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P a to lo g ia d a s C o n s tr u ç õ e s Durabilidade das Edificações Aspectos Gerais Prof. Neusa Maria B. Mota, Dsc PATOLOGIA, O QUE É? A palavra PATOLOGIA deriva etimologicamente das palavras gregas: “Pathos” = doença e “Logos” = estudo Trata-se de um conceito antigo na medicina que quer dizer “...parte da medicina que cuida do estudo das doenças”. Dórea, S. - UFS, setembro'2008 PATOLOGIA, O QUE É? Portanto, para nós, da Construção Civil, a PATOLOGIA é a “ciência que estuda os problemas construtivos das edificações, as suas causas, origens e terapias”. Dórea, S. - UFS, setembro'2008 PROCESSO PATOLÓGICO Para cuidar de uma doença o médico precisa, antes de mais nada, compor o diagnóstico da mesma. Com relação às doenças das construções, fazemos o mesmo: é necessário diagnosticar, ou seja, conhecer o seu mecanismo de ocorrência, sua origem, suas causas, sua evolução, seus sintomas e o seu estado atual. Dórea, S. - UFS, setembro'2008 A Patologia das Construções pode ser entendida com a parte da engenharia que estuda: - os sintomas; - o mecanismo; - as causas; - e as origens dos defeitos das construções. A compreensão das manifestações patológicas, seus fenômenos e mecanismos é importante tanto nas intervenções de recuperação, como também na produção de obras mais duráveis. PROCESSO PATOLÓGICO A esse conjunto de aspectos que compõem o diagnóstico denominamos de PROCESSO PATOLÓGICO! Se o diagnóstico for bem feito, facilmente será sanada a doença! Dórea, S. - UFS, setembro'2008 ESTUDO PATOLÓGICO O ESTUDO PATOLÓGICO compreende das fases de diagnóstico (compreensão do processo) + estratégia de reparação + hipóteses de prevenção. Nesse estudo, a primeira etapa a ser considerada é o SINTOMA da doença, ou seja, a queixa do paciente! Dórea, S. - UFS, setembro'2008 Falha, Lesão, Dano, Sinistro Falha = Lesão = Dano manifestações ou sintomas de um problema construtivo que fazem parte de um processo patológico. Sinistro o que causa dano ou prejuízo à edificação. Dórea, S. - UFS, setembro'2008 EXEMPLO Corrosão lesão no aço que provoca perda de massa tendo como principal sintoma mancha marrom no elemento adjacente. Dórea, S. - UFS, setembro'2008 EXEMPLO Patologia irá estudar o seu mecanismo de ocorrência , sua origem, suas prováveis causas, sua evolução, seus sintomas, seu estado atual, a correção da lesão e a sua prevenção. Dórea, S. - UFS, setembro'2008 Dois prédios desabaram na manhã de segunda-feira , 1/9/2008, em Muriaé/MG. SINISTRO / COLAPSO Foto: Livia Ciccarini/”O Tempo”/AE (2008) Dórea, S. - UFS, setembro'2008 Prédio em construção desaba em RS SINISTRO / COLAPSO Fonte: Jornal Zero Hora (01/09/08) Estádio de futebol – Fonte Nova – colapso causou a morte de 7 pessoas (Salvador/BA) “Confirmado o colapso da estrutura devido a corrosão na armadura de ligação entre a superfície inferior da viga e o engaste da laje”, conforme relatório da perícia. SINISTRO / COLAPSO Dórea, S. - UFS, setembro'2008 Falta de qualidade na execução = processo patológico? EXEMPLO ○Alvenaria com algumas fiadas de bloco fora do prumo qualidade estética comprometida manifestação patológica instalada Dórea, S. - UFS, setembro'2008 Falta de qualidade na execução = processo patológico? No entanto, vícios/erros de construção podem gerar uma manifestação patológica futura e a gravidade dessa consequência deve ser levada em conta em cada caso. Por exemplo, engrossar a parede com argamassa para corrigir o desaprumo... Dórea, S. - UFS, setembro'2008 Como a falta de qualidade pode gerar lesões nas construções... Para esse caso, existem causas “indiretas” importantes a serem consideradas, tais como: Desqualificação da mão-de- obra Ausência de processo/padronização Falta de treinamento/motivação Gestão ineficiente/ausente Dórea, S. - UFS, setembro'2008 Consequências das lesões nas construções Comprometimento dos aspectos estéticos Redução da capacidade resistente Colapso parcial ou total da edificação Custos das falhas em obras de construção civil Impacto do custo das falhas no custo da obra = 2,87% Índice = 212 defeitos / 1000m2 de área construída Custo de correção dos defeitos = 15,84/m2 de área construída Fonte: BERNARDES, C. at all (1998). Qualidade e o custo das não- conformidades em obras de construção civil. UM POUCO DE HISTÓRIA... Há 4 mil anos, na Mesopotâmia, existiam regras com o objetivo de prevenir defeitos nos edifícios que constituiu o CÓDIGO DE HAMMURABÍ, sendo este considerado o primeiro documento sobre Patologia das Construções. CÓDIGO DE HAMMURABI Esse Código é constituído de 5 regras: 1. Se um construtor faz uma casa para um homem e não a faz firme e o seu colapso causa a morte do dono da casa, o construtor deverá morrer; 2. Se causa a morte do filho do dono da casa, o filho do construtor deverá morrer; CÓDIGO DE HAMMURABI 3. Se causa a morte de um escravo do proprietário da casa, o construtor deverá dar ao proprietário um escravo de igual valor; 4. Se a propriedade for destruída, ele deverá restaurar o que foi destruído por sua própria conta; CÓDIGO DE HAMMURABI 5. Se um construtor faz uma casa para um homem e não o faz de acordo com as especificações e cai uma parede, o construtor reconstruirá a parede por sua conta. Conceitos Segundo ASTM1, a vida útil ou vida em serviço de um material ou componente de uma edificação é o período de tempo, depois da instalação em que todas as propriedades são superiores a um valor mínimo aceitável, quando rotineiramente mantidos. 1American Society Testing and Materials 1. VIDA ÚTIL DE PROJETO – estimada subjetivamente a partir de modelos de deterioração 2. VIDA ÚTIL DE SERVIÇO - vai até o surgimento de manifestações patológicas inadmissíveis 3. VIDA ÚTIL RESIDUAL – estimada ou avaliada em condições de ocorrência de manifestações patológicas inadmissíveis 4. VIDA ÚTIL TOTAL- até a ruptura ou colapso parcial Vida útil DESEMPENHO TEMPO VIDA ÚTIL MÍNIMO Vida útil DESEMPENHO TEMPO VIDA ÚTIL MÍNIMO FALHA OU PATOLOGIA Vida útil DESEMPENHO TEMPO VIDA ÚTIL MÍNIMO MANUTENÇÃO PREVENTIVA Vida útil 1. a queda natural de desempenho é prevista e ocorre ao longo do tempo 2. os agentes de deterioração são comuns as atividades humanas e atuam sobre a edificação 3. atividades de manutenção visam manter as características de segurança, funcionalidade e estética previstos (projeto) ao longo da vida útil Vida útil Vida útil Desempenho ao longo do tempo de um elemento, instalação ou sistema construtivo. Livro Materiais de Construção Civil IBRACON (2007) Vida útil é mensurável? Vida útil – Como medir? Protótipo próprio produto - o edifício Ensaios de envelhecimento acelerado Modelos matemáticos Dórea, S. - UFS, setembro'2008 Durabilidade É a capacidade que um produto, componente ou construção possui de manter o seu desempenho acima de níveis mínimos especificados, de maneira a atender as exigências dos usuários, em cada situação específica(CIB W80/RILEM 71 -PSL, 1983) A durabilidade de uma edificação é a “qualidade da mesma de ser capaz de assegurar o não alcance de um estado limite dentro da sua vida útil esperada”, segundo CÁNOVAS (1994). O Eurocode No. 2 (1989), define que: “Para assegurar uma adequada durabilidade das estruturas, os seguintes fatores inter- relacionados deverão ser considerados: Durabilidade • tipos dos elementos e o detalhamento estrutural; • a qualidade de mão de obra e nível de controle; • as medidas particularesde proteção; • a provável manutenção durante a pretendida vida útil. Durabilidade • o uso da estrutura; • os critérios requeridos para o desempenho; • as condições de exposição no meio ambiente; • as propriedades, composições e desempenho dos materiais; Desempenho Por desempenho entende-se o comportamento de um produto, componente ou edificação em relação ao seu uso. A metodologia básica para aplicação do conceito de desempenho pode ser resumida como a definição de condições quantitativas e qualitativas a serem atendidas pelo edifício e suas partes, a partir das exigências do usuário a serem satisfeitas nas condições de exposição a que será submetido o edifício. Conceitos Conforme o Código Modelo MC- 90 (CEB* - FIP - 1991): “As estruturas de concreto armado devem ser projetadas, construídas e operadas de forma tal que, sob condições ambientais esperadas, elas mantenham sua segurança, funcionalidade e aparência aceitável durante um período de tempo, implícito ou explícito, sem requerer altos custos imprevistos de manutenção e reparo.” *Comité Euro-international du Béton NBR 6118/2003 Cap. 6 – Diretrizes para durabilidade das estruturas de concreto 6.1 Exigências de durabilidade As estruturas de concreto devem ser projetadas e construídas de modo que sob as condições ambientais previstas na época de projeto e quando utilizadas conforme preconizado em projeto conservem suas segurança, estabilidade e aptidão em serviço durante o período correspondente à sua vida útil NBR 6118/2003 Cap. 6 – Diretrizes para durabilidade das estruturas de concreto 6.2 Vida útil de projeto Por vida útil de projeto, entende-se o período de tempo durante o qual se mantém as características das estruturas de concreto, desde que atendidos os requisitos de uso e manutenção prescritos pelo projetista e pelo construtor, conforme 7.8 e 25.4, bem como de execução dos reparos necessários decorrentes de danos acidentais. MC-90 •Proprietário: definindo demandas presentes e futuras em relação à edificação; •Projetistas: preparando especificação de projeto, propostas de métodos de controle de qualidade e condições de utilização; •Construtor: obedecendo às diretrizes de projeto, durante a execução; •Usuários: responsáveis, em geral, pela manutenção da estrutura durante o seu uso; Cooperação entre as quatro partes envolvidas em uma edificação: tempo d et er io ra çã o Limite máximo aceitável iniciação propagação (Tuutti, 1982) Vida útil Processo de deterioração por corrosão Período de propagação Fatores acelerantes Formação de óxidos Fissuração Descamação do concreto Perda do recobrimento Perda da capacidade portante Período de iniciação Penetração dos agentes agressivos Limite crítico Despassivação das armaduras Inicio da corrosão Danos são imperceptíveis Processo de deterioração por corrosão d e se m pe nh o Vida residual despassivação Manchas/fissuras/desplacamento Redução de seção Mínimo de projeto Mínimo de serviço Mínimo de ruptura Vida útil de projeto Vida útil de serviço 1 Vida útil de serviço 2 Vida útil total tempo Perda de aderência Processo de deterioração por corrosão • Este conceito pode ser estendido a toda edificação (planejamento, projeto, execução e utilização); • O conceito aplica-se a estrutura como um todo ou a suas partes; • Partes da estrutura podem ter vida útil diferenciada; • NBR 6118 – Item 6.2.3 A durabilidade das estruturas requer cooperação e esforços coordenados de todos os envolvidos nos processos de projeto, construção e utilização, devendo, como mínimo, ser seguido o que estabelece a NBR 12 655, sendo também obedecidas as disposições de 25.4 com relação às condições de uso, inspeção e manutenção Processo de deterioração por corrosão Exigências do usuário •Segurança estrutural •Segurança ao fogo •Segurança na utilização •Estanqueidade •Conforto higrométrico •Atmosféricas •Conforto visual •Conforto acústico •Conforto tátil •Conforto antropodinâmico •Higiene •Adaptação e utilização •Durabilidade •Economia Os custos para atingir um certo nível de durabilidade e proteção, crescem exponencialmente quanto mais tarde for essa intervenção. Custos de Intervenção na Estrutura Progressão geométrica de razão 5 – Lei dos 5 ou regra de Sitter. Conceito de Patologia Entende-se por patologia a perda de desempenho de um produto, componente, ou construção devido a erros de: • planejamento; • projeto; • execução; • fabricação de materiais fora do canteiro; • uso; • e deterioração precoce (antes do término da vida útil de projeto) proveniente de sua interação com o meio ambiente. Conceito de manutenção É conjunto de atividades desenvolvidas com o objetivo de manter a edificação com suas características de segurança, funcionalidade desempenho e estética previstas, dentro de custos pré-definidos As várias causas e necessidades de intervenção nas edificações estão muitas vezes associadas à não inclusão de manutenção preventiva nas fases de planejamento e execução, o que pode levar a elevados custos de manutenção corretiva Manutenção Preventiva Agressividade do ambiente A agressividade do meio ambiente às ações físicas e químicas que atuam sobre as estruturas de concreto independentemente das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica, da retração hidraúlica e outras previstas no dimensionamento das estruturas de concreto. Classe de agressividade ambiental (CAA) Agressividade Classificação geral do tipo de ambiente para efeito de projeto Risco de deterioração da estrutura I fraca Rural insignificante II moderada Urbana 1 ) 2) pequeno III forte Marinha 1 ) Industrial 1 ) 2) grande IV muito forte Industrial 1 ) 3) Respingo de maré elevado Tabela 6.1 – Classe de agressividade ambiental 1) Pode-se admitir um microclima com uma classe de agressividade mais branda (em um nível acima) para ambientes internos secos (salas, dormitórios, banheiros, cozinhas e áreas de serviço de apartamentos residenciais e conjuntos residenciais e conjuntos comerciais ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura. 2) Pode-se admitir uma classe de agressividade mais branda (um nível acima) em: obras em regiões de clima seco, com umidade relativa do ar menor ou igual a 65 5%, partes da estrutura protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos, ou regiões onde chove raramente 3) Ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplastia, branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, industrias químicas. 6.4.3 O responsável pelo projeto estrutural, de posse de dados relativos ao meio ambiente em que está construída a estrutura pode considerar classificação mais agressiva que a estabelecida na tabela 6.1
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