GENERALIDADES

As propriedades mecânicas do concreto, seu bom desempenho e sua adequada durabilidade em serviço são consideradas as principais características estruturais. No entanto, nas últimas décadas os problemas de durabilidade insatisfatória em estruturas de concreto armado têm aumentado drasticamente. Além dos impactos econômicos devido às despesas de reparação, os problemas de durabilidade também causam impactos industriais, ambientais e sociais devido à diminuição da confiabilidade e da segurança dessas estruturas (APOSTOLOPOULOS e PAPADAKIS, 2008).

Segundo Helene et al. (2011), pode-se afirmar que o conhecimento da durabilidade e dos métodos de previsão da vida útil das estruturas de concreto são fundamentais para:

 auxiliar na previsão do comportamento do concreto em longo prazo;

 prevenir manifestações patológicas precoces nas estruturas;

 contribuir para a economia, sustentabilidade e durabilidade das estruturas.

Vários trabalhos têm revelado a importância econômica da consideração da durabilidade a partir de pesquisas que demonstram os significativos gastos com manutenção e reparo de estruturas em países desenvolvidos, conforme demonstrado na Tabela 3.1 (UEDA e TAKEWAKA, 2007 apud Helene et al., 2011):

Tabela 3.1 - Gastos em países desenvolvidos com construções novas, manutenção e reparo na construção

País Gastos com contruções

novas

Gastos com manutenção e

reparo

Gastos totais com construção França 85,6 bilhões de

Euros (52%)

79,6 bilhões de Euros (48%)

165,2 bilhões de Euros (100%) Alemanha 99,7 bilhões de

Euros (50%) 99,0 bilhões de

Euros (50%) 198,7 bilhões de Euros (100%) Itália 58,6 bilhões de

Euros (43%) 76,8 bilhões de

Euros (57%) 135,4 bilhões de Euros (100%) Reino Unido 60,7 bilhões de

Euros (50%) 61,2 bilhões de

Euros (50%) 121,9 bilhões de Euros (100%)

Nota: todos os dados se referem ao ano de 2004, exceto no caso da Itália que se refere ao ano de 2002

Fonte: Ueda e Takewaka, 2007 apud Helene et al., 2011

As patologias nas estruturas de concreto armado simplificadamente separam-se em dois tipos:

 Associadas ao estado limite último: que afetam as condições de segurança da estrutura.

 Associadas ao estado limite de serviço: que comprometem as condições de higiene, estética, etc.

Helene (1992) explica que os problemas patológicos estruturais tendem a se agravar com o passar do tempo, além de acarretar outros problemas associados ao inicial. As correções aplicadas às patologias nas estruturas serão mais duráveis, mais efetivas, mais fáceis de executar e muito mais baratas quanto mais cedo forem executadas. De forma a dar um significado mais claro a última afirmação, pode-se citar a “lei de Sitter”, que mostra os custos crescendo segundo uma progressão geométrica, conforme a Figura 3.1:

Figura 3.1 - Lei de evolução de custos Fonte: Sitter, 1984 apud Helene, 1992

A razão da progressão geométrica do crescimento dos custos dada por Sitter (1984) apud Helene (1992) é de cinco. O histórico dos custos relativos às construções é dividido em quatro

fases: projeto, execução, manutenção preventiva e manutenção corretiva. Estas quatro fases são detalhadas a seguir:

 Projeto: toda medida tomada a nível de projeto com o objetivo de aumentar a proteção e a durabilidade da estrutura implica num custo que pode ser associado ao número 1 (um).

Exemplos: aumentar o cobrimento da armadura, reduzir a relação água/cimento do concreto, especificar tratamentos protetores superficiais, etc.

 Execução: toda medida tomada durante a execução propriamente dita, incluindo nesse período a obra recém-construída, implica num custo até 5 (cinco) vezes superior ao custo que teria sido acarretado caso esta medida tivesse sido tomada a nível de projeto, para obter-se o mesmo “grau” de proteção e durabilidade da estrutura. Exemplo típico é o de decidir em obra reduzir a relação agua/cimento do concreto para aumentar a sua durabilidade e proteção à armadura. A mesma medida tomada durante o projeto permitiria o redimensionamento automático da estrutura, reduzindo dimensões dos componentes estruturais, economia de fôrmas, redução da taxa de armadura, entre outros.

 Manutenção preventiva: toda medida tomada com antecedência e previsão, durante o período de uso e manutenção da estrutura, pode ser associada a um custo 5 (cinco) vezes menor que aquele necessário à correção dos problemas gerados a partir de uma não intervenção preventiva tomada com antecedência à manifestação explícita de patologias. Ao mesmo tempo estará associada a um custo 25 (vinte e cinco) vezes superior àquele que teria acarretado uma decisão de projeto para obtenção do mesmo “grau” de proteção e durabilidade da estrutura.

 Manutenção corretiva: corresponde aos trabalhos de diagnóstico, prognóstico, reparo e proteção das estruturas que já apresentaram manifestações patológicas, ou seja, correção de problemas evidentes. A estas atividades é possível associar um custo 125 (cento e vinte e cinco) vezes superior ao custo das medidas que poderiam ter sido tomadas a nível de projeto e que implicariam num mesmo “grau” de proteção e durabilidade da obra após a correção da patologia.

As estruturas e seus materiais deterioram-se mesmo quando existe um programa de manutenção bem definido, atingindo por vezes níveis de desempenho insatisfatórios. Esses níveis variam com o tipo de estrutura, sendo que algumas delas, por falhas de projeto ou de execução, já iniciam as suas vidas de forma insatisfatória, enquanto outras chegam ao final de suas vidas úteis projetadas ainda mostrando um bom desempenho. Na Figura 3.2 estão representados, genericamente, três históricos de desempenhos estruturais, ao longo das suas respectivas vidas úteis, em função da ocorrência de fenômenos patológicos diversos (SOUZA e RIPPER, 2009).

Figura 3.2 - Diferentes desempenhos de uma estrutura com o tempo, em função de diferentes fenômenos patológicos

Fonte: Souza e Ripper, 2009: Adaptado

Sobre esses três históricos cabem os seguintes comentários:

 Caso I: verifica-se o fenômeno natural de desgaste da estrutura, sendo que quando há intervenção, a estrutura se recupera, voltando a seguir a linha de desempenho acima do mínimo exigido para sua utilização.

 Caso II: a estrutura esteve sujeita a um problema súbito, como um acidente e necessita uma intervenção imediata corretiva para que volte a comportar-se satisfatoriamente.

 Caso III: é o caso de uma estrutura com defeitos originais, de projeto ou execução, ou ainda de uma estrutura onde eventualmente foi alterado seu propósito funcional. Nestes casos, a utilização de um reforço é necessária.

Diversos pesquisadores estão se empenhando no estudo dos fatores que têm influência direta no processo de degradação das estruturas, com o objetivo de identificar os parâmetros quantitativos para a determinação da vida útil das estruturas.

Esses estudos são direcionados para a modelagem dos fatores que influenciam a corrosão das armaduras, por ser a manifestação patológica mais presente nas estruturas e que compromete significativamente a segurança estrutural das obras (HELENE, 1993).