ESTUDO DA QUANTIFICAÇÃO DE PATOLOGIAS DE FACHADA EM EDIFÍCIOS DE BRASÍLIA
[1] Universidade de Brasília, Laboratório de Ensaio de Materiais, Brasília, BRASIL, elbauerlem@gmail.com
RESUMO
A ocorrência de patologias nas fachadas de edifícios tem se mostrado como um problema mais freqüente nos edifícios de Brasília. As fachadas são constituídas de alvenarias que estão revestidas com argamassas e também com placas cerâmicas. . São observadas várias patologias, desde manchamentos, fissuras, falhas de rejunte, até o descolamento do revestimento da fachada.
O presente estudo traz o caso de 4 edifícios com arquitetura diferente para a qual o estudo de identificação de patologias foi desenvolvido. A metodologia usada consistiu de: inspeção inicial, inspeção detalhada dos elementos da fachada, mapeamento de danos, testes e diagnóstico. Dos resultados observados se identifica como patologia principal o descolamento de placas cerâmicos, seguindo pelas fissuras. Foi observado que as áreas de incidência maior de patologias são a vizinhança das aberturas, seguindo pelas fachadas contínuas.
Como contribuição para o tema o presente estudo discute sobre as metodologias para identificação e quantificação de patologias, como também focaliza os resultados observados na prevenção de patologias futuras.
Palavras-chave
Quantificação de danos, argamassas, fachada, revestimentos, cerâmica, fissuras.
Brasília, capital do Brasil, é o primeiro núcleo urbano no século XX considerado Patrimônio Histórico da Humanidade pela UNESCO. Inaugurada em 1961, a jovem capital completou seus 50 anos com seus edifícios apresentando vários sintomas de deterioração. O presente estudo se foca na abordagem das fachadas dos edifícios. Tipicamente, as fachadas são constituídas de alvenarias de blocos cerâmicos e de concreto, revestidas em sua grande maioria por placas cerâmicas e revestimentos de pedra.
A deterioração das fachadas é identificada tanto pelo grau de incidência, como também pela gravidade, de defeitos dentre as quais observamam-se: descolamento e desplacamento cerâmico, fissuras, falhas em juntas, manchamentos, desagregação e deterioração das placas cerâmicas.
O levantamento da incidência de falhas é um estudo sistêmico que envolve uma sequência de operações com o objetivo de identificar as patologias existentes, bem como mapear as deteriorações. O fim de toda análise atém-se a formulação de um diagnóstico mais provável, capaz de claramente descrever o mecanismo de formação e desenvolvimento das patologias. Para se chegar ao diagnóstico, obviamente é necessário ir além do simples levantamento de incidência, sendo necessárias inspeçôes detalhadas, bem como ensaios dos respectivos materiais.
O laboratório de Ensaio de Materiais (LEM) da Universidade de Brasília possui uma equipe de especialistas no tema , sendo que se desenvolveu uma metodologia já aplicada há vários anos conforme relatam Bauer et.al. [2010], na qual procura-se diagnosticar as principais patologias das fachadas dos edifícios em Brasília. Em termos suscintos, a metodologia LEM-UnB divide-se nas seguintes etapas:
- Obtenção de informações preliminares: onde se busca identificar a história deintervenções, a diposição arquitetônica do edifício, a exposição a intempéries, bem como documentar as principais regiões deterioradas. É comum nessa etapa um registro fotográfico amplo de toda as fachadas do edifício.
- Inspeção: nessa etapa já se faz uma avaliação detalhada das regiões críticas ou de todas as fachadas. Busca-se tanto documentar a composição e detalhes construtivos (espessura) dos materiais de revestimento (argamassas, cerâmicas, alvenaria), como também identificar as patologias e sua extensão de ocorrência. Para a execução d ainspeção é necessário o emprego de rapel, ou acesso por guindastes. O resultado final é um mapeamento de patologias nas diferentes fachadas do edifício.
- Ensaios: A execução de ensaios in loco, como o de aderência à tração (pull-out) é um dos elementos necessários na identificação da estabilidade mecânica da fachada. Ensiaos de características dos materiais, como a absorção e gretamento das peças cerâmicas auxilia no entendimento do mecanismo de ocorrência d epatologias. Muitas vezes são desenvolvidos experimentos específicos para investigar determinado mecanismo de ocorrência. Nesse sentido Pereira [2007] relata o emprego de painéis térmicos para estudo do decolamento por retração da argamassa de revestimento efetuado em inspeção pelo LEM-UnB.
- Diagnóstico: A etapa de diagnóstico emprega todas as informações obtidas nas etapas anteriores na formulação dos mecanismos específicos do desenvolvimento das patologias. Identificam-se as causas, a intensidade dos fenômenos de deterioração, bem como definde-se a estabilidade mecânica e segurança das fachadas.
Outras ferramentas foram desenvolvidas para estudo da deterioração das fachadas, como a descrita por Gaspar e Brito [2005] em que definiu-de a sensibilidade da ocorrência de patologias em ceretas regiões das fachadas a partir de uma análise probabilística. No sentido de melhor elaborar o diagnóstico, Silvestre e Brito [2009] propõe o uso de matrizes de correlação entre anomalias e causas prováveis. Antunes [2010] aplicou esse conceito e obteve magtrizes de correlação para o estudo de edifícios em Brasília.
2. METODOLOGIA
O presente estudo bucou preliminarmente identificar e quantificar quais patologias de fachada ocorrem nos edifícos estudados.Nesse sentido avaliou-se os diferentes edifícios através do índice de defeitos, no qual se quantifica o número de defeitos por metro quadrado de fachada. Antunes [2010] fez amplo estudo de levantamento do índice de defeitos com a finalidade de caracterizar a extensão das manifestações patológicas em edifícios de Brasília. Neste estudo buscou-se também quantificar os percentuais relativos das falhas em relção ao total de falhas observadas.
FI = NF/FA
Onde:
FI – índice de defeitos
NF – número de defeitos (quantidade)
FA – área da fachada (m2)
O índice de defeitos foi determinado para cada fachada e para o total de cada edifício.
Posteriormente identificou-se quais as regiões mais vulneráveis das fachadas efetuando-se o mapeamento de incidência de falhas. Para tal empregou-se uma sistematização gráfica na qual expressam-se as regiões da fachada e o grau de incidência de ocorrência obtido.
A amostra de estudo consistiu de 4 edifícios, com área total de fachada de aproximadamente 12.000m2. Todos os edifícios possuem estrutura em concreto armado e fechamentos em alvenaria de vedação sendo revestidos com placas cerâmicas. O número de pavimentos é definido pelo código de edificações de Brasília, conforme a região e destinação do edifício. A tabela 1 apresenta os detalhes dos edifícios estudados. Ops edifícios A, B e C situados na região central de Brasília têm 6 pavimentos. O edifício D possui 12 pavimentos. Toda a amostra consitui-se de edifícios residenciais.
Table 1. Características gerais dos edifícios estudados.
Edifíco
|
Andares
|
Idade
(anos)
|
Área de fachada
(m2)
|
A
|
6
|
11
|
3350
|
B
|
6
|
40
|
1200
|
C
|
6
|
40
|
3400
|
D
|
12
|
10
|
3840
|
Na determinação das avaliações preliminares identificaram-se as principais falhas observadas, a saber:
- descolamento de cerâmica: a peça cerâmica perdeu a continuidade com a argamassa mas não se desprendeu do revestimento;
- desplacamento de cerâmica: a peça cerâmica se desprendeu da fachada;
- falha de rejunte: o rejuntamento entre as peças cerâmicas fissurou e/ou se desprendeu; permitindo o acesso de água da chuva internamente
- fissuração: observou-se fissura no revestimento;
- eflorescência: manchas brancas formadas pela deposição de sais oriundos da alvenaria ou do próprio revestimento;
- falha de vedação: danificação de juntas principalmente na circunvizinhança de janelas e aberturas, por onde ocorre penetração de água de chuva.
Em função das diferentes regiões da fachada diferenciou-se as mesmas de modo a se poder atribuir a cada uma os defeitos respectivas. Assim foram analisadas e quantificadas os defeitos nas seguintes regiões:
- topo: envolve a região de fachada do último pavimento, circunvizinha a cobertura ou telhado;
- juntas: corresponde a região próxima as juntas de movimentação e dilatação do revestimento;
- sacadas: regiões da fachada em que o guarda-corpo projeta-se externamente;
- cantos e extremidades: região limítrofe das fachadas;
- transição entre pavimentos: região que engloba as interferênncias de ambos os andares
- paredes contínuas: regiões em que a fachada é um plano contínuo, sem aberturas;
- aberturas: região circunvizinha as janelas e portas;
- nível do solo: encontro da fachada com a cota de terreno do edifício.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A figura 1 apresenta os resultados observados por fachada e por edifício para o índice de defeitos. Observa-se que o edifício B apresenta os maiores valores globais, seguido do edifício C. Nesses 2 casos tem-se os edifícios com maior idade (40 anos), o que leva a conclusão de uma maior deterioração dos elementos componentes das fachadas. Cabe enfatizar que esses edifícios não possuem plano de manutenção, sendo que as intervenções pontuais sempre são feitas quando o grau de deterioração é extremamente elevado. Os edifícios A e D, embora com idades bem menores (11 e 10 anos) apresentam um significativo valor do índice de falhas. Particularmente o edifício D apresentou o menor índice observado.
Em relação ao Índice de defeitos das fachadas, quanto a orientação cardeal, observou-se que o mesmo é o mais alto quando: no edifício A tem-se a fachada Nordeste, no edifício B tem-se a fachada Noroeste, no edifício C tem-se a fachada Norte e no edifício D tem-se a fachada Nordeste. Os dados mostram que as fachadas nordeste, norte e noroeste são as que apresentam maior deterioração. Um dos aspectos que pode influir nos mecanismos de deterioração é a incidência solar. Justamente nos meses de maior exposição solar (inverno, de maio a setembro) tem-se uma movimentação solar diária que incide por mais tempo na fachada norte e sua circunvizinhança (de leste a oeste). Essa incidência climática pode ser um dos fatores principais na deterioração das fachadas.
Figura 1. Índice de defeitos (FI) por fachada e por edifício (escala logarítimica).
O segundo defeito com maior ocorrência é a falha de rejunte a qual ocorre principalmente para os edifícios A e B. É interessante observar que esse tipo de defeito normalmente ou é associado a fachadas com grande incidência térmica ( grandes esforços nos revestimentos) ou em situações de deterioração do rejunte em longas idades. Essa última situação parece ser o caso do edifício B, em que o rejunte deteriorou-se face a degradação ao longo do tempo.
A fissuração aparece no edifício B em maior percentagem, principalmente associada a carregamentos na vizinhança das janelas. Outra região com incidência de fissuras é a platibanda.
Falhas (defeitos) de vedação foram observadas significativamnte nos edifícios B e C. Tipicamente esse defeito é associado a falta de manutenção, uma vez que o seus efeitos, como infiltração de água de chuva, são fortememente detectados pelo usuário do edifício e exigem reparo imediato. Os edifícios B e C, com maior idade, apresentam maior grau de deterioração generalizado (figura 1) o que po de explicar o maior número de defeitos de vedação.
Table 2. Incidência de defeitos observados nos edifícios
Edifícios
|
A
|
B
|
C
|
D
|
Descolamento de cerâmica
|
169 (82%)
|
926 (55%)
|
514 (83%)
|
183 (91%)
|
Desplacamento de cerâmica
|
6 (3%)
|
113 (7%)
|
0 (0%)
|
18 (9%)
|
Falha de rejunte
|
23 (11%)
|
410 (24%)
|
39 (6%)
|
0 (0%)
|
Fissuração
|
6 (3%)
|
201 (12%)
|
54 (9%)
|
0 (0%)
|
Eflorescência
|
2 (1%)
|
0 (0%)
|
0 (0%)
|
0 (0%)
|
Falha de vedação
|
0 (0%)
|
25 (1%)
|
11 (2%)
|
0 (0%)
|
Total de casos
|
206
|
1675
|
618
|
201
|
O mapeamento de defeitos é apresentado na figura 2 para os edifícios em estudo. Empregou-se para tal uma adaptação da metodologia de Gaspar e Brito [2005]. O percentual de defeitos mensurado foi associado a cada região da fachada, buscando identificar-se regiões mais suscetíveis à degradação.
Os defeitos observados na região do topo do edifício variam de 2 a 7%.Basicamente os mesmos são de descolamento de cerâmica e falhas de rejunte.
Na região circunvizinha as juntas observa-se e 73% para o edifício A e 10% para o edifício B. Obviamente a situação do edifíco A está associada a uma falta de manutenção das juntas de movimentação do revestimento, ou a defeitos de materiais e execução. Basicamente essas os defeitos observados junto a região das juntas consistiram em descolamentos do revestimento cerâmico, pois com as falhas das juntas ocorre infiltração da água no sistema de revestimento, ocorrendo a perda de aderência na região circunvizinha.
A região das sacadas apresentou baixo grau de incidência de defeitos. Nessas situaçãoes (edifício A), os problemas observados foram descolamento, falhas de rejunte e eflorescência. Como essas regiões sofrem grande incidência de chuvas, as falhas decorrentes da água são as de maior ocorrência.
Cantos e extremidades apresentam índices de ocorrência de 10 a 17%, consistindo basicamente de descolamento cerâmico e eflorescências. Nessas regiões, face as mudanças de direções dos planos, muitas vezes as falhas construtivas são em maior número, o que agrava as falhas em geral.
A região da transição entre pavimentos é crítica nos edifícios B e D. No edifício B observa-se descolamento, falha de rejunte e fissuração. No edifício D a grande ocorrência é de descolamentos.
A região de paredes contínuas parece ser a mais crítica em relação a ocorrência de falhas, juntamente com as aberturas. Observa-se nos edifícios B, C, e D altos índices de falhas, chegando a 44% para o edifício D. Observou-se que o descolamento tem a maior ocorrência, seguido de falha de rejunte e fissuração.
Em relação as aberturas, observou-se que os edifícios mais antigos (B e C) possuem índices bem mais altos, em relação aos prédios mais novos (A e D). Quanto a ocorrência de defeitos observa-se que fissuração, descolamento e flalhas de vedação são os principais.
Figura 2. Mapeamento do percentual de falhas alocado a cada região da fachada.
4. CONCLUSÕES
Do estudo apresentado pode-se enumerar as seguintes principais conclusões:
- O índice de defeitos é um parâmetro que pode ser empregado na identificação de regiões de maior degradação nos edifícios. O mesmo mostrou-se sensível na análise de edifícios de maior idade, bem como na identificação de fachadas mais agressivas quanto a incidência solar. Outra aplicação do mesmo é a comparação simples de edifícios com tipologia diferenciada (altura, detalhes de fachada), podendo-se comparar graus de deterioração em edifícios diferentes.
- a grande incidência de defeitos de descolamento cerâmico evidencia que esse é um dos principais problemas dos edifícios. Observa-se que tanto edifícios novos como de maior idade possuem alta incidência de descolamentos em praticamente todas as regiões da fachada (figura 2). Pode-se inferir que para os edifícios B e C (40 anos) as falhas de descolamento podem ter ocorrido pela própria deterioração paulatina dos materiais, infiltrações e outras ações. Para os edifícios novos (A e D), todavia, o grau de incidência elevado para descolamento pode ter como prováveis causas as falhas construtivas e falhas dos materiais.
- o mapeamento da incidência de falhas na fachada apresentou diferenças em razão de cada caso estudado. Observou-se que para os edifícios mais velhos (B e D) a região de maior problemas é a região de paredes contínuas e a região circunvizinha as janelas. Isso leva a interpretar essas falhas como decorrentes do próprio envelhecimento estrutural do edifício, o qual apresenta deformações da estrutura que incidem em fissuras e descolamentos nos revestimentos.
- a ausência de procedimentos de manutenção planejados e adequados, parece ser um elemento crítico na gravidade e incidência das falhas observadas. Mesmo nos edifícios mais novos, pode-se inferir que intervenções mais precoces poderiam aumentar a vida útil dos componentes da fachada.
REFERÊNCIAS
Bauer, E., Kraus, E., Antunes, G.R 2010, ‘Patologias mais correntes nas fachadas de edifícios em Brasília’. Proc. 3º. Congresso Português de Argamassas de Construção - APFAC, Lisboa, Portugal.
Pereira, C.H., 2007, Contribuição ao estudo da fissuração, da retração e do mecanismo de descolamento de revestimentos à base de argamassa’. Tese (Doutorado em Estruturas e Construção Civil) – Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, Brasil.
Gaspar, P., Brito, J., 2005, ‘Mapping defect sensitivity in external mortar renders’. Journal of Construction and Building Materials, 19[8], 571-578.
Silvestre, J., Brito, J., 2008, ‘Inspeção e diagnóstico de revestimentos cerâmicos aderentes’. Revista Engenharia Civil, Universidade do Minho, Portugal.
Antunes, G.R., 2010, ‘Estudo de manifestações patológicas em revestimento de fachada em Brasília – Sistematização da incidênica de casos’. Dissertação (Mestrado em Estruturas e Construção Civil) – Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, Brasil.
Flores-Colen, I., 2009 ‘Metodologia de avaliação do desempenho em serviço de fachadas rebocadas na óptica da manutenção predictiva’, tese de Doutoramento em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico de Lisboa, Lisboa, Portugal.
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