Concreto e ETE patologias e prevenções

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ
IFCE CAMPUS FORTALEZA
SANEAMENTO AMBIENTAL
RAQUEL GABRIELLY HENRIQUE DA SILVA
CONCRETO E ETE 
PATOLOGIAS E PREVENÇÕES
FORTALEZA
2020
1. INTRODUÇÃO
	O concreto é um material muito utilizado na construção civil devido a sua versatilidade construtiva, suas propriedades mecânicas e custo competitivo quando comparado a outros materiais de função estrutural, como madeira ou aço. Entretanto, quando o concreto é exposto a ambientes com classe de agressividade elevada, ele se torna vulnerável, pois os agentes agressores interferem diretamente na microestrutura da pasta do cimento, danificando concreto e, consequentemente, a estrutura.
	O concreto quando exposto à ambientes com classe de agressividade elevada torna-se um material vulnerável, a agentes agressores que interferem diretamente na microestrutura da pasta do cimento. A exposição do concreto à ação de esgoto doméstico caracteriza um ambiente de alta agressividade (Classe IV).
	 Em muitas ETEs, as manifestações já estão presentes na execução da estrutura, como baixo cobrimento do concreto, segregação do concreto, fissuras de retração por secagem ou térmica, pontas de aço expostas, concreto de alta permeabilidade, entre outras. Essas ETEs já apresentam deficiências na proteção original contra essas agressividades na idade de zero.
	Por consequência, são necessários cuidados especiais nas fases de projeto, construção e operação para que o concreto atenda as exigências de desempenho preconizadas em normas. Para tanto, o mesmo requer ponderação nas etapas de análises dos materiais que serão utilizados na sua composição. Ajustes de dosagem, aditivos para minimizar a retração e preocupações quanto ao calor de hidratação são indispensáveis, assim como a análise do ambiente em que a estrutura estará, pois isto influencia diretamente nas especificações do concreto e das proteções para alcançar a durabilidade pretendida.
 
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2. DESENVOLVIMENTO
	O sistema de saneamento básico que atende os municípios é composto, basicamente, por tubulações de coleta, estações elevatórias e de recalque e, por fim, de estações de tratamento de esgoto (ETE’s), destinadas a reduzir, à níveis aceitáveis, a matéria orgânica contida no efluente para posterior despejo em manancial hídrico. As ETE’s também têm por finalidade retirar qualquer tipo de dejeto e matéria inorgânica introduzida no sistema de tratamento.
	O concreto armado, em virtude da sua versatilidade, é amplamente utilizado para a execução da infraestrutura dos sistemas de saneamento básico, porém pode apresentar degradação prematura caso não sejam adotadas especificações técnicas adequadas para mitigar o ataque ácido microbiano.
A exposição do concreto à ação de esgoto sanitário, em uma estação de tratamento de esgoto (ETE) de digestão anaeróbica, configura um ambiente de alta agressividade, já que o microclima formado contém considerável concentração de ácido sulfúrico biogênico (H2SO4), responsável pela degradação da estrutura. 
Fig 1 – Degradação do concreto em uma estação de tratamento de esgoto
2.1 Manifestações patológicas 
	O concreto de tubulações de esgoto está sujeito à ação de bactérias, como o Thiobacillus thioxidans e Thiobacillus concretivorus, que oxidam compostos de enxofre (H2S) presentes no esgoto e os transformam em ácido sulfúrico biogênico. Essas bactérias são autotróficas, necessitando como nutrientes apenas o enxofre, gás carbônico, oxigênio, sais minerais e água, para produzir, assim, o ácido sulfúrico, o qual reage com o carbonato de cálcio originando o estufamento e desagregação do concreto. A degradação é mais acentuada na região adjacente ao nível do efluente e desprezível na região submersa. 
	O ácido sulfúrico reage com o cimento das paredes do reator, formando uma pasta que desestabiliza as ligações com os agregados inertes do concreto, e se espalha por toda a superfície acima do nível do líquido. Isso faz com que se desprenda a camada de cobrimento do concreto, por seu próprio peso, ou por arraste quando o nível de líquido (esgoto) sobe.
	Os ácidos possuem um mecanismo de ação sobre o concreto atuando de maneira destrutiva sobre a superfície porosa do mesmo e produzindo uma transformação completa na pasta de cimento endurecida. Com isso, o resultado destas ações causa a perda de massa cimentícia gerando também a redução da seção do concreto, em camadas sucessivas (e a partir da superfície exposta) sendo a velocidade da degradação proporcional à quantidade e concentração do ácido que está em contato com o concreto.
	O pH ideal do concreto para fornecer proteção a armadura está entre 12,5 à 13,5, por este ser altamente alcalino. Quando o pH é reduzido, a frente de carbonatação se direciona ao interior do concreto até a armadura, causando sua expansão e prejudicando a aderência e desagregando o concreto. Assim, a película passsivadora do aço é rompida podendo ocorrer a corrosão.
Fig 2- Detalhes da degradação do concreto das paredes laterais da ETE
Fonte: http://www.scielo.org.mx7.Acesso: 19/03/2020
2.2 Prevenção de Patologias
	Segundo Sperling (1986), para estruturas em contato com esgoto, como é o caso, recomenda-se utilizar a brita calcária, por possuir características que as fazem mais resistentes ao ataque dos sulfatos presentes neste tipo de estrutura. Ademais, são exigidas mísulas, com 15 cm de lado, no encontro entre paredes e entre parede e laje de fundo. O objetivo destas mísulas é reduzir as tensões nos cantos, além de evitar a deposição de materiais sólidos, atenção especial deve-se tomar ao ataque por ácido sulfúrico biogênico, pois se trata do maior potencial de deterioração existente em estruturas de esgoto. Os problemas de formação de gás sulfúrico biogênico são bastante conhecidos em tubulações de grandes diâmetros nas estruturas das estações de tratamento de esgoto. 
	O uso de argamassas de cristalização integral do concreto é solução para reparo e proteção do concreto. Essas argamassas reagem com a pasta de cimento do concreto e com a água, formando cristais insolúveis nos poros e fissuras do concreto. Além de reduzirem a penetração de água, reduzem a penetração de agentes agressivos ao concreto, como cloreto e sulfato. Também são aplicados em tanques com grande variação de pH.
	Portanto, apesar da grande evolução da tecnologia do concreto, os sistemas de tratamento de água e esgoto são cada vez mais agressivos e podem colocar em risco a operação e durabilidade das estruturas de saneamento. Outrossim, hoje em dia, a utilização de sistema de impermeabilização e proteção se faz necessária tanto em estruturas novas como em estruturas existentes, pois a tecnologia de concreto empregada no passado não mais atende os requerimentos atuais.