DEGRADAÇÃO DOS MATERIAIS POROSOS

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DEGRADAÇÃO DOS MATERIAIS POROSOS
Os tijolos, as argamassas e as rochas porosas 
sofrem com a ação de inúmeros processos de 
deterioração; todos esses, por sua vez, dependem 
de inúmeras variáveis: propriedades dos 
materiais, condições ambientais, condições 
estruturais etc.
- O ritmo e os “sintomas” da degradação 
variam dentro de um amplo espectro de 
possibilidades;
- Relações diretas de causa e efeito, 
portanto, não são fáceis de determinar!
O processo do “estresse corrosivo”:
1. O Movimento da água no interior dos sólidos 
porosos
- Tijolos, pedras e argamassas são compostos 
principalmente de cristais de carbonato, silicato,
aluminatos e óxidos.
- A superfície de todos estes cristais é rica em 
átomos de oxigênio isolados (polaridade elétrica 
negativa) ou associados a um átomo de 
hidrogênio (OH).
- Superfícies assim são denominadas polares ou 
hidrófilas, pois tendem a atrair moléculas de
água.
1.1 Superfícies Hidrófilas
ou
(superfícies hidrófilas) (atração da água pela superfície hidrófila)
(moléculas 
de água)
Distribuição da água nos poros hidrófilos: O
formato típico de “meniscus” da superfície da 
água dentro de pequenos poros é determinado 
pela atração exercida pelas paredes do próprio 
poro.
O centro da superfície d’água é puxado para
dentro (do líquido) pela atração exercida
pelas demais moléculas de água.
CAPILARIDADE
Quanto menor o diâmetro do poro, maior 
será a força de sucção.
Se a sucção da água não for contrabalançada 
por outro mecanismo (ex.: evaporação), a água 
poderá subir vários metros dentro de 
estruturas porosas (exemplo: paredes de 
alvenaria).
Sucção capilar: Poros bem pequenos/estreitos 
são denominados capilares. A água será 
transportada para dentro destes capilares 
quando a atração exercida pela sua superfície 
interna for maior que atração existente entre 
as próprias moléculas de água.
A intensidade da força de sucção depende, 
portanto, da natureza da superfície e do 
diâmetro do poro.
A força de capilaridade é muitas vezes grande o 
bastante para compensar a força da gravidade 
dando origem à ascensão capilar;
Pergunta 01: se uma parede estiver sempre 
úmida e nós revestirmos ela com azulejos, o 
que vai acontecer?
- o processo de deterioração vai continuar 
acontecendo, a água vai apenas “buscar” 
outro lado para sair.
SÓLIDOS POROSOS
Distribuição da água em um material hidrófilo 
poroso: se a quantidade de água presente nos 
poros de um sólido não for suficiente para 
enchê-lo totalmente, a água distribui-se de 
maneira a atingir o estado energético mais 
baixo possível (neutro);
Este é o estado em que ocorre a melhor 
distribuição possível das diferentes forças de 
atração.
Nível 01: O material está 
completamente seco; os poros 
vazios
Nível 02: Apenas os pequenos 
poros (capilares) estão 
cheios de água
Nível 03: Todos os capilares 
estão cheios e as superfícies dos 
poros maiores recebem uma 
película de água. Qualquer 
aumento na quantidade de água, 
a partir deste ponto, permite o 
transporte de água – conteúdo 
crítico de água.
Nível 04: Capilares e poros
totalmente cheios de água.
O transporte da água no estado líquido
Sucção: O movimento de uma região em que o 
conteúdo de água esteja acima do Nível 03 
para outra região abaixo do Nível 03.
ou
N3
N4
ou
N2
N1
Nível 03:O conteúdo crítico de água depende da 
natureza do material poroso e da geometria do 
seu sistema de poros, especialmente dos 
capilares;
A presença de sais solúveis, por sua vez, 
permite atingir mais rapidamente o conteúdo 
crítico de água devido à hidratação e 
higroscopicidade dos íons destes sais.
U
M
ID
A
D
E
Observação:
Enquanto o mecanismo de sucção demanda a 
existência de zonas secas e úmidas, todos os 
demais mecanismos de transferência de água 
(difusão, osmose e aquecimento) baseiam-se 
na existência de uma película de água 
contínua, através da qual as moléculas de 
água são transferidas.
    
Higroscopicidade = capacidade de absorver a 
umidade do ar
Osmose: Os sais (solúveis) são dissociados em 
íons (átomos eletricamente carregados), que 
atraem as moléculas de água por forças 
elétricas (hidratação dos sais).
Na Cl - cloreto de sódio (sal de cozinha)
Por consequência, a água se movimenta das 
zonas com menor quantidade de íons (baixa 
concentração de sais) para zonas com maior 
concentração de íons (maior concentração de 
sais). Ou seja, superfícies contaminadas por 
sais solúveis atraem mais umidade ainda!
Pergunta 02: se uma parede estiver exposta (ou 
contaminada) pelos sais solúveis (cloretos, 
sulfatos e nitratos), qual deveria ser a nossa 
primeira preocupação? 
- tirar o sal
Aquecimento: Dentro de um sólido poroso 
umidificado, a água se move de uma região 
mais quente para outras mais frias.
O transporte da água sob a forma de vapor
Condensação: Quando a temperatura de uma 
superfície está abaixo do ponto de saturação 
do ar à sua volta, as moléculas de ar presentes 
na atmosfera (vapor) unem-se umas às outras 
para formar uma película (estado líquido) 
sobre esta superfície;
Uma vez condensada, a água poderá penetrar 
nos poros através de um dos mecanismos 
analisados anteriormente.
Condensação intersticial: A temperatura da 
superfície do elemento poroso pode estar acima 
do ponto de saturação do ar à sua volta, mas a 
temperatura em seu interior não (ou seja, pode 
estar abaixo);
Em tais condições, a condensação das moléculas 
de água ocorre dentro dos poros do material (ou 
seja, longe de nossa visão!).
Conclusão: O volume de água em um material 
hidrófilo poroso poderá, portanto, aumentar por 
via da condensação; ou seja, mesmo que este 
material não tenha entrado em contato direto 
com a água em seu estado líquido!
umidade relativa (média) de Salvador = 80,85%
2. Deterioração dos Materiais Porosos: Estresse 
Mecânico
- As rochas, as argamassas e os tijolos têm em 
comum: a dureza, a pouca elasticidade (rigidez)
e a maior resistência à compressão;
- O comportamento mecânico é normalmente
avaliado através de ensaios de tração e 
compressão (tensão e deformação);
- A tensão de ruptura é aquela sob a qual a 
amostra (CP) se rompe. Os resultados são 
apresentados também em gráficos.
- E(aço) = +/- 21.000 kN/cm²
- E(concreto) = +/- 3.000 kN/cm²
- E(madeira) = 800 a 1000 kN/cm²
A relação tensão-deformação ideal é 
apresentada (graficamente) como uma reta. 
A inclinação desta linha reta, por sua vez, 
representa uma constante que exprime a 
capacidade do material em se opor a uma 
mudança em sua dimensão. Esta constante é 
denominada Módulo de Elasticidade (E) ou 
Módulo de Young e varia conforme o 
material.
Comportamento elástico: a deformação 
tenderia a retornar a zero. Obs.: não existe 
um material perfeitamente elástico!
A deformação irreversível que permanece 
após a remoção das tensões é denominada 
plástica.
A deformação se explica pela heterogeneidade 
dos materiais construtivos, compostos de 
cristais de diferentes tipos.
Outra origem do desvio de comportamento dos 
materiais sob tensão: o fato de que quase nunca 
a tensão é eqüitativamente distribuída por toda 
a amostra. Ou seja, algumas zonas são 
submetidas a tensões acima da média (e se 
rompem antes) e outras a tensões abaixo da 
média.
Importância de fazer os ensaios com vários 
corpos de prova!
Nos materiais rígidos, as áreas deformadas 
(que em geral são ricas em microfissuras) são 
mais fracas que o resto do material, o que é 
particularmente grave nos casos de esforços 
de tração;
Em tais condições, uma rachadura (fissura) se 
propaga facilmente e o material rompe com 
valores de tensão bem inferiores ao que se 
esperaria.
Quando um material rígido é submetido a uma 
tensão elevada e deforma (sem quebrar), as 
microfissuras que são formadas acabam 
atuando como verdadeiros poros;
A falta de plasticidade dos materiais de 
construção rígidos estabelece então uma 
conexão entre o estresse mecânico e a 
deterioração causada pelo acesso da água 
(umidade) aos poros.
Atenção: a importância dos estresses 
mecânicos nos processos dedeterioração ajuda 
a explicar as discrepâncias nos testes de 
envelhecimento acelerado (CP sob condições 
estáveis e controladas) e o comportamento real 
dos materiais em campo (expostos aos mais 
diversos agentes) ensaios da perfomance dos 
produtos aplicados em sua preservação.
2.1 Estresse Mecânico Externo
Cargas: Em toda estrutura, algumas partes 
recebem cargas maiores do que outras (colunas, 
vergas, pilares etc.). Já se sabe também que as 
partes sob estresses relevantes se deterioram 
mais rápido.
Cargas: Cargas assimétricas e deslocamentos 
acidentais também podem causar
desequilíbrios estruturais.
Expansão térmica: Os materiais são ciclos de    
mudança de submetidos a temperatura diários
e  sazonais (além de choques bruscos, como por 
exemplo no caso de incêndios);
Estes ciclos são fontes de estresse, pois os 
materiais expandem com o calor e se contraem 
com o resfriamento.
As mudanças (causadas pela expansão 
térmica) são proporcionais às dimensões dos 
elementos: peças maiores geram maior 
estresse!
Cada material tem o seu próprio Coeficiente de 
Dilatação.
Os movimentos da expansão térmica são 
muito significativos; se eles tiverem qualquer 
tipo de restrição, os estresses resultam em 
deformações e/ou fissuras.
Quando as juntas se abrem, elas dificilmente se 
fecham por completo pois sempre algum 
detrito acaba penetrando na fissura.
Expansão térmica e as juntas de dilatação:
Expansão térmica e os revestimentos: peças 
coladas umas às outras tendem a se comportar 
como uma única peça.
Expansão devido à umidade: Os materiais 
porosos expandem quando absorvem água e se 
contraem quando a liberam. Porém, só nos
materiais que contêm argila em sua ser
composição este fenômeno passa a relevante;
 - Exemplo: arenito europeu (“molasse”) 
expande tanto quanto uma variação de 50°C.
Estresse provocado pelas técnicas 
construtivas: O “abuso mecânico” das 
superfícies durante o processo de extração, 
fabricação, trabalho, limpeza (jateamento) etc.
Vibrações: A vibração do tráfego de veículos 
(especialmente quando trafegam sobre 
pavimentos irregulares) pode ser danosa às 
edificações, ainda que tais efeitos não sejam tão 
facilmente avaliados nas estruturas mais 
complexas;
Na prática, as consequências negativas das 
vibrações são ainda mais significativas quando 
combinadas com os demais fatores de 
degradação.
O efeito danoso da vibração é maior em 
construções menores do que nas construções 
maiores;
Quanto menor a distância entre a edificação e o 
pavimento irregular, maior os efeitos da 
vibração.
Detalhe: as vibrações provocadas pelo som 
elevado, portanto, também são fontes de 
problemas em prédios antigos!
2.2 Estresse Mecânico Interno
Congelamento: Fenômeno típico das zonas 
temperadas e/ou frias.
A água presa nos poros, ao congelar se expande 
e com isso acaba criando uma tensão interna 
que pode danificar o material poroso.
Cristalização dos sais – Modelo 01: As tensões 
irão se desenvolver dentro de poros cheios de 
cristais de sal enquanto forem alimentados 
com uma “solução” (água e sal) por poros 
menores.
H2O + sal (cristal de sal)
A relação entre o volume de poros pequenos e o 
volume de poros maiores determina a 
magnitude da tensão resultante;
Ou seja, as maiores tensões estão associadas aos 
materiais com uma proporção maior de 
pequenos poros (que fazem a alimentação dos 
poros maiores).
Cristalização dos sais – Modelo 02: Os cristais 
dos sais hidratados (ou solúveis) possuem 
moléculas de água em sua estrutura que, quando 
liberadas - com o aumento de temperatura - 
resultam num volume maior dentro do poro.
Erosão alveolar: Caracteriza-se pelo avanço da 
degradação (pelo mesmo fenômeno da 
cristalização dos sais) apenas em algumas 
zonas do material poroso formando os 
“alvéolos” (cavidades profundas).
No passado, se achava que a ação abrasiva dos 
grãos de areia levados pelo vento (a “erosão 
eólica”) era a causa da erosão alveolar, mas 
hoje já se reconhece o verdadeiro papel da 
cristalização dos sais.
Obs.: se as cavidades (“alvéolos”) forem 
preenchidos com materiais rígidos e 
impermeáveis, a evaporação será 
simplesmente desviada para as superfícies 
adjacentes do material que, a partir deste 
momento, começam a se deteriorar e o 
processo (re)começa novamente!
Eflorescências: São cristais de sais solúveis que 
se acumulam nas superfícies dos materiais 
porosos quando o fornecimento de água nos 
poros é grande ou quando a velocidade dos 
ventos é baixa (e a taxa de evaporação idem).
Superfície de 
evaporação 
Material degradado
Umidade ascendente 
(capilaridade)
 
Umidade (fontes)
Corrosão de grampos metálicos (ferro): Com a 
corrosão, o ferro aumenta de volume (pois os 
óxidos hidratados – “ferrugem” – ocupam mais 
espaço que o material original);
Uma vez iniciada a corrosão, o aumento do 
volume do ferro dá origem a tensões internas e à 
formação de minúsculas rachaduras no material 
à sua volta (facilitando o acesso da água).
3. Biodegradação dos Materiais Porosos
Diversas cepas de bactérias geram a energia 
necessária à sobrevivência a partir de reações 
químicas inorgânicas que podem resultar na 
formação de ácidos;
Os tiobacilos (bactérias do ciclo do enxofre), 
por exemplo, sintetizam o ácido sulfúrico 
(H2SO4), que corrói os materiais.
Por outro lado, outros tipos de bactérias e 
fungos (que normalmente crescem em locais 
com pouca luz e ventilação) obtém sua energia 
a partir da oxidação da matéria orgânica, 
obtendo então os ácidos orgânicos (exemplo: o 
ácido oxálico);
Na prática, acredita-se que exista uma 
contínua interação entre os processos de 
deterioração química e os de deterioração 
física, abrindo caminho para a colonização 
biológica e, através desta, recebendo uma 
contribuição dos ácidos reativos.
O ataque das algas às cantarias (pedras) é 
comum em atmosferas bastante úmidas 
(exemplo: climas tropicais).
Uma desagregação do material é rara; o mais 
comum é o dano às superfícies pintadas ou 
esculpidas (manchas incômodas);
O controle das algas é feito com a limpeza 
constante com produtos desinfetantes.
Os liquens ou fungos liquenizados (associação de 
fungos e algas) são muito encontrados na 
superfície dos materiais pétreos;
Os liquens “brancos” podem crescer diversos 
milímetros pelo interior do material, 
decompondo-o aos poucos através da produção 
dos ácidos orgânicos;
O efeito desfigurante (apesar de lento), pode 
assumir proporções alarmantes.
Os musgos podem exercer uma ação destrutiva 
na superfície dos materiais que se pode estender 
até a 01 centímetro de profundidade;
O seu desenvolvimento aparentemente está 
ligado às superfícies alcalinas (cimento, 
concreto, argamassa de cal etc.).
As raízes dos vegetais superiores são um grande 
problema nos países tropicais, atacando 
edificações mesmo à distância;
Os seus maiores efeitos destrutivos ocorrem 
justamente naquelas construções abandonadas;
No Brasil, a gameleira (Ficus adhatodifolia) se 
destaca entre as árvores que mais afetam as 
antigas construções.
E como identificar (diferenciar) corretamente 
os fungos, algas, líquens e musgos?
- Contar com o auxílio de um biólogo ou botânico.
4. Deterioração por processo químico (corrosão)
As reações químicas só vão ocorrer na presença 
da água; ou seja, a corrosão química só é 
possível quando os materiais estiverem úmidos;
A água pode ter duas origens: ação direta da 
chuva ou película formada pela condensação.
4.1 - Ataque pela água de chuva: A água da 
chuva é sempre um pouco ácida, pois reage 
com o CO2 e forma o ácido carbônico 
(H2CO3);
- Sob tais condições, o carbonato de cálcio 
(CaCO3 – calcário, mármore, cales etc.) se 
transforma em bicarbonato (Ca2CO3) e 
dissolve lentamente.
Os materiais cerâmicos (silicatos de cálcio e 
alumínio) são insolúveis em água, mas podem 
ter o esmalte (rico em óxidos alcalinos) 
afetado por águas ácidas.
Os arenitos, por serem muito porosos, 
permitem o fácil acesso da água (chuva, 
condensação etc.). Esta, por sua vez, 
permanecendo em contatocom os minerais 
por um longo tempo, favorece a sua 
dissolução/deterioração;
Como regra geral, a velocidade do processo 
de corrosão depende em grande medida da 
porosidade, dos tipos de minerais presentes e 
até mesmo da temperatura.
4.2 - Poluição atmosférica: As atmosferas 
poluídas contêm uma quantidade variável de 
SO2 (dióxido de enxofre, produzido pela queima 
de combustíveis) que reage com a água e se 
transforma no ácido sulfúrico (H2SO4), 
bastante forte e que deteriora diversos minerais 
(carbonatos, silicatos etc.).
A ação do ar poluído, contudo é muito complexa. 
Outros poluentes (além de do SO2) estão sempre 
presentes, podendo originar outros tipos de 
ácidos.
4.3 - Umidificação & Secagem: As superfícies 
expostas estão frequentemente cobertas por 
uma película de água (formada pela 
condensação), mas tão fina que não escorre. 
Com isso, as impurezas depositadas pela 
atmosfera (aerossol) ou pelas reações 
químicas não são removidas (“lavadas”);
O processo contínuo de umidificação e 
posterior secagem causa danos tanto em sua 
fase de molhação (por causa do ataque ácido) 
quanto na fase de secagem (devido à 
cristalização dos sais, poluentes e subprodutos 
das reações).
A resistência a este processo depende da 
estrutura dos poros e da resistência 
mecânica do material: materiais com baixa 
porosidade e boa resistência à tração são os 
mais resistentes a este tipo de degradação;
Superfícies afetadas pelo processo de 
umidificação & secagem são facilmente 
reconhecíveis pela formação de crostas 
escuras: as chamadas crostas negras.
Crosta negra: Composta basicamente de poeira 
e fuligem, estão geralmente localizadas em 
superfícies verticais que recebem pouca 
chuva.
OBS: A “crosta negra” não é uma simples “sujeira”: é
uma camada endurecida que, com o tempo, pode 
aderir ao material!
Crosta negra:
- Camadas de pó ou depósitos superficiais de 
pó pouco coerente;
- Incrustações homogêneas e duras;
- Espessura de 0,5 a 3mm;
- Penetração nas fissuras e poros;
- Tendência a endurecer com o tempo;
-  Tendência a absorver mais calor para a 
pedra;
- Tendência a destacar-se junto com parte do 
material.
Crosta negra:
Componentes mais comuns: gesso, calcita, 
quartzo, oxalato de cálcio (metabolismo dos 
liquens), fosfatos (dejetos de animais) etc.;
Não funcionam como uma camada protetora 
(impermeável)! Ou seja, por trás da aparência 
enganosa de uma superfície “preservada”, a 
deterioração pode perfeitamente continuar.
5. Vandalismo