327-Texto do artigo-1478-1-10-20200323

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.25 | n. 49 | p. 66-80 | mar./jun. 2020. 66 
 
ESTUDO SOBRE PATOLOGIA ESTRUTURAL EM UM RESERVATÓRIO DE ÁGUA 
DE CONCRETO ARMADO 
 
Luiz Alberto da Silva 
Bacharel em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Augusto Motta 
(UNISUAM), Rio de Janeiro, RJ, Brasil. 
 laosrj.engciv@yahoo.com.br 
 
Rachel Cristina Santos Pires 
Mestre em Desenvolvimento Local, Engenheira Civil e Professora Universitária, Centro 
Universitário Augusto Motta (UNISUAM), Rio de Janeiro, RJ, Brasil 
 
Bruno Matos de Farias 
Mestre em Desenvolvimento Local, Arquiteto e Urbanista e Professor Universitário, Centro 
Universitário Augusto Motta (UNISUAM), Universidade Estácio de Sá (UNESA), 
Rio de Janeiro, RJ, Brasil 
 bmfarias@gmail.com 
 
Everton Rangel Bispo 
Doutor e Mestre em Engenharia de Materiais, Processos Químicos e Metalúrgicos, Físico e Professor 
Universitário, Centro Universitário Augusto Motta (UNISUAM), Rio de Janeiro, RJ, Brasil 
prof.evertonrangel@gmail.com 
 
RESUMO 
 
Tendo em vista os diversos problemas patológicos em estruturas, esse trabalho disserta 
sobre casos de patologias em estruturas de concreto armado. No Estudo de Campo foram 
exibidos dados gerais obtidos acerca do Reservatório de Água de Concreto Armado 
inspecionado, no município de Resende (RJ), que apresentou problemas patológicos 
estruturais. Foram apresentadas as causas que provocam patologias e técnicas a serem 
adotadas para recuperação de um reservatório de água. 
 
Palavras-chave: Patologia; Reservatório de Água; Concreto Armado. 
 
 
STRUCTURAL PATHOLOGY STUDY IN AN ARMED CONCRETE WATER 
RESERVOIR 
 
ABSTRACT 
 
In view of the various pathological problems in structures, this paper discusses cases of 
pathologies in reinforced concrete structures. In the Field Study, general data were obtained 
about the inspected Armed Concrete Water Reservoir in the municipality of Resende (RJ), 
 
ESTUDO SOBRE PATOLOGIA ESTRUTURAL Luiz Alberto da Silva 
EM UM RESERVATÓRIO DE ÁGUA DE Rachel Cristina Santos Pires 
CONCRETO ARMADO Bruno Matos de Farias 
Everton Rangel Bispo 
 
 
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which presented structural pathological problems. The causes that cause pathologies and 
techniques to be adopted for the recovery of a water reservoir were presented. 
 
Keywords: Pathology; Water tank; Armed Concrete. 
 
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1 INTRODUÇÃO 
 
Os reservatórios de água podem ser construídos com diversos materiais de 
construção, tais como alvenaria, concreto, aço, fibra de vidro e em alguns casos, madeira. 
Devido a sua utilidade o mesmo merece atenção redobrada, pois a sua superfície de 
concreto está em contato direto com a água. 
Portanto, segundo Souza (2014, p. 26) “Alguns cuidados básicos devem ser tomados 
para garantir sua integridade, tais como: impermeabilização intacta; proteção do acesso 
interno e externo; local protegido de inundações; protegido de acesso de qualquer espécie 
de animal e de águas poluídas proveniente das vizinhanças, etc.”. 
Desta forma, a estrutura do reservatória pode apresentar diversas manifestações 
patológicas. Sendo assim, quando surgem sinais externos de patologias como manchas 
incomuns, deformações e entre outros, está acontecendo algo de errado na mesma 
(BORGES, 2008). 
Patologia são manifestações, consequências e mecanismos de ocorrência das falhas 
e dos sistemas de desagregação das estruturas. É de responsabilidade da engenharia 
patológica e terapêutica das construções estudar os problemas patológicos apresentados 
nas estruturas, avaliando e identificando as principais causas, origens, formas de 
manifestação, métodos e técnicas adequados para erradicar esses problemas e/ou evitar 
suas reincidências, assim como menciona (BORGES, 2008). 
Os problemas apresentados nos reservatórios de concreto são comuns e rotineiros. 
Logo, exigem uma análise mais detalhada dessas causas de patologias, sendo de suma 
importância um avanço maior dos estudos e pesquisas nesse tema em questão da 
engenharia. 
 
1.1 Objetivo 
 
O objetivo da pesquisa é apresentar dados sobre um reservatório de água de 
concreto armado que apresentou patologias estruturais. Também serão descritos passos 
para a Inspeção técnica e ensaios realizados. 
 
 
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1.2 Metodologia 
 
A metodologia de elaboração deste tema é baseada em revisão de literatura, 
fundamentada no livro Patologia, Recuperação e Reforço de Estruturas de Concreto volume 
1 de 1998, sites, trabalhos de conclusão de curso, monografia, teses e Normas da Associação 
brasileira de normas técnicas (ABNT). 
Um estudo de caso será apresentado no capitulo três descrevendo dados sobre um 
reservatório de água de concreto armado que apresentou patologias em sua estrutura, 
buscando assim oferecer aos profissionais e alunos de engenharia civil uma compreensão 
maior sobre o tema da pesquisa. 
 
2 DESENVOLVIMENTO DO TEMA ABORDADO 
 
É fundamental preservar as estruturas de reservatórios de água em boas condições, 
garantindo a resistência e seu desempenho. Desta forma, o estudo sobre causas de 
patologias e reabilitação dessas as estruturas precisam ganhar um lugar relevante no ramo 
da engenharia civil, de tal modo que suscite a investigação e o desenvolvimento de novas 
técnicas e equipamentos. 
Sendo assim, a relevância do tema em questão se dá porque os reservatórios de 
águas estão mais propícios à patologias, já que a água é um dos principais agentes 
causadores das manifestações patológicas em estruturas de concreto, gerando as umidades, 
fissuras, deslocamento de revestimentos, eflorescência, bolor, entre outras (SOUZA, 2014). 
 
2.1 Revisão de Literatura 
 
2.1.1 Normas Brasileira 
 
Diversos procedimentos relacionados ao concreto armado, devem atender algumas 
normas técnicas principais, pois as normas asseguram as características desejáveis de 
produtos e serviços, como qualidade, segurança, confiabilidade e eficiência. As principais 
normas estão destacadas a seguir: 
a) NBR 6118 (2003): Projeto de estruturas de concreto – Procedimento; 
b) NBR 14931 (2003): Execução de estruturas de concreto – Procedimento; 
 
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c) NBR 6120 (1980): Cargas para o cálculo de estruturas de edificações; 
d) NBR 6122 (1988): Forças devido ao vento em edificações - Procedimento; e) 
NBR 8681 (2003): Ações e segurança nas estruturas – Procedimento; 
e) NBR 9607 (1986): Provas de carga em estruturas de concreto armado e 
protendido; 
f) NBR 7480 (1996): Barras e fios de aço destinados a armaduras para concreto 
armado; 
g) NBR 8548 (1984): Barras de aço destinadas a armaduras para concreto 
armado com emenda mecânica ou por solda - Determinação da resistência à tração 
h) NBR 12655 (1996): Concreto - Preparo, controle e recebimento; 
i) NBR 7211 (2005): Agregados para concreto – Especificação; 
j) NBR 12654 (1992): Controle tecnológico de materiais componentes do 
concreto; 
k) NBR 7191 (1982): Execução de desenhos para obras de concreto simples ou 
armado. 
 
2.1.2 Tipos de Patologia em Estruturas de Concreto Armado 
 
Costa As fissuras em concreto armado devido à corrosão das armaduras são muito 
comuns nas estruturas. As verdadeiras causas do problema precisam ser diagnosticadas, 
tratadas e corrigidas a fim de bloquear o processo, para que não venha agravar os 
problemas na edificação (GONÇALVES, 2015). 
Segundo o mesmo autor “as mais comuns causas da ocorrência da corrosão no 
concreto são: má execução das peças estruturais, concreto com resistência inadequada, 
ambiente agressivo, proteção insuficiente, manutenção inadequada ou inexistente e 
presença de cloretos” (GONÇALVES, 2015). A figura 1 a seguir expõe as fissuras devido à 
corrosão das armaduras. 
 
 
 
 
 
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Figura 1: Fissuras devido à corrosão das armaduras 
 
Fonte: Dnit-IPR X (2010). 
 
São diversos fatores que influenciam para ocorrência da fissuração, podendo ser de 
difícil identificação. Contudo, as causas produzem padrões idênticos, o que facilita bastante 
a tarefa do perito. Principais causas relacionadas ao material: 
a) Cura deficiente; 
b) Retração; 
c) Expansão; 
d) Erros de projeto; 
e) Variações de temperatura; 
f) Ataques químicos; 
g) Excesso de carga; 
h) Erros de execução; 
i) Recalques diferenciais. 
 
A NBR 6118/2014 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2014) 
apresenta as exigências de durabilidade relacionadas à fissuração, em Função de 
Agressividade Ambiental, dados visualizados no quadro 1 a seguir. 
 
 
 
 
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Quadro 1: Exigências de durabilidade relacionadas à fissuração e à proteção da armadura, 
em função das classes de agressividade ambiental 
 
Tipo de 
concreto 
estrutural 
Classe de 
agressividade 
ambiental (CAA) e tipo 
de protensão 
Exigências 
relativas à 
fissuração 
Combinação de 
ações em serviço a 
utilizar 
 
Concreto armado 
CAA I ELS-W wk ≤ 0,4 mm 
Combinação 
frequente 
CAA II e CAA III ELS-W wk ≤ 0,3 mm 
CAA IV ELS-W wk ≤ 0,2 mm 
CAA IV ELS-W wk ≤ 0,2 mm 
Fonte: Adaptado da NBR 6118 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2014). 
 
De acordo com Carvalho Júnior (2015) fissuras causadas pela variação térmica são 
comuns em lajes de cobertura, pois a face superior geralmente tem a sua temperatura maior 
que os elementos inferiores. O mesmo apresenta alguns tipos de fissuração encontrada em 
lajes, dados esses dissertados a seguir: 
a) Fissuração por Esmagamento do Concreto: reduzida espessura da laje (as 
fissuras surgem na face inferior, por deficiência diante dos momentos negativos); 
b) Fissuração de Flexão: insuficiência de armadura para os momentos negativos 
(as fissuras surgem na face superior); 
c) Fissuração por Esmagamento do Concreto: devido à reduzida espessura da 
laje (as fissuras surgem na face superior por deficiência diante dos momentos 
positivos); 
d) Fissuração por Flexão: insuficiência de armadura para os momentos positivos 
(as fissuras surgem na face inferior); 
e) Fissuração por Flexão: deficiência de armaduras para combate aos momentos 
volventes (as fissuras surgem na face inferior da laje). 
 
A corrosão também é um tipo de patologia que pode ocorrer sob diferentes formas 
e o conhecimento das mesmas é importante para estudo de um processo corrosivo. 
Segundo Polito (2006), após iniciar o processo de corrosão, o avanço da corrosão 
variará em função do tipo de aço da armadura. A variável “tipo de aço” é de grande 
 
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relevância no processo corrosivo. A corrosão afeta vários fatores no comportamento do aço: 
sua composição química, os tratamentos mecânicos ou térmicos. 
Segundo Medeiros (2015) a corrosão é mais encontrada em locais mais expostos à 
umidade e agentes agressivos, ou em estruturas com muitas falhas, como ninhos de 
concretagem que, pela alta porosidade local, acabam por facilitar a penetração de agentes 
agressivos. 
 
2.1.3 Patologia em Reservatório de Água de Concreto Armado 
 
Os reservatórios elevados de concreto armado (ex. figura 2) são compostos por uma 
estrutura de conjuntos de pilares e vigas embutidas, mantendo o perímetro da secção 
transversal da edificação. Esse tipo de reservatório proporciona o abastecimento direto por 
gravidade, isto é, quanto mais alta for a coluna de água, maior será a pressão nas tubulações 
(SOUZA, 2014). 
 
Figura 2: Reservatórios elevados de concreto armado 
 
 
Fonte: Carvalho (2015). 
 
Outro modelo adotado de concreto armado é o de reservatórios inferiores (ex. figura 
3). Essa estrutura pode ser construída totalmente enterrada, parcialmente enterrada ou na 
superfície do terreno, e apoiada no terreno. A conservação da água armazenada contra as 
 
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variações de temperatura é um fator diferenciado quando comparado com os reservatórios 
elevados. (FERREIRA, 2015). 
 
Figura 3: Reservatórios inferiores 
 
Fonte: Ferreira (2015). 
 
Segundo Souza (2014, p. 27) as principais patologias desenvolvidas em reservatórios 
de água são: “corrosão de armaduras; perda de estabilidade estrutural devido aos 
movimentos dinâmicos de fissura e trincas em qualquer face da estrutura; infiltrações; 
carbonatação ou presença de íons Cloretos, entre outra substância”. 
Segundo Tinoco e Morais (2013), outra manifestação patológica incidente é a 
corrosão nas armaduras. Cerca de 93% dos reservatórios analisados na pesquisa 
apresentaram este tipo de problema. As causas para esse tipo de patologia foram as “baixas 
espessuras de cobrimento e a elevada porosidade do concreto (características do material 
utilizado na época) interferem negativamente sobre a vida útil da estrutura, uma vez que a 
barreira física proporcionada por este cobrimento é menor e mais fraca.” (TINOCO; MORAIS, 
2013, não paginado). 
 
 
 
 
 
 
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3 ESTUDO DE CASO 
 
Esse capitulo constitui-se na apresentação dos dados obtidos a respeito da 
estrutura denominada Castelo de água localizado em Resende – RJ. Em destaque a área 
ocupada pelo Castelo d’água, na figura 4. 
 
Figura 4: Castelo de água em Resende 
 
Fonte: Próprio Autor (2017). 
 
Uma equipe foi contrata para diagnosticar os possíveis problemas patológicos do 
reservatório de água, no qual foi realizada uma visita técnica no local, para inspecionada 
essa estrutura e os dados obtidos são os apresentados no quadro 2 a seguir: 
 
Quadro 2: Dados gerais do Castelo de água inspecionado 
 
Denominação da estrutura Castelo de água 
Idade da edificação Superior a 07 anos 
Descrição 
Trata-se de uma estrutura de concreto armado de seção circular 
vazada constante com altura total em relação ao solo de 49,70m. 
Existem duas células posicionadas na região superior da estrutura. A 
laje de fundo da 1ª célula está localizada a 35,40m e para a 2ª célula 
a laje de fundo está localizada a 45,80m. O volume de água 
armazenado na 1ª célula é de 269m3 e da 2ª célula de 127m3. 
Função atual 
Armazenamento de água para resfriamento do Alto forno em caso de 
emergência na 1ª célula e para a 2ª célula reserva de incêndio. 
Características geométricas 
Diâmetro externo – 7,80m, altura total – 49,70m, laje de fundo com 
espessura de 40cm, espessura de parede (constante) – 40cm 
 
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Arranjo estrutural 
O castelo de água em questão está apoiado em fundação profunda 
do tipo estacas escavadas e blocos de coroamento. A superestrutura 
foi concebida em concreto armado convencional com paredes de 
concreto armado em todo o perímetro da estrutura, de seção 
transversal maciça. Lajes de concreto armado maciças apoiadas em 
um reticulado de vigas de seção retangular 
Tipo da estrutura: 
Concreto armado moldado no local, impermeável Fck mínimo – 30 
Mpa, sendo que as paredes foram executadas em formas 
deslizantes. 
Projeto Russula Engenharia e Serviços (Espanha) 
Execução da estrutura Construtora Paranasa AS 
Fonte: Próprio Autor (2017). 
 
3.1 Não conformidades encontras 
 
O início da construção desse reservatório ocorreu em 10/10/2008, o termino 
ocorreu dois meses depois e o início de uso ocorreu em Fevereiro/2009, no qual mostra que 
foi uma execução rápida. 
Foi constatado que a empresa fornecedora do concreto possuía usina fixa na obra. 
No qual fez o controle tecnológico do concreto, entretanto no repassou esses dados para o 
se cliente, portanto, o mesmo não tem os relatórios de ensaios e não tem ciência de quem 
executou. 
Os projetos apresentados da estrutura indicam que o concreto deve ser 
impermeável, entretanto o cliente desconhecia se durante a construção esta propriedade foi 
averiguada. O cliente também não tem a carta de traço do concreto utilizado. 
Também foi constado que durante o processo de início de funcionamento da 
estrutura já foram detectados vários pontos de vazamento em níveis isolados, na região 
superior, porém não existia histórico de manutenções efetuadas. 
 
3.2 Tipologia das anomalias encontradas 
 
As não conformidades encontradas mencionadas anteriormente, provocaram as 
seguintes anomalias na estrutura: 
a) Manchas amareladas/amarronzadas na superfície externa da parede; 
 
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b) Fissuras com umidade; 
c) Reparo de argamassa com 77stofamentos, semidestacados, destacados, 
fissurados, com ou sem exposição de armaduras com degradação por corrosão; 
d) Presença de concreto disgregado e/ou segregação superficial do concreto; 
e) Presença de vazamentos na parede externa do castelo d’água. 
 
A figura 5, a seguir, apresenta algumas patologias encontradas no reservatório de 
água. 
a) figura A – Fissuras com umidade; 
b) figura B- Presença de vazamentos na parede externa do castelo d’água; 
c) figura C- Presença de eflorescência; 
d) figura D-Segregação superficial do concreto. 
 
 
Figura 5: Patologias reservatório de água 
 
 
Fonte: Próprio Autor (2017). 
 
Para um melhor diagnostico do quadro patológico analisado neste trabalho foram 
feitas investigações, ensaio em campo e coletadas amostras para ensaios laboratoriais. Em 
síntese foi realizado: 
a) Verificação da espessura da camada carbonatada; 
 
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b) Verificação da espessura de cobrimento; 
c) Verificação da resistividadedo concreto; 
d) Verificação do potencial elétrico de corrosão; 
e) Verificação da homogeneidade do concreto; 
f) Verificação da resistência mecânica à compressão; 
g) Verificação de propriedades de impermeabilidade do concreto; 
h) Verificação de eventual contaminação por teor elevado de ion cloreto. 
 
4 RESULTADOS 
 
Através dos ensaios realizados, foram constatados os seguintes resultados: 
a) Existem desvios da espessura de cobrimento que revelaram, para 
amostragem realizada, que 24% delas encontram-se inferiores ao cobrimento 
especificado em projeto; 
b) 100% das amostragens apresentam tensão de ruptura (Fck) acima do valor 
determinado em projeto (30 MPa); 
c) No ensaio de ultrassom, os pontos de leitura, para condição de 
homogeneidade, foram considerados bom (96,4%) e excelente (3,6%); 
d) No ensaio de resistividade elétrica do concreto, os pontos de leitura para taxa 
de corrosão, foram considerados desprezíveis (100%); 
e) No ensaio de potencial de corrosão, adotou-se os critérios de avaliação para 
risco de corrosão como baixo risco (97,2%) e risco intermediário (2,8%); 
f) Com base nos dados de ensaio, verifica-se que 100% dos pontos ensaiados 
revelaram espessura de carbonatação inferior à de cobrimento. 
 
Os dados obtidos foram estudados para realizar a melhor forma possível de 
recuperação da estrutura. 
 
5 CONCLUSÃO 
 
 A pesquisa apresentou um estudo de caso sobre um reservatório de água de 
concreto armado, o qual foi alvo de diversas patologias em sua estrutura. Sendo assim, 
foram discorridos alguns ensaios que podem ser realizados para um melhor diagnostico do 
 
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quadro patológico a ser analisado da estrutura. Outrossim, foram indicadas as etapas a 
serem realizadas, investigações, ensaios em campo e coleta das amostras para ensaios 
laboratoriais. 
Esses ensaios realizados permitem realizar, da melhor forma possível, a 
recuperação da estrutura. Portanto, o projeto de recuperação deve atender as diretrizes das 
normas da ABNT (Associação brasileira de normas técnicas) NBR 6118 – Projeto de 
estruturas de concreto – Procedimento; e da NBR 6120 – Cargas para cálculo de estruturas 
de edificações; e NBR 6123 – Forças devido ao vento em edificações. 
 
REFERÊNCIAS 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Projeto de estruturas de 
concreto — Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014. 
 
BORGES, Micheline Gonçalves. Manifestações patológicas incidentes em reservatórios de 
água elevados executados em concreto armado. 2008. 111 f. Trabalho de Conclusão de 
Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) – Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira 
de Santana, 2008. Disponível em: http://civil.uefs.br/DOCUMENTOS/MICHELINE GONÇALVES 
BORGES.pdf. Acesso em: 15 out 2017. 
 
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fase de uso. [S.l.]: PMKB, 22 jun. 2015. Disponível em: http://pmkb.com.br/artigo/patologia-
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FERREIRA, Leandro Sousa. Critérios para cálculo e detalhamento de reservatórios de 
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Engenharia Civil) – Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2015. 
Disponível em: https://www.docsity.com/pt/reservatorios-de-concreto-armado-
tcc/4912412/. Acesso em: 28 set. 2017. 
 
GONÇALVES, Eduardo Albuquerque Buys. Estudo de patologias e suas causas nas estruturas 
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(Bacharelado em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 
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Acesso em: 28 set. 2017. 
 
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MEDEIROS, Marcelo. Corrosão do concreto é causada por umidade e gases nocivos. [S.l.]: 
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Recebido em 12/06/2019 
Aceito em 07/02/2020