devido à corrosão das armaduras
na fachada.
Figura 5.13 - Fissuras na fachada
Para entender a incidência da eflorescência no CCB tem-se novamente de
compreender que, assim como ocorre com os fungos, bolor e líquens que
encontraram no CCB as condições ideais para se proliferarem, as
eflorescências também tiveram como aliadas a presença da umidade e da ação
das chuvas. No caso dos reservatórios as fissuras foram provocadas pelas
corrosões das armaduras gerando infiltrações (ver figuras de 5.14 a 5.16). Em
um estágio mais avançado ocorre o carregamento de partículas de ferro
(eflorescência), dando origem à mancha marrom-avermelhada, como pode ser
observado na figura 5.14.
69
Figura 5.14 - Fissura provocada pela corrosão da armadura e eflorescência no reservatório
inferior
Figura 5.15 - Fissura na lateral do reservatório superior
70
Figura 5.16 - Fissura no piso do reservatório superior
O fenômeno da corrosão das armaduras está atrelado, principalmente, às
causas conjugadas, pois uma vez gerada por um fator inicial, pode acelerar-se
em presença de determinados meios e circunstâncias. A oxidação, a umidade,
a carbonatação, o lançamento inadequado do concreto, o cobrimento de
concreto inadequado e a ação do intemperismo, foram e são os principais
fatores desencadeadores da corrosão. Houve, devido a esta ação conjunta, a
perda da passividade (meio alcalino ideal com o aço na forma passiva), onde
foi possibilitada a criação de correntes elétricas de suficiente diferença de
potencial para gerar uma pilha que desencadeasse o processo corrosivo. No
caso do lançamento inadequado do concreto, verifica-se que devido a ele há,
em muitos pilares, a segregação do concreto (vê-se a separação do agregado
e pasta). Esta segregação deixa as armaduras mais desprotegidas, pois as
falhas no concreto facilitam o ataque dos agentes e as reações químicas que
propiciam a destruição das barras. Também, o cobrimento inadequado do
concreto foi fator importante para originar a corrosão das armaduras.
Constatou-se em alguns pilares e vigas que a camada de concreto é
insuficiente para a proteção das armaduras, deixando estas de forma
praticamente exposta ao meio agressivo, como pode-se observar na figura
5.17.
71
Figura 5.17 - Fissuras provocadas pela corrosão das armaduras na contenção
A corrosão por lixiviação consiste na dissolução e arraste do hidróxido de cálcio
existente na massa de cimento Portland endurecido (liberado na hidratação)
devido ao ataque de águas puras, ou com poucas impurezas, e águas ácidas,
sendo responsáveis pela corrosão do concreto, diminuindo o seu pH. Quanto
maior a intensidade da corrosão, mais poroso o concreto irá ficar, aumentando
a sua dissolução, o transporte e a deposição do hidróxido de cálcio Ca(OH)2
gerando a formação de estalactites. A figura 5.18 ilustra a formação de
estalactites na estrutura do CCB.
72
Figura 5.18 – Corrosão por lixiviação e carbonatação com formação de estalactites na laje do reservatório superior.
5.5. PROCEDIMENTOS TERAPÊUTICOS
Como já foi mencionado anteriormente, o presente trabalho foi desenvolvido ao
longo de 2007, e ainda quando estava finalizando o diagnóstico a equipe de
manutenção deu inicio a recuperação das estruturas metálicas e de concreto
armado. Logo, considerou-se interessante fazer uma abordagem sobre os
procedimentos terapêuticos adotados para a referida estrutura.
A terapêutica adotada nas estruturas metálicas levou em consideração o nível
de deterioração das vigas, dos pilares e dos parafusos de ligação. As peças
que estavam mais degradas foram substituídas, enquanto as que tinham
apenas pontos de corrosão foram tratadas com a remoção da massa afetada e
posterior substituição por placas de aço com a mesma especificação. Para a
terapêutica usou-se os seguintes materiais: vermelho PU NR1342, cinza PU
NR1342, primer epóxi NR2288, oxibar NR2288, tinner epóxi, tinner PU e massa
epóxi. Já os parafusos foram todos substituídos. A figura 5.19 mostra a
estrutura metálica em processo de recuperação, enquanto a figura 5.20 mostra
a estrutura já recuperada.
73
Figura 5.19 – Recuperação das estruturas metálicas em execução
Figura 5.20 – Estrutura metálica recuperada
Para a estrutura de concreto armado que esta submetida à carbonatação e
posterior corrosão das armaduras a terapêutica foi de acordo com as seguintes
etapas:
a) escorar a estrutura na área de influência, de modo a deixar o pilar
completamente descarregado.
b) substrato
- desbaste das arestas;
- escarificar o concreto até descobrir as barras mais próximas dos estribos;
- limpar a superfície.
74
c) preparação para recomposição da seção de concreto
- concreto com fator a/c < 0,5, abatimento entre 100 e 150mm e agregado com
Dmáx < ¼ da menor dimensão da peça;
- preparação do adesivo base epóxi, de acordo com as recomendações do
fabricante e passar tanto na armadura quanto no concreto antigo para fazer a
junção do concreto velho com o novo;
d) recomposição da seção do concreto
de acordo com as recomendações de projeto:
- reposição das armaduras corroídas, fixando-as com resina base epóxi;
- ajuste formas para lances de 1,10m de altura;
- colocação das formas e lançamento o concreto adensando adequadamente;
- retirada das formas após 48 horas e repetir a operação até o último lance
quando o concreto foi lançado por encunhamento.
e) cura
saturação em água durante 7 dias.
f) Cuidados
- Retirar o escoramento pelo menos 2 dias após a concretagem;
- Usar óculos de proteção.
As figuras 5.21 e 5.22 ilustram etapas da recuperação das estruturas de
concreto armado.
75
Figura 5.21 – Recuperação das fissuras, fungos e da carbonatação.
Figura 5.22 – Recuperação da corrosão das armaduras na contenção
76
A terapêutica utilizada para fissuras devido a corrosão das armaduras do
reservatório superior foi a seguinte:
- retirada do concreto afetado até descobrir a armadura corroída;
- limpeza da superfície de concreto e das barras oxidadas;
- substituição das barras corroídas, ancorando as novas barras;
- aplicação ponte de aderência á base de resina epóxi;
- recomposição da seção de concreto utilizando microconcreto;
- cura úmida durante 14 dias.
As figuras de 5.23 a 5.25 mostram etapas da recuperação do reservatório.
Figura 5.23 – Recuperação da fissura na lateral do reservatório superior.
Figura 5.24 – Recuperação da fissura no piso do reservatório superior.
77
Figura 5.25 – Recuperação da fissura na lateral do reservatório superior.
6. CONCLUSÃO
Em todos os seguimentos da Engenharia Civil, diferentemente de algumas
décadas atrás, a durabilidade das construções tem tido muito destaque pelo
avanço dos estudos relacionados a esse tema, bem como da melhoria da
qualidade dos materiais de construção e a busca pela mão de obra qualificada.
Com a clientela mais exigente, informada e amparada por leis (Código de
Defesa do Consumidor) há de se ter um maior enfoque na manutenção de
estruturas físicas, com estudos mais centrados nos problemas que atingem ou
que podem vir a atingir os componentes de uma edificação (fundação,
estrutura, alvenaria, pavimentos, cobertura, etc.). Constitui-se na verdade, dado
ao que foi exposto e estudado, ações nas fases de Projeto, Execução e Uso.
Um dos fatores que ocasionam a grande incidência de manifestações
patológicas nas edificações é a falta de controle de qualidade mais rígido em
todas as etapas de uma obra acarretando uma carência no controle para a
prevenção do aparecimento dessas patologias. Fica claro que qualquer que
seja a origem ou a natureza do problema patológico, o custo de remediar o
problema é bem maior do que o de prevenir, ou seja, o de construir uma
edificação com um desempenho satisfatório.
78
É importante atentar que na fase de uso a prevenção ainda representa a
melhor alternativa para evitar as manifestações patológicas. Assim,
considerando-se a experiência de países mais desenvolvidos, o controle e a
garantia de qualidade, técnicas aplicadas nas indústrias em geral, desde que
devidamente adaptada, têm mostrado boa eficiência, refletindo-se numa maior
durabilidade, melhor desempenho e menor custo global das edificações, aliada
à necessária satisfação do usuário.
No que se refere à compreensão das origens dos problemas patológicos no
CCB, verifica-se que, com base nos dados coletados, a incidência de
manifestações patológicas nas estruturas metálicas está relacionada,
principalmente, à falta de manutenção adequada, considerando o ambiente
agressivo. Atribui-se ainda a esses problemas erros na fase de projeto,
execução e uso do empreendimento. Isto porque danos como a corrosão têm
de ser previstos em projeto, especificando todo o plano de execução da
proteção física e da manutenção periódica.
Com relação às estruturas de concreto armado, constata-se que os danos de
maior predominância, como microorganismos, eflorescências, corrosão das
armaduras, fissuras e infiltrações ocorreram, provavelmente, pela ausência de
proteção dos elementos de concretos que estão expostos ao meio agressivo,
pelo cobrimento inadequado do concreto, e pela impermeabilização deficiente
(falhas de projeto e execução). Problemas estes agravados pela falta de
manutenção adequada.
O CCB, por se tratar de um prédio público, a questão da manutenção periódica
se torna mais difícil, por conta de dependência de verbas públicas estaduais.
Apesar do referido empreendimento contar com uma equipe permanente de
manutenção, os trabalhos ficam bastante limitados. As rotinas limitam-se a
pequenos reparos, visto que, como já foi dito anteriormente, recuperar a
estrutura do porte do CCB implica alto investimento. Infelizmente, falta a
percepção que o benefício justificaria tal investimento.
79
7. REFERÊNCIAS
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Deterioradas por Corrosão de Armaduras. São Paulo: PINI, 1992.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Manutenção de
edificações - Procedimento, NBR 5674/99, Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Projeto de
Estruturas Concreto, NBR 6118/03, Rio de Janeiro, 2003.
BATISTA, Ana Paula S.; MEIRA, Alexsandra R.; FUZARI, Dayelly G.
Manutenção das Construções: O Caso de Condomínios Residenciais
da Cidade de João Pessoa – PB. João Pessoa. ENTAC, 2006.
BEZERRA, José Emidio Alexandrino. Um Estudo da Manutenção Predial
na Gestão Terceirizada dos Condomínios com Base na Tpm.
Florianópolis, 2000.
CAMPOS, Cidinei Paulo. Incidências de Manifestações Patológicas que
Afetam as Estruturas de Concreto Armado e Alvenarias: O Caso do
Terminal Rodoviário de Salvador. Julho/2006. Monografia (Especialização
em Gerenciamento na Construção Civil) - Curso de Especialização em
Gerenciamento da Construção Civil, UEFS, Feira de Santana-Ba.
CÂNOVAS, Manuel Fernandez. Patologia e Terapia do Concreto
Armado. São Paulo: PINI, 1988.
CASCUDO, Oswaldo. O Controle da Corrosão de Armaduras em
Concreto. São Paulo: PINI; Goiânia, GO: Editora UFG, 1997.
FERNÁNDEZ CÂNOVAS, MANOEL. Patologia e Terapia do Concreto
Armado. São Paulo: Editora Pini, 1988.
FORTES, Lyttelton Rebelo. Corrosão na Armadura do Concreto Armado
e sua Avaliação pela Técnica do Potencial de Eletrodo. Fortaleza, 1995.
GENTIL, Vicente. Corrosão. 3ª Edição, Rio de Janeiro, RJ: LTC – Livros
Técnicos e Científicos Editora S.A., 1996.
HELENE, Paulo R. L.. Manual para Reparo, Reforço e Proteção de
Estruturas de Concreto. 2ª Edição, São Paulo: PINI, 1992.
SOUZA, Nilton Bastos. Manifestações Patológicas Decorrentes da
Incidência de Umidade em Alvenaria. Feira de Santana, 2004.
80
SOUZA, Vicente C. Moreira; RIPPER, Thomaz. Patologia, Recuperação e
Reforço de Estruturas de Concreto. São Paulo: Editora Pini, 1998.
SÜSSEKIND, J. C. Curso de Concreto. 5.ed. Rio de Janeiro: Globo. 1987
81
A N E X O S
82
(PRANCHAS ARQUITETÔNICAS)
PLANTA BAIXA DO NÍVEL 15 - 17 (PRANCHA – 01);
PLANTA BAIXA DO NÍVEL 21 (PRANCHA – 02);
PLANTA BAIXA DO NÍVEL 23,80 - 25 (PRANCHA – 03);
PLANTA BAIXA DO NÍVEL 33 (PRANCHA – 04);
PLANTA BAIXA DO NÍVEL 42,47 (PRANCHA – 05);
PLANTA BAIXA DO NÍVEL 50 (PRANCHA – 06).