18_03_04_Introdução_À_Patologia_Das_Construções

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FACULDADE EDUCACIONAL ARAUCÁRIA 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
Patologia das Construções 
Professor Msc Lauri Anderson Lenz 
 
 
Tópico 01 – Introdução à Patologia das Construções Prof. Msc. Lauri Anderson Lenz 
Trecho inicial extraído das notas da aula do Prof. Wellington Mazer - UTFPR 
 
 
TÓPICO 01 – INTRODUÇÃO À PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES 
1.1 Introdução 
Desde os primórdios da civilização que o homem tem se preocupado com a construção de 
estruturas adaptadas às suas necessidades, sejam elas habitacionais (casas e edifícios), laborais 
(escritórios, indústrias, silos, galpões, etc.), ou de infra-estrutura (pontes, cais, barragens, metrôs, 
aquedutos, etc.). Com isto, a humanidade acumulou um grande acervo científico ao longo dos 
séculos, o que permitiu o desenvolvimento da tecnologia da construção, abrangendo a concepção, o 
cálculo, a análise e o detalhamento das estruturas, a tecnologia de materiais e as respectivas 
técnicas construtivas. 
 O crescimento sempre acelerado da construção civil, em alguns países e épocas, provocou a 
necessidade de inovações que trouxeram, em si, a aceitação implícita de maiores riscos. Aceitos 
estes riscos, ainda que dentro de certos limites, a progressão do desenvolvimento tecnológico 
aconteceu naturalmente, e, com ela, o aumento do conhecimento sobre estruturas e materiais, em 
particular através do estudo e análise dos erros acontecidos, que têm resultado em deterioração 
precoce ou em acidentes. 
 Apesar disto, e por ainda existirem sérias limitações ao livre desenvolvimento científico e 
tecnológico, além das ainda inevitáveis falhas involuntárias e casos de imperícia, tem sido constatado 
que algumas estruturas acabam por ter desempenho insatisfatório, se confrontadas com as 
finalidades a que se propunham. 
 Este complexo conjunto de fatores gera o que é chamado de deterioração estrutural. 
Objetivamente, as causas da deterioração podem ser as mais diversas, desde o envelhecimento 
"natural" da estrutura até os acidentes. 
 Designa-se genericamente por PATOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES um novo campo da 
Engenharia das Construções que se ocupa do estudo das origens, formas de manifestação, 
conseqüências e mecanismos de ocorrência das falhas e dos sistemas de degradação das 
estruturas. 
 Uma sistematização proposta para o estudo da Patologia das Construções levará os 
problemas patológicos a serem classificados como simples, cujo diagnóstico e profilaxia são 
evidentes, e complexos, que exigem uma análise individualizada e pormenorizada. 
 Problemas patológicos simples: são os que admitem padronização, podendo ser 
resolvidos sem que o profissional responsável tenha obrigatoriamente conhecimentos 
altamente especializados; 
 Problemas patológicos complexos: não convivem com mecanismos de inspeção 
convencionais e esquemas rotineiros de manutenção, obrigando a uma análise 
pormenorizada e individualizada do problema, sendo então necessários profundos 
conhecimentos de Patologia das Construções. 
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1.1.1 Objetivos da Patologia das Construções 
Os objetivos a serem atingidos em um estudo patológico devem atender a diversas situações, 
podendo apenas identificar situações de risco no projeto até necessidades de intervenções urgentes. 
Entre as situações mais usuais, pode-se destacar os seguintes objetivos: 
 Projetos de componentes de sistemas: 
o Determinação de mecanismos de deterioração; 
o Avaliação da agressividade do meio x desempenho; 
o Apresentação de medidas de proteção preventiva; 
o Elaboração de projeto e detalhamento para execução; 
o Fornecimento de procedimentos de manutenção e utilização. 
 
 Manutenção de componentes e sistemas existentes: 
o Análise de mecanismos de deterioração; 
o Avaliação da agressividade do meio e impactos sobre os elementos; 
o Elaboração de ensaios dos materiais e de desempenho; 
o Elaboração de procedimentos de manutenção e utilização; 
o Elaboração de projeto de reparos, reforço ou recuperação; 
o Instrumentação e monitoração do desempenho de sistemas; 
o Avaliação do grau de segurança e confiabilidade. 
 
1.1.2 Importância da Patologia Estrutural 
Cánovas (1988) ressalta que a patologia das construções está intimamente ligada ao conceito 
de qualidade, sendo que este último têm se desenvolvido nos últimos anos. No entanto com o 
desenvolvimento tecnológico, em particular da informática, e o conhecimento mais detalhado dos 
materiais, as estruturas tem se tornado mais esbeltas, consequentemente mais deformáveis, fato 
este que colabora para o surgimento de patologias. 
 Sabe-se que as patologias nas construções são tão antigas quanto os próprios edifícios, pois 
há mais de 4.000 anos, o Código de Hamurabi já indicava cinco regras para prevenir defeitos nos 
edifícios, são elas: 
 Se um construtor faz uma casa para um homem e não a faz firme e seu colapso causa 
a morte do dono da casa, o construtor deverá morrer. 
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 Se causa a morte do filho do dono da casa, o filho do construtor deverá morrer. 
 Se causa a morte de um escravo do proprietário da casa, o construtor deverá dar ao 
proprietário um escravo de igual valor. 
 Se a propriedade for destruída, ele deverá restaurar o que foi destruído por sua própria 
conta. 
 Se um construtor faz uma casa para um homem e não a faz de acordo com as 
especificações e uma parede desmorona, o construtor reconstruirá a parede por sua 
própria conta. 
 Sendo este o primeiro tratado conhecido sobre Patologia das Construções. 
 É extremamente difícil conhecer a situação atual do problema patológico estrutural, pois 
assim como os êxitos são anunciados, a maioria dos fracassos, ou colapsos, são escondidos, 
impedindo seu estudo para evitar que o mesmo erro se repita. E quando uma falha é divulgada, 
procura-se um culpado, mas não se divulga a causa do colapso nem os métodos de estudo e 
análises. 
 Robert Stevenson, presidente do Instituto Britânico de Engenharia já aconselhava, em 1856, 
que os acidentes de engenharia fossem analisados e divulgados, pois isto seria instrutivo para os 
alunos e profissionais da engenharia. 
 Da mesma forma como os seres humanos, existem estruturas sadias e estruturas enfermas, 
que tiveram problemas em uma das etapas de seu desenvolvimento, que são projeto (gestação), 
execução (crescimento), conservação e manutenção (durante sua vida). Podendo ainda existir 
problemas de uso de materiais defeituosos ou inadequados. Também deve ser considerado que, 
assim como os seres humanos, as estruturas envelhecem com o passar do tempo, em um processo 
de degradação lento de seus materiais. 
 
1.1.3 Conceitos Associados à Patologia das Construções 
Agente: causa imediata que deu origem ao problema patológico. 
Agentes causadores de patologias: Deslocamentos de fundações, movimentação do terreno 
natural, efeitos de condições climáticas, alterações químicas dos materiais, retração e expansão dos 
materiais, defeitos deprojeto, defeitos de execução, uso indevido da edificação, falta de manutenção, 
degradação dos materiais e componentes em função de seu envelhecimento natural. 
Correção: eliminação dos defeitos acarretados pelos problemas patológicos. 
Diagnóstico: determinação das causas dos mecanismos de formação e da gravidade 
potencial de um problema patológico, com base na observação dos sintomas e na eventual 
realização de estudos específicos. 
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 Falha: é um descuido, uma atividade imprevista ou acidental que se traduz em um defeito ou 
dano. 
 Origem: etapa do processo construtivo em que ocorreu um problema que se manifestará na 
forma de uma patologia. 
 Patologia: é a ciência que estuda, de forma metodizada, a origem, os sintomas e a natureza 
dos defeitos e danos de uma edificação. 
 Prognóstico: avaliações ou conjecturas, baseadas nos diagnósticos, que alerta a duração, 
evolução ou término do problema patológico. 
 Profilaxia: ciência que estuda as medidas necessárias à prevenção das enfermidades. 
 Recuperação: correção dos problemas patológicos. 
 Reforço: aumento da capacidade resistente de um elemento estrutural. 
 Sintoma: manifestação patológica. 
 Terapia: ciência que estuda as medidas necessárias para sanar um problema patológico. 
 
1.2 Durabilidade 
Conforme conhecimento geral, muitas estruturas expostas ao meio ambiente agressivo têm 
mostrado uma deterioração prematura muito grave. Muitas têm alcançado um estado muito sério de 
degradação, com descamações e pedaços caindo. Alguns colapsos foram noticiados. Dessa maneira 
um dos conhecimentos que devem ser adicionados e avaliados para a definição da durabilidade de 
uma estrutura diz respeito à segurança residual das mesmas. 
 Outra condição importante diz respeito à avaliação do grau de dano de maneira racional e a 
necessidade de seguir uma estratégia também racional para selecionar o método de recuperação 
mais conveniente. 
 
1.2.1 Conceito de Durabilidade sundo a NBR 6118:2014 
Exigências de durabilidade 
Segundo a NBR 6118:2014, as estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de 
modo que, sob as condições ambientais previstas na época do projeto e quando utilizadas conforme 
preconizado em projeto, conservem sua segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante o 
período correspondente à sua vida útil. 
 
Vida útil 
Por vida útil de projeto, entende a NBR 6118:2014, como o período de tempo durante o qual 
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se mantêm as características das estruturas de concreto sem exigir, em relação às prescrições de 
manutenção previstas, medidas extras de manutenção e reparo, isto é, após esse período que 
começa a efetiva deterioração da estrutura, com o aparecimento de sinais visíveis como: produtos de 
corrosão da armadura, desagregação do concreto, fissuras, etc. Esta norma pressupõe uma vida útil 
de no mínimo 50 anos, de acordo com as exigências de durabilidade. 
 O conceito de vida útil aplica-se à estrutura como um todo ou às suas partes, dessa forma, 
determinadas partes da estrutura podem merecer considerações especiais com valor de vida útil 
diferente do todo. 
 O conhecimento da vida útil e da curva de deterioração de cada material ou estrutura são 
fatores de fundamental importância para a confecção de orçamentos reais para a obra, assim como 
de programas de manutenção adequados e realistas. 
 Já por desempenho entende-se o comportamento em serviço de cada produto, ao longo da 
vida útil, e a sua medida relativa espelhará, sempre, o resultado do trabalho desenvolvido nas etapas 
de projeto, construção e manutenção. 
 O código modelo MC-90 do CEB-FIP, indica que o período de vida útil das estruturas deve 
atingir um valor mínimo de 50 anos, desde que as estruturas sejam projetadas, executadas e 
mantidas conforme requisitos preconizados. No caso de estruturas especiais pode-se requerer um 
período de vida mais longo, como, por exemplo, 100 anos, ou mais curto, 25 anos ou menos, em 
função da importância da edificação ou do tipo de exposição a que estará submetida. 
 O Structural Eurodoces, por sua vez, apresenta os seguintes valores para vida útil, 
constantes na Tabela 1.1: 
 
Tabela 1.1 - Vida útil das edificações por categoria (Structural Eurocodes) 
 
Acontece que, no entanto, as estruturas e seus materiais deterioram-se mesmo quando existe 
um programa de manutenção bem definido, sendo esta deterioração, no limite, irreversível. 
 O ponto em que cada estrutura, em função da deterioração, atinge níveis de desempenho 
insatisfatórios varia de acordo com o tipo de estrutura. Algumas delas, por falhas de projeto ou de 
execução, já iniciam as suas vidas de forma insatisfatória, enquanto outras chegam ao final de suas 
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vidas úteis projetadas ainda mostrando um bom desempenho. 
 Por outro lado, o fato de uma edificação em determinado momento apresentar-se com 
desempenho insatisfatório não significa que ela esteja necessariamente condenada. A avaliação 
desta situação é, talvez, o objetivo maior da Patologia das Construções, posto que esta é a ocasião 
que requer imediata intervenção técnica, de forma que ainda seja possível reabilitar a estrutura. 
 Na Figura 1.1 são representadas, genericamente, três diferentes histórias de desempenhos 
estruturais, ao longo das respectivas vidas úteis, em função da ocorrência de fenômenos patológicos 
diversos. 
 
 Figura 1.1 - Desempenho de uma construção em função dos fenômenos patológicos 
 
No primeiro caso, representado pela curva traço-duplo ponto, está ilustrado o fenômeno 
natural de desgaste da estrutura. Quando há a intervenção, a estrutura se recupera, voltando a 
seguir a linha de desempenho acima do mínimo exigido para sua utilização. 
 No segundo caso, representado por uma linha cheia, trata-se de uma estrutura sujeita, a 
dada altura, a um problema súbito, como um acidente, por exemplo, que necessita então de imediata 
intervenção corretiva para que volte a comportar-se satisfatoriamente. 
 No terceiro caso, representado pela linha traço-monoponto, tem-se uma estrutura com erros 
originais, de projeto ou de execução, ou ainda urna estrutura que tenha necessitado alterar seus 
propósitos funcionais, situações em que se caracteriza a necessidade de reforço. 
 O estudo da vida útil das estruturas está ligado ao que é tecnicamente ponderável, e a sua 
evolução deve necessariamente passar por maior conhecimento de durabilidade dos materiais, dos 
componentes e dos vários sistemas estruturais, assim como pelo aperfeiçoamento dos processos 
construtivos, dos programas e das técnicas de manutenção. 
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 A associação dos conceitos de vida útil e durabilidade é inevitável. Conhecidas, ou 
estimadas, as características de deterioração do material concreto e dos sistemas estruturais, 
entende-se como durabilidade o parâmetro que relaciona a aplicação destas características a uma 
determinada construção, individualizando-a pela avaliação da resposta que dará aos efeitos da 
agressividade ambiental, e definindo, então, a vida útil da mesma. 
 Deve-se entender que a concepção de uma construção durável implica a adoção de um 
conjunto de decisões e procedimentos que garantam à estrutura e aos materiais que a compõem um 
desempenho satisfatório ao longo da vida útil da construção. 
 Em termos de durabilidade das estruturas de concreto, por exemplo, e para além das 
questões ligadas à resistência mecânica propriamente dita, a palavra-chave relacionada a vida útil e 
ao desempenho ao material concreto, como pseudo-sólido que é, é água. 
 Assim, serão a quantidade de água no concreto e a sua relação com a quantidade de ligante 
o elemento básico que irá reger características como densidade, compacidade, porosidade, 
permeabilidade, capilaridade e fissuração, além de sua resistência mecânica, que, em resumo, são 
os indicadores de qualidade do material, passo primeiro para a classificação de uma estrutura como 
durável ou não. 
 
1.2.2 Agressividade Ambiental 
 As condições do meio em que uma estrutura está inserida passam a ter um aspecto 
importante na definição da durabilidade e do desempenho da edificação. Nestas condições, os 
códigos de projeto têm desenvolvido critérios para consideração do impacto da variação do ambiente 
onde a construção está inserida. A NBR 6118:2003 propõe os seguintes critérios: 
 
Classe de Agressividade Ambiental 
A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e químicas que atuam 
sobre as estruturas de concreto, independentemente das ações mecânicas, das variações térmicas, 
retrações hidráulicas e outras previstas no dimensionamento da estrutura. Nos projetos estruturais, a 
agressividade ambiental deve ser classificada de acordo com a Tabela 1.2. 
 
 
Tabela 1.2 – Agressividade Ambiental, segundo a NBR 6118:2014. 
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De forma simplificada, pode-se avaliar a agressividade ambiental em uma estrutura de acordo 
com o macro-clima onde a estrutura situa-se e com o ambientes da obra, conforme indica a Tabela 
1.3. 
 
Tabela 1.3 - Classificação do macro-clima, segundo a NBR 6118:2014. 
 
Outro aspecto importante a ser considerado na durabilidade das estruturas diz respeito ao 
cobrimento das armaduras, que também é definido segundo a agressividade ambiental, como 
indicado na Tabela 1.4. 
 
Tabela 1.4 – Cobrimento mínimo das armaduras, segundo a NBR 6118:2003. 
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Assim, a modelização do mecanismo de estudo da durabilidade passa pela avaliação e 
compatibilização, entre a agressão ambiental, por um lado, e a "qualidade" do concreto e da 
estrutura, por outro, sendo este cenário definido à luz do tempo e do custo da estrutura. 
 Para cada caso ou combinação de casos, as classes de exposição indicarão níveis de risco 
ou parâmetros mínimos a serem observados como condição primeira para que se consiga uma 
construção durável. Assim, estarão definidos: 
 dosagem mínima de cimento; 
 fator água/cimento máximo; 
 classe de resistência mínima do concreto; 
 cobrimento mínimo das barras das armaduras; 
 método de cura. 
 Da observação deste quadro infere-se facilmente que a combinação dos agentes ambientais 
(temperatura, umidade, chuva, vento, salinidade e agressividade química ou biológica) transportados 
para a massa de concreto, assim como a resposta dessa massa a tal ação, constituem os principais 
elementos do processo de caracterização da durabilidade, sendo a água (ou a umidade) o elemento 
principal de toda a questão, considerados adequados os mecanismos de resistência. 
 Uma diretriz geral diz que a durabilidade da estrutura de concreto é determinada por quatro 
fatores, identificados como “Regra dos 4C”: - Composição ou traço do concreto; - Compactação ou 
adensamento efetivo do concreto na estrutura; - Cura efetiva do concreto na estrutura; - Cobrimento 
ou espessura do concreto de cobrimento das armaduras. 
 
1.2.3 Manutenção 
 A manutenção das estruturas pode ser entendida como o conjunto de ações de reduzido 
alcance, de forma a prevenir ou identificar o surgimento de danos (Manutenção Preventiva) e quando 
a estrutura apresentar perda significativa, como forma de se evitar o comprometimento da segurança 
da edificação (Manutenção Corretiva). 
 Em termos de manutenção fica clara a co-responsabilização, pois proprietário, investidor e 
usuário deverão sempre estar dispostos a suportar o custo com o sistema de manutenção concebido 
pelos projetistas, que deverá ter sido respeitado e viabilizado pelo construtor. A base deste sistema, 
aliás, será o conjunto de inspeções rotineiras, em que o usuário será figura preponderante. 
 Para determinar o período mais adequado para realização de manutenção das edificações, 
deve-se proceder à realização de inspeções de rotina e extensiva, esta última com um grau maior de 
detalhamento. 
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 O CEB-FIP, apresenta a uma proposta de periodicidade de inspeções, em função da classe 
da estrutura e da condição de agressividade ambiental onde ela se localiza, conforme Tabela 1.5. 
Tabela 1.5 - Periodicidade de inspeções (CEB-FIP) 
 
Barcena Diaz (1992), propõem a seguinte periodicidade para inspeções, em função do tipo de 
uso da construção, conforme Tabela 1.6. 
 
Tabela 1.6 - Periodicidade de inspeções (Barcena Diaz, 1992).