Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
FACAM – FACULDADE DO MARANHÃO ENGENHARIA CIVIL RODRIGO PEREIRA ALMEIDA RELATÓRIO DE PATOLOGIAS (VIADUTO DA COHAMA) São Luís - MA 2022 RODRIGO PEREIRA ALMEIDA RELATÓRIO DE PATOLOGIAS (VIADUTO DA COHAMA) São Luís - MA 2022 Relatório apresentado à FACULDADE DO MARANHÃO – FACAM, para a disciplina de Estágio I, Docente Prof. André Mathias, como requisito para obtenção de nota do segundo trimestre 2022.1. Sumário 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 4 2. OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 5 2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................................. 5 3. METODOLOGIA ............................................................................................................................... 5 4. PATOLOGIAS EM VIADUTOS DE CONCRETO ARMADO ................................................................. 6 4.1 PATOLOGIAS CAUSADAS POR AGENTES MECÂNICOS ............................................................... 6 4.2 PATOLOGIAS CAUSADAS POR AGENTES QUÍMICOS ................................................................. 7 4.2.1 Lixiviação ................................................................................................................................. 8 4.2.2 Corrosão .................................................................................................................................. 8 4.2.2 Carbonatação .......................................................................................................................... 9 5. PROCEDIMENTO DE IDENTIFICAÇÃO DE PATOLOGIAS EM VIADUTOS ....................................... 10 5.1 Processos não-destrutivos (benefícios) ................................................................................... 11 6. VIADUTO DA COHAMA ................................................................................................................. 12 6.1 PATOLOGIAS ............................................................................................................................. 14 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................................... 16 8. REFERÊNCIAS ................................................................................................................................ 17 1. INTRODUÇÃO Conforme visto desde o início da humanidade, sempre houvera necessidade do ser humano se deslocar de um lugar para o outro, rapidamente. O setor rodoviário, desde os primórdios, tem a sua função primordial ao longo da história das edificações de engenharia. Reconhecidos nesse meio como obras de arte, são de fato importantes para diversos sistemas rodoviários. Contudo, sabemos que todo e qualquer material tem uma data de validade e requer manutenções periódicas. Um sinal de que uma estrutura requer atenção, se dá por meio de patologias, que porventura, poderão aparecer no corpo de prova da edificação em questão. Estruturas de concreto armado, especificadamente pontes e viadutos, além de envelhecimento da estrutura, estão submetidas a diversos tipos de ações que despertam processos deteriorantes, na maioria das vezes deixando em questão o método dos quais foram dimensionadas. Tais situações são agravadas pela falta de estudos e pesquisas específicas dos processos degradatórios e a respeito de agentes patológicos que, muitas das vezes, seriam resolvidos com técnicas conhecidas por profissionais de inspeção de estruturas, nos mostrando que uma técnica isoladamente não terá tanto efeito quanto aplicada em conjunto com conhecimentos e estudos específicos. Conforme, Curcio (2008) reforça que em uma certa época, estruturas eram construídas com um dimensionamento desproporcional, o que gerou obras resistentes a algumas patologias. Entretanto, atualmente, com o avanço da tecnologia é criado um mar de possibilidades, que nos ajuda a obter precisão nos cálculos e no uso correto dos materiais, nos guiando para uma execução de obras com um padrão de esbeltez, requerindo, assim, necessidade de maiores manutenções. Conforme o tempo avança, a construção de obras de artes (viadutos e pontes) e outras obras do setor rodoviário, sofreram inovações e melhorias, com maior foco nas fases de projeto e execução, mais foco na longevidade das obras e na realização de inspeções regulares. Deste modo, houve necessidade de estudos afim de obter conhecimentos de quais seriam os principais agentes de deterioração em diversos tipos de estruturas. Segundo Bertolini (2010), no passado, acreditava-se que as estruturas de concreto armado fossem essencialmente duráveis e, mesmo quando realizadas sem cuidados predominantes a exposições de agentes patológicos e agressivos eram resistentes à degradação. Contudo, por volta da década de 1980, houve um aumento significativo de casos de degradação, juntamente com riscos de segurança e maiores custos de manutenção, o que levou a uma mudança drástica na perspectiva sobre a importância de prevenir a degradação das estruturas. Este relatório apresentará um estudo bibliográfico e in loco do Elevado da Cohama (viaduto), construído no ano de 1998 na cidade de São Luís, Maranhão. Este Viaduto apresentou problemas patológicos provenientes de agentes químicos, mecânicos, físicos e biológicos. 2. OBJETIVOS O relatório a seguir tem como objetivo o estudo e observação de patologias presentes nas estruturas do viaduto, análise do seu comportamento quando submetido à agentes patológicos e seu desempenho a longo prazo. Esse estudo visa a análise e comportamentos da estrutura, assim como a exigência de cuidados no instrumento de estudo. 2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Indicar os agentes patológicos que provocam a deterioração dos elementos do viaduto; Especificar os processos corrosivos do objeto de estudo; Especificar métodos de precaução e restauração empregadas em armaduras que estão em processo patológico. 3. METODOLOGIA O relatório foi engendrado e baseado, subjetivamente, em estudos científicos de língua portuguesa, livros técnicos e notícias que relatem o tema deste relatório. O itinerário metodológico do relatório, foi fundamentado, primeiramente em investigações bibliográficas e após, foi realizada uma visita técnica ao viaduto da Cohama, em São Luís, Maranhão, com o objetivo de inspecionar e analisar a superestrutura do objeto de estudo. A metodologia utilizada no trabalho foi uma pesquisa bibliográfica exploratória em conjunto com uma visita in loco, como estudo de caso, onde foram feitos registros fotográficos das manifestações patológicas encontradas. Embasando-se em descrições e especificações de elementos constituintes das pontes e viadutos, foram relatadas e classificadas as patologias mais visíveis nos elementos de transposição ao longo do vão observado. Um dos objetivos deste levantamento foi determinar os tipos de agentes patológicos e identificar as mesmas e como podem ser seu efeito a curto e longo prazo, sobre as estruturas. 4. ELEMENTOS PATOLÓGICOS PRESENTES EM VIADUTOS DE CONCRETO ARMADO “Pontes e viadutos são obras-de-arte especiais que estão sujeitas à ação de diversas patologias da construção, em função do seu uso contínuo e da falta de programas preventivos de manutenção em grande parte dos casos. ” (LOURENÇO et al., 2009, p. 5). Como sabemos, manifestações patológicas são resultados dos procedimentosnaturais de deterioração das estruturas. Seu estudos e compreensões, a longo prazo, são indispensáveis para que os profissionais possam qualificar e classificar as obras de viadutos e pontes, para que compreendam o progresso dos agentes deteriorantes que afetam as armações de concretos de viadutos. Como bem sabemos, reparos de pontes e viadutos são trivialmente desprezadas, perante motivos de gerar custos demasiadamente elevados. Conforme as o tempo avança, com a predisposição originária de decomposição das estruturas, a omissão de manutenções aceleram os surgimentos de patologias. 4.1 PATOLOGIAS CAUSADAS POR AGENTES MECÂNICOS Segundo (Satotti, 2008), Manutenção se trata de procedimentos específicos e necessários para proporcionar um satisfatório desempenho de estruturas ao longo do tempo, isto é, são procedimentos de rotina destinados a possibilitar majorar uma estrutura com uma vida útil mais longa. As patologias são resultadas de agentes mecânicos, químicos e biológicos, atuantes nas estruturas de concreto armado são demonstradas através de fissurações provenientes de esforços de flexão, esmagamento, cisalhamento, torção e tração, bem como degradações por choques de veículos (frenagem, aceleração). São exemplos de fissuras por flexão, as figuras 1 e 2, estão ponderadas em uma estrutura de Concreto Armado originadas por momentos fletores positivos e negativos. Figura 1 - Fissuração por flexão (Momento negativo) Figura 2 - Fissuração por flexão (Momento Positivo) Fonte: Engevista, 2019. Fonte: Engevista, 2019. Figura 3 - Fissuração por flexão (Ensaio) Fonte: Guide Engenharia. Disponível em: <https://guideengenharia.com.br/trincas-de-flexao-de-vigas/> Acesso em: 13 jun. 2022. Conforme estudos, sabemos que a compressão, em teoria, e com as premissas técnicas são regidas pela Norma NBR 8800. A compressão nada mais é do que um esforço axial agindo ao longo de uma barra, isto é, o resultado da aplicação de uma força em um material, resultando em redução de seu volume sendo ele então, dependente, de certa forma, da resistência dos materiais do tipo da seção. Um exemplo característico de objetos submetidos a esforços de compressão, são as colunas dos prédios, que recebem, com a mesma direção de seu eixo, as cargas provenientes de cima da seção. 4.2 PATOLOGIAS CAUSADAS POR AGENTES QUÍMICOS Conforme, (ESTACECHEN; CORMIN, 2017), fatores principais que provocam corrosão das armaduras se concentram em ações da água, que faz com que haja ação de cloretos, causando carbonatação. Ações corrosivas deste tipo, são comuns Figura 4 – Lixiviação em concreto Armado Fonte: Guide Engenharia. Disponível em: <https://guideengenharia.com.br/lixiviacao-em-edificacoes/> Acesso em: 13 jun. 2022. pois há excesso de umidade a mostra no objeto de estudo. Estes tipos de corrosão produzem ferrugem e geram fissuras através de ações físicas, químicas e biológicas. Os agentes químicos que habitualmente decorrem em estruturas de concreto armado, são provenientes de reações como ataques de sulfatos e cloretos, carbonatação, lixiviação e corrosão. 4.2.1 Lixiviação Trata-se de um processo patológico que ataca diretamente o concreto, fazendo com que o mesmo esteja sucinto a metódos de eflorescência, isto é, vai dissolvendo os sais que depois de passar por processos de evaporação, aparecem camadas de cristais, saindo pelas fissuras, enfraquecendo assim o concreto e facilitando a entrada de agentes contaminantes. 4.2.2 Corrosão Conforme Cascudo (2005), diversos tipos de concreto podem apresentar meios alcalinos, fornecendo um ambiente do qual não haja muitos revestimentos para as armaduras, o que faz com que haja restrições do contato de agentes patológicos do concreto com a estrutura de aço. Este tipo de patologia é direcionado tanto para o concreto quanto para o aço, pois o agente afeta estes dois elementos, pois quando o concreto apresenta alto índice de porosidade, a umidade entra em contato por meio da elevada capilaridade e erros Fonte: AecWeb. 2018. Figura 5 - Corrosão Figura 6 - Carbonatação Fonte: IPT-Instituto de pesquisas tecnológicas, 2014. na execução de cobrimento para as armaduras e a má escolha dos materiais de construção geram um alto índice de fissuras por corrosão. 4.2.2 Carbonatação A carbonatação se trata de um fenômeno físico-químico que provoca alterações na microestrutura e leva à diminuição do pH do concreto. Este fenômeno pode ser causado por reação química entre os principais componentes presentes na atmosfera, tais quais o CO2 (dióxido de carbono) e entre elementos presentes na pasta de cimento, que ocorrem durante o processo de fissuramento, processos esses que permitem a entrada de água no concreto armado. Portanto, quanto o pH mais baixo atinge as áreas superficiais de aço, ocorre erosão corpo de reforço da armadura, tornando este material suscetível à corrosão. 5. PROCEDIMENTO DE IDENTIFICAÇÃO DE PATOLOGIAS EM VIADUTOS Conforme avaliados, os mecanismos patológicos e de deterioração na qual os viadutos estão submetidos, é de suma importância que haja meios eficientes de manutenções, que envolvam todos os tipos procedimentos de manutenção necessários ao contínuo desempenho dos mesmos, ou seja, ter ênfase na preservação e nas funcionalidades das estruturas afim de aumentar sua vida útil. Contudo, em diversos casos, tais processos de manutenção se tornam inviáveis ou insuficientes, porque além de se tornarem custos altos, alguns reforços são adiados, o que torna o procedimento ineficaz para evitar as patologias em pontes e viadutos, sendo necessárias isolamento e recuperações emergenciais, afim de evitar a inutilização da estrutura. Logo, o procedimento de inspeção e de análises, é essencial para a detecção precisa e o controle das patologias que afetam as estruturas das obras-de-arte especiais. (LOURENÇO et al., 2009). Conforme nos diz Mendes et al. (2010), um método de análise eficaz e importante é a visualização primária dos objetos de estudo, visto que este estudo nos permite a observar defeitos importantes apresentados na construção, em casos mais complicados, é necessária orientação para a realização de ensaios e verificações específicas em partes da estrutura. Para realizar a inspeção visual, deve-se dispor de pequenos equipamentos imprescindíveis para a precisão do resultado final, como câmeras fotográficas, lupas e binóculos. Por norma, a descrição dos estudos de análise de sinais e sintomas, deve partir das seguintes verificações: a) patologias no concreto do pilar armadura; b) fragmentação do concreto de cobrimento; c) desagregação do concreto; d) exposição de armaduras corroídas; e) perda de seção das armaduras; f) comprometimento da aderência armadura-concreto; g) imperfeições e oxidação na superfície das ferragens; h) deformações estruturais subsequentes a áreas com demonstrações de corrosão. Cascudo, citado por Lourenço et al. (2009, p. 10), afirma que “a descrição desses fatores deve ser feita de maneira detalhada, citando-se todas as características observadas na estrutura e, também, condições excepcionais encontradas na estrutura”. Após todas as investigações de definições patológicas da estrutura do viaduto, é necessário traçar um plano de melhorias a serem instauradas nos pontos exatos, para que não haja erro nas etapas seguintes. Estes procedimentos se dão através de ensaios (semi-destrutivos e não destrutivos) que tem como objetivo obter formas precisas para os problemas identificados. Lourenço et al. (2009), confirma que, após cumpridos todos os métodos de inspeção (levantamento dos tipos de patologia, parecer dos tipos de elementos, concepção de investigações conclusivase indicações de melhorias necessárias), deverá se focar na a concepção de um relatório final, que deve incorporar todas as inspeções efetuadas na estrutura, especificando seus resultados e sugerindo eventuais intervenções. 5.1 Processos não-destrutivos (benefícios) Os Ensaios Não Destrutivos, atualmente, são uma das ferramentas imprescindíveis para atestar o controle de qualidade em diversos tipos de segmentos de uma obra. Os principais benefícios de sua aplicação, são: Minimizar os riscos Identificar qualquer problema de forma antecipada evita que isso se torne algo maior. Reduzir os custos Retrabalhos, reprocesso ou refugo geram custos que podem ser reduzidos. Melhorar o desempenho Certificar que o componente irá atuar da melhor forma possível, sem falhar. Garantir a segurança Acima de tudo, garantir a integridade e a vida das pessoas que utilizam ou dependem destes componentes. O processo de utilização dos ensaios não-destrutivos provém manter a plenitude dos materiais e peças que são examinados na análise prévia de defeitos, Figura 7 – Construção do elevado da Cohama em 1998 Fonte: Minha velha São Luís via Facebook. Disponível em: <https://www.facebook.com/Minha:VelhaSaoLuis/posts/1929534163842501/> Acesso em: 14 de jun. 2022 Figura 8 – Localização do elevado da Cohama - Satélite Fonte: Google Earth contendo perdas, falhas de manutenção, entre outros problemas que podem ocorrer neste processo. 6. VIADUTO DA COHAMA O elevado da Cohama é localizado em São Luís, Maranhão, coordenadas 2°31'17"S 44°14'55"W, tendo como principal logradouro a Avenida Daniel de La Touché. O elevado liga o Ipase a Cohama e Olho d’Água. O nome “Cohama” provém de uma sigla que nasceu da Cooperativa Habitacional do Maranhão. Figura 9 – Vista lateral do viaduto da Cohama Fonte: Autor, 2022. Figura 10 – Vista aérea do viaduto da Cohama Fonte: Google Maps O comprimento total da ponte é de 386,03 metros, conforme figura 11, possui quatro faixas de tráfego, duas de ida e duas de volta. A ponte foi projetada com a Norma em vigor à época, NB 6 (1960), estabelecia uma carga móvel de Trem Tipo igual a 360 kN, inferior à norma em vigor atualmente (NBR 7188, 2013), de 450 kN. A idade elevada do viaduto e severas faltas de manutenções, com certeza devem ter contribuído para o surgimento de patologias. Figura 11 – Modelo estrutural do Viaduto Fonte: Autor, 2022. Figura 12 - Fissuração por flexão (Momento negativo) Fonte: Autor, 2022. 6.1 PATOLOGIAS Na figura 12 se observa uma patologia de fissuração por momento negativo, que consiste na fragmentação do concreto das armaduras da viga principal do Viaduto, em decorrência da idade da construção e fatores como as cargas móveis a longo prazo, atuando ao longo do tabuleiro do viaduto. Conforme a figura 13, temos exemplo de patologia por agentes químicos (lixiviação), devido a umidade que entra em contato com os vasos porosos do concreto, liberando assim, o processo de cristalização de partes do concreto armado da estrutura do viaduto. Figura 13 – Lixiviação encontrada no viaduto Fonte: Autor, 2022. Figura 14 – Corrosão encontrada no pilar do viaduto Fonte: Autor, 2022. Na figura 14, podemos observar que há patologias físicas, que provém de desgaste da armadura superficial do pilar do viaduto, sendo assim, uma perda de elementos superficiais da estrutura do concreto, umidade e também do peso da carga específica ao longo de um determinado tempo. Contudo, essas patologias não colocam em risco a estrutura do elemento, pois se tratam apenas de ações superficiais. 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS Ao analisar as questões levantadas neste relatório, fica claro que os reparos são essenciais, pois inevitavelmente, ao longo de muito tempo, se desenvolvem lesões em determinados pontos da estrutura de um viaduto de concreto armado. Tais reparos são necessários para garantir ou mesmo aumentar a vida útil da estrutura, bem como para garantir sua segurança e funcionalidade. Pelas patologias apresentadas e pelas investigações históricas realizadas, percebe-se que as patologias encontradas, são em maioria, provenientes da própria estrutura ao longo dos anos. Fatores ambientais como chuvas, ventos litorâneos e umidade relativa do ar, em função do tempo, avanços tecnológicos de carros, caminhões e carretas, que contém uma carga diferente daquela de quando houveram os cálculos de dimensionamento do viaduto, proporcionam essas deteriorações até aqui observadas e estudadas. Entretanto, ainda há muito a ser analisado e estudado, com bases em pesquisas recentes, afim de buscar inovações para se obter métodos de manutenção, mais eficazes e com um melhor custo-benefício. 8. REFERÊNCIAS ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). NBR 14931. Execução de estruturas de concreto - Procedimento, 2004. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NB 6: Cargas móveis em pontes rodoviárias. Rio de Janeiro: ABNT, 1960. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15955: Ensaios não destrutivos – Verificação dos instrumentos. Rio de Janeiro: ABNT, 2011. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7188: Carga móvel rodoviária e de pedestres em pontes, viadutos, passarelas e outras estruturas. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. CASCUDO, O. O controle da corrosão de armaduras em concreto: Inspeção e técnicas eletroquímicas. São Paulo: PINI, 1997. GUIDE ENGENHARIA. Trincas de flexão em vigas de concreto armado. Espírito Santo: 2017. Disponível em: <https://guideengenharia.com.br/trincas-de-flexao-de- vigas/>. Acesso em: 13 jun. 2022. GUIDE ENGENHARIA. Manifestações patológicas em edificações: Lixiviação. Espírito Santo: 2017. Disponível em: <https://guideengenharia.com.br/lixiviacao-em- edificacoes/>. Acesso em: 13 jun. 2022. LENCIONI, Julia Wippich. Proposta de manual para inspeção de pontes e viadutos em concreto armado. 2005. 188 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto Tecnológico de Aeronáutica, Programa de Estudo de Mestrado no curso de Engenharia de Infra- Estrutura Aeronáutica, São José dos Campos, 2005. Disponível em: <http://livros01.livrosgratis.com.br/cp012171.pdf>. Acesso em: 12 jun. 2022. LOURENÇO, Líbia C. et al. Parâmetros de avaliação de patologias em obras-de-arte especiais. Revista Engenharia Civil, Braga, n. 34, p. 5-14, 2009. Disponível em: <http://www.civil.uminho.pt/revista/n34/Pag_5-14.pdf>. Acesso em: 12 jun. 2022. OLIVEIRA, Julio Cesar Costa de. Técnicas para intervenção em estruturas de concreto armado. 2015. 61 f. Monografia (Graduação) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica da Universidade Federal do Rio de Janeiro, Curso de Engenharia Civil, Rio de Janeiro, 2015. Disponível em: <http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10013437.pdf>. Acesso em: 13 jun. 2022. ROCHA, I. CORROSÃO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO. 2015. Disponível em: <https://www.ipog.edu.br/revista-especialize-online/edicao-n10- 2015/corrosao-em-estruturas-de-concreto-armado/>. Acesso em: 12 jun. 2022. SANTOS, Tiago M. H. Corrosão das armaduras do betão armado Causas, consequências, prevenção e Projeto de durabilidade. 2014. Disponível em: <https://repositorio.ipl.pt/bitstream/10400.21/4432/1/DissertaC3A7%C3%A3o.pdf>. Acesso em 14 jun. 2022. SOUZA, Vicente Custódio Moreira de; RIPPER, Thomaz. Patologia,recuperação e reforço de estruturas de concreto. São Paulo: Pini, 1998. 257 p.
Compartilhar