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)