Como alcançar a vida útil.

Recebemos várias demandas principalmente de síndicos e administradores de edifícios questionando as implicações das intervenções (manutenção) no atendimento da vida útil dos edifícios. Voltamos a esse importante assunto abordando os conceitos básicos desse complexo tema.
Boa leitura,
Prof. E. Bauer

VIDA ÚTIL, MANUTENÇÃO, DEGRADAÇÃO

A temática do assunto é muito atual no contexto do estoque de edifícios existentes em Brasília, bem como nas novas edificações em construção, uma vez que a cidade já alcançou o patamar de 50 anos, e são notórios e evidentes os indícios das deteriorações nos edifícios de Brasília. Antunes (2010), bem como Bauer et.al. (2010) estudam e mostram claramente as situações das patologias dos edifícios em Brasília, particularmente para as fachadas dos mesmos, buscando quantificar e entender os mecanismos e intensidade de deterioração pertinentes.

O LEM atua de longa data nessa temática, particularmente na avaliação e vistoria de edifícios no aspecto de questionamento das deteriorações, vida útil e das patologias.

Segundo a NBR 5674 (ABNT, 1999) vida útil consiste no intervalo de tempo ao longo do qual a edificação e suas partes constituintes atendem aos requisitos funcionais para os quais foram projetadas, obedecidos aos planos de operação, uso e manutenção previstos. Para Flauzino e Uemoto (1981) a vida útil de um edifício é condicionada pela vida útil de seus constituintes devendo-se, portanto ater-se para o grau de importância que cada elemento exerce sobre o sistema considerando variáveis como facilidade e custos atrelados a manutenção e/ou reposição, fatores de degradação e outros mecanismos intervenientes.

A figura 1 representa o desempenho ao longo do tempo e destaca a vida útil de projeto, a vida residual, a sobrevida e a vida total. Evidencia-se a perda desempenho com o aumento do tempo de exposição do material aos agentes de degradação. Nela também, mostra-se a influência da manutenção, através das linhas verticais, no sentido de assegurar e prolongar a durabilidade ao sistema de revestimento de fachada ou qualquer demais parte de uma edificação.

Figura 1 – Função de desempenho versus tempo descrevendo a durabilidade de um produto em determinadas condições ambientais (ABNT NBR 15575-1, 2008).

Prevista na NBR 5674 (ABNT, 1999), manutenção é descrita como um “conjunto de atividades a serem realizadas para conservar ou recuperar a capacidade funcional da edificação e de suas partes constituintes de atender as necessidades e segurança dos seus usuários”. É interessante lembrar que a manutenção deve ser preconizada ainda em fase de projeto. Prever durante a concepção arquitetônica elementos que facilitem ou permitam o acesso a limpeza, estabelecer as condições e a periodicidade em que devem ser realizadas as manutenções colaboram para garantia a durabilidade esperada para edificação.

Existem diferentes tipos de manutenção a ser consideradas, conforme Resende et al.(2001):

▪ Manutenção planejada preventiva: atividades realizadas durante a vida útil da edificação, de maneira a antecipar-se ao surgimento de defeitos;

▪ Manutenção planejada corretiva: atividades realizadas para recuperar o desempenho perdido;

▪ Manutenção não planejada: definida como o conjunto de atividades realizadas para recuperar o desempenho perdido devido a causas externas não previstas.

Prevista na NBR 5674 (ABNT, 1999), manutenção é descrita como um “conjunto de atividades a serem realizadas para conservar ou recuperar a capacidade funcional da edificação e de suas partes constituintes de atender as necessidades e segurança dos seus usuários”. É interessante lembrar que a manutenção deve ser preconizada ainda em fase de projeto. Prever durante a concepção arquitetônica elementos que facilitem ou permitam o acesso a limpeza, estabelecer as condições e a periodicidade em que devem ser realizadas as manutenções colaboram para garantia a durabilidade esperada para edificação.

A degradação nada mais é, que a perda de capacidade do material responder às exigências, ao longo do tempo, consoante os agentes de deterioração, a natureza do material e, em certos casos, a própria maturação deste (como é o caso dos rebocos ou dos concretos), de acordo com Gaspar e Brito (2005). As várias formas de manifestações patológicas existentes, não se vinculam a apenas uma causa, normalmente são resultantes da atuação simultânea de diversos fatores promotores de degradação.

As patologias ocorrem quando surgem situações nas quais, a edificação ou suas partes, deixam de apresentar o desempenho esperado, em determinado momento da sua vida, ou seja, a edificação não cumpre suas funções, deixando de atender às necessidades dos usuários. Uma manifestação patológica acontece com a queda de desempenho precocemente (antes de se atingir o limiar de vida útil para aquele material ou componente), diante de erros no planejamento, especificação, execução e/ou mesmo em uso, que podem ou não ser cumulativos. Hoje em dias são diversas as formas de abordagem e tratamento das manifestações patológicas incidentes sobre sistemas de revestimento de fachada. Pedro et al. (2002) as classifica conforme suas origens em:

a) Congênitas - originárias da fase de projeto, em função da não observância das Normas Técnicas, ou de erros e omissões dos profissionais, que resultam em falhas no detalhamento e concepção inadequada dos revestimentos. 

b) Construtivas - têm origem relacionada à fase de execução da obra, resultante do emprego de mão-de-obra despreparada, produtos não certificados e ausência de metodologia para assentamento das peças.

c) Adquiridas - ocorrem durante a vida útil dos revestimentos, sendo resultado da exposição ao meio em que se inserem, podendo ser naturais, decorrentes da agressividade do meio, ou decorrentes da ação humana, em função de manutenção inadequada ou realização de interferência incorreta nos revestimentos, danificando as camadas e desencadeando um processo patológico.

d) Acidentais – caracterizam-se pela ocorrência de algum fenômeno atípico, resultado de uma solicitação incomum, como a ação da chuva com ventos de intensidade superior ao normal, recalques e, até mesmo incêndio. Sua ação provoca esforços de natureza imprevisível, especialmente na camada de base e sobre os rejuntes, quando não atinge até mesmo as peças, provocando movimentações que irão desencadear processos patológicos em cadeia.

A patologia das construções estuda os sintomas, os mecanismos e as causas, bem como a origem dos defeitos observados nas edificações. A identificação das patologias, a definição da extensão das mesmas sobre o edifício, a constatação da gravidade fazem parte de um processo de diagnóstico, o qual busca identificar e deduzir o mecanismo básico do desenvolvimento e atuação da patologia. Infelizmente, na maioria dos casos dos edifícios em Brasília, o levantamento e estudo do diagnóstico são feitos em condições de grande gravidade das patologias, o que traz consigo tanto a dificuldade técnica da correção do problema, como um custo elevado, na maioria dos casos.

O enfoque do estudo das patologias, degradação, durabilidade tem um elo comum que é a limitação da vida útil dos edifícios e suas partes. Essa constatação é muito clara nos estudos desenvolvidos junto ao LEM, onde, por exemplo, encontra-se frequentemente situações em que a vida útil do subsitema revestimentos de fachada não alcança 10 anos. Vários aspectos podem ser mencionados numa relação de causa-efeito, mencionando-se dentre os principais:

• Falhas graves na especificação (projeto) – erros e omissões frequentemente permitem a utilização de materiais e soluções não adequadas às condições de exposição e utilização do edifício e suas partes. Observa-se que vários componentes do edifício são executados sem especificação e projetos específicos (por exemplo: projeto de impermeabilização, projeto de fachadas). Disso decorrem soluções com desempenho incerto, que em muitos casos não possuem tanto os requisitos de desempenho necessários, bem como a durabilidade pertinente.
• Falhas na execução e no controle de qualidade – aplicação inadequada dos materiais por falta de treinamento e controle da mão-de-obra gerando falhas e não conformidades. Como a edificação emprega vários materiais e técnicas diferenciados (materiais estruturais, de acabamento, de proteção, etc.), bem como diferentes grupos de trabalho atuam em cada etapa, o surgimento de erros é extremamente facilitado. Falhas no controle de qualidade mostram-se também existentes ao não identificar não conformidades que se converterão em patologias futuras. Nesse aspecto a indústria da construção ainda é muito deficiente, com protocolos muito superficiais, ou privilegiando somente alguns elementos estruturais, como é o caso do concreto estrutural.
• Falhas nos materiais – embora a maioria das normas técnicas apresente critérios de recebimento do mesmo, é extremamente freqüente o emprego dos materiais sem nenhuma avaliação de qualidade por parte do construtor. Isso pode ser generalizado para todos os materiais empregados na construção civil. Se o consumidor não exerce controle dos materiais que recebe, e os aplica nas suas obras, o resultado a médio e longo prazo é incerto. Evidencia-se essa situação tanto em obras do tipo de construções populares como também obras de alto padrão.
• Incompatibilidade físico-química – ocorrem muitas vezes, por ausência de especificação e projeto ou incompatibilidades de soluções. Nesse erro, pode-se condenar um edifício, por exemplo, a fissuração constante (e consequentemente a infiltrações e deteriorações intensas). Frequentemente tem se observado estruturas deformáveis, em que a alvenaria confinada junto as vigas, pilares e lajes, não possui capacidade de deformação equivalente, vindo seguramente a fissurar.


Outro enfoque também diz respeito as metodologias para estudo da durabilidade e das patologias. Conforme relata Antunes (2010), o processo de diagnóstico tem como base um levantamento detalhado tanto da incidência das patologias como na identificação das diferentes patologias. Assim, para se poder fazer uma avaliação e um diagnóstico, os métodos de estudo devem ser melhorados e aprimorados. Existe clara dificuldade tanto na conceituação como na identificação das diferentes patologias. É necessário, portanto, aprofundar os métodos quanto as suas classificações e avaliações para uma maior precisão e , consequentemente, diagnósticos mais precisos.
Outra ênfase importante é a necessidade de “apreender com os erros”. Melhor esclarecendo, é fundamental que os casos de patologias sejam divulgados de forma continuada para que novos projetos e novos edifícios não apresentem repetidamente as falhas que levam ao surgimento de patologias e deteriorações. Assim, a compilação dos casos na forma de manuais ou em cooperação com sistemas de catalogação de patologias como o PATO REB, são fundamentais para o processo da construção.

Veja mais:

www.patorreb.com

Antunes, G.R. Estudo de manifestações patológicas em revestimento de fachada em Brasília – Sistematização da incidência de casos. 2010. Dissertação (Mestrado em Estruturas e Construção Civil) – Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, Brasil.

Bauer, E., Kraus, E., Antunes, G.R, Patologias mais correntes nas fachadas de edifícios em Brasília. 2010.Proc. 3º. Congresso Português de Argamassas de Construção - APFAC, Lisboa, Portugal.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5674: Manutenção de edificações - Procedimento. Rio de Janeiro, 1999.

FLAUZINO, W. D.; UEMOTO, K. L Durabilidade de materiais e componentes das edificações. In: SIMPÓSIO LATINO-AMERICANO DE RACIONALIZAÇÃO DA CONSTRUÇÃO E SUA APLICAÇÃO ÀS HABITAÇÕES DE INTERESSE SOCIAL, 1981, São Paulo. Anais... São Paulo: IPT, 1981. p. 203-220.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575-1: Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos - Desempenho - Parte 1: Requisitos gerais. Rio de Janeiro, 2008.

RESENDE, M. M.; BARROS, M. M. S. B. de; MEDEIROS, J. S. A influência da manutenção na durabilidade dos revestimentos de fachada de edifícios. In: WORKSHOP DE DURABILIDADE DAS CONSTRUÇÕES, 2., 2001, São José dos Campos. Anais...  São José dos Campos: WORKDUR, 2001.

GASPAR, P.; BRITO, J. de. Mapping Defect Sensitivity in External Mortar Renders. In: JOURNAL OF CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, v. 19(8), 2005, p. 571-578.

PEDRO, E. G.; MAIA, L. E. F. C.; ROCHA, M. de O.; CHAVES, M. V. Patologia em revestimento cerâmico de fachada. Síntese de monografia, Pós-Graduação em Engenharia de Avaliações e Perícias do CECON, Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEA FUMEC, Belo Horizonte, Brasil, 2002. Disponível em: <http://www.ibape-mg.com.br/monografia.htm> Acesso em: 4 de junho de 2009.

CASTRO, E.K. Desenvolvimento de metodologia para manutenção de estruturas de concreto armado, Dissertação de Mestrado, Universidade de Brasília, 1994

LOPES, B.A.R. sistema de manutenção estrutural para grandes estoques de edificações, Dissertação de Mestrado, Universidade de Brasília, 1998.

VIDA ÚTIL E FATORES DE DETERIORAÇÃO

VIDA ÚTIL DOS EDIFÍCIOS E CONSTRUÇÕES

VIDA ÚTIL DOS EDIFÍCIOS E DAS CONSTRUÇÕES – CONCEITOS (Parte 01)

Ao ministrar  Degradação de Edifícios na abordagem da disciplina de Tópicos Especiais em Construção Civil no PECC/UnB, refleti e atualizei vários conceitos, os quais passo a abordar.

A discussão da vida útil do edifício, suas partes, subsistemas e elementos, tem sido lembrada principalmente pelas discussões da Norma de Desempenho, particularmente  o anexo C da NBR 15575-1.A partir daí se começa a introduzir o tema vida útil.

Primeiramente o termo é “charmoso” e pauta uma infinidade de seminários acadêmicos, artigos, pareceres, relatórios periciais, dentre outros. O mesmo é tão usado pois é fácil de entender e tem uma definição muito simples muito coincidente em várias referências (ASTM, CIB, ABNT, etc.).

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. Por analogias, podemos facilmente entender a importância da manutenção para se atingir a vida útil prevista (ou de projeto). Ao se pensar, por exemplo, na manutenção de um automóvel, temos várias operações de manutenção (as revisões), onde os lubrificantes são trocados, peças desgastadas são substituídas, tudo com um objetivo único: “manter rodas as propriedades dos veículos superiores a um mínimo aceitável”.

Assim é em nosso cotidiano onde vários exemplos podem ser associados. Lembro aqui principalmente aos síndicos e administradores de imóveis essa importância da manutenção, para manter o desempenho ou propriedades em um valor acima do mínimo aceitável. Para aqueles mais angustiados já apareceu a pergunta na cabeça: para meu prédio, para minha fachada, para meu elevador, qual é esse mínimo aceitável ? CALMA!!! Aos poucos chegaremos lá.

Vamos falar um pouco sobre as ações sobre o edifício. Podemos fazer uma lista imensa das mesmas, por exemplo: peso próprio, carga de serviço, cargas de deslocamento, incidência de chuva, umidade, incidência térmica (solar).Sempre que fazemos esse exercício lembramos das mais frequentes, ou daquelas em que estamos trabalhando no momento. Todavia, temos que fazer uma análise mais ampla para não esquecermos nada.

Pela análise de desempenho, as ações sobre o edifício e suas partes vem do cruzamento das condições de exposição versus as necessidades dos usuários. Assim, tanto o lado funcional do edifício, como também a sua interação com o meio ambiente devem ser analisados, confrontados e estudados de modo a se definir um conjunto de critérios e requisitos que devam ser correspondidos e atendidos para que o edifício e suas partes e elementos:

• Tenha um desempenho adequado ao proposto
• Atenda as funções para as quais foi projetado e executado,
• Alcance a vida útil prevista

Vários organismos já se preocuparam disso ao longo do tempo, e nos últimos anos no Brasil temos a Norma Brasileira já mencionada (NBR 15557) sistematizou e condensou essas exigências do usuário nos seguintes itens:

• SEGURANÇA

Estrutural

Fogo

Uso e operação

• HABITABILIDADE

Estanqueidade

Desempenho térmico, acústico, lumínico

Saúde higiene

Funcionalidade,acessibilidade

Conforto tátil e antropodinâmico

• SUSTENTABILIDADE

Durabilidade

Manutenibilidade

Impacto ambiental

Vejam como é importante pensar no todo. Por exemplo, temos acompanhado frequentemente a avaliação de novos edifícios com problemas acústicos. Se tem uma estrutura arrojada, uso de concreto protendido, materiais nobres (e caros), e o edifício não atende questões mínimas de isolamento acústico. Isso significa que esqueceu-se do atendimento de uma necessidade importante, e por mais que se atendam outras necessidades (também importantes) a falha, a deficiência, é que são lembrados pelo usuário, o que pode inclusive refletir no valor do imóvel.

Voltando à vida útil, a mesma obviamente deve ser particularizada a cada subsistema, elemento ou partes do edifício. Em termos das exigências (ou necessidades) do usuário, a vida útil está focada no último grupo (sustentabilidade), mais especificamente nas exigências durabilidade e manutenção (manutenibilidade).

Condensando várias definições de durabilidade podemos colocar que É a capacidade que um  produto,   subsistema, 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. Assim a vida útil é o tempo em que o edifício e seus subsistemas apresentam durabilidade, desde que ocorra a manutenção. Tanto a ausência da manutenção como também erros e falhas podem fazer com que a vida útil seja menor que o previsto, ocorrendo então as manifestações patológicas (ou patologias do edifício).

Continuaremos brevemente nosso bate papo, agora falando dos fatores de degradação (ou deterioração) do edifício.

Até breve,

Prof. Elton Bauer (laboratório.unb@gmail.com)

VIDA ÚTIL DOS EDIFÍCIOS E DAS CONSTRUÇÕES - FATORES DE

 DEGRADAÇÃO (PARTE 2)

Fator de degradação é  qualquer   fator ou agente   que afete de maneira desfavorável o desempenho  de  um edifício ou de suas partes, incluindo aí as intempéries, agentes biológicos, esforços,    incompatibilidade e fatores de uso.  Ao se observar a curva de degradação dos materiais ou elementos do edifício, evidencia-se que o desempenho cai ao longo do tempo. Por que ele cai? Cai devido a ação continuada ao longo do tempo dos fatores de degradação.

A figura 1 ilustra a ação de alguns fatores sobre as alvenarias que compõem a fachada dos edifícios. Observa-se que alguns fatores agem de forma permanente (como por exemplo o carregamento estático), outros fatores tem variação cíclica (como por exemplo a variação da temperatura superficial por efeito da radiação solar), e outros tem ação aleatória (como por exemplo a chuva dirigida sobre as fachadas).

Figura 1 - Diversos fatores de degradação atuantes sobre alvenarias de fachada

Alguns aspectos importantes devem ser levados em consideração na análise dos fatores de degradação:

• Variam de acordo com sua localização geográfica no mundo, país, cidade, posição na edificação (condições climáticas, posição relativa, sócio-culturais). Em determinadas culturas certas deteriorações são consideradas normais, o que não é aceito em outras culturas (diferentes níveis de exigências)

• A importância dos fatores varia  de   acordo  com  o material em análise e a função que  ele  desempenha. A ação de determinados fatores leva a falhas mais graves ou maior intensidade de degradação do que outros.

• Efeito sinergético entre os diversos fatores. Sempre teremos a ação simultânea de vários fatores de degradação. A ação simultânea pode aumentar ou diminuir a intensidade de degradação. Exemplificando, a incidência solar sobre uma pintura de fachada causa a foto-decomposição pelo efeito da radiação UV. Essa reação química (como toda a reação química) aumenta em sua cinética (velocidade) pelo aumento da temperatura oriundo da incidência solar. Assim, nesse exemplo, o efeito sinérgico entre os fatores tem  como resultado uma intensidade de degradação maior.

• Previsão da intensidade de cada fator em serviço. Esse é o maior desafio na análise da degradação.

Vários estudos buscam associar a degradação aos principais fatores. Sabidamente, quanto maior a intensidade de um fator crítico, mais intensa a deterioração e menor a vida útil.

A questão parece ser clara, ou seja, temos de identificar, classificar, medir, prever o efeito dos fatores de degradação sobre o edifício e suas partes. Isso é bem complexo, e pode ser exemplificado pela análise necessária a ser feita em um edifício. Colocando de forma muito simplificada,  temos de responder:

• Qual o efeito do clima e macro-clima  em função das orientações das fachadas. 

• Qual a direção principal na qual ocorre a maior incidência de chuva dirigida.

• Em quais andares o efeito térmico é mais proeminente como agente de deterioração.

• Qual a influência do uso e da manutenção dada pelo usuário.

• Como associar a intensidade de deterioração e a incidência de ocorrência de falhas com a ação e   identificação dos fatores de degradação.

• Qual a influência da tipologia e do processo construtivo na relação fatores-degradação. 

Exemplificando somente uma situação, a figura 2 mostra a imagem de termografia de infravermelho de uma fachada qualquer, mostrando as temperaturas observadas. A incidência solar nesse caso é a mesma, mas a resposta térmica em termos de temperatura superficial é muito diferenciada (superior a 10º C) para os materiais que compõem a fachada.

Figura 2 - Fotometria de infra-vermelho mostrando diferentes temperaturas de fachada sob incidência do sol

De forma muito simples, pode se fazer um check list  dos principais fatores de degradação dos edifícios, conforme listado a seguir:

1. Fatores atmosféricos

- Radiação (Solar, nuclear, térmica)

- Temperatura (elevação, depressão, ciclos)

2. Fatores biológicos

  - Microorganismos

     - Fungos

     - Bactérias

Figura 3 - Exemplo de ação de microorganismos sobre a fachada

3. Fatores de carga (stress)

    - Esforço de sustentação contínuo;

    - Esforço periódico;

    - Esforço randômico (fenômenos ou processos aleatórios);

    - Ação física da água como chuva, granizo e neve;

    - Ação física do vento;

    - Combinação da ação física do vento e da água;

    - Movimento de outros agentes, como veículos.

4. Fatores de incompatibilidade

    - Químicos;

     - Físicos.

5. Fatores de uso

    - Projeto do sistema;

    - Procedimentos de instalação e manutenção;

    - Desgaste  por uso normal;

    - Abuso no uso (inobservância da manutenção).

Outro aspecto importante e complicador da análise, diz respeito as diferentes respostas dos materiais e elementos componentes do edifício aos fatores de deterioração. Os materiais metálicos, particularmente os ferrosos embora tenham grandes respostas às solicitações mecânicas, apresentam grande suscetibilidade à corrosão eletroquímica e superficial. Assim, ao se empregar materiais ferrosos expostos á chuva, por exemplo, uma das principais preocupações é com a proteção contra a corrosão ( e esse é um dos principais mecanismos de deterioração desses metais).

Tem-se portanto, diferentes mecanismos de degradação em função do nível de exposição dos materiais e elementos aos fatores de degradação, e também em função das peculiaridades (físico, químicas) da degradação de cada material. Assim, quanto aos mecanismos de degradação pode-se colocar que:

• O mecanismo se desenvolve pela ação dos fatores ou agentes de degradação associado a um material ou elemento do edifício;

• É particular as condições de exposição (macro e micro) e ao nível de incidência dos fatores

• É particular as características físico-químicas dos materiais e elementos

• A queda de desempenho geralmente é identificada por indicadores físico-químicos (ruptura, descolamentos, umidades, etc...)

Pensando agora em vida útil, é óbvio que os fatores de degradação, quanto a sua: natureza, intensidade, forma de ação; influenciam na via útil por serem basicamente as “ações de degaste” que diminuem o desempenho ao longo do tempo. Temos de projetar os edifícios com o olho nesses fatores. Insere-se aqui a definição da vida útil de projeto, que será um dos nossos próximos temas de discussão.

Referências:

Usei aqui nossas referências de aulas (notas de aulas) que desenvolvemos ao longo dos anos nas disciplinas Patologia das Construções, Degradação de Edifícios, as quais foram todas concebidas e apriomoradas ao longo do tempo em parceria com o colega prof. Antonio Alberto Nepomuceno.

Continuaremos brevemente nosso bate papo, agora falando dos mecanismos de degradação (ou deterioração) do edifício.

Até breve,

Prof. Elton Bauer (laboratório.unb@gmail.com)

DIVULGAÇÃO TÉCNICA - AT 07 - IMPERMEABILIZAÇÃO DE LAJES COM MEMBRANA DE POLIURÉIA

Trazemos aqui artigo técnico do Eng Paulo Henrique Vasconcelos (CIAIMPER - BRASÍLIA-DF) e do Eng. José Eduardo Granato (VIAPOL IMPERMABILIZANTES) discutindo a aplicabilidade de membranas em poliuréia na impermeabilização de lajes. Agradecemos aos autores sua colaboração e boa leitura a todos.

Prof. Elton Bauer

UTILIZAÇÃO DE MEMBRANA DE POLIURÉIA PARA IMPERMEABILIZAÇÃO DE LAJES DE ESTACIONAMENTO DE VEÍCULOS.

VASCONCELOS, Paulo Henrique(1); GRANATO, José Eduardo (2)

(1)  – Mestrando em Estruturas e Construção Civil, Universidade de Brasília -

Diretor Técnico - CIAIMPER

(ph@ciaimper.com.br)

(2)  Engenheiro Civil e Gerente Comercial -  VIAPOL IMPERMEABILIZANTES

(granato@viapol.com.br)

RESUMO

Poliuréia é um sistema de elastômeros com alta flexibilidade, tadavia com alta resistência à abrasão. No passado recente foi muito utilizada em aplicações industriais mas atualmente tem ganhado muito espaço no segmento da construção civil devido ao fato de ser um sistema impermeabilizante que apresenta maior rapidez executiva, menor custo e maior facilidade de manutenção em relação aos sistemas asfálticos tradicionalmente utilizados.

INTRODUÇÃO

Membrana de Poliuréia é o nome dado ao sistema de revestimento impermeabilizante e protetor a base de elastômeros formado pela reação de dois componentes (Poliole isocianato), de cura extremamente rápida, aplicados normalmente por equipamentos spray em temperaturas por volta de +60 oC a +80oC (hot spray).

·         Poliuréias puras: Maior resistência química e à abrasão.

o   Alifáticas- Resistente ao UV e COM estabilidade de cor

o   Aromáticas - Resistente ao UV e SEM estabilidade de cor

·  Poliuréias Híbridas: poliuretanos/poliuréia (composta de isocianatos+aminas+poliol), estas menos resistênciaquímicase comparado comas poliuréias puras

 Figura 1: Equipamentos de aplicação de Poliuréia

MERCADO DA POLIURÉIA

Inicialmente, o sistema de poliuréia era utilizado principalmente no segmento industrial, para revestimento de estruturas submetidas a severas abrasões físicas, como interior de tubos, caçambas de caminhões, entre outros.

Apesar do seu alto custo, esse tipo de revestimento era bastante utilizado pela sua facilidade, leveza e rapidez de aplicação em relação aos revestimentos metálicos.

Atualmente a poliuréia tem custo aproximado de US$ 15,00 por kg; aplicada numa espessura de 2 mm,  seu custo esta na ordem de R$ 100,00 por m2. Isso fez que o perfil do mercado consumidor desse tipo de revestimento tivesse grande alteração.

Figura 2: Segmentação do mercado da Poliuréia em 2002 e 2012

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS:

·         Cura instantaneamente: 3 a 40 segundos

·         Impermeável a água, vapores e vários produtos químicos.

·         Pode ser aplicada em condições extremas de umidade relativa e temperatura

·         A poliuréia não é um produto tóxico, não inflamável, isenta de solventes, não libera gases tóxicos, sendo um excelente aliado para contenção de resíduos que agridem a natureza, como efluentes contaminantes diversos.

·         Grande capacidade de alongamento e dureza superficial

·         Podem ser aplicados sobre área inclinada, horizontal ou vertical, sem gotejamento.

·         Permite liberação rápida da área para utilização.

·         100% sólidos. Dois componentes, um sistema de revestimento pode ser pulverizada ou derramado em uma relação de volume de 1:1.

·         Elimina a necessidade de aplicações em multicamadas.

·         Excelentes propriedades físicas, incluindo tração, rasgamento e alongamento.

·         Boa estabilidade térmica. Estável até 350 °C.

·         Pigmento compatível. Corantes podem ser adicionados para mudar a aparência e a estabilidade à luz.

·         Formulações flexíveis. Pode ser formulado variando a dureza de suave a elastômeros rígido.

·         Pode ser incorporado fibras de reforço durante a aplicação.

·         Aplicação extremamente rápida, com reação de polimerização em poucos segundos, permitindo a rápida liberação da obra.

·         Excelente alongamento, com formulações variando entre 100% a 600%.

·         Excelente resistência à abrasão, podendo ser utilizado como revestimento sujeito a tráfego de veículos, empilhadeiras, etc.

·         Dureza Shore D média: 45 a 80

·         Resistência a Tração média: 18 Mpa

·         Cura: 15 minutos.

·         Resistente a impactos

·         Adere sobre concreto, metal e outros materiais.

·         Isento de voláteis (100% sólidos).

·         Elevada impermeabilidade a água e gases.

·         Resistente ao UV, embora desbote, quando do tipo aromático.

·         Espessura ilimitada para aplicação.

·         Aplicável em temperaturas variando entre -15oC a +70oC

·         Excelente desempenho em temperaturas de serviço entre - 45 oC a +90oC (picos de +120oC).

  

TABELA 1: Resistência Química da Poliuréia

PRINCIPAIS UTILIZAÇÕES:

Indústria:

·    Impermeabilização, em especial em locais onde as agressões químicas, mecânicas e térmicas sejam constantes, tais como:

·         Indústria de Alimentos e Bebidas;

·         Centros de Distribuição;

·         Câmaras Frigoríficas;

·         Indústrias Químicas e Farmacêuticas;

·         Indústrias de Papel e Celulose;

·   Proteção mecânica e camada de sacrifico em operações com alta abrasão, como rampas e pisos industriais;

·         Indústria de mineração

·         Indústria automotiva, aeronáutica e naval

Construção Civil:

·         Lajes de tráfego de Veículos

·         Lajes impermeabilizadas

·         Recuperação de Telhados

·         Helipontos

·         Canais de irrigação

·         ETE’s e ETA’s

·         Piscinas

·         Arquibancadas de estádios

Figura 3: Aplicação de Poliuréia em lajes de Estacionamento

Figura 4: Detalhe da aplicação

LAJES DE TRÁGEGO DE VEÍCULOS

O sistema tradicional e mais utilizado em impermeabilização de lajes que possuem trânsito de veículos ainda é a manta asfáltica. No entanto, uma simples camada de manta asfáltica instalada com o uso de maçaricos é um sistema muito pouco seguro para esse tipo de solicitação.

Atualmente, os projetistas tem recorrido, portanto, ao sistema de multi-camadas asfálticas, valendo-se da maior espessura para garantir o sucesso da impermeabilização. Notadamente, tem se utilizado camadas intercaladas de manta asfáltica adericas sobre camadas de asfaltos oxidados aplicados em altas temperaturas.

Todavia, existem critérios de especificação e projeto tão importantes quanto a questão da durabilidade, como a capacidade de manutenção, custo de execução, velocidade de aplicação entre outros.

Nos sistemas baseados em camadas asfálticas, é necessário ser feito uma camada de proteção mecânica, para o tráfego de veículos, e esta, normalmente deve ter cerca de 10 cm de espessura e deve, ainda,  ser armada com tela de aço. Entre a camada de impermeabilização asfáltica (que tem baixa resistência ao puncionamento mecânico) e a camada de proteção mecânica é necessário o uso de uma camada “amortecedora” que objetiva não tansmitr esforços, notadamente, puncionamento à camada impermeabilizante.

O uso da membrana de Poliuréia elimina essa grande sequência de trabalhos por ser apenas uma única camada aplicada diretamente sobre a laje de concreto lisa e devidamente preparada; e esta preparação consiste apenas no lixamento para retirada de resíduos de sujeira, hidro-lavagem e aplicação de imprimante base epóxi, sendo, portanto, muito simples.

A membranda de poliuréia é impermeável, aderente ao substrato e suporta as solicitações mecânicas do trânsito dos veículos, além de ser o acabamento estético final. A maior simpliciadde de aplicação faz com que a elevada rapidez de execução seja critério fundamental para a grande expanção desse sistema no segmento da construção civil.

Uma análise breve de custos para ser feita através de Tabela 2:

TABELA 2: Comparativo de custos entre sistemas impermeabilizantes para tráfego de veículos 

CONCLUSÕES:

O sistema de impermeabilização através de membrana de poliuréia tem substituído o uso dos sistemas de base asfáltica, principalmente devido a:

Rapidez de execução

Maior facilidade de manutenção

Custos inferiores

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

GRANATO, José Eduardo – Novas Tecnologias de Impermeabilização da Construção Civil, Ciclo de Palestras PINI– VIAPOL 2012

CAMPIOTO, Everton – Impermeabilização Com Spray De Poliuréia–Palestra TECOBI  SUMMIT 2012 – DOW QUÍMICA.

BAUER, Elton; GRANATO, José Eduardo; VASCONCELOS, Paulo H; IBRACON - MATERIAIS DE CONSTRUÇAO CIVIL, CAP 41 Sistemas de Impermeabilização e Isolamento Térmico. São Paulo, IBRACON, 2007.

 www.ciaimper.com.br

DIVULGAÇÃO TÉCNICA - AT 03

DIVULGAÇÃO TÉCNICA - AT 03

Estudo da resistência do concreto - Comparação entre Índice Esclerométrico e Resistência de Testemunhos

 GUZMÁN, María del Pilar (1);BAUER, Elton (2);  

KRAUSS, Eliane (3)

(1) Mestre em Estruturas e Construção Civil, Universidade de Brasília – CONCRECON  (mariadelpilarguz@hotmail.com)

 (2) Professor Doutor, Programa de Pós-graduação Estruturas e Construção Civil, Universidade de Brasília (elbauerlem@gmail.com)

 (3) Professora Doutora, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de

Brasília (kraus@unb.br)

           

RESUMO

Sendo o concreto um material heterogêneo e dependente de muitos fatores, é necessário controlar sua qualidade, para não comprometer a segurança da estrutura. O concreto produzido pode ser avaliado por meio do ensaio de resistência a compressão com o rompimento de corpos-de-prova moldados na concretagem, apresentando um custo relativamente baixo. No entanto a maioria das vezes podem não representar a realidade da estrutura, devido às condições de lançamento, cura e adensamento que são diferentes das apresentadas em obra. Daí surge a necessidade de complementar com outros ensaios que permitam avaliar a verdadeira situação da estrutura. Dentro dos ensaios que podem ser realizados para a avaliação do concreto in situ se encontram os ensaios destrutivos, como a extração de testemunhos de concreto e seu rompimento à compressão, e ensaios não destrutivos, que ocasionam um dano mínimo ou superficial na estrutura e permitem repetições sem comprometer seu desempenho, como o índice esclerométrico. No presente trabalho se buscou analisar os resultados obtidos nos ensaios de índice esclerométrico e resistência à compressão de testemunhos em diferentes estruturas para avaliar a resistência à compressão do concreto in situ, num estudo de caso em Brasília. Foi verificada a existência de uma boa correlação  entre índice esclerométrico e a resistência à compressão de testemunhos, permitindo realizar uma avaliação mais real e precisa da estrutura.

Palavra-Chave: Índice Esclerométrico ; Extração de Testemunhos; Resistência à compressão

1.Introdução

Avaliar a resistência característica das estruturas tem sido objeto de muitas pesquisas, pelo fato de serem cada vez mais frequentes os casos de obras que apresentam não conformidade com relação à resistência do concreto especificada no projeto (f_ck). Os métodos mais comumente utilizados na realização destas avaliações são os ensaios não destrutivos e extração de testemunhos. O uso de ensaios não destrutivos para controle da qualidade do concreto da obra permite detectar de maneira fácil, econômica e em pouco tempo possíveis problemas que possam comprometer uma estrutura. Um destes ensaios é a esclerometria, pode ser utilizada com o propósito de identificar lotes de concreto além de estabelecer possível não conformidade dos mesmos quando se apresentam divergências consideráveis nas tendências dos valores obtidos.

A esclerometria é um método de avaliação de dureza superficial e ainda é um dos métodos mais usados por ser muito simples e barato. No entanto, é importante considerar que este método requer da capacitação do profissional que irá realizar os ensaios, para analisar criteriosamente os resultados obtidos e não cometer erros. O ensaio basicamente consiste em impactar uma superfície de concreto de maneira padrão, com uma dada energia de impacto e, então, medir o rebote ou a reflexão de uma massa padrão após o impacto no concreto (MEHTA; MONTEIRO, 2008). Este método é aplicado por meio do esclerômetro de reflexão de Schmidt.

Segundo Malhotra (2004), as vantagens deste ensaio além da economia é a facilidade para execução em campo e no laboratório, porém precisa ser acompanhado de outros ensaios para determinar a resistência do concreto. Portanto, não pode ser considerado como substituto de ensaios normalizados para determinar a resistência à compressão do concreto, mas se pode considerar como um método para determinar a uniformidade do concreto na estrutura e ser comparado com outros métodos. As recomendações para o uso e cálculo de resultados do esclerômetro de reflexão são dadas pela NBR 7584 (1995).

Quando esses ensaios indicam concretos de baixa resistência, é usual realizar ensaios diretos de resistência à compressão em testemunhos extraídos da estrutura para aferição da resistência efetiva do concreto, sendo esta avaliação recomendada pela NBR 6118 (2004) para verificar a resistência de estruturas de concreto que apresentam não conformidade, e consiste em extrair da estrutura testemunhos de forma cilíndrica, cúbica ou prismática que podem ser extraídos de corte com sonda rotativa ou com disco.

Dentro das limitações consideradas está o fato que algumas peças possuem dimensões muito reduzidas e zonas densamente armadas, limitando o diâmetro e/ou comprimento dos testemunhos.  No entanto, a possibilidade de se verificar diretamente a resistência de amostras de concreto do próprio elemento estrutural em análise, constitui-se a grande vantagem deste ensaio (VIEIRA FILHO,2007). As recomendações para o uso e cálculo de resultados do ensaio de extração de testemunhos são dadas pela NBR 7680 (2007).

No referente à análise da resistência à compressão do concreto em estruturas acabadas, pode-se estabelecer que o concreto, por ser material de extrema importância no quesito de segurança da estrutura, deve ser submetido a rigoroso controle de qualidade. Segundo o especificado pela NBR 12655 (2006), todo concreto destinado à execução de estruturas de concreto simples, armado ou protendido deve ser submetido a controle de recebimento, ensaios de consistência pelo abatimento do tronco de cone e ensaios de resistência à compressão. No caso de não conformidades, ou seja, de ocorrer baixa resistência nos corpos-de-prova moldados, devem ser extraídos testemunhos da estrutura com o objetivo de confirmar os problemas de resistência segundo especifica a NBR 6118 (2004) no item 25.3, e deve ser escolhida alguma das alternativas proposta no item 25.3.3 da mesma norma:

a) determinar as restrições de uso da estrutura;

b) providenciar o projeto de reforço;

c) decidir pela demolição parcial ou total.

No estudo de caso foi utilizada a extração de testemunhos da estrutura visando obter resultados de resistência à compressão mais representativa, permitindo realizar uma avaliação mais real do que foi executado.

2. Estudo de caso

O objetivo principal do presente estudo é a avaliação para determinar a resistência do concreto nos elementos estruturais de cinco pavimentos de um edifício residencial em Brasília. Uma vez que não foi efetuado o procedimento de controle tecnológico do concreto, e considerando-se que houve casos de concretagens com f_ck diferentes daquele que consta em projeto, procedeu-se investigação com o emprego de ensaios específicos para avaliação da resistência do concreto.

2.1 Metodologia do estudo

O presente estudo buscou subdividir a estrutura em lotes, conforme estabelecem as normas NBR 7680 (2007) e NBR 12655 (2006). Em face da dificuldade de associar os caminhões betoneira às peças concretadas, optou-se por definir os lotes em função dos pavimentos, e também subdividindo em relação a pilares (p) e vigas (v).

No início a rotina de análise constou de ensaios de esclerometría em cada elemento estrutural (pilares e vigas) conforme estabelece a norma NBR 7584 (1995). As leituras foram realizadas com o esclerômetro Proceq com energia de percussão de 2,207 Nm, em  posição perpendicular ao sentido da concretagen. Com base no mapeamento levantado foi possível identificar os lotes e depois procedeu-se à definição dos elementos estruturais a serem investigados através da extração e rompimento de testemunhos, conforme NBR 7680 (2007). Para cada lote, na medida do possível, buscou-se extrair dois testemunhos contemplando um exemplar (item 4). Para cada exemplar, conforme instrui a NBR 12655 (2006) no item 6.2.2 toma-se como resistência do exemplar o maior dos dois valores obtidos. Foram avaliados testemunhos de 100 mm de diâmetro com razão de esbeltez - (h/d) igual e inferior a dois e conforme a norma foram realizadas as respectivas correções. Os topos dos testemunhos foram devidamente retificados e posteriormente em condição superficialmente seca, foram submetidos ao ensaio de resistência à compressão.

3. Resultados e discussão

A Tabela 1 apresenta os resultados da resistência à compressão dos testemunhos e os índices esclerometricos; na Figura 3 a curva de calibração obtida, com intervalo de 95% de confiança para valores individuais (linhas vermelhas).

Tabela 1 – Resultados de esclerometria e f_c testemunhos.

Enfatiza-se que o ensaio de esclerometria foi empregado para definir os elementos para análise. A escolha dos elementos a serem investigados contemplava índices esclerométricos (I.E) similares e posicionamento na estrutura em regiões diferenciadas.

A ausência do controle tecnológico na obra não permitiu a avaliação da resistência potencial do concreto obtida por meio de corpos-de-prova padronizados segundo disposto na NBR 12655 (2006). Portanto, a necessidade de avaliar o concreto que se encontrava na estrutura obrigou indiscutivelmente a extração de testemunhos e posterior ruptura para obter o valor da resistência efetiva.

O uso da esclerometria para identificar os lotes de concretagem e consequentemente os elementos estruturais a serem avaliados por meio de extração de testemunhos, permitiu, além disso, apresentar uma boa correlação com a resistência efetiva do concreto.

A avaliação dos valores obtidos para índices esclerométricos variando numa faixa de 27 a 40 foram correlacionados com os valores de resistência à compressão entre 20 e 37 MPa; onde pode-se determinar que com o incremento dos índices esclerométricos obteve-se uma tendência de incremento na resistência à compressão nos testemunhos, o que evidencia um aceitável grau precisão da esclerometria para prever a resistência efetiva da estrutura. É importante destacar que a resistência à compressão apresenta variações muito altas indicando uma deficiência no controle de produção e recebimento do concreto.

Segundo os resultados expostos na tabela 1 a curva que melhor se ajustou aos dados obtidos in situ desta pesquisa foi a potencial, já que ela apresentou o maior valor do coeficiente de determinação (r²), dentre todos os modelos testados, evidenciando a possibilidade de utilizar a esclerometria para avaliar a resistência efetiva neste caso.

Com base na revisão bibliográfica efetuada, constata-se que as curva utilizadas por diversos autores para representar a correlação entre índice esclerométrico (IE) e a resistência à compressão (fc) coincidiu com a potencial. Na Tabela 2 são apresentadas as equações propostas por outros autores que avaliaram resistência potencial do concreto, além da equação proposta neste caso de estudo (in situ) que avalia a resistência efetiva, a qual apresentou um resultado coerente.

Tabela 2 – Equações das curvas propostas por outros autores e aquela obtida no estudo

É importante destacar que nos outros estudos os ensaios de esclerometria e resistência a compressão foi realizada em cilindros padronizados, e neste estudo os resultados foram obtidos na própria estrutura, fornecendo uma avaliação mais real do concreto, em termos da comparação do uso destes dois métodos.

4. Conclusão

A análise realizada mostrou que os resultados obtidos do ensaio de esclerometria apresentaram parâmetros confiáveis, podendo ser utilizado na determinação da resistência à compressão, demonstrando que o índice esclerometrico pode ser considerado valido como ensaio complementar da extração de testemunhos para a avaliação de estruturas acabadas permitindo reduzir o número de extrações na estrutura.

Deve-se considerar que conhecer previamente a composição do concreto usado na execução da estrutura permitirá interpretar de uma maneira mais criteriosa os resultados obtidos por meio de ensaios não destrutivos como o método esclerométrico, e ser correlacionado com os valores obtidos por extração de testemunhos. 

5. Referências

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American Concrete Institute ACI - 214.4R-03, 1998, Guide for Obtaining Cores and Interpreting Compressive Strength Results, Detroit, 16 pp.

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______NBR 6118, Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2003.

______NBR 7680, Concreto – Extração, preparo e ensaio de testemunhos de concreto. Rio de Janeiro, 2007.

______NBR 7584, Concreto endurecido – Avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão. Rio de Janeiro, 1995.

______NBR 12655, Concreto de cimento Portland – Preparo, controle de recebimento - Procedimento. Rio de Janeiro, 2006.

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MALHOTRA, V.; CARINO, N. Handbook on nondestructive testing of concrete. 2. ed.United States of America: CRC Press LLC, 2004.

MEHTA, P.; MONTEIRO, P. Concreto: microestrutura, propriedades e materiais. 1 ed. São Paulo: IBRACON, 2008.

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 A dissertação de Guzman está disponível emwww.estruturas.unb.br