Obras de Conservação e Restauro de Edifícios Antigos: Estudos Sobre a Conservação da Pedra do Convento de S. Francisco de Mesão Frio

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Departamento de Engenharias

Obras de Conservação e Restauro de Edifícios Antigos:

Estudos Sobre a Conservação da Pedra do

Convento de S. Francisco de Mesão Frio

Carlos Emanuel Ferreira da Costa

DISSERTAÇÃO APRESENTADA À UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO PARA A OBTENÇÃO DE GRAU DE MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL

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Departamento de Engenharias

Obras de Conservação e Restauro de Edifícios Antigos:

Estudos Sobre a Conservação da Pedra do

Convento de S. Francisco de Mesão Frio

Carlos Emanuel Ferreira da Costa

Orientador Científico: Maria Eunice da Costa Salavessa Co-orientador: Alfredo da Silva Ribeiro

DISSERTAÇÃO APRESENTADA À UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO PARA A OBTENÇÃO DE

GRAU DE MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL

Outubro de 2009

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Dedico este trabalho aos meus pais, Carlos Costa e Maria do Carmo, e aos meus avós pela educação e pelo apoio de todos os dias.

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fez com que o trabalho desenvolvido desse resultado, e pela motivação de todos os dias.

Ao Professor Alfredo Ribeiro pelo apoio, cooperação e exigência ao longo desta dissertação.

Ao Professor Fernando Nunes pelo apoio, colaboração e paciência ao longo dos ensaios com o Espectrofluorímetro para a medição da actividade biológica.

À Professora Elisa Preto pela disponibilidade e cooperação na análise do granito.

À Professora Ana Sampaio pela disponibilidade e cooperação na análise da comunidade biológica existente no edifício.

Ao Técnico Carlos Matos pela paciência e ajuda na realização dos ensaios.

Ao Técnico Ricardo Cardão pela disponibilidade e ajuda no laboratório de materiais.

À empresa Quimidois pela cedência dos produtos aplicados neste estudo.

À empresa VR Granitos pelo corte dos provetes.

À Doutora Lisete da unidade de microscopia electrónica da UTAD.

Aos meus pais pelo apoio e coragem que me deram todos os dias.

Á minha irmã Ana pelos conselhos e coragem.

À Helena e ao Pedro pelo apoio, pelo incentivo e pela ajuda na realização dos trabalhos de campo.

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Apesar de já existir muita literatura sobre a conservação da pedra de edifícios históricos, escultura e outros artefactos, esta dissertação foi uma boa oportunidade para a actualização e aprofundamento de conhecimentos sobre esta matéria, de interesse para conservadores e técnicos especializados.

A presente dissertação refere-se a um caso de estudo, a qual dá um contributo na definição de soluções para a conservação da pedra, no Convento de S. Francisco de Mesão Frio. O tipo de ensaios e a metodologia adoptada na tese, contribuem para em futuras intervenções de restauro de cantarias dos edifícios antigos, obter o máximo de informação sobre o material pétreo e sobre os produtos de consolidação e hidrofugação que permita tomar a decisão mais adequada.

Do estudo fazem parte a caracterização de Mesão Frio e a caracterização do granito utilizado na construção do edifício. O Convento depara-se com patologias no substrato pétreo, sendo a colonização biológica e a desagregação granular as mais graves. O estudo contou com a realização de ensaios em laboratório e “in situ”, para avaliar a eficácia de tratamentos. Os produtos utilizados nos ensaios foram o hidrófugo Petra HP, o consolidante com características hidrófugas Petra CS-H, com o objectivo de dotar o substrato com melhores características físicas e de melhores características impermeáveis. Os biocidas Petra AL e Petra LF, foram aplicados “in situ”, e sujeitos a um ensaio de avaliação de eficácia em laboratório.

Palavras-chave: Conservação de Edifícios Históricos; Colonização Biológica;

Desagregação Granular; Biocidas; Consolidante; Hidrófugo;

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In spite of the extensive bibliography concerning stone conservation in historical buildings, sculpctures and other artefacts, this dissertation gave me a good chance to update and deepen my knowledge regarding this subject matter, which I consider of interest both for curators and skilled technicians.

This dissertation refers to a Case Study, and helps to define solutions for stone conservation in the Monastery of São Francisco located in Mesão Frio. The type of tests and the methodology adopted in this dissertation play a decisive role in obtaining the greatest amount of information regarding both the petrous material and the consolidation and moisture-proofing products to be used in future restoration interventions to be achieved in ashlar masonry in historical buildings, therefore allowing to take the most appropriate decisions.

This study comprises the description of the village of Mesão Frio and also the description of the granite used in the construction of the building. At present, the Monastery faces phathologies in the petrous substrate, with the biological colonization and granular desagregation beig the most serious ones that could be noticed. The study included both laboratory and “in situ” tests, in order to evaluate the efficacy of the process for treatment of the petrous substrate. The products used in the tests were the hydrofuge substance Petra HP, the consolidant with hydrofuge characteristics Petra CS-H with the aim of providing the petreous substrate with the best physical and waterproofing characteristics. The biocide Petra AL and Petra LF were applied “in situ” and subject to a laboratory test for evaluation of its efficiency.

Keywords: Conservation of Historic Buildings; Biological Colonization; Granular

Desagregation; Biocides; Consolidant; Hydrofuge.

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1.1- Objectivos ... 4

1.2- Metodologia ... 5

1.3- Referencias Bibliográficas do capítulo 1 ... 6

2- O estado da questão ... 7

2.1- Conservação, restauro e reabilitação de monumentos e critérios de intervenção . 7 2.2- Reabilitação estrutural, autenticidade e compatibilidade ... 11

2.2.1- Conceitos ... 11

2.2.2- Alvenarias ... 12

2.2.3- Fundações ... 15

2.2.4- Reabilitação Estrutural ... 17

2.3- Técnicas e regulamentação da construção até ao século XIX ... 22

3- Enquadramento físico e humano do edifício - caso de estudo ... 39

3.1- Situação geográfica ... 39 3.2- Evolução histórica ... 40 3.3- Geologia ... 41 3.4- Relevo ... 45 3.5- Clima ... 45 3.6- Manto vegetal ... 48 3.7- Demografia ... 48 3.8- Recursos económicos ... 52 3.9- Estruturas sociais ... 53 3.10- Vias de acesso ... 54

4- Caracterização do Edifício ... 56

4.1- Projecto arquitectónico e poder: do antigo Convento aos Paços do Concelho ... 56

4.2- A estrutura, os materiais e as técnicas de construção ... 57

4.3-Intervenções de conservação e reabilitação no edifício ... 61

5- A cantaria do Convento de S. Francisco de Mesão Frio ... 65

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5.6- Desagregação granular ... 81

5.7. Referencias Bibliográficas do capítulo 5 ... 84

6- A conservação da pedra... 85

6.1- Os tratamentos mais frequentes... 86

6.2- Limpeza ... 87

6.3- Biocidas ... 90

6.4- Consolidação ... 91

6.5- Hidrófugação ... 93

7- Ensaios ... 96

7.1- Introdução ... 96

7.2- Ensaio de biocidas ... 96

7.2.1- Introdução ... 96

7.2.2- Metodologia ... 97

7.2.3- Apresentação e discussão dos resultados ... 100

7.3- Análise das águas de lavagem ... 106

7.4- Ensaio de absorção de água por imersão ... 109

7.4.1-Introdução ... 109

7.5- Ensaio de absorção de água a baixa pressão – Método do tubo de Karsten ... 113

7.6- Ensaio de “ ataque químico” ... 119

7.7- Ensaio de determinação da tensão de rotura por compressão ... 122

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8- Conclusões e Recomendações ... 127

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FIG.2- Alvenaria de aparelho médio, alçado Sul ... 13

FIG.3- Almofadado rústico nos cunhais e alvenarias inferiores do alçados Sul ... 31

FIG.4- Almofadado rústico nos cunhais e alvenarias inferiores do alçados Nascente ... 31

FIG.5-Municipios vizinhos de Mesão Frio ... 39

FIG.6-Freguesias de Mesão Frio ... 39

FIG.7- Unidades Estruturais de primeira ordem (terrenos) e de segunda ordem (zonas) do Maciço Ibérico, segundo Ribeiro (2006b). ... 43

FIG.8- Carta Geológica de Portugal, Esc. 1/200.000, reduzida do Instituto Geológico Mineiro ... 43

FIG.9- Excerto da carta geológica de Portugal 1:50 000 na zona de Mesão Frio ... 44

FIG.10- Aglomerados urbanos e vias de comunicação do Mesão Frio. ... 54

FIG.11- Fachada principal da igreja ... 58

FIG.12- Azulejos, figurando cenas da Paixão de Cristo... 58

FIG.13- Jardim do Convento ... 60

FIG.14- Varanda do 2º piso ... 60

FIG.15- Tecto da varanda do 2º piso, com reforço nas madres de cobertura ... 60

FIG.16- Forro emoldurado do hall do 2º piso ... 60

FIG.17- Estátua de uma Santa no topo norte do alçado Sul ... 60

FIG.18- Escadaria em cantaria junto à entrada principal ... 60

FIG.19- Conjunto de azulejos, na entrada principal do convento ... 62

FIG.20- Plantas do edifício evidenciando as fases das últimas intervenções ... 63

FIG.21- Amostra de mão do granito utilizado na construção do Convento dos Franciscanos do Varatojo em Mesão Frio. ... 65

FIG.22- Lâmina delgada do Granito usado na construção do convento de Mesão Frio 66 FIG.23- Quartzo (Qtz), acompanhada de (biotite (Bt) e plagioclase (Pl), (nicóis X) .... 67

FIG.24- Recristalização do Quartzo (Qtz) com extinção ondulante, biotite (Bt) e plagioclase (Pl), (nicóis //) ... 67

FIG.25-Mirmequites (Mrq) e Biotite (Bt); (nicóis //) ... 67

FIG.26- Mirmequites (Mrq) e Biotite (Bt); (nicóis X) ... 67

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FIG.30- Moscovite secundária (Ms), quartzo (Qtz) e biotite (Bt); (nicóis X)... 68

FIG.31- Cristal hexagonal de apatite (Ap), Zircão (Zrn), biotite (Bt) e quartzo (Qtz); (nicóis X) ... 69

FIG.32- Clorite; (nicóis //) ... 69

FIG.33- Clorite; (nicóis X) ... 69

FIG.34- Zona rugosa da amostra em SEM ... 70

FIG.35- Zona lisa da amostra em SEM ... 70

FIG.36- Capas acinzentas originadas por sujidades ... 74

FIG.37-Escorrência de ferrugem proveniente da oxidação do gradeamento de ferro .... 75

FIG.38- Oxidação dos minerais de ferro da pedra... 75

FIG.39- Parte inferior do chafariz ... 78

FIG.40- Parte superior do chafariz ... 78

FIG.41- Peitoril das janelas ... 79

FIG.42- Cápeas das varandas interiores ... 79

FIG.43- Peitoril da janela, alçado sul ... 80

FIG.44- Laje de granito do 1º piso ... 80

FIG.45- Perda de pormenor ... 82

FIG.46- Reentrância na pedra ... 82

FIG.47- Arredondamento das arestas ... 82

FIG.48- Reentrâncias na pedra ... 82

FIG.49- Perda de pormenor ... 83

FIG.50- Esboroamento ... 83

FIG.51- Rugosidade da pedra ... 83

FIG.52- Esboroamento ... 83

FIG.53- Oxidação dos minerais de ferro, antes da aplicação dos produtos de limpeza . 90 FIG.54- Oxidação dos minerais de ferro, depois da aplicação dos produtos de limpeza 90 FIG.55- Escorrência de ferrugem, antes da aplicação dos produtos de limpeza ... 90

FIG.56- Escorrência de ferrugem, depois da aplicação dos produtos de limpeza ... 90

FIG.57- L1, Laje de granito, do jardim ... 98

FIG.58- L2,Cápea da varanda... 98

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FIG.63- L7, Repuxo ... 99

FIG.64- L8, Escadas exteriores ... 99

FIG.65- Espectrofluorímetro ... 100

FIG.66- Espectroescópio de UV/VIS ... 100

FIG.67- Amostras com mistura de acetona e água, após centrifugação ... 101

FIG.68- Bandas de Soret das amostras ... 103

FIG.69- Banda de Soret típica das clorofilas ... 104

FIG.70- Concentração de iões cloretos, nitrato e sulfatos, nas águas de lavagem ... 107

FIG.71- Gráfico de absorção a baixa pressão na varanda ... 116

FIG.72- Gráfico de absorção a baixa pressão na parede do alçado nascente ... 117

FIG.73- Provetes utilizados no ensaio de “ataque químico” ... 121

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Tabela 2- Evolução percentual do número de residentes 1991/2001 no município de

Mesão Frio ... 50

Tabela 3- Peso dos grandes grupos etários na população total do País, Douro e Mesão Frio ... 51

Tabela 4- Variação da densidade populacional do País, Douro e Mesão Frio ... 52

Tabela 5- Análise química dos elementos maiores de granitos, Martins (1998) e granitos segundo Carvalho (2002) ... 66

Tabela 6- Classificação das bactérias ... 77

Tabela 7- Avaliação da actividade biológica, 1º ensaio ... 100

Tabela 8- Avaliação da actividade biológica, 1º ensaio e 2º ensaio ... 104

Tabela 9- Absorção por imersão ... 112

Tabela 10- Volume de água absorvida por imersão, em cm3 ... 113

Tabela 11- Absorção de água a baixa pressão, na varanda interior ... 115

Tabela 12- Absorção de água a baixa pressão, no alçado nascente ... 117

Tabela 13- Resultados do ensaio de “ataque químico” ... 120

Tabela 14- Tensão de Rotura em provetes sujeitos a “ ataque ácido” ... 123

Tabela 15- Tensão de Rotura em provetes sãos ... 124

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1 Introdução

Compatibilizar a segurança e o respeito pelo valor histórico-cultural de um edifício, torna-se por vezes complexo, sobretudo quando os edifícios apresentam um elevado grau de deterioração. O restauro e a reabilitação de edifícios históricos exigem, normalmente, estudos e pesquisas de elevada especificidade que permitam a compreensão global do comportamento estrutural e a equação das diferentes soluções e critérios de intervenção, com o objectivo de proporcionar adequados níveis de segurança, habitabilidade e conforto térmico com o menor impacte negativo possível na autenticidade e valor histórico do edifício original.

A maior parte dos edifícios antigos, tanto os monumentos como os edifícios correntes e construções mais modernas estão construídos em pedra, pelo que o tema de conservação da pedra continua a ter grande interesse entre os profissionais, técnicos especializados e público em geral.

A ciência da conservação da pedra desenvolveu-se nos últimos três séculos: no século XIX, utilizaram-se na consolidação da pedra, ceras e água Baryta; durante o séc. XX, técnicas à base de cal foram refinadas, e consolidantes sintéticos assim como métodos de limpeza foram desenvolvidos. Actualmente dispomos de técnicas que utilizam bactérias formadoras de calcite, tratamentos de conservação hidroxilada e métodos avançados de limpeza a laser e por cataplasma.

Mas a conservação da cantaria arquitectónica não é só uma ciência, também é uma arte e especialidade da construção. Analisar todos os aspectos desta actividade multi-disciplinar é uma decisão muito importante do processo da conservação bem sucedida.

Os princípios filosóficos em que se fundamenta a conservação da pedra têm origem na antiguidade. Destaca-se a importância das intervenções de arquitectos ingleses e franceses dos séculos XIX e princípios do séc. XX, uma vezes consistindo em reparações ligeiras e harmoniosas e, outras vezes, em intervenções radicais sobre edifícios em risco de ruína, segundo os conceitos do restauro estilístico.

Grande parte da informação da história e desenvolvimento de um edifício, pode ser apreendida a partir do estudo das técnicas construtivas nele utilizadas. Esta informação, combinada com resultados da pesquisa documental, pode ajudar a compreender o edifício e a desenvolver apreciações fundamentadas sobre o seu

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significado. Este é um pré-requisito essencial para qualquer projecto de conservação. Só a apreciação do valor do objecto arquitectónico pode determinar o género de intervenção e o respectivo impacto. O significado de um edifício baseia-se não só no aspecto físico das partes que o constituem, mas também na sua história e desenvolvimento. Os mesmos princípios aplicam-se no estudo do substrato e das causas da sua deterioração. É importante o apoio do diagnóstico das anomalias construtivas em técnicas de inspecção, monitorização, análises laboratoriais no processo de decisão anterior à fase de intervenção.

O problema da consolidação da pedra é talvez o mais interessante na área da conservação de edifícios de rocha, pois não existem fórmulas simples e universais de consolidação. Estas evoluem tão rapidamente que, passado vinte anos após o aparecimento dos silanos, considerados promissores na consolidação da pedra, ainda hoje o seu uso limita-se a alguns casos especiais. O séc. XXI, introduz uma era “pós-silano”, do desenvolvimento da consolidação da pedra, e a tendência consiste em procurar métodos que possam ser aplicados a necessidades específicas, mesmo que seja por um curto intervalo de tempo. O conceito de reversibilidade aplicado nas intervenções de restauro e de conservação, conduz ao aperfeiçoamento e descoberta de novas técnicas de tratamento da pedra compatíveis, sob os aspectos, físico, químico e mecânico, com os materiais constituintes do edifício, objecto de intervenção.

Grande número de reforços de ferro oxidado que foram removidos dos edifícios de pedra no passado e substituídos por elementos em aço inox, por vezes envolveram maior corte e substituição de pedra. Actualmente este problema pode ser tratado com uma protecção catódica, sem remoção ou substituição da pedra.

A limpeza da pedra de edifícios históricos, deve ser distinguida em: limpeza da sujidade, que pode ser prejudicial para o edifício, em termos estruturais ou porque contribui para a deterioração da pedra; e remoção da patina, que é benigna e que contribui para a identidade, carácter e sentido histórico do edifício. Quanto a este aspecto, é preciso compreender a natureza do substrato e as causas para o aparecimento de manchas, antes de determinar os possíveis métodos de limpeza. Neste trabalho, apresenta-se uma metodologia para seleccionar uma técnica de limpeza adequada à pedra do edifício, caso de estudo. Propõe-se um método que minimize os efeitos negativos atingindo o desejável grau de limpeza.

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Quando as pedras apresentam graves sinais de deterioração, a decisão passa pela sua substituição parcial ou integral. Nesse caso, pode acontecer que a pedreira donde se extraiu a pedra do edifício original, seja difícil de descobrir, ou já não esteja activa, ou já não tenha os leitos rochosos específicos a partir dos quais se obteve a pedra original. Recorre-se, então, às análises petrográficas para caracterizar a pedra original, e para descobrir a pedra de substituição, que deve ter aspecto idêntico e um desempenho similar face aos agentes climáticos. Estes estudos e pesquisas podem resultar na reactivação de pedreiras abandonadas, e consequentemente reacção das populações que vivem nas vizinhanças, devido ao ruído, à poeira e transportes de carga, inertes a este tipo de operações. No entanto, em muitos casos, a extracção de pequenas quantidades de

rocha de construção, tem um impacto ambiental mínimo. (1)

No caso de estudo, propõem-se técnicas tradicionais e actuais de limpeza, reparação e consolidação da cantaria de granito, tendo em conta as características do material e do seu estado de conservação. Fez-se a análise histórica e o enquadramento do edifício no tempo e no espaço, caracterizando a envolvente, as técnicas construtivas e avaliando o seu estado de conservação, antes de indicar as intervenções mais adequadas. Na realidade, o resultado das intervenções passadas neste edifício, criou barreiras impermeáveis que impediram as alvenarias de “ respirar”, retendo no seu interior a humidade do terreno ou das infiltrações pluviais, com graves consequências para a deterioração estrutural. Para o mau estado do edifício, contribui também a falta de acções de manutenção, o mau estado da cobertura e do sistema de drenagem de águas pluviais, na zona das varandas interiores, e ainda a falta de um sistema de impermeabilização daquela.

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1.1- Objectivos

Esta tese tem como objectivo principal fazer uma avaliação da evolução do processo de conservação da pedra de edifícios históricos. O cerne deste estudo é a pedra de cantaria, no contexto arquitectónico e das intervenções de restauro e conservação de construções históricas. Apesar de ser fundamental uma apreciação geológica do tipo de pedra do edifício - caso de estudo, e um reconhecimento dos mecanismos da deterioração da pedra, para uma intervenção bem sucedida da sua conservação, estes estudos tiveram uma profundidade relativa, de acordo com os recursos existentes na UTAD, nomeadamente nos laboratórios de Materiais e de solos, de Química, de Microscopia Electrónica e de SEM. Foram realizados estudos preparatórios e complementares. Foi estudado o desempenho de tratamentos consolidantes aplicados, pontualmente, “in situ”. Sendo a água o principal agente de deterioração da pedra, as acções de conservação envolverão obrigatoriamente, o preenchimento de juntas e fissuras, a integração de partes em falta e a utilização de argamassas para a protecção da pedra contra as infiltrações de água. Dispositivos de protecção como beirados salientes, cornijas e sistemas de drenagem de águas, devem ser mantidos em boas condições. O controlo da humidade e da temperatura, contribui para retardar o processo de deterioração dos edifícios. Para o granito, uma limpeza periódica pode também protege-lo dos mecanismos de decaimento. A consolidação da pedra deve contribuir para a conservação e não para a sua deterioração, de forma irreversível, pelo que é necessário averiguar que produtos e técnicas são aceitáveis, como interagem com o substrato e qual o seu desempenho, durabilidade e risco de danificação. A sua selecção deve resultar de estudos científicos sobre as diferentes reacções das rochas à consolidação. Um dos objectivos deste trabalho consistiu no conhecimento mais aprofundado (científico e prático) dos novos produtos para a consolidação, relevante para a investigação na área da conservação do património cultural.

Um outro estudo fundamental baseou-se no conhecimento das diferentes técnicas de limpeza da pedra de monumentos e fachadas, incluindo as técnicas mais apropriadas para cada tipo de substrato líteo.

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1.2- Metodologia

As acções de manutenção e as intervenções de restauro e reabilitação de um edifício histórico, pressupõem a realização de um diagnóstico rigoroso, baseado em estudos e análises, que permitem definir a importância da função e do valor histórico do edifício, o seu estado de conservação, e o impacto das patologias identificadas nas suas condições de segurança. Pretende-se que este trabalho de investigação, sobre o Convento de S. Francisco de Mesão Frio, actual sede da Câmara Municipal, edifício do século XVIII, que envolve análise histórica, arquitectónica, do material, da tecnologia construtiva, do comportamento estrutural, conduza a uma adequada utilização de técnicas de conservação e restauro, repondo o edifício nas suas condições originais, de acordo com os princípios de Cartas e Convenções Internacionais e Nacionais da Salvaguarda do Património Arquitectónico.

O trabalho a desenvolver neste estudo, aborda a história da construção do edifício (tipologias, materiais e tecnologias), análises de alvenarias históricas, exemplos de estudos e diagnósticos, legislação internacional e nacional aplicável ao restauro e reabilitação estrutural de edifícios de interesse histórico e arquitectónico. Fazem parte também deste trabalho a recolha de informação bibliográfica e local, estudos de natureza teórica e trabalhos de campo como levantamentos arquitectónico, e fotográfico do edifício, envolvente e pormenores construtivos. Foi realizado ao longo do trabalho um levantamento fotográfico e gráfico das patologias encontradas. O trabalho contou com técnicas de inspecção e ensaios não destrutivos “in situ” e análises laboratoriais de amostras recolhidas do edifício, caso de estudo.

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1.3- Referencias Bibliográficas do capítulo 1

(1) Henry, Alison – Stone Conservation/ Principles and Practice, Donhead Publishing 2td_{, United}

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2 O estado da questão

2.1- Conservação, restauro e reabilitação de monumentos e critérios de intervenção

O estudo e a preservação de edifícios antigos tornam-se cada vez mais importantes para a salvaguarda de matéria colectiva, podendo assim garantir a transmissão de culturas, artes e a história dos povos. Com o evoluir dos anos não só os edifícios monumentais como palácios, igrejas, castelos e conventos são alvos de intervenções de conservação, mas também os edifícios correntes habitacionais, industriais e comerciais, com a finalidade de se entender melhor a organização e a forma de vida do homem ao longo do tempo.

A Carta de Atenas (1931) e a Carta de Veneza (1964), são cartas internacionais fundamentais, que definem princípios e doutrinas para a conservação e o restauro de monumentos. Embora estas conferências tenham sido realizadas há muitos anos, ainda hoje são seguidos estes princípios e doutrinas.

A conferência de Atenas contou com a representação de vários Estados, tendo como finalidade exporem os princípios gerais e recomendações para o restauro de monumentos. No sentido de se assegurar uma adequada manutenção e longevidade dos edifícios, foi recomendado que os usos dos mesmos devam respeitar o seu carácter histórico. Em casos em que seja indispensável o restauro de um edifício, deve-se ter em conta a história do mesmo, e não eliminar estilos de nenhuma época. Após a apresentação das normas legais, detectou-se uma tendência geral para consagrar um direito de colectividade relativamente à propriedade privada, pois constata-se uma grande dificuldade em conciliar o direito público com o privado. Ficou expresso o voto para que em cada Estado, as autoridades públicas fossem dotadas de poder, podendo assim estas intervir em casos de urgência, na conservação de monumentos pertencentes ao privado. Com a intenção da valorização dos monumentos, foram feitas recomendações que passam por respeitar o carácter e fisionomia das cidades, sobretudo na vizinhança dos monumentos. Refere ainda o estudo de plantas e ornamentações vegetais que lhes confira um carácter antigo e a supressão de publicidade, de postes, de fios telefónicos e de indústrias ruidosas. Foi aprovado o uso de técnicas modernas,

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especialmente de betão armado, sendo que estes reforços estruturais devam ser dissimulados sempre que possível. O facto da complexidade encontrada na degradação de monumentos, levou a que fosse recomendado, pelos governos, que os arquitectos e conservadores de monumentos colaborem com especialistas das áreas das ciências física, química e natural. Em casos de conservação de ruínas foi recomendada a reposição dos elementos originais encontrados (anastilose), caso fosse necessário a utilização de novos materiais, estes devem ser sempre reconhecidos. Para favorecer a conservação dos monumentos históricos e artísticos, fica o voto da interacção entre os Estados. Foi recomendado que os professores sensibilizassem as crianças e jovens, para a necessidade de preservar e de não degradar os monumentos e alertá-los para a protecção dos testemunhos da civilização. Com vista á utilização da documentação internacional, foram feitos votos para que cada Estado constitua arquivos, deposite as suas publicações no Serviço Internacional de Museu, publique um inventário, relativo aos seus monumentos históricos. Também o Serviço Internacional de Museus deve publicar artigos relativos aos métodos gerais de conservação de monumentos históricos.

A carta resultou do II Congresso dos Arquitectos e Técnicos dos Monumentos

Históricos, em Veneza, dada a carência de alguns princípios da carta de Atenas. O

documento refere a necessidade de colaboração das diversas ciências e técnicas, para a conservação e o restauro, e também uma necessidade de manutenção contínua dos mesmos. A deslocação de monumentos ou partes destes, fica condicionada podendo apenas ocorrer quando a salvaguarda do mesmo o exija, ou por razões de interesse nacional ou internacional. As operações de restauro pretendem preservar e revelar os valores históricos, e respeitar os materiais originais e documentos autênticos. Quando seja necessário um acrescento ou complemento, este deve ser realizado de uma forma harmoniosa e de maneira que fique clara a sua contemporaneidade. Sempre que se revelem inadequadas as técnicas tradicionais, pode-se recorrer a técnicas modernas, desde que a sua eficácia tenha sido comprovada. Os trabalhos de conservação, restauro e escavações, deve ficar anotado sob a forma de relatórios e ilustrado por desenhos ou fotografias. A aplicação prática dos princípios descritos, tem dado origem a diversas interpretações mediante as culturas, as experiências e as mentalidades. Segundo Raymond Lemaire, relatador da comissão, "a Carta nunca teve como objectivo ser um

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dogma, mas antes proporcionar os princípios básicos, os quais poderiam ser interpretados e mesmo alterados se o tempo e as circunstâncias assim o aconselhassem".

A Conferência Internacional “Cracóvia 2000”, sobre a Conservação do Património Cultural, de onde resultou a Carta de Cracóvia 2000, teve como objectivo elaborar um conjunto de recomendações sobre a conservação e o restauro do património construído. A maioria dos conceitos têm as suas raízes na Carta de Veneza, embora tenha-se aqui aprofundado a noção de conservação e a necessidade da investigação, e é aqui reconhecida a necessidade da participação dos cidadãos.

A Carta de Cracóvia 2000, refere que a conservação pode ser realizada de diferentes tipos de intervenção como a manutenção, a reparação, o controlo do meio ambiente, o restauro, a reabilitação, a renovação e a reabilitação. A conservação do património deve ser executada de acordo com um projecto, do qual conste uma estratégia para a preservação a longo prazo. Não devem ser feitas intervenções numa parte significativa de um edifício, baseadas no que os responsáveis consideram ser o seu verdadeiro estilo. Qualquer intervenção a realizar em património arqueológico, deve ser relacionado com a sua envolvente, o território e a paisagem. O objectivo da conservação dos monumentos em meios rurais ou urbanos é a preservação da sua autenticidade e integridade. Na execução de um restauro tem de existir um projecto específico, para a preservação de esculturas e elementos artísticos, vinculado ao projecto geral de restauro. As técnicas a utilizar devem ser as resultantes da investigação pluridisciplinar, sobre materiais e tecnologias usadas na construção, reparação e restauro do património. A pluralidade de valores do património e a diversidade de interesses, levam á necessidade de intervenção dos cidadãos bem como de especialistas e gestores culturais. (1)

O conceito de conservação, consiste em dotar os edifícios antigos de condições de habitabilidade, conforto e segurança, salvaguardando sempre o valor histórico. A “Teoria da Conservação”, que surgiu com Camillo Boito e de seguida com Cesare Brandi, consiste na intervenção mínima e na salvaguarda dos materiais originais. As intervenções de conservação são influenciadas pelo contexto cultural, podemos verificar pelo caso da França e Itália. Em França escola de Viollet-le-Duc marcou a história da conservação, condicionando a prática e os gostos actuais. O gosto induzido pelo aspecto “novo”, traduz-se em operações de substituição de elementos em pedra e por operações de limpeza radicais, tornando-se numa opção pelas questões de autenticidade estética.

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Em Itália os princípios de Camillo Boito e Cesare Brandi, baseados na linha de John Ruskin, contemplavam esforços de conservação de materiais originais e dos traços da passagem do tempo, assumindo uma clara opção pelas questões de autenticidade

histórica. (2)

O restauro de monumentos, baseia-se num conjunto de acções especializadas, com vista a recuperar a imagem, a concepção original ou um momento histórico do edifício. Com o restauro pretende-se restabelecer a forma, aparência e materiais de uma determinada época.

A reabilitação de monumentos, pretende possibilitar o uso eficiente e compatível do edifício, através de alterações e acrescentos, salvaguardando sempre o valor histórico, cultural e arquitectónico.

Embora as três intervenções tenham um carácter diferente, a salvaguarda do património histórico, cultural e arquitectónico é comum a ambas. Isto é possível através de critérios que são utilizados nestes tipos de intervenção, sendo os mais comuns a

Eficácia, Compatibilidade, Autenticidade, Durabilidade, Reversibilidade e Eficiência.

Uma intervenção deve ser eficaz, e deve esta ser demonstrada por provas qualitativas e quantitativas. Deve ser compatível, com a estrutura existente e com os materiais, do ponto de vista químico, mecânico, tecnológico e arquitectónico. Nestes tipos de intervenção é de grande importância da reversibilidade de determinada intervenção, que deve ser garantida sempre que possível, podendo no futuro ser removida. A eficiência de uma intervenção prende-se com o menor consumo possível de recursos e com o menor custo possível. (3)

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2.2- Reabilitação estrutural, autenticidade e compatibilidade

2.2.1- Conceitos

A reabilitação de edifícios surge sempre associado ao uso do edifício e á sua envolvente. Segundo os Comités 116 (Terminology and Notation) e 364 (Reabilitation) do American Concrete Institute (ACI), a reabilitação consiste na “ reparação ou modificação de uma estrutura, de modo a obter um determinado estado de utilidade”.

No caso de edifícios históricos, a reabilitação inclui também a salvaguarda. Para estes casos o Secretary of Interior’s Standards for Rehabilitation, ou o California Historical Building Rehabilitation, dos Estados Unidos definem como reabilitação, o “ acto ou processo de possibilitar um uso eficiente e compatível de uma propriedade, edifício ou estrutura, através de reparações, alterações e acrescentos, preservando, ao mesmo tempo, as partes ou características que traduzem o seu valor histórico, cultural e arquitectónico”. (4)

A reabilitação estrutural está directamente ligada á segurança das pessoas e dos bens, e tem como base a reparação, o reforço e a consolidação. A reparação tem como principio a eliminação dos efeitos que resultam das acções destrutivas, a que a construção esteve sujeita, visando repor a construção no seu estado inicial. Esta intervenção pode ter um carácter estrutural ou apenas cosmético. O reforço consiste no aumento da capacidade resistente, ficando a estrutura apta para suportar cargas mais elevadas. A consolidação visa a melhoria do desempenho e serviço de uma estrutura, aumentando a sua rigidez, e como consequência diminuir as deformações, vibrações e a fendilhação excessiva. Embora o conceito destas intervenções seja diferente existem elementos comuns entre elas. (5)

Este tipo de reabilitação é a mais importante, embora seja a menos utilizada, por as técnicas tradicionais interferirem no normal funcionamento do edifício. O facto destas intervenções não se traduzirem em benefícios imediatos, e o elevado preço associado, são também factores que levam á dissuasão destas intervenções. Em zonas onde ocorra actividade sísmica, torna-se ainda mais indispensável a reabilitação

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estrutural, sob pena de pôr em risco, a vida das pessoas e dos bens, devendo preparar a estrutura para suportar sem grandes perdas e danos, a actuação dum sismo intenso. (6)

Os maiores problemas com que nos deparamos na reabilitação de edifícios antigos, são o facto de os materiais usados serem heterogéneos e frágeis, não haver uma relação força/deformação credível uma vez que as deformações já se deram, e que o edifício se encontra de pé em equilíbrio natural e qualquer alteração no esquema estático pode originar riscos difíceis de avaliar.

2.2.2- Alvenarias

Tendo as paredes ou alvenarias de edifícios antigos, uma função estrutural é necessário o conhecimento dos materiais destas, bem como das técnicas utilizadas quando é necessário proceder a intervenções de reabilitação. Estes elementos estruturais, as alvenarias, podem ser classificados quanto ao tipo de material usado e quanto ao método construtivo. As alvenarias não eram mais que a colocação de blocos, naturais ou artificiais, colocados uns sobre os outros e normalmente utilizando uma argamassa de assentamento. As alvenarias são classificadas pelo material utilizado em, alvenarias de pedra, tijolo e adobe, e tinham na constituição das argamassas terra, barro, saibro, cal, cimento e pozolana. Estas eram ainda classificadas quanto ao método construtivo por alvenaria de aparelho regular ou cantaria, alvenaria mista, alvenaria de aparelho médio e alvenaria ordinária.

As alvenarias de aparelho regular ou cantaria, tinham a particularidade de os blocos de pedra serem talhados geometricamente, originando as faces de assentamento planas, não necessitando de argamassa de assentamento. No caso de as dimensões dos blocos serem iguais, o aparelho designava-se de “isodómico”.

A alvenaria mista é constituída por blocos de pedra, em que parte dos paramentos da pedra é talhada e outra é irregular, podendo o núcleo ser preenchido com tijolo.

A alvenaria de aparelho médio é constituída por blocos irregulares, sendo apenas de pedra talhada elementos como cunhais, soleiras e cintas.

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FIG.2- Alvenaria de aparelho médio, alçado Sul FIG.1- Alvenaria de aparelho médio, alçado Poente

A alvenaria ordinária, é constituída por blocos de pedra irregular e assentes com argamassa, podendo os paramentos serem ou não revestidos. A alvenaria ordinária pode ainda ser dividida em alvenaria seca e alvenaria de taipa. A alvenaria seca era normalmente utilizada em construções de pequeno porte, pois estas têm pouca estabilidade, uma vez que são constituídas por pedras irregulares arrumadas a seco, mesmo ficando firmes e devidamente travadas. A alvenaria de taipa era mais usada na construção de muralhas e fortificações. Construíam-se taipas laterais que delimitariam a parede, que ia sendo preenchida com camadas de inertes grosseiros de pedra, brita, tijolo, adobe, posteriormente batida e sobreposta com camadas de ligante de terra argilosa ou de argamassa.

As argamassas eram usadas essencialmente para o assentamento de pedra, criando uma base uniforme, e para o revestimento. Ao longo do tempo as argamassas foram evoluindo, quer ao nível da resistência, constituição, permeabilidade, etc. São de referir as argamassas mais antigas de barro, as argamassas de pozolana usadas para fazer o concretum dos romanos, as argamassas hidráulicas que se diferenciam das anteriores pela adição de pó de tijolo semicozido em vez da pozolana natural. As argamassas á base de cal e areia, utilizadas nas construções antigas, eram por vezes melhoradas por adição de compostos orgânicos de sangue, sebo, borras de azeite, leite de figo e ovos. Estas argamassas atingem hoje resistências entre os 3 a 5 MPa.

Na constituição de alvenarias estão presentes também elementos metálicos, de chumbo, estanho, cobre, de ferro e suas ligas, sob a forma de tirantes, ferrolhos, gatos,

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chumbadouros, grampos e estribos, permitindo uma melhor aderência e a distribuição de esforços. As paredes de alvenaria estão associadas a grandes resistências à compressão e a uma quase nula resistência à tracção. As insuficiências destas podem ser causadas essencialmente por três tipos, insuficiências inerentes à construção (construção deficiente), deficiências devido ao natural envelhecimento da construção e das modificações (ampliações, reparações, reforços e consolidação) que passou ao longo dos anos, e devido a modificações das acções externas sobre a construção (sobrecargas de utilização, sismos).

Algumas das técnicas mais usuais de reforço e consolidação em paredes de alvenaria, são a injecção de caldas, o aumento da secção, a melhoria do contraventamento, a aplicação de tirantes e aplicação do reticulo cementato. A injecção

de caldas é efectuada através de tubos fixados em furos na parede, onde existam vazios,

em juntas ou em zonas com lesões. A eficácia desta técnica depende da capacidade de penetração da calda, esta deve ser efectuada a pressões da ordem dos 0,5 a 1,5 MPa, de forma a não originar deformações na parede. Os principais constituintes utilizados nas caldas de restauro estrutural são o cimento portland puro, a cal, cimento e cal ou cimento e bentonite, pozolanas e materiais com propriedades pozolânicas, silicatos e resinas artificiais (epoxi, poliéster, acrílicas). A técnica de injecção de caldas exige um rigoroso controlo de qualidade, efectuado antes e depois da aplicação, sendo normalmente estes efectuados por auscultação dinâmica e por ensaios laboratoriais de análise de carotes. O aumento da secção é normalmente usado quando se pretende aumentar a resistência do edifício a cargas horizontais, procede-se então ao encamisamento de uma ou de ambas as faces da parede, com a adição de recobrimento de betão armado. Pelo facto de se proceder a um aumento da secção, vai-se originar um aumento da carga vertical, podendo esta originar momentos de derrube susceptíveis de obrigar a reforçar as fundações. É importante referir que esta técnica, para além dos momentos de derrubamento, origina também a alteração da rigidez das alvenarias, causando torções na construção. A melhoria do contraventamento pode ser realizada criando elementos de cintagem, estes podem ser por exemplo, elementos de cintagem de betão armado nas coberturas ou nas fundações. A construção de uma nova parede também pode melhorar o contraventamento das existentes, assim como o caso dos pisos de madeira, que pela adição de um novo tabuado ou de uma camada de betão tornam o

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piso mais rígido e aumentam o contraventamento das paredes. A utilização de tirantes na reabilitação estrutural de paredes é um pouco questionável, pois se por um lado estes materiais têm baixa deformabilidade e trabalham com tensões elevadas, por outro lado temos edifícios antigos com materiais frágeis e elementos estruturais um pouco degradados pela vivência do edifício. Embora sempre se utilizassem nas construções antigas, elementos metálicos como esticadores, ferrolhos e tirantes de travamento, muitas vezes a estes está associado o fenómeno de corrosão. Este fenómeno origina fendilhação e fracturação da pedra e diminuição da resistência do próprio elemento uma vez que este vai diminuir a sua secção. O reticulo cementato é normalmente utilizado quando a parede necessita de aumentar a sua capacidade de resistência à compressão, flexão e tracção, não sendo conveniente aumentar a área da secção ou em casos em que a técnica de injecção de caldas não seja suficiente. Esta técnica consiste em criar uma malha tridimensional de varões de aço na alvenaria, em que o funcionamento consiste na aderência dos varões com o material envolvente. (7)

2.2.3- Fundações

Assim como acontece no caso das alvenarias, no caso das fundações também é essencial conhecer os materiais utilizados, as técnicas de construção, a sua classificação, as causas das suas insuficiências, bem como alguns métodos de consolidação e reforço utilizado na reabilitação estrutural. As fundações das edificações antigas, eram geralmente construídas em alvenaria de pedra, tijolo cerâmico ou mista (pedra, tijolo e madeira), com junta seca ou com argamassa. As fundações de edifícios menos importantes, normalmente eram efectuadas por enrocamento de pedra ordinária, misturado ou não com argamassa, lançados contra o terreno em valas ou poços, em edifícios mais importantes e de estrutura mais pesada, eram efectuadas em alvenaria de pedra trabalhada, disposta á mão, ou em tijolo cerâmico. As fundações directas eram basicamente prolongamentos de elementos da estrutura vertical, podendo ser contínuas (paredes de alvenaria) ou isoladas (pilares). No caso de fundações directas contínuas em que o solo de fundação era mais resistente (solos rochosos), as fundações tinham a largura das paredes sobrejacentes, caso contrário tinham uma sobrelargura. Estas

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fundações eram dimensionadas adoptando relações de altura/largura elevadas, com a finalidade de diminuir as tensões de tracção por flexão. Outro tipo de fundações directas contínuas era efectuado através de escavação no solo com pouca profundidade, da área total ou parcial de implantação do edifício. Esta área era delimitada por paredes resistentes de alvenaria de pedra ou tijolo cerâmico, sendo o seu núcleo também constituído por divisões do mesmo material, originando maior rigidez à fundação.

As fundações indirectas surgiram com a necessidade de se obter um solo com capacidades de carga superior, sendo necessário atingir estratos mais profundos. Geralmente eram efectuados poços com afastamento de cerca de três metros, com alturas variáveis dependendo do nível em que se encontrasse solo com a capacidade requerida. As fundações eram normalmente preenchidas com enrocamentos de pedras ordinárias podendo ser ou não misturadas com argamassa. Em alguns casos, os poços eram revestidos nas suas faces por pedra trabalhada ou tijolo.

Foram também utilizadas estacas de madeira na concepção de fundações, tendo como função transmitir as cargas a estratos do solo mais profundos. A cravação de estacas com grande proximidade confinava e melhorava a consolidação do solo, o processo terminava quando o solo tivesse compacidade que dificultasse a cravação de novas estacas.

As insuficiências podem ter duas causas, sendo uma originada pelas acções do homem e outra pelas acções da natureza. As acções do homem estão essencialmente ligadas ao tráfego de viaturas, escavações na proximidade ou debaixo de edifícios antigos, o abaixamento ou a subida do nível freático, a alternância dos níveis da água gerados por exemplo pelo controlo de uma barragem ou pelos níveis de um rio que atravesse no meio de uma cidade, e pelas alterações efectuadas num edifício que provoque a alteração da sua estabilidade e a distribuição de forças.

Os métodos de consolidação e reforço mais usuais têm todos as suas limitações, e para cada caso tem de se analisar, estudar e acompanhar qual o mais adequado. Os métodos mais usuais são o recalçamento por troços, o recalçamento por meio de

estacas por processos tradicionais, injecção nos solos e aplicação de estacas raiz. A

utilização de injecções tem como objectivo aumentar a capacidade de suporte do solo de fundação, através do aumento de resistência à compressão e do módulo de elasticidade. As caldas são normalmente de cimento, ou cimento e bentonite, caldas baseadas em

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silicatos e caldas com soluções de silicato de sódio. A pressão a que deve ser efectuada a injecção depende da permeabilidade, porosidade do solo, da viscosidade da calda, do tamanho das partículas da calda e do tipo de tubos e válvulas utilizadas na injecção. Do ponto de vista ambiental é necessário ter em atenção aos produtos utilizados, de forma a garantirem inércia química e ausência de toxidade, uma vez que quando injectados podem contaminar os aquíferos.

Quando se procede a uma alteração do uso de um edifício, devem ser tomadas todas as medidas de forma a estas satisfazerem os critérios de conservação e segurança. A especificidade de cada estrutura e a complexa história correspondente, requerem uma organização de estudos e propostas, por fases, sendo estas a análise da informação, identificação de causas e degradações, selecção das acções de consolidação e controlo da eficácia das intervenções. Antes de qualquer intervenção, têm de ser averiguados os benefícios e os prejuízos prováveis para o património. (8)

2.2.4- Reabilitação Estrutural

A reabilitação de estruturas deve ser sempre precedida por uma fase de investigação e diagnóstico. A fase de investigação compreende a inspecção inicial do local, a compreensão do comportamento estrutural, recolher informações sobre o estado original da estrutura, sobre as técnicas e métodos utilizados na sua construção, sobre as alterações posteriores e os fenómenos que ocorrem, e o seu estado presente. O

diagnóstico baseia-se em informação histórica, em abordagens qualitativas (baseada na

observação directa dos danos estruturais e degradação dos materiais, em investigação histórica e arqueológica), e quantitativas (baseada em ensaios em estruturas e materiais, monitorização e análise estrutural). Na realização das abordagens quantitativas, os ensaios e análises podem ser efectuados no local ou em laboratório, para determinar as propriedades e características dos materiais. Com a evolução das técnicas e dos instrumentos de observação, é hoje possível realizar ensaios no local, com a particularidade de não danificar ou alterar a estrutura do edifício. São exemplos a termovisão e a análise petrografica, de ensaios no local e em laboratório,

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respectivamente. A termovisão é uma técnica, em que se parte do princípio que todos os corpos emitem radiação térmica, a qual será registada por aparelhos adequados, registando-se esses valores na faixa do infravermelho. Os materiais reagem de forma diferente, conforme a sua constituição, esta é determinada para cada material pela sua condutibilidade térmica e pelo seu calor específico. Esta técnica permite recolher informação sobre, antigos vãos e aberturas posteriormente obturados, elementos estruturais embutidos em paredes que não sejam visíveis, tubagens e canalizações antigas e lesões estruturais que foram posteriormente ocultadas por reparação superficial. No caso da análise termografia, esta é feita a partir de carotes de betão endurecido, e serve para determinar os problemas do betão bem como todas as fases porque este passou. Este método foi utilizado no estudo para a reconstrução do Forte Português de Bahrain, “Qala’t Bahrain” do século XVI, permitindo obter a natureza do ligante e dos materiais inertes utilizados. A informação que esta técnica permite recolher é, os materiais utilizados e as proporções, mistura, compactação, cura e as possíveis reacções secundárias. A avaliação da segurança, é o passo seguinte ao diagnóstico, onde se vai decidir sobre a intervenção, culminando este processo num relatório de avaliação.

As Recomendações para a Análise, Conservação e Restauro Estrutural do

Património Arquitectónico, do ICOMOS, incorpora as medidas de consolidação e

controlo, que devem estar presentes na realização de um projecto de conservação e restauro estrutural, que serão descritas de seguida. A base para as medidas de conservação e reforço, a tomar em cada caso, depende da avaliação da segurança e do significado histórico e cultural do edifício. Quando se procede ao reforço e consolidação de uma estrutura, estes devem ser dirigidos à raiz da causa e para isso é necessária a compreensão das acções que provocam os danos, como as forças, acelerações e deformações. A manutenção adequada de uma estrutura pode limitar a necessidade de intervenções no futuro, estas intervenções só devem ser executadas sempre que se demonstre que é indispensável. É pretendido que a intervenção deva ser mínima, com a finalidade de causar o menor dos danos ao valor patrimonial, garantindo a segurança e a durabilidade exigida. Na escolha das técnicas a utilizar, entre tradicionais e modernas, a preferência vai para a menos invasiva e compatível com o valor patrimonial, tendo em consideração as exigências de segurança e durabilidade. As características e a

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compatibilidade, dos novos materiais usados devem ser completamente conhecidas, bem como os seus efeitos a longo prazo com a finalidade de evitar efeitos indesejados a longo prazo. As intervenções devem sempre respeitar a concepção original, as técnicas de construção e o valor histórico que estas representam, sendo a reparação preferível à substituição. Quando haja imperfeições e alterações da estrutura e estas façam parte da história do edifício, estas devem ser mantidas desde que não comprometam as exigências de segurança. Quando uma intervenção é controlada por um programa de monitorização e controlo, estas devem ficar documentadas, fazendo parte da história da construção. As acções desenvolvidas nas intervenções, devem ter um carácter

reversível podendo no futuro ser alterada caso surja uma técnica nova mais adequada, e

sempre que não seja reversível, não pode comprometer as intervenções posteriores. Têm sido cometidos erros ao utilizar critérios de regulamentos para estruturas modernas em estruturas históricas, uma vez que não é considerado o comportamento real da estrutura. Em concreto são o cumprimento do regulamento sísmico e geotécnico que mais consequências drásticas têm originado às estruturas. A incerta fiabilidade resultante da avaliação da segurança das estruturas, origina a necessidade de efectuar um Relatório de Avaliação, o qual permite justificar as opções e medidas a adoptar e proceder a um juízo final.

No estudo de um edifício é fundamental recolher informação no que respeita à sua concepção, de técnicas utilizadas na construção, de processos de degradação e

danos, de alterações que tenham afectado a estrutura e sobre o estado actual da mesma.

O primeiro passo para o estudo de um edifício é a observação directa do mesmo, por parte de equipas devidamente qualificadas. Estas têm como objectivo definir a metodologia mais adequada à investigação. A observação directa tem como grande objectivo identificar degradações e danos, determinar se determinados fenómenos estão ou não estabilizados, averiguar e decidir se existe ou não risco imediato, e identificar os efeitos do meio ambiente sobre a construção. O meio ambiente é o responsável por certos danos na construção, mas por vezes o problema encontra-se numa deficiente concepção ou execução iniciais (como por exemplo a inexistência de sistemas de drenagem), pelo uso de materiais inadequados e pela deficiente manutenção subsequente. A investigação histórica, estrutural e arquitectónica consiste na apreensão das técnicas, da mão-de-obra utilizada, nas alterações posteriores das estruturas e da

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envolvente, que possam ter dado origem a danos. É essencial ter conhecimento da vida do edifício ao longo dos anos, por exemplo no que se refere a reconstruções, colapsos, acrescentos, alterações, restauro, modificações estruturais e qualquer alteração do uso da construção, que conduziria à situação actual do edifício. Os ensaios elaborados em

laboratório pretendem revelar as características mecânicas (resistência e

deformabilidade), as físicas (porosidade) e químicas (composição dos materiais), e também determinar as tensões e deformações da estrutura. Sempre que possível estes devem ser realizados por ensaios não-destrutivos, para não provocar alterações na estrutura. A monitorização é um processo usual quando estamos perante fenómenos não estabilizados, e também quando ocorrem processos faseados de intervenção estrutural. O principal objectivo é a recolha de dados, como o registo de alterações e deformações, largura de fendas e temperaturas. O método mais simples e económico utilizado em fendas é a colocação de testemunhos ou fissurómetros. Em alguns casos a necessidade de se obter dados em tempo real, requer o uso de um sistema monitorizado. A monitorização pode ainda ter o papel de alarme.

Os principais factores que influenciam o comportamento de uma estrutura são, a

forma e as ligações da estrutura, os materiais de construção e as forças, acelerações e deformações impostas. Para se analisar uma estrutura é necessário elaborar o esquema

estrutural da mesma, tendo em conta as solicitações, bem como as alterações e degradações a que esta vai estar sujeita como, fendas, descontinuidades, esmagamentos e inclinações que esta incorpore. Estas são provocadas por fenómenos naturais ou pela intervenção do homem, quando este por exemplo procede á realização de aberturas, á eliminação de arcos, á realização de lajes, paredes, escavações, galerias e novos edifícios vizinhos. Normalmente este esquema resulta de uma combinação entre um esquema próximo da realidade, mas complexo de calcular, e um esquema simples, mas aquém da realidade.

As acções que afectam as estruturas, são classificadas como acções mecânicas, sendo estas estáticas ou dinâmicas. As acções estáticas podem ainda ser acções directas ou indirectas. As acções sobre os materiais são designadas de acções químicas e

biológicas. A acção mecânica dá origem a tensões e deformações nos materiais,

resultando normalmente em fendilhação, esmagamento ou movimento destes. As acções estáticas do tipo directas estão relacionadas com as acções permanentes (peso da

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construção), e as acções variáveis (equipamento, pessoas, neve, etc.), que provocam alterações na estrutura com o seu aumento, podendo o inverso também originar alterações. As acções indirectas são aquelas que são impostas, como o caso de

assentamento do terreno, variação térmica, fluência da madeira e retracção da argamassa. Estas acções podem-se desenvolver em ciclos, originando esforços. A

variação do nível freático e as escavações dão origem a assentamentos, os quais são os mais perigosos das acções indirectas. A diferença de temperaturas entre a superfície exterior e a interior das construções origina deformações nos materiais e consequentemente, tensões. As acções dinâmicas são provocadas por acelerações como o caso de sismos, vento, furacões, vibrações provocadas por máquinas. As acções

físicas, químicas e biológicas actuam sobre os materiais alterando a sua natureza,

diminuindo a resistência destes. Estas acções são normalmente originadas e aceleradas com a presença de água, com a variação da temperatura e com condições micro-climáticas (por exemplo: poluição, deposição superficial, etc.). A oxidação dos metais é o exemplo mais vulgar deste tipo de acção. (9)

Nas intervenções de reabilitação estrutural de edifícios históricos, as intervenções de engenharia ganham uma dimensão cultural, e como consequência temos de ponderar bem o tipo de técnicas e de materiais a utilizar.

A autenticidade é imprescindível nas obras de reabilitação, pois só assim se consegue transmitir a história e cultura seculares. A autenticidade exige sensibilidade, criatividade, multidisciplinaridade e o respeito pelos materiais e estruturas originais. O primeiro passo para a autenticidade, é o conhecimento de tecnologias e materiais antigos. Para se manter a autenticidade não nos podemos basear em critérios fixos, uma vez que as culturas e as histórias de cada monumento variam.

A compatibilidade das técnicas e materiais utilizados devem minimizar a alteração das características de rigidez da estrutura e do funcionamento estrutural original (compatibilidade mecânico-estrutural), e também evitar o aparecimento de novas patologias, por apresentarem diferentes comportamentos físicos e/ou químicos, relativamente aos materiais existentes (compatibilidade físico-quimica).

A seguir á Segunda Guerra Mundial, o fachadismo ganhou apoiantes, cedendo ao interesse do negócio imobiliário. Esta tendência consistia em aproveitar apenas a “carcaça” do edifício, e preencher o interior, de estruturas de betão ou aço. (10)

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Actualmente a sociedade tornou-se mais adepta das estruturas e materiais originais, e ganhou mais respeito pelos edifícios antigos. Esta consciencialização da sociedade também se fez sentir nas empresas, sendo para estas um símbolo de dignidade e prestígio.

2.3- Técnicas e regulamentação da construção até ao século XIX

Na Antiguidade as técnicas e saberes eram passados de geração em geração, por via oral e na realização de trabalhos em estaleiro com artífices. Os primeiros textos a surgir, sobre as técnicas construtivas foram sobre a Civilização Egípcia, registados em textos descritos de viagens. Seguidamente foram surgindo outros textos, com a finalidade de transmissão de conhecimentos matemáticos, e sobre relações aritméticas e geométricas, que ajudavam na determinação da proporção das fachadas e das plantas. A arquitectura Grega deixou registado o seu conhecimento da mecânica, da geometria e da matemática, em textos da Escola de Alexandria. A funcionalidade das edificações, e a elevada especialização dos Gregos na construção ficaram registadas em livros. No tratado de Arquimedes surge a descrição das primeiras máquinas simples de elevação e a determinação do centro de gravidade de figuras planas. Contudo o primeiro tratado da construção que surgiu nos nossos dias completo, foi o tratado De Architectura libri decem (sec.I a.c), do arquitecto e engenheiro Marcus Vitruvius Pollion, do Império Romano. O tratado de Vitrúvio debruçou-se sobre a arquitectura em geral, as regras urbanísticas do Império, a preparação e aplicação dos materiais, as ordens de composição arquitectónica, as regras de disposição funcional dos espaços, cuidados a ter na execução de fundações, de paredes, muros e muralhas, noções de pintura, hidráulica, cosmografia, mecânica civil e militar. Este tratado serviu a partir do Renascimento, como referências para execução de novos tratados de arquitectura e construção. Gaius Plinius Secundus (23-70 d.C), escreveu a primeira enciclopédia conhecida, composta por 38 livros, nos quais existem subcapítulos referentes ao trabalho do ferro, do chumbo, de técnicas de pintura e preparação dos diferentes pigmentos, fabricação e utilização de tijolos, utilização do mármore em edifícios, construção em geral, cisternas, cal, areia e areia com cal, coberturas, colunas,

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No período da Idade Média, a queda do Império Romano do Ocidente, trouxe novas influências para a construção clássica. As influências tiveram origem nas trocas comerciais com o oriente, e com as invasões árabes do sul da Europa e depois com as cruzadas, em que se intensificaram a arte de construir oriental e o conhecimento matemático. Até ao final do século XI, na Europa, as construções privadas eram feitas em madeira, mas a partir daqui a construção de pedra e tijolo ganha importância, sendo utilizada sobretudo na construção de castelos e residências privadas. Com a afirmação do latim como língua oficial, a Igreja copiou e traduziu dos Gregos pergaminhos, sobre literatura, e também sobre a arquitectura escritas na Antiguidade Clássica. Assim surgiram nos finais do século XII, “cadernos” destinados a estudantes universitários sobre a arquitectura e a construção. A transmissão de conhecimentos de construção e de arquitectura foi-se expandindo uma vez que as técnicas e soluções utilizadas por uns eram posteriormente copiadas, aperfeiçoadas e adaptadas por outros. Do mesmo modo se processavam os trabalhos em estaleiro, consistindo em adaptar técnicas conhecidas no local, tentando aperfeiçoar e adaptar, sendo posteriormente estas técnicas usadas por outros construtores. Para uma melhor percepção e representação dos edifícios a construir, eram feitas maquetas em madeira, gesso ou pedra, evidenciando os pormenores do edifício. Em caso de obras de importância, para além dos desenhos, maquetas e croquis eram ainda efectuados desenhos do corte da pedra posteriormente entregues aos mestres canteiros. Foi importante na transmissão da arte de bem construir a data de 1454, pois foi a data da primeira publicação de textos impressos, que viria a ser muito vantajosa na difusão mais alargada destas regras.

O renascimento surge no inicio do século XV, com uma nova base de pensamento filosófico e um novo estilo de arquitectura, que se expandiu rapidamente uma vez associado á reprodução de textos e gravuras. O interesse do Renascimento pela redescoberta da Construção da Antiguidade Clássica, foi procurar como fontes deste saber Vitrúvio, Plínio, Vegecio, Euclides e Arquimedes. A obra de Vitrúvio foi várias vezes traduzida, e em vários países, em Portugal foi pela primeira vez traduzida por Pedro Nunes entre 1537-1541. Em 1615 Scamozzi traduz o tratado em “L’idea dell’architettura universale”, o qual ilustra com desenhos de edifícios por si elaborados, contando também com noções de perspectivas, economia, detalhes técnicos, topografia, medições e estimativas. Os monumentos da Roma Antiga serviram para estudo da

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arquitectura e para aprendizagem da arte de bem construir, surgindo com base nestas os tratados posteriores. Os primeiros tratados a serem então publicados, como o caso de os Livros de Arquitectura (1537) de Sebastiano Serlio, incidiam sobretudo no detalhe das fachadas, nas proporções das colunas, nas dimensões das pilastras e arquitraves, no perfil de molduras e na composição de arcadas, pórticos e frontões. Os elementos estruturais como a abóbada de berço, o arco romano, a arquitrave grega horizontal entre duas colunas, e as plantas circulares com diversos eixos, começaram a serem divulgadas e utilizados nas construções. Além das traduções de Vitrúvio impressos, foram de grande importância para a construção de edifícios as impressas dedicadas ao desenho e á perspectiva, e as obras especializadas em estereotomia e mecânica. A perspectiva e o desenho serviam de referência para a representação de edifícios e seus detalhes, a estereotomia e a mecânica tinham aplicações práticas na fase de concepção e dimensionamento. O primeiro tratado impresso sobre Estereotomia foi escrito pelo Francês Philibert de l’Orme, em 1576, no Le Premier Tome de l’Architecture, descrevendo geometricamente a projecção de cada uma das faces de uma aduela de um arco. Na área das mecânicas foram impressas pela primeira vez obras de Arquimedes, em 1543, e de Heron de Alexandria a partir de 1589. Estas obras eram dedicadas ás máquinas de elevação de pesos, onde tentavam apresentar os últimos aperfeiçoamentos no campo das gruas e sarilhos. Estes textos foram publicados na mesma altura em que uma nova classe de engenheiros e arquitectos, dos quais faziam parte Leonardo da Vinci (1452-1519) e Brunelleschi (1377-1446), que desenvolviam estudos sobre a base da resistência dos materiais. As investigações no campo da mecânica serviram posteriormente de base aos primeiros trabalhos de Galileu, que deram origem à Ciência da Mecânica moderna. A partir de 1560 foram criadas academias de Arte e ciência, relacionadas com a arquitectura, a construção e as bases da engenharia moderna. Associadas às academias surge a alteração da função dos arquitectos, tendo agora um fundamento mais teórico, distinguindo-se mais da profissão de mestre-construtor do período medieval. A aprendizagem das técnicas, por parte dos engenheiros e arquitectos, passou a ser cada vez mais teórica nas academias, sobre a composição arquitectónica, o desenho e a geometria, seguindo-se a experiência em estaleiro.

As técnicas e regulamentos das edificações, são hoje úteis para o conhecimento e a conservação de edifícios antigos. Pois antes de se proceder a qualquer tipo de

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intervenção é necessário conhecer os materiais utilizados na época, as suas características, as técnicas de produção e as técnicas de construção. (11)

Os procedimentos de execução de fundações está dependente de factores como a implantação do terreno, a posição dos alicerces, o alinhamento das paredes, o tipo de fundação, as construções provisórias a realizar durante a elevação das paredes e da operação de colocação dos blocos e argamassas. A implantação do futuro edifício era estudada e eram utilizados métodos topográficos para a marcação da implantação. Os métodos topográficos baseavam-se no uso da cadeia e do esquadro de agrimensor, na prancheta, na bússola, no pantómetro, nos níveis de água e de ar. As fundações eram executadas segundo três grandes sistemas, fundações contínuas e directas, fundações

por pilastras e arcos e fundações sobre estacaria. As fundações sobre estacaria, eram

realizadas normalmente por estacas de madeira de carvalho ou de oliveira, uma vez que estes tipos de madeira subterrados duram muitos mais anos, sobre as quais se colocava os maiores lajedos encontrados na zona. O aparecimento de sistemas de drenagem, para melhoramento de solos agrícolas na Inglaterra rapidamente foi introduzido no sector da construção de edifícios e obras públicas. Esta técnica foi-se alargando na construção pela publicação de obras específicas como a do Francês Leclerc. Estes sistemas de drenagem eram implementados antes da escavação com nível freático elevado, pondo o terreno de fundação a seco, utilizando poços drenantes ou pela realização de ensecadeiras de estacas-prancha. Os sistemas de drenagem foram evoluindo ao longo dos tempos, assim como os métodos de bombagem para o mesmo fim, uma vez que inicialmente esta era feita manualmente por operários com baldes, mais tarde já era mecanizado com bombas a vapor. O revestimento das paredes das valas de fundações, era normalmente efectuado com madeira que posteriormente à realização da alvenaria de fundação, acabaria por ficar lá enterrada. Este revestimento funcionava como parede de contenção das terras e como cofragem, no final do século XIX surgiram as estacas-prancha metálica que tinha a particularidade de ser recuperada à posteriori. Após a realização da drenagem passa-se à descrição dos métodos de escavação dos alicerces. Na escavação existem regras a verificar, como por exemplo a profundidade média a atingir por troço, a largura mínima da escavação em torno dos maciços e o escoramento da vala, de modo a não pôr em risco a vida dos operários. A largura mínima de escavação para a execução de fundações directas, ou pilastras de fundação dependia se