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Um dos desafios na avaliação dos edifícios e construções quando abordamos a durabilidade e a degradação atém-se à mensuração da degradação. Várias formas de avaliação são propostas na literatura internacional. Uma importante referência é a norma ISO 15686 em suas diversas partes, a qual contribui propondo procedimentos e referenciais para abordagem do tema. Também a comissão W 080 do CIB tem grandes contribuições. É importante mencionar a Publicação CIB 294 de 2004 (PERFORMANCE BASED METHODS FOR SERVICE LIFE PREDICITION) com várias contribuições importantes no tema.
O que apresentamos aqui é um estudo onde aplicamos a metodologia desenvolvida por GASPAR & BRITO no Instituto Superior Técnico (Lisboa - Portugal), a qual permite quantificar a degradação e sua evolução como tempo. Foram feitas adaptações aos sistemas construtivos brasileiros (fachadas) bem como nos índices específicos de cada região. Como aspecto original buscou-se associar a evolução da degradação com as orientações solares e com a radiação incidente sobre cada fachada. Esse trabalho é parte dos estudos preliminares do doutoramento da Profa Maria de Nazaré Silva cuja defesa ocorrerá no dia 12 de dezembro próximo na Universidade de Brasília.
Saudações a todos;
Prof Elton Bauer (materials and materiais)
adaptação e formatação
DEGRADAÇÃO EM SISTEMAS DE REVESTIMENTO CERÂMICO DE FACHADAS - AGENTES DE DEGRADAÇÃO
Elton Bauer, Eliane
Kraus de Castro e Maria de Nazaré B. Silva
Resumo.
O presente estudo aborda a identificação de
manifestações patológicas e a influência da radiação solar no desempenho dos
revestimentos cerâmicos das fachadas de edifícios de Brasília. A metodologia
compreende uma vistoria preliminar, inspeção detalhada dos elementos da
fachada,além do mapeamento de danos. As fachadas dos edifícios de Brasília têm
apresentado uma freqüência cada vez maior de manifestações patológicas de
descolamentos e fissuração observados em todas as camadas do sistema de
revestimento (placas cerâmicas, rejunte, cimento-cola, argamassa de emboço e
substrato). Essas patologias reduzem a durabilidade e aumentam os intervalos de
manutenção das fachadas. Neste sentido, a importância deste estudo reside na
apresentação de uma metodologia desenvolvida no Laboratório de Ensaios de
Materiais – LEM para identificação e quantificação de danos com enfoque na
influência da orientação solar nos processos de degradação e redução da vida
útil das fachadas dos edifícios. Os resultados observados permitiram
identificar como principais manifestações patológicas os descolamentos de
revestimento cerâmico e as fissurações, ambos, diretamente influenciados pela
orientação solar, bem como pela movimentação e degradação das camadas dos
sistema de revestimento das fachadas. Os resultados mostraram, ainda, que as
maiores incidências de patologias ocorrem nas paredes contínuas das fachadas
analisadas.
INTRODUÇÃO
Brasília, capital do Brasil, é uma cidade planejada e, com apenas 53 anos,
é considerada muito jovem. Suas fachadas apresentam uma tipologia bastante
simples, empregando normalmente revestimentos com acabamento em argamassa ou
placas cerâmicas e, em muitos casos, as fachadas apresentam o uso misto dos
dois sistemas.
Os sistemas de revestimentos cerâmicos são elementos verticais que compõem,
revestem e protegem as fachadas e ainda os elementos estruturais das
edificações, ficando, dessa maneira, muito expostos à influência combinada de
chuvas, ventos, insolações, agentes biológicos e poluentes atmosféricos
[1][2][3]. Esse nível de exposição gera os mais diversos tipos de solicitações
e mecanismos de degradação, conduzindo a um processo de degradação com perda de
qualidade e desempenho mais evidente que em outros elementos da edificação,
implicando ainda em altos custos de manutenção, evolução da degradação visual
para problemas físicos reais da fachada e perda de durabilidade [4][5].
As manifestações patológicas que ocorrem nas fachadas são influenciadas e
identificadas tanto pelo grau de incidência, como também pela gravidade dos
danos. As fachadas dos edifícios de Brasília têm apresentado, com maior
intensidade, falhas de descolamento de placas cerâmicas e fissurações e, em
menor grau de ocorrência as falhas de rejuntes, eflorescências e falhas de
vedação [6][7][8]. O clima de Brasília, com temperaturas médias anuais
consideradas elevadas, exerce grande influência nos processos de degradação. As
variações térmicas geram tensões que atuam diretamente sobre os acabamentos,
provocando uma dilatação térmica diferenciada no sistema de revestimento e em
cada uma de suas partes componentes (placas cerâmicas, rejunte, argamassa
colante, emboço e substrato) [7][9][10][11].
Para relacionar a degradação das fachadas com os aspectos relativos ao
clima, além de verificar sua influência sobre os processos de degradação, são
utilizados dados da radiação solar incidente nas fachadas de Brasília em função
das orientações norte, leste, sul e oeste [12][13]. As radiações solares,
consideradas sob uma condição especial, de máxima radiação sobre as fachadas,
ou seja, sem nebulosidade, foram obtidas em dias específicos para todos os
meses do ano a partir da projeção esferográfica dos percursos aparentes do sol
representado pela carta solar de Brasília. Neste sentido, os valores da
radiação solar não representam valores mensais ou anuais, representam apenas
uma característica particular para o caso das fachadas de Brasília e indicam
somente uma tendência das intensidades das radiações, de maneira a nortear as
análises das ocorrências e níveis de degradação nas fachadas.
Este estudo consiste na análise das degradações em fachadas provocadas por
manifestações patológicas de descolamentos de placas cerâmicas, falhas de
rejuntes, fissuras, eflorescências e falhas de vedações em oito edifícios de
Brasília. Os edifícios selecionados possuem idades que variam de 5 a 48 anos,
com área total de 21158,00 m². O levantamento dos danos sobre as fachadas são
efetuados conforme metodologia de inspeção desenvolvida no Laboratório de
Ensaio de Materiais da Universidade de Brasília (LEM-UnB). As análises das
degradações são efetuadas por intermédio de uma abordagem metodológica que visa
avaliar e quantificar detalhadamente os danos nas fachadas através de sua extensão
e nível geral de degradação (NGD) desenvolvida anteriormente em Portugal
[3][14].
METODOLOGIA DE
ESTUDO DAS DEGRADAÇÕES EM FACHADAS
Levantamento
e classificação da incidência das degradações em fachadas
As inspeções foram realizadas em fachadas revestidas com placas cerâmicas.
Os danos visíveis (descolamentos, falhas de rejuntes, fissuras, eflorescências
e falhas de vedações) foram mapeados (figura 1-a) a partir de inspeções
realizadas durante as vistorias in loco pela equipe do Laboratório de Ensaios
de Materiais (LEM) da Universidade de Brasília [6][7][8]. A deterioração das
fachadas é identificada por intermédio da extensão e gravidade da ocorrência
dos danos, dentre os quais se destacam: descolamento de placas cerâmicas, falha
de rejunte, fissuras, eflorescências e falha de vedação [7][15][16].
Complementar à metodologia já desenvolvida pelo LEM-UnB, apresenta-se uma
inovação no processo de contagem das manifestações patológicas através de uma
malha sobreposta ao mapeamento (Figura 1-b).
Cada malha equivale a uma região de 0,25 m² de dano, ou seja, permite obter
não somente a área de dano visível, mas também uma possível extensão do dano
não visível, visto que a existência de determinado dano implica, em muitos
casos, em uma região de propagação maior que a região visível, ou seja, em
torno da periferia deste dano.
Cálculo da degradação das fachadas
A rotina de cálculo empregada consiste na avaliação do nível geral de
degradação (NGD) baseado em sistemas de revestimento de fachadas com acabamento
em argamassa de reboco ou em placas cerâmicas [2][3][14][17]. Ressalta-se que
esta rotina foi adaptada para fachadas com revestimento em placas cerâmicas, de
maneira a proporcionar a continuidade dos estudos para a quantificação da
degradação em fachadas de Brasília [10]. Busca-se verificar a sensibilidade
desta rotina na identificação e quantificação dos diferentes níveis de
degradação em função da idade e da incidência da radiação solar sobre as
fachadas dos edifícios.
A manutenção e idade são consideradas critérios indispensáveis para
determinar o padrão de variação do NGD em função do tempo. As falhas são
analisadas considerando o fator kc,n, de nível de risco e custo da reparação
dos defeitos observados nas fachadas de Brasília e sem a consideração desse
fator. Desta forma são estabelecidos 2 modelos de análises do NGD:
• Modelo 1 (M-1) - considera uma ponderação
(kc,n) de custo de reparos de fachadas de Brasília (1);
• Modelo 2 (M-2) - considera a ponderação de
custo kc,n = 1.
O NGD (1) estabelece uma relação direta entre a área da fachada afetada
pelos defeitos com o respectivo nível de defeito em função da área total das
fachadas analisadas.
O NGD é um parâmetro que mede de maneira simples o nível de danos em
relação a um referencial máximo de dano expresso pelo termo (Ar . k). Esse
parâmetro e suas variáveis são adaptados, neste estudo, para serem utilizados
nas fachadas com revestimento em placas cerâmicas. Para tanto, as variáveis An,
kn, k, kc,n e Ar são adaptadas para reproduzir os danos (descolamentos de
cerâmicas, falhas de rejuntes, fissuras, eflorescências e falhas de vedações)
em fachadas com revestimentos em placas cerâmicas. A variável An corresponde à
área afetada pelos danos (descolamentos de cerâmicas, falhas de rejuntes,
fissuras, eflorescências e falhas de vedações) e identificada no mapeamento. O
nível de dano, representado por kn varia de 0,00 (sem danos) à 4,00 (estado
grave de degradação).
A variável kc,n (Tabela 1) varia em função da localidade das amostras
analisadas e representa a ponderação da importância relativa atribuída ao custo
de reparação de cada tipo de dano n (onde n1 = descolamento de cerâmica, n2 =
falha de rejunte, n3 = fissuras, n4 = eflorescências, n5 = falha de vedação).
RESULTADOS
A partir do levantamento das degradações em amostras de oito edifícios,
subdivididos em setenta e uma amostras de fachadas ou prumadas obteve-se,
preliminarmente, um nível de degradação para cada caso particular de dano
estudado (descolamento de cerâmica, falha de rejunte, fissuras, eflorescência e
falha de vedação) em função da idade e das orientações solares (norte, leste,
sul e oeste) das fachadas. As análises do NGD são efetuadas para os modelos M-1
e M-2 que variam em função da consideração ou não de fator que relaciona o
custo da reparação.
As fachadas utilizadas neste estudo de caso apresentam as seguintes
características: edifícios residenciais de 6 andares, área total de fachadas de
21158,00 m², estrutura em concreto armado, vedação em bloco cerâmico e
revestimentos em placas cerâmicas.
A figura 2 apresenta o gráfico com as incidências (em porcentagem em relação ao total de anomalias observadas) de todas
as falhas (descolamentos de cerâmicas, falhas de rejuntes, fissuras,
eflorescências e falhas de vedações) observadas nas fachadas dos edifícios. Deve se mencionar que essa avaliação percentual não permite quantificar a degradação, sendo somente um indicativo da distribuição das anomalias. Dois edifícios com a mesma distribuição de anomalias podem apresentar graus de degradação muito diferentes.
Observa-se que o percentual de falhas de descolamento de placas cerâmicas
apresentam os maiores resultados (71%) em relação às demais ocorrências (falha
de rejunte, fissuração, eflorescência, falha de vedação), corroborando estudos
anteriores realizados em fachadas de Brasília [6][7][8]. Tendo em vista que
falhas de descolamento de placas cerâmicas de fachadas normalmente estão
associadas às variações térmicas, o elevado percentual obtido (figura 3)
ressalta a incidência de radiação solar como uma das principais causas dessa
falha.
Os resultados do nível de degradação (NGD) caracterizam o comportamento das
fachadas tanto em relação à idade (figura 4), bem como em relação às
orientações das fachadas (figura 5). O NGD apresentou uma tendência crescente
para os dois modelos M-1 e M-2.
A figura 4 mostra que fachadas com maiores idades apresentam os maiores
níveis de degradação. Isto se deve ao processo de exposição às intempéries,
movimentação entre as camadas de revestimento cerâmico e, consequente
envelhecimento natural das fachadas. Observa-se ainda que os valores de M-2,
com ponderação dos danos, apresentam níveis também mais elevados de degradação
em relação ao modelo M-1, que não considera o custo da reparação no cálculo do
NGD. Este comportamento mostra o efeito dos fatores de ponderação de cada tipo
de manifestação patológica, ou seja, quanto maior o valor atribuído ao custo de
reparação, mais elevado será o valor do NGD.
As fachadas analisadas em função da incidência da radiação solar (figura 4)
também evidenciam o aumento do NGD em função da maior exposição à radiação
solar para os dois modelos analisados (M-1 e M-2).
A metodologia utilizada para a determinação do NGD permitiu identificar com
precisão os diferentes níveis de degradação em função da idade (figura 3) e da
incidência da radiação solar (figura 4) nas fachadas. Houve um aumento
considerável dos valores do NGD para as fachadas com idades acima de 30 anos
(figura 3). O mesmo comportamento foi observado para as fachadas expostas à
radiação solar (figura 4). Quanto mais elevado o nível de exposição das
fachadas à radiação solar, maior o seu estágio de degradação.
Constata-se forte relação entre os níveis de degradação e a incidência da
radiação solar em função dos elevados percentuais de falhas de descolamento
cerâmico observado nas fachadas, bem como às fissuras e falhas de rejunte,
também associadas aos efeitos térmicos oriundos da incidência da radiação
solar.
CONCLUSÕES
Deve-se ressaltar a particularidade do sistema construtivo residencial de
Brasília. A partir do levantamento dos cinco tipos de degradações nas fachadas
(descolamento de cerâmica, falha de rejunte, fissuras, eflorescência e falha de
vedação) em função da idade das fachadas e da orientação solar, pode-se
concluir que:
- A rotina de cálculo analisada representa
de forma eficiente e mostra um avanço na avaliação da degradação em função da
idade e orientação solar. As manifestações patológicas com maior índice de
ocorrência nas fachadas foram o descolamento de cerâmica e fissuração.
- As manifestações patológicas investigadas
apresentaram forte relação com a incidência solar.
- O NGD apresentou uma degradação evolutiva
dos edifícios com idades superiores a 30 anos, ou seja, apresentou consistência
no modelo de cálculo da degradação e vida útil.
- Os resultados do NGD, de maneira geral
comprovaram a eficiência de sua aplicabilidade e precisão de análise ponderada
através do nível de danos e custo de reparação na quantificação do nível geral
de degradação das fachadas.
REFERÊNCIAS
[1]Gaspar, P.L., Flores-Colen, I. e Brito, J., ‘Técnicas de diagnóstico e
classificação de fissuração em fachadas rebocadas’, PATORREB, 2º Encontro sobre
Patologia e Reabilitação de Edifícios, FEUP, UPC, Portugal, 2006.
[2]Bordalo, R., Brito, J., Gaspar, P.L. e Silva, A., ‘Abordagem a um modelo
de previsão da vida útil de revestimentos cerâmicos aderentes’, ‘Service life
prediction modelling of adhesive ceramic tiling systems’, Teoria e Prática na
Engenharia Civil, Portugal, 2010, n.16, pp.55-69.
[3]Sousa, R.D.B., ‘Previsão da vida útil dos revestimentos cerámicos
aderentes em fachadas’, Dissertação de Mestrado, Instituto Superior Técnico,
Universidade Técnica de Lisboa, Portugal, 2008.
[4]Flores-Colen, I., ‘Metodologia de avaliação do desempenho em serviço de
fachadas rebocadas na óptica da manutenção predictiva’, Tese de Doutoramento em
Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, Portugal, 2009, Vol. 1, 487p.
[5]Gaspar,
P. e Brito, J., ‘Quantifying environmental effects on cement-rendered facades:
A comparison between different degradation indicators’, in ‘Journal of Building
and Environment’, Novembro, 2008, Vol. 43(11), pp. 1818-1828.
[6]Bauer,
E., Castro, E.K., Antunes, G. R. e Leal, F. E., ‘Identification and
quantification of pathologies in facades of new buildings in Brasília’, in ‘XII
DBMC International Conference on Durability of Building Materials and
Components’, Porto, Portugal, 2011.
[7]Bauer, E., Kraus, E. e Antunes, G.R., ‘Patologias mais correntes nas
fachadas de edifícios em Brasília’, in ‘3º. Congresso Português de Argamassas
de Construção’, APFAC, Lisboa, Portugal, 2010.
[8]Bauer, E., Castro, E.K. e Antunes, G.R., ‘Processo de identificação das
manifestações patológicas em fachadas com revestimento cerâmico’, in ‘IX
Simpósio Brasileiro de Tecnologia de Argamassas’, Belo Horizonte, Minas Gerais,
Brasil, 2011.
[9]Melo Júnior, C.M. e Carasek, H., ‘Comportamento diferenciado na
deterioração de revestimentos de argamass: influência da chuva dirigida’, in
‘IX Simpósio Brasileiro de Tecnologia de Argamassas’, Belo Horizonte, Minas Gerais,
Brasil, 2011.
[10]Bauer, E., Kraus, E. e Silva, M.N.B. ‘Patologia e deterioração das
fachadas de edifícios em brasília – estudo da quantificação de danos’, in
‘PATORREB’, ‘4º Congresso de patología y rehabilitación de edificios’, Santiago
de Compostela, Espanha, 2012.
[11]Saraiva, A. G., ‘Contribuição ao estudo de tensões de natureza térmica
em sistemas de revestimento cerâmico de fachada’, Dissertação de Mestrado,
Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Brasília, Brasília, Brasil,
1998.
[12]Bauer, E.; Kraus E.; Silva, M.N.B., ‘Estudo da quantificação da
degradação das fachadas em edifícios jovens’, in ‘4º Congresso de Construção’,
Coimbra, Portugal, 2012.
[13]Bauer, E.; Kraus E.; Silva, M.N.B., ‘Vida útil dos revestimentos de
fachada - avaliação das manifestações patológicas nas fachadas de edifícios de
Brasília’, in ‘X Simpósio Brasileiro de Tecnologia das Argamassas – X SBTA
2013’, Fortaleza, Brasil, 2013.
[14]Gaspar,
P.L. e Brito, J., ‘The perception of damage on rendered façades’, in ‘XII DBMC
International Conference on Durability of Building Materials and Components’,
Porto, Portugal, 2011.
[15]Gaspar,
P. e Brito, J., ‘Mapping defect sensitivity in external mortar renders’,
Journal of Construction and Building Materials, 19(8), 2005, pp. 571-578.
[16]Bauer, E., Mota, N.M.B. e Castro, E.K. ‘Relatório técnico n.º
06090072-c’, Laboratório de Ensaios de Materiais, Universidade de Brasília,
Brasil, 2006.
[17]Gaspar,
P.L. e Brito, J., ‘Limit states and service life of cement renders on facades’,
Journal of Materials in Civil Engineering, 23(10), 2011, 1396-1404.
