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

22

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

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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);

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