UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO CENTRO MILTIDISCIPLINAR DE ANGICOS BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA

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PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO

CENTRO MILTIDISCIPLINAR DE ANGICOS BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA

DÉBORA MONIC DE LIMA ARAÚJO

ESTUDO DAS CONDIÇÕES GERAIS DE RESERVATÓRIOS PARA

ABASTECIMENTO DE ÁGUA – ESTUDO DE CASO EM COMUNIDADES RURAIS NO RIO GRANDE DO NORTE

ANGICOS/RN 2019

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ESTUDO DAS CONDIÇÕES GERAIS DE RESERVATÓRIOS PARA

ABASTECIMENTO DE ÁGUA – ESTUDO DE CASO EM COMUNIDADES RURAIS NO RIO GRANDE DO NORTE

Trabalho de conclusão de curso apresentado à Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA, Campus Angicos, como requisito para obtenção do título de Bacharela em Ciência e Tecnologia.

Orientadora: Marcilene Vieira da Nóbrega, DSc.

ANGICOS/RN 2019

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9.610/1998. O conteúdo desta obra tomar-se-á de domínio público após a data de defesa e homologação da sua respectiva ata. A mesma poderá servir de base literária para novas pesquisas, desde que a obra e seu (a) respectivo (a) autor (a) sejam devidamente citados e mencionados os seus créditos bibliográficos.

O serviço de Geração Automática de Ficha Catalográfica para Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC´s) foi desenvolvido pelo Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação da Universidade de São Paulo (USP) e gentilmente cedido para o Sistema de Biblioteca da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (SISBI-UFERSA), sendo customizado pela Superintendência de Tecnologia da Informação e Comunicação (SUTIC) sob orientação dos bibliotecários da instituição para ser adaptado às necessidades dos alunos dos Cursos de Graduação e Programas de Pós-Graduação da Universidade.

A658e Araújo, Débora Monic de Lima.

Estudo das condições gerais de reservatórios para abastecimento de água ? estudo de caso em comunidades rurais no Rio Grande do Norte / Débora Monic de Lima Araújo. - 2019.

59 f. : il.

Orientadora: Marcilene Vieira Nóbrega. Monografia (graduação) - Universidade Federal Rural do Semi-árido, Curso de , 2019.

1. Reservatórios elevados. 2. Concreto armado. 3. Manifestações patológicas. I. Nóbrega, Marcilene Vieira , orient. II. Título.

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Em primeiro lugar agradeço ao Deus todo poderoso pelo dom da vida, pela sabedoria e força dados a mim todos os dias. Obrigada por tudo o que tenho e por tudo o que sou.

Aos meus pais, Francimário e Wilza, por todo apoio e força dado desde o momento que decidir trilhar meu caminho. Vocês são minha base e sei o quanto fizeram e ainda fazem para eu estar aqui. Meu verdadeiro incentivo a não desistir.

Aos meus tios, Luiz e Valdinete, o meu eterno obrigado, não apenas por acreditar em mim, mas por tudo o que fazem, Deus não poderia ter me dado tios melhores. Amo vocês!

A minha orientadora, Professora Marcilene Vieira, a qual foi como uma mãe, aconselhando e orientando com muita paciência e dedicação. A senhora já está no meu coração. A todos meus amigos, em especial agradeço a Vinicius Henrique por toda a ajuda que me deu.

Agradeço a todos que me ajudaram direta ou indiretamente, incluindo meus irmãos Talita, a que me dá momentos de estresse e alegria, a Levi, o que me dá momentos de doçura e a meu irmão weslley.

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Reservatórios para armazenamento de água potável podem ser construídos por vários tipos de materiais, dependendo da localização e escolhas do projeto. Os reservatórios confeccionados com concreto armado são muitos utilizados em função da sua resistência mecânica, durabilidade e, principalmente, estanqueidade que o material propicia. É sabido que todas as estruturas de concreto armado estão sujeitas a alterações ao longo da sua vida útil capazes de modificar as suas funções. As manifestações patológicas podem comprometer o desempenho da estrutura provocando, por exemplo, efeitos estéticos indesejáveis e problemas estruturais. Diante disto, este trabalho teve como objetivo principal realizar um estudo das condições gerais de 3 (três) reservatórios de concreto armado do tipo elevado localizados em comunidades rurais no Rio Grande do Norte. Para alcançar os objetivos foi necessário realizar visitas in loco com coletas de informações através de registros fotográficos. De acordo com o estudo realizado pode-se observar que as principais manifestações patológicas presentes foram as fissuras, manchas de umidade, deterioração do concreto e corrosão de armaduras. Estas últimas podem ter sido provocadas pela carbonatação e/ou contaminação por cloretos. Por se tratar de estruturas importantes para as comunidades assistidas, percebeu-se que a falta de manutenção das mesmas pode acarretar riscos às pessoas que as utilizam em função, principalmente, a corrosão das armaduras dos pilares de sustentação das mesmas.

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Figura 1- Reservatórios elevados sobre fuste...16

Figura 2- Reservatórios elevados sobre pilares...16

Figura 3- Reservatórios elevados com as cubas em cascas...17

Figura 4- Cubas tronco-piramidais...17

Figura 5- Exemplos de reservatórios paralelepipédicos. ...18

Figura 6- Representação da cuba achatada...18

Figura 7- Representação cuba alongada...19

Figura 8- Representação cuba cúbica...19

Figura 9- Armaduras em concreto não contaminado...22

Figura 10- Tipos de corrosão de armaduras e fatores que a provocam...23

Figura 11- Formação da pilha de corrosão...24

Figura 12- Fissuras verticais (a) e horizontais (b), causadas por sobrecargas...27

Figura 13- Fissuras inclinada...27

Figura 14- Fissuras causadas pela hidratação retardada de cales...28

Figura 15- Fissuras provenientes pelo ataque de sulfatos...29

Figura 16- Fissuras ocasionadas por corrosão de armaduras...29

Figura 17- Fissura horizontal provocada por movimentações térmicas...30

Figura 18- Fissuras inclinadas provocadas por movimentações térmicas...31

Figura 19- Fissuras inclinadas em pilares provocadas por movimentações térmicas...31

Figura 20- Reservatórios estudados...38

Figura 21- Dimensões dos elementos que compõe a superestrutura do reservatório R1...39

Figura 22- Dimensões da cuba do reservatório R1...39

Figura 23- Dimensões dos elementos da superestrutura do reservatório R2...40

Figura 25- Dimensões dos elementos da superestrutura do reservatório R3...41

Figura 27- Fissuras aparentes nas vigas e pilares no reservatório R1...42

Figura 28- Fissuras aparentes nas vigas e pilares no reservatório R2...43

Figura 29- Fissuras aparentes nos pilares no reservatório R3...43

Figura 30- Fissuras aparentes na cuba do reservatório R1...44

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Figura 34- Área recobreta com musgos próximo ao reservatório R1...46

Figura 35- Corrosão e deterioração em vigas e pilares reservatório R1...47

Figura 36- Corrosão e deterioração em vigas e pilares reservatório R2...48

Figura 37- Corrosão de armaduras evidentes nos pilares do reservatório R2...49

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Tabela 1- Classificação dos tipos de reservatórios...13

Tabela 2- Volume de água armazenada segundo Costa (1998)...20

Tabela 3- Limite de fissuras...26

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1 INTRODUÇÃO ... 9

2 OBJETIVOS ... 11

2.1 OBJETIVO GERAL ... 11

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ... 11

3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... ...12

3.1 CONCRETO ARMADO – CONSIDERAÇÕES GERAIS...12

3.2 RESERVATÓRIOS – CONSIDERAÇÕES GERAIS...12

3.2.1 Reservatórios de Concreto Armado...14

3.2.1.1 Partes componentes dos reservatórios...14

3.2.1.2 Classificação estrutural e construtiva dos reservatórios...15

3.3 DURABILIDADE E VIDA ÚTIL NO CONCRETO ARMADO...20

3.3.1 Manifestações patológicas incidentes em estruturas...20

3.3.1.1 Corrosão nas armaduras de concreto...20

3.3.1.2 Fissuras...24

3.3.1.3 Deterioração do concreto armado...30

3.3.1.4 Eflorescência...33

3.3.1.5 Umidadde, Bolor ou Mofo...33

4 MATERIAL E MÉTODOS...36

4.1 LOCAL DA PESQUISA...36

4.2 CARACTERIZAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS...36

4.3 LEVANTAMENTO DAS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS...36

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO...37

5.1 RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS...37

5.2 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS OBSERVADAS NOS RESERVATÓRIO..41

5.2.1 Fissuras...41

5.2.2 Umidade...45

5.2.3 Corrosão das armaduras e deterioração...46

5.3 RECUPERAÇÃO...49

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5.3.2 Reservatório R2 e R3...50

5.3.2.1 Corrosão de armaduras e fissuras em vigas e pilares...50

5.3.2.2 Umidade e fissuras na cuba...51

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 54

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1 INTRODUÇÃO

Entre os elementos da natureza que são úteis ao ser humano, a água pode ser considerada o elemento de maior valor e importância para a sobrevivência. A maioria dos aspectos da vida do homem é em torno deste elemento. Por essa razão a história das civilizações deu-se com o desenvolvimento de tecnologias nas proximidades de fontes de água. Ao longo dos tempos foram desenvolvidas formas e tecnologias para prover as populações desse recurso. Nos sistemas de abastecimento de água um elemento que possui importância fundamental são os reservatórios de captação, armazenamento e distribuição, diferenciados pelas suas finalidades e classificações.

A implantação de reservatórios varia de acordo com a localização no terreno, sua forma e os materiais de construção. Para os de concreto armado temos quatro tipos de construções os enterrados, semienterrados, apoiados e elevados. Os reservatórios confeccionados com concreto armado apresentam elevado peso próprio decorrente do peso próprio do próprio concreto que por sua vez apresenta uma boa resistência a esforços de tração devido a sua armação, boa resistência ao fogo e ao tempo, boa resistência ao desgaste mecânico como choque e vibrações.

Além dos reservatórios feitos de concreto armado, podem-se citar outros confeccionados com outros materiais, como polietileno, poliéster reforçado com fibra de vidro e aço carbono, que em sua grande maioria são utilizados para uso elevado e apoiado, enquanto os de concreto podem ser usados de acordo com as necessidades.

Na construção dos reservatórios é necessário considerar aspectos como: capacidade de armazenamento, estrutura necessária, viabilidade técnica, custo, disponibilidade local (COHIM; GARCIA; KIPERSTOK, 2008). Todos esses aspectos são estudados na fase de projeto. No entanto, durante a vida útil dessa estrutura problemas podem surgir em função da má conservação, mal-uso etc. Esses problemas são denominados de manifestações patológicas. O estudo dessas ocorrências, tentando entender seus processos, suas causas e suas possíveis soluções, vem sendo abordado por diversos pesquisadores. De acordo com Souza e Ripper (1998), esse novo campo da engenharia das construções ocupa-se em entender a origem, as formas que se manifestam, consequências e mecanismos das falhas e os sistemas de desagregação das estruturas.

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Os reservatórios das comunidades estudadas não possuem a cobertura de serviços de abastecimento de água que é contemplado nas zonas urbanas, necessitando do uso de outras técnicas e maneiras para o fornecimento de água potável. As fontes tradicionalmente utilizadas para abastecimento das populações rurais, tais como nascentes e os poços cavados não são de uso exclusivo dessa região, as formas alternativas para a obtenção de água são comumente encontradas em todo o nordeste.

Apresentando como técnica para a obtenção de água, a perfuração de poços, as comunidades estudadas optaram por estruturas elevadas de concreto armado para o seu armazeno, como também adotaram processos construtivos semelhantes.

O presente trabalho se propõe a realizar um levantamento das manifestações patológicas em reservatórios elevados de concreto armado, estudando-os e os atribuindo possíveis causas e posteriormente uma recuperação.

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2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Estudar as condições dos reservatórios de água para abastecimento humano em comunidades rurais.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

 Identificar e classificar os reservatórios quanto a geometria e material de confecção através de dados da literatura.

 Realizar o levantamento das possíveis manifestações patológicas presentes nos reservatórios através de visitas in loco e registros fotográficos.

 Identificar as possíveis causas das manifestações patológicas e propor soluções de reparos e/ou melhorias nos reservatórios atingidos.

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3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

3.1 CONCRETO ARMADO – CONSIDERAÇÕES GERAIS

O concreto é um material obtido da mistura entre os agregados miúdos e graúdos, cimento, areia e água, podendo também conter adições e aditivos químicos para melhorar ou modificar suas propriedades básicas. Possui resistência a tensões de compressão e um bom grau de durabilidade, porém apresenta baixa resistência à tração. Para solucionar este problema adicionou-se barras de aço, compondo assim a armadura da estrutura (SANTOS, 2008).

No momento em que o aço foi unido ao concreto e o conjunto passou a resistir a tensões de tração, originou-se o termo “concreto armado”, aumentando assim possibilidades de aplicação se comparados ao concreto inicialmente preparado. A capacidade de resistir às tensões de compressão e tração resultou na liderança mundial como material para os diversos tipos de construção hoje existentes (PORTO; FERNANDES, 2015).

A NBR 6118/2014 que trata dos requisitos básicos exigíveis para projeto de estruturas de concreto simples, armado e protendido, define os elementos de concreto armado como sendo aqueles cujo comportamento estrutural depende da aderência entre concreto e armadura e que as estruturas de concreto devem atender aos requisitos mínimos de qualidade, sendo eles: a capacidade resistente, que consiste na segurança a ruptura; o desempenho em serviço, que consiste na capacidade da estrutura manter-se em condições plenas de utilização durante sua vida útil, sem apresentar danos que comprometam parcial ou totalmente o uso para o qual foi projetada; e a durabilidade que consiste na capacidade da estrutura resistir às influencias ambientais.

A combinação da propriedade de resistência à compressão do concreto com a resistência à tração do aço atribui ao material a capacidade de suportar altas cargas e vencer grandes vãos e balanços. Pode ser utilizado em quase todos os elementos que compõem a estrutura de uma edificação, como vigas, pilares, lajes, elementos de fundação (blocos de sapatas), reservatórios para abastecimento de água, sendo estes elevados ou não.

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Um sistema de abastecimento de água tem por finalidade atender a uma população que necessite de uma forma de abastecimento. Esse sistema é constituído por um conjunto de obras, instalações e serviços, destinados a produzir e distribuir água, em quantidade e qualidade compatíveis com as necessidades da população. Os reservatórios, elementos desse sistema, objetiva o armazenamento de água para distribuí-la a rede e quando necessário, é destinado ao combate incêndios e a outras situações emergenciais, além da equalização das pressões no sistema de distribuição (BRASIL, 2015).

O Decreto Regulamentar n.º 23/95 que trata dos sistemas públicos e prediais de distribuição de água e de drenagem de águas residuais no seu Artigo 68, classifica os tipos de reservatórios de acordo com a sua função (sendo eles de distribuição, regularização de bombagem e reserva para combate incêndios), implantação (sendo como enterrados, semienterrados e elevados) e capacidade (em pequenos, médios e grandes). A Tabela 1 apresenta essa classificação.

Tabela 1-Classificação dos tipos de reservatórios CLASSIFICAÇÃO TIPOS DE RESERVATÓRIOS

FUNÇÃO IMPLANTAÇÃO CAPACIDADE

Distribuição ou equilíbrio Enterrados Pequenos (<500m³) Regularização de bombagem Semienterrados Médios (500m³ e 5000m³) Reserva para combate a incêndio Elevados Grandes (>5000m³)

Fonte: Decreto Regulamentar n.º 23/95

Para Cohim; Garcia; Kiperstok, (2008), na construção dos reservatórios é necessário considerar aspectos como a capacidade de armazenamento, a estrutura necessária, a viabilidade técnica, o custo e sua disponibilidade local, isso porque a implantação dos reservatórios varia de acordo com a localização no terreno, o tipo de material desses reservatórios é muito diversificado, eles variam desde os de polietileno, poliéster reforçado, fibra de vidro, aço carbono e concreto armado.

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3.2.1 Reservatórios de Concreto Armado

A implantação de um reservatório de concreto armado é feita de acordo com as especificações no projeto levando em consideração as necessidades de abastecimento de água local. Os reservatórios subdividem-se em dois grandes grupos: os térreos1, que descarregam as cargas da água armazenada diretamente para o solo ou para as fundações, e os elevados, que utilizam de um elemento ou toda uma estrutura para descarregar o peso da água para as fundações (COSTA, 1998).

3.2.1.1 Partes componentes dos reservatórios

 Fundações

Elementos estruturais capazes de transmitir as cargas das construções ao solo, com o objetivo de obter deste as reações necessárias ao equilíbrio de toda a estrutura do reservatório podendo ser:

a) Diretas: Tipo de fundação em que a carga é transmitida ao terreno, predominante pelas tensões distribuídas sob a base do elemento estrutural de fundação.

b) Sobre estacas (ou tubulões): Quando, não sendo indicada a fundação direta acima, é possível obter-se as reações de equilíbrio por meio de estacas ou tubulões.

 Torre

Parte estrutural projetada com a finalidade principal de transferir as cargas das cubas e as forças de vento para as fundações. Só existem nos reservatórios elevados e são de dois tipos:

a) Com pilares: Composta de pilares, em geral, contra ventados com vigas.

b) Com fuste: Composta de paredes maciças de concreto armado de seção vazada, fechada e constante.

1_{Costa (1998) classifica os reservatórios enterrados e semienterrados como térreos, isso porque ele adapta esse} termo por achar ser uma forma mais adequada, não justificando novas classificações em subgrupos. O autor considera como reservatórios térreos todos os reservatórios cujas cubas estejam em contato direto com o solo da superfície do terreno onde estão construídos, como: piscinas, tanques, canais, etc.

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 Cuba

Parte formada por elementos estruturais de superfície com a finalidade principal de armazenar água.

3.2.1.2 Classificação estrutural e construtiva dos reservatórios

Os reservatórios possuem classificações feitas sobre vários aspectos, porém por limitações dos objetivos deste trabalho serão apresentadas aqui apenas as classificações relativas aos aspectos estruturais e construtivos dos reservatórios deste estudo de caso, que são os de concreto armado.

Quanto à posição das cubas em relação ao solo

 Reservatórios térreos

Os reservatórios térreos podem ser construídos em fundações sobre estacas, reservatórios médios e grandes para abastecimento de cidades e fundações diretas ressaltando que mesmo sendo a mais econômica, deve apenas ser projetadas quando o solo for próprio para este tipo de fundação (COSTA, 1998).

 Reservatórios elevados

Nos reservatórios elevados sua sustentação pode se dar através de torres com fuste e torres com pilares. As torres com fuste são adequadas para reservatórios de qualquer capacidade (Figura 1). Já os de torres com pilares são adequados para reservatórios pequenos (Figura 2), comumente são mais utilizadas as torres com pilares (COSTA, 1998).

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Figura 1- Reservatórios elevados sobre fuste

Fonte: Costa (1998)

Figura 2-Reservatórios elevados sobre pilares

Quanto à forma das superfícies média das cubas

Para Costa (1998), essa classificação é uma das mais importantes do ponto de vista estrutural, pois é ela que separa os reservatórios em três grupos distintos quanto aos aspectos estruturais e construtivos. O grupo das cubas em cascas, o grupo dos piramidais e o grupo dos prismáticos.

O grupo dos reservatórios com cubas em cascas são de três tipos: cubas cilíndricas, cubas cônicas e cubas de revolução com geratriz curva. Na Figura 3 tem-se detalhe para esse tipo de reservatório.

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Figura 3- Reservatórios elevados com as cubas em cascas

Com relação aos que possuem cubas piramidais, tem-se que os mesmos possuem dificuldades na execução dos projetos. Com ocorrência mais rara, os reservatórios piramidais possuem superfícies médias planas, em forma de troncos de pirâmides, eventualmente com pequenos trechos prismáticos. Na Figura 4 observa-se detalhes para esse tipo de geometria.

Figura 4- Cubas tronco-piramidais

Os reservatórios prismáticos podem possuir seção triangular, hexagonal, octogonal e, com muito mais frequência, seção retangular denominados reservatórios paralelepipédicos. Estes formam a grande maioria dos reservatórios térreos e até dos pequenos reservatórios elevados (Figura 5).

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Figura 5- Exemplos de reservatórios paralelepipédicos

O mesmo autor ainda faz uma complementação à classificação dos reservatórios prismáticos, separando as cubas desse tipo de reservatório nos seguintes grupos: cubas achatadas, cubas alongadas e cubas cúbicas. As cubas achatadas possuem a altura muito menor do que os outros dois lados (Figura 6). Essa geometria é utilizada em quase a totalidade dos grandes reservatórios térreos, de piscinas, etc.

Figura 6- Representação da cuba achatada

Cubas alongadas são aquelas onde o comprimento é bem maior do que a largura e a altura (Figura 7). São bastante utilizados para captação de água, tanques, canais, etc.

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Figura 7- Representação cuba alongada

As cubas cúbicas são aquelas onde os dois lados e a altura são da mesma ordem de grandeza, ou seja, nenhuma delas é maior do que o dobro de qualquer uma das outras duas, a ≈ b ≈ h (Figura 8). São utilizadas em reservatórios térreos dos edifícios, pequenos reservatórios elevados de indústrias, escolas e residências, etc.

Figura 8- Representação cuba cúbica

Classificação quanto ao processo construtivo

Costa (1998) cita três formas distintas para o processo construtivo dos reservatórios. Podem ser moldadas in loco (com fôrmas tradicionais, com fôrmas deslizantes ou com fôrmas trepantes), pós-elevados ou pré-moldados.

O autor também faz uma classificação própria em relação ao volume de água armazenada para os reservatórios elevados e térreos, pois, está classificação é de muita importância para os projetos estruturais, isto porque, é uma boa indicadora do tipo de reservatório, bem como das dificuldades que se pode ter com os seus respectivos projetos estruturais, por exemplo: na elaboração e na execução de um projeto estrutural de um reservatório térreo de 500m³ não se compara as dificuldades que um reservatório elevado de mesma capacidade terá. A Tabela 2 classifica, segundo costa (1998), os reservatórios em pequenos, médios e grandes.

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Tabela 2- Volume de água armazenada segundo Costa (1998)

Pequenos Médios Grandes

ELEVADOS V < 50m³ 50 ≤ V < 500m³ V>500m³ TÉRREOS V < 500m³ 500m³≤V< 5000m³ V ≥5000m³

3.3 DURABILIDADE E VIDA ÚTIL NO CONCRETO ARMADO

De acordo com a NBR 6118/2014, durabilidade é a capacidade de a estrutura resistir às influências ambientais previstas e definidas em projeto, como exigência, as estruturas devem ser projetadas e construídas de modo que conservem sua segurança, estabilidade durante o prazo correspondente à sua vida útil.

Para Bertolini (2010) a vida útil de uma estrutura é o período durante o qual a estrutura será capaz de garantir sua estabilidade e as funções para as quais foi projetada. Para o autor o conceito de durabilidade é estreitamente associado à definição de vida útil, pois uma estrutura só pode ser considerada durável se sua vida útil for no mínimo igual a vida útil requerida na fase de projeto. A associação dos conceitos “vida útil e durabilidade” também é inevitável para Souza e Ripper (1998). Na sua obra os autores enfatizam que para uma construção durável é necessário a adoção de um conjunto de decisões e procedimentos que garantam à estrutura e aos materiais que a compõem um desempenho satisfatório ao longo da vida útil da construção. Há uma grande quantidade de fatores que interagem na durabilidade e no desempenho da estrutura, um dos principais é quando as condições de estabilidade da estrutura são modificadas seja por motivo de mal-uso, cargas que excede ao valor máximo estabelecido em projeto ou os diversos tipos de manifestações patológicas que promovem as formas de degradação (ANDRADE, 1997).

3.3.1 Manifestações patológicas incidentes em estruturas

Para início do estudo das manifestações patológicas, é imprescindível o entendimento de dois termos corriqueiramente confundidos patologia e manifestação patológica, a patologia é uma ciência na qual estuda e explica de uma forma geral tudo que se refere à degradação da edificação (SILVA, 2011).

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A manifestação patológica é a expressão resultante de um mecanismo de degradação, com origem nas falhas que recaem durante a realização de atividades no processo construtivo (PEREIRA, 2014). Falhas que estão relacionadas ao controle de qualidade nos processos de planejamento, projeto, escolha do material e execução.

Dentre os inúmeros tipos de manifestações patológicas que podem ocorrer em uma estrutura de concreto armado, a corrosão de armaduras, fissuração e deterioração do concreto são exemplos de maior incidência.

3.3.1.1 Corrosão nas armaduras

Dentre os problemas que afetam a durabilidade das estruturas de concreto armado destaca-se a corrosão de armaduras, um dos fenômenos de maior índice de ocorrência. [...] Corrosão pode ser entendida como a interação destrutiva de um material com o meio ambiente, como resultado de reações deletérias de natureza química ou eletroquímica, associadas ou não a reações físicas ou mecânicas de degradação[...] (HELENE, 1993). Esse tipo de manifestação patológica de natureza química inicia-se no concreto que circunda o aço, esse material propicia uma barreira física e uma proteção química, devido à alcalinidade do concreto (PAULETTI, 2004).

A formação da alcalinidade do concreto é devida ao hidróxido de cálcio que se forma durante a hidratação dos silicatos do cimento e aos álcalis incorporados como sulfatos no clínquer. Estas substâncias dão a fase aquosa contida nos poros um pH extremamente alcalino, valores entre 12,6 e 14, que em presença de uma certa quantidade de oxigênio, fará com que o aço da amadura encontre-se passivado, ou seja, recoberto por uma capa de óxidos transparentes (película passivadora), compacta e contínua mantendo o material protegido por tempo indefinido, (ANDRADE, 1992). A Figura 9 representa esse conceito, em que se percebe esquemas de armaduras não contaminadas.

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Figura 9- Armaduras em concreto não contaminado

Fonte: Andrade (1992)

Pauletti (2004) enfatiza que a película passivadora pode ser rompida, isso porque, a diminuição da alcalinidade, devido às reações físico-químicas entre o dióxido de carbono (CO2) da atmosfera com as substâncias da hidratação do cimento podem gerar o processo de carbonatação. A carbonatação inicia-se na superfície da estrutura e forma a “frente de carbonatação”, está frente avança em direção ao interior do concreto e quando chega a armadura ocorre a despassivação do aço, ou seja, a perda da película protetora na superfície, o tornando assim vulnerável possibilitando condições para a corrosão da armadura (HELENE, 1993).

A diminuição da alcalinidade pode-se se dá também pela presença de uma quantidade suficiente de cloretos, adicionada durante o amassamento do concreto ou penetrada no exterior ou outros íons despassivantes em contato com a armadura (ANDRADE, 1992). Borges (2008) afirma que o concreto poroso facilita a penetração de agentes de deterioração da passivação das armaduras como cloretos, sulfatos, etc. e este fator, aliado à presença de umidade, de oxigênio e a uma diferença de potencial, desencadeiam a corrosão das armaduras.

As formas como a corrosão se apresentará é bem diversificado, em geral são classificadas pela extensão da área atacada, os tipos de corrosão de maior ocorrência são: as generalizadas, localizada, por pite e fissurante, representado pela Figura 10, é importante destacar que a corrosão fissurante que é ocasionada sob tensão aparece só no concreto protendido. (ANDRADE, 1992).

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Figura 10- Tipos de corrosão de armaduras e fatores que a provocam.

No processo de corrosão de natureza eletroquímica, a presença de um eletrólito (a solução aquosa presente no concreto em contato com um condutor metálico (a própria barra de aço) instala uma diferença de potencial formando uma reação de oxido-redução, o famoso efeito pilha, com corrente elétrica formada pelo catodo (polo positivo) e ânodo (polo negativo), o ânodo doa átomos de ferro que abandonam a barra, formando assim uma constituição gelatinosa e porosa de cor predominantemente amarronzada, mais conhecida como ferrugem e consequentemente gerando a barra de aço uma perda de seção (SOUZA E RIPPER, 1998). A Figura 11 representa o processo da formação da pilha de corrosão.

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Figura 11- Formação da pilha de corrosão

Uma consequência da corrosão das armaduras em estado avançado no concreto armado é as fissuras longitudinais que decorrem das tensões promovidas mediante mecanismo de corrosão que ocasionam, posteriormente, o desplacamentos do concreto devido ao aumento do volume das barras de aço, ocasionando a ruptura da camada de concreto que as cobre, deixando-as à mostra e consequentemente agravando a corrosão (BORGES, 2008).

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3.3.1.2 Fissuras

Muitas são as dúvidas em relação aos termos: fissuras, trincas, fendas e rachaduras. Saliba (2006) diferencia os termos da seguinte forma:

 Fissura é uma abertura em forma de linha, com espessura de até 0,5 mm;

 Trinca é uma abertura em forma de linha, com espessura de 0,5 mm até 1,0 mm;  Rachadura é uma abertura expressiva, proveniente de acentuada ruptura de massa, cuja

espessura varia de 1,0 mm a 1,5 mm.

 Fenda é uma abertura excessiva, que causa divisão da parede, e sua espessura é superior a 1,5 mm.

Com essa distinção em mente e para tornar mais simples e reduzir os termos, será utilizado apenas o termo “fissuras” referindo-se a todos os tipos de abertura. Ainda de acordo com o mesmo autor, classifica-se uma abertura em uma estrutura de duas formas distintas: pelas dimensões da abertura ou pelas alterações em suas dimensões (ou ausência delas). Essas aberturas podem movimentar–se, as que ainda se movimentam alterando suas dimensões ao longo do tempo, são chamadas de ativas, já as estabilizadas em que não há mais alterações dimensionais, são denominadas passivas.

O diagnóstico da sua causa não é uma coisa fácil, pois elas não são iguais, para Saliba (2006) [...] um mesmo motivo pode provocar diversas configurações de trincas e, por outro lado, uma mesma configuração pode ser representativa de diferentes causas [...].

Thomaz (1989) afirma que dentre os problemas patológicos que uma edificação pode apresentar, as fissuras possuem uma importância significativa, principalmente quando são relacionadas a três aspectos: o aviso de um possível estado de perigo na edificação, comprometimento do desempenho da estrutura a qual tinha sido projetada e constrangimento psicológico que a fissuração na edificação causa nos seus usuários. Seu surgimento pode representar o prolongamento de um dano, ou a indicação de problemas de grande magnitude, a análise do grau de risco a estrutura dependerá da sua utilização, ou seja, um estado de fissuração considerável admissível pode não ser aceitável em um reservatório por exemplo (PEREIRA, 2014).

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A ocorrência das fissuras é em muito dos casos devido às movimentações nas edificações causadas por diversos fatores como exemplo: variação térmica, sobrecargas, reações químicas e outros (THOMAZ, 1989).

 Fissuras causadas pela atuação de sobrecargas

A atuação de sobrecargas previstas ou não em projetos pode produzir fissurações em componentes estruturais, tais como: pilares, vigas e paredes (THOMAZ, 1989). Quando a capacidade de resistência do material é menor que a solicitação, a fissura tende a aliviar suas tensões, quanto maior as tensões e maior a fragilidade do material, maiores serão a magnitude e a intensidade da fissuração (CORSINI, 2010).

Essa fissuração não necessariamente implicará na ruptura do componente ou a instabilidade da estrutura. A NBR 6118/2014 em seu item 13.4.2, considera que a fissuração é nociva ao concreto armado (possibilidade de corrosão da armadura) quando a abertura máxima das fissuras não exceder aos valores descritos na Tabela 3.

Tabela 3- Limite de fissuras Concreto armado

CAA I¹ armado CAA II e CAA II CAA IV

ELS-W² ≤0,4 mm ≤0,3mm ≤0,2mm

¹ Classe de agressividade ambiental (CAA);

I- Agressividade fraca; II- Agressividade moderada; III- Agressividade forte; IV- Agressividade muito forte;

² Estado-limite de abertura das fissuras.

Fonte: NBR 6118 (2014)

Nos trechos contínuos de alvenaria solicitados por sobrecargas uniformemente distribuídas fissuras verticais e horizontais podem surgir. As fissuras verticais (Figura 12a) são oriundas da deformação transversal da argamassa sob ações de flexão local dos componentes de alvenaria ou das tensões de compressão, já as horizontais (Figura 12b) são originados da ruptura por compressão dos componentes de alvenaria, da própria argamassa de assentamento, ou ainda de solicitações de flexão e compressão da parede (THOMAS, 1989).

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Figura 12-Fissuras verticais (a) e horizontais (b), causadas por sobrecargas

a)

b)

Fonte: Thomas (1989)

Já nos trechos contínuos de alvenaria solicitados por sobrecargas localizadas a ocorrência de ruptura dos componentes da alvenaria na região de aplicação da carga e poderá ocorrer o aparecimento de fissuras inclinadas a partir do ponto de aplicação (Figura 13).

Figura 13- Fissuras inclinada

 Fissuras causadas por alterações químicas dos materiais de construção

Os materiais de construção podem sofrer alterações químicas independente da presença de um ambiente agressivo, como atmosferas altamente poluentes. Essas alterações são capazes de fissurar um componente da estrutura, frequentemente três tipos de alterações químicas se manifestam (THOMAS, 1989). De acordo com o autor tem-se: hidratação retardada de cales; ataque por sulfatos e corrosão de armaduras.

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No que diz respeito a hidratação provocada por cales, tem-se que para uma cal não apresentar óxidos livre de cal e magnésio é necessário que haja uma boa hidratação. Na fabricação de componentes com cales mal hidratados, se ocorrer uma umidificação ao longo de sua vida útil, haverá a propensão de que os óxidos livres se hidratem, consequentemente, aumentando o volume do componente.

A intensidade da expansão pode provocar fissuras e outras falhas. O efeito mais nocivo desta alteração química está nos revestimentos em argamassa, cuja expansão sequente produz danos generalizados no revestimento [...]em locais com a presença de grânulos isolados de óxidos ativos, a expansão e posterior desagregação do óxido resultará em pequenos buracos no revestimento [...]. Suas fissuras se apresentam de forma horizontal preferencialmente nas proximidades do topo da parede como visto na Figura 14.

Figura 14- Fissuras causadas pela hidratação retardada de cales

No ataque por sulfatos [...] O aluminato tricalcico, um constituinte normal dos cimentos, pode reagir com sulfatos em solução formando um composto denominado sulfoaluminato tricalcico ou etringita, sendo que esta reação é acompanhada de grande expansão [...]. Assim, a presença de cimento, água e de sulfatos solúveis é necessária para que a reação ocorra, por isso, utilizar cimento e gesso em conjunto é perigoso. As fontes para os sulfatos são diversas, podem vir do solo, água contaminadas e até mesmo componentes cerâmicos constituídos por argilas com altos teores de sais solúveis.

Na expansão de argamassas de assentamento ocorre uma expansão geral da alvenaria inicialmente. Nas alvenarias revestidas, as fissuras são aberturas mais evidentes, próximas as juntas de assentamento horizontais e verticais e aparecem quase sempre acompanhadas por eflorescência. A Figura 15 representa o comportamento das fissuras.

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Figura 15- Fissuras provenientes pelo ataque de sulfatos

As armaduras das peças de concreto armado são invariavelmente colocadas nas proximidades de suas superfícies, o mal cobrimento ou o concreto mal adensado permitem as armaduras ficarem sujeitas a presença de água e gases atmosféricos, possibilitando o processo de corrosão, que tendem atingir toda a extensão mal protegida da armadura. Independentemente da natureza do processo, as reações de corrosão produzem óxido de ferro, cujo volume é muito maior do que o original do metal sã. Assim, essa expansão provoca fissuras longitudinais e o desplacamento do concreto nas regiões próximas as armaduras, conforme representado na figura 16 (BORGES, 2008).

Figura 16- Fissuras ocasionadas por corrosão de armaduras

 Fissuras causadas por movimentações térmicas

As variações de temperaturas nos elementos e componentes de uma edificação pode ocasionar o aparecimento de fissuras, essas mudanças térmicas sazonais ou diárias variam a dimensionalidade dos materiais de construção caracterizando a dilatação e/ou contração,

(33)

quando essas variações ocorrem é desenvolvida uma restrição pelos vínculos que envolve os elementos e componentes, essa restrição provoca tensões que são as geradoras do processo de fissuramento (THOMAZ, 1989).

As fissuras de origem térmicas podem surgir devido às movimentações entre componentes de um elemento, entre elementos de um sistema e entre regiões distintas de um mesmo material. Elas possuem diferentes configuração típicas, como: fissuras horizontais, fissuras inclinadas (THOMAZ, 1989). As configurações são: fissuras horizontais e fissuras inclinadas. As fissuras horizontais ocorrem próximo ao topo da parede causadas pelas mudanças térmicas naturais a que as lajes de coberturas estão expostas, conforme representado na Figura 17.

Figura 17- Fissura horizontal provocada por movimentações térmicas

Fonte: Thomaz (1989)

A presença de aberturas as paredes propiciam o aparecimento de regiões enfraquecidas e é nessa região que as fissuras preferencialmente desenvolve-se. Decorrente da natureza dos materiais que constituem as paredes, das dimensões da laje, do grau de aderência entre paredes e laje e de eventual presença de aberturas as fissuras podem desenvolver-se inclinas próximo ao topo da parede, como mostra a Figura 18.

Figura 18- Fissuras inclinadas provocadas por movimentações térmicas

(34)

No que se refere a dilatação térmica em vigas compreende-se podem ser provocadas nas extremidades dos pilares ligeiramente inclinadas, conforme representado na figura 19.

Figura 19- Fissuras inclinadas em pilares provocadas por movimentações térmicas

Fonte: Thomaz (1989)

3.3.1.3 Deterioração do concreto armado

Durante anos o concreto armado foi considerado um material infindável, que não precisava de cuidados ao longo de sua vida útil dispensando manutenções preventivas, mas este conceito passou ser revisto, considerando a grande quantidade de edificações com problemas de deterioração em componentes estruturais (HELENE, 1993). Com isso tem-se hoje a certeza de que o concreto, [...]como material de construção, é instável ao longo do tempo, alterando suas propriedades físicas e químicas em função das características de seus componentes e das respostas destes às condicionantes do meio ambiente[...], (SOUZA E RIPPER, 1998).

A deterioração é consequência dos processos que alteram e que venham a comprometer o desempenho da estrutura ou material, já os elementos agressores que ocasionam esse processo são denominados agentes de deterioração. As causas da deterioração podem ser diversas, elas podem ir desde o envelhecimento natural da estrutura até os acidentes, como também a irresponsabilidade de profissionais que decidem pela utilização de materiais fora das especificações, que na maioria dos casos essas escolhas são feitas por razões econômicas (SOUZA E RIPPER, 1998). Ainda de acordo com o autor, fissuração, desagregação, carbonatação, perda de aderência e desgaste, são alguns dos processos físicos de deterioração das estruturas de concreto.

Andrade (2001) verifica que a concentração superficial de cloretos, a relação água/cimento, a espessura de cobrimento, a presença e a quantidade de adições, são alguns parâmetros que podem iniciar um processo de deterioração. Outros fatores estão relacionados

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as condições ambientais, a umidade relativa e a temperatura de exposição, mesmo o concreto apresentando boa durabilidade, a interação com o meio ambiente é responsável pelo início do processo de degradação resultando seu envelhecimento, onde seus primeiros indícios é a perda gradativa do desempenho estético e consequentemente o estado de ruína.

 Causas da deterioração das estruturas

Ao se analisar uma estrutura de concreto é necessário entender a origem da deterioração, não apenas para que se possa proceder aos reparos exigidos, mas também para se garantir que, após reparada, a estrutura não volte a se deteriorar.

a) Causas intrínsecas

Classificam-se como causas intrínsecas aos processos de deterioração das estruturas de concreto as que são inerentes às próprias estruturas (entendidas estas como elementos físicos), ou seja, todas as que têm sua origem nos materiais e peças estruturais durante as fases de execução e/ou de utilização das obras, por falhas humanas, por questões próprias ao material concreto e por ações externas, acidentes inclusive (SOUZA E RIPPER, 1998).

Entre as causas intrínsecas mais frequentes destaca-se as falhas humanas no decorrer da edificação da estrutura, isto porque, na maioria dos casos a deficiência da qualificação profissional leva a estrutura a manifestar significativos problemas patológicos.

Souza e Ripper (1998) destaca alguns dos tipos de falhas humanas durante a construção da estrutura como: deficiências de concretagem, inadequação de fôrmas e escoramentos, deficiências nas armaduras, utilização incorreta de materiais de construção, utilização incorreta de materiais de construção, e inexistência de controle de qualidade.

a) Causa extrínsecas

As causas extrínsecas de deterioração da estrutura são as que independem do corpo estrutural em si, assim como da composição interna do concreto, ou de falhas inerentes ao processo de execução, podendo, de outra forma, ser vistas como os fatores que atacam a estrutura "de fora para dentro", durante as fases de concepção ou ao longo da vida útil desta (SOUZA E RIPPER, 1998).

O autor cita as falhas humanas durante a concepção do projeto da estrutura como sendo: a má avaliação das cargas, detalhamento errado ou insuficiente, inadequação ao ambiente, incorreção na interação solo-estrutura. Já as falhas humanas durante a etapa de utilização (vida

(36)

útil) da estrutura são: as alterações estruturais sem estudo apropriado, sobrecargas exageradas, alteração das condições do terreno de fundação.

Souza e Ripper (1998) ainda destaca como causa extrínsecas aquelas que não são devidas as falhas humanas durante a concepção do projeto ou utilização do mesmo, são elas:

 Ações mecânicas (choques de veículos, recalque de fundações, acidentes-ações imprevisíveis e etc.);

 Ações físicas (variações de temperatura, incidência direta do sol, a ação da água e etc.);  Ações químicas (ar e gases, reações com ácidos e sais, águas agressivas e puras, reações

com sulfatos e etc.);

 Ações biológicas (crescimento de vegetação nas estruturas, desenvolvimento de organismos e micro-organismos em certas partes da estrutura, cupins e formigas e etc).

Souza e Ripper (1998) afirmam que todas as estruturas e seus materiais com o tempo iram se deteriorar mesmo existindo um programa de manutenção, entretanto o nível de desempenho insatisfatório irá variar de acordo com o tipo de estrutura. [...] 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[...]. De qualquer forma, o fato de uma estrutura em certo momento mostrar um desemprenho insatisfatório não quer dizer que ela esteja necessariamente condenada. Por isso é necessário o estudo da patologia das estruturas, é nesta ocasião é preciso uma intervenção de modo que seja possível reabilitar a estrutura (SOUZA E RIPPER, 1998).

É mais frequente nos casos que as causas sejam evidentes e poderem ser amenizadas, seja pela boa seleção dos materiais e dos métodos de execução, ou elaboração de um projeto convenientemente detalhado e ainda pela concretização de um programa adequado de manutenção. (SOUZA E RIPPER, 1998).

3.3.1.4 Eflorescência

De acordo com Uemoto (1985), conforme citado por Souza (2008), o termo eflorescência significa a formação de depósito salino na superfície de alvenarias, como resultado da exposição a intempéries. A eflorescência é um fenômeno que pode ocorrer em qualquer elemento da edificação, o seu surgimento pode trazer mudanças apenas estéticas-

(37)

alterando a aparência do elemento onde está depositada- ou agressivas que devido aos sais integrantes, poderá ocasionar a degradação profunda (SOUZA, 2008).

Segundo Uemoto (1985) “quimicamente a eflorescência é formada por sais de metais alcalinos (sódio e potássio) e alcalino-terrosos (cálcio e magnésio). Com a presença da água (pela chuva, pelo solo ou por qualquer outro meio) os sais se dissolverá, formando uma solução que migra para a superfície e, pelo processo de evaporação, a água sai, deixando na base do elemento, um depósito salino” (apud SOUZA, 2008).

A origem da eflorescência é devido a três fatores de mesmo grau de importância. A ocorrência desses três fatores é em conjunto para que haja a formação desse tipo de manifestação patológica. São eles: a presença de água, o teor de sais solúveis presentes nos materiais ou componentes e pressão hidrostática (SOUZA, 2008). Ainda pelo mesmo autor, existe alguns outros fatores externos que ajudam na ocorrência dessa manifestação patológica. Como:

 A quantidade de solução que irá aflorar;

 O aumento do tempo de contato que atua na solubilização de maior teor de sais;  O aumento de temperatura, a qual aumenta a velocidade de evaporação e gera um

favorecimento na solubilização dos sais;

 E a porosidade dos elementos, permitindo que esta migração da solução para a superfície ocorra.

3.3.1.5 Umidade, Bolor ou Mofo

A umidade em uma estrutura promove desconforto e a degrada rapidamente, isso porque, outras manifestações patológicas desenvolvem-se atrelado a ela. Um exemplo típico é o desenvolvimento do bolor, outros mecanismos de formação mais complexos como a corrosão de armaduras, também podem ser desencadeados quando associados a outros fatores em presença de umidade (BORGES, 2008).

[...] A umidade pode ter origem em infiltrações por trincas, fissuras e deslocamento de revestimento; a partir da condensação da água na superfície da estrutura; ascensão da água do solo por capilaridade ou ainda acidental [...] (BORGES, 2008).

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Como fatores de maior influência pode se dizer as técnicas construtivas e a ausência de uso de materiais impermeabilizantes. Fatores como idade da construção e clima também devem ser considerados (BORGES, 2008).

O bolor, também denominados de mofo, promovido pela existência de umidade é uma espécie de fungo filamentoso que se desenvolve em matéria orgânica e em locais que não possuem ventilação e luminosidade. Mais comumente encontrados em locais úmidos e escuros sendo alguns tipos de bolores maléficos a saúde humana. Pode-se dizer que os bolores consistem numa alteração que pode ser constatada macroscopicamente na superfície de diferentes materiais, é comum o emboloramento em paredes umedecidas por infiltração de água ou vazamento de tubulações (SOUZA, 2008).

A infiltração nas paredes externas de uma edificação decorre pelas fissuras existentes na parede, revestimento e/ou pintura, ou falhas no rejuntamento de componentes de alvenaria (BORGES, 2008).

O bolor, segundo Segat (2005) caracteriza-se por manchas esverdeadas ou escuras, sendo um tipo de manifestação patológica que causa a desintegração do revestimento por meio da secreção de enzimas que quebram moléculas orgânicas complexas e compostos simples, provocando problemas estéticos indesejáveis como manchas escuras e problemas respiratórios aos inquilinos, decorrente da proliferação desses micro-organismos.

Segundo Souza (2008) para se evitar o bolor é necessário que medidas sejam tomadas na fase de projeto, visando garantir uma ventilação, iluminação e insolação adequada aos ambientes e evitar riscos de infiltração de água através de paredes, pisos e/ou tetos, comumente o uso de fungicida nos materiais de revestimentos é uma das alternativas para a prevenção e combate ao bolor nas edificações.

Caso não se consiga prevenir e ele venha a ocorrer é necessário a eliminação da infiltração da umidade, limpeza da superfície com emprego de soluções fungicidas e no caso do revestimento em desagregação deve-se fazer o reparo do revestimento podendo ocorrer a troca de materiais que estavam contaminados por outros que resistam a ação de crescimento do bolor (SOUZA, 2008).

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4 MATERIAL E MÉTODOS

4.1 LOCAL DA PESQUISA

A pesquisa será realizada em três comunidades rurais no semiárido do Rio Grande do Norte, cujo abastecimento de água é realizado por reservatórios integrantes deste sistema. As três comunidades serão denominadas nessa pesquisa em comunidade A, comunidade B e comunidade C.

4.2 CARACTERIZAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS

A caracterização dos reservatórios foi feita de acordo com Decreto Regulamentar n.º 23/95 e também com base em pesquisas feitas por Costa (1998). Os três reservatórios serão identificados como R1, R2 e R3, onde cada um situa-se nas comunidades onde o estudo será dirigido. Estes apresentam volumes distintos que estão mensurados na Tabela 4.

Tabela 4- Capacidade volumétrica aproximada por reservatório

Reservatórios

Capacidade (m³)

(m³)

R1 39,52

R2 79,86

R3 46,95

Fonte: Autoria própria (2019)

4.3 LEVANTAMENTO DAS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS

Para o levantamento das manifestações patológicas foi feito uma visita técnica com utilização de registros fotográficos e anotações de eventualidades. De posse desse levantamento foi feito uma discussão sobre as possíveis causas das manifestações com base na literatura procedimentos de reparos e manutenção.

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5 RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1 RESULTADOS DA CARACTERIZAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS

Os reservatórios estudados são classificados como sendo reservatórios elevados, construídos de concreto armado, utilizados para o abastecimento de água potável proveniente de poços em três comunidades rurais da região semiárida do Nordeste Brasileiro. Todos são de distribuição, sua implantação é de forma elevada e são de pequena capacidade (Figura 20).

De acordo com Costa (1998) pode-se concluir que os reservatórios quanto á posição da cuba em relação ao solo são elevados com torres com pilares, possuindo cubas com formas prismáticas com base retangular cúbica (denominados reservatórios paralelepipédicos). Quanto ao processo construtivo foram moldados in loco com formas tradicionais.

Figura 20 - Reservatórios estudados

R1 R2 R3 Fonte: Acervo pessoal (2019)

Para cada reservatório foram destacadas algumas informações com relação aos elementos da superestrutura e da cuba. Na inspeção externa o reservatório R1 verificou-se que o mesmo é sustentado por 6 (seis) pilares e apresenta 5 (cinco) níveis de vigamento. O primeiro é constituído por vigas baldrame, o segundo, terceiro e quarto por vigas para contraventamentos dos pilares e o último nível com vigas para apoio da estrutura superior. As dimensões do reservatório estão descritas na Figura 21.

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Figura 21-Dimensões dos elementos que compõe a superestrutura do reservatório R1

O reservatório R1 possui cuba retangular cúbica com capacidade de aproximadamente 39,52 m³. A figura 22 mostra suas dimensões.

Figura 22- Dimensões da cuba do reservatório R1

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O reservatório R2 apoia-se sobre um conjunto de 6 (seis) pilares contraventados por 4 (quatro) vigas retangulares retas no segundo nível. O primeiro é constituído por vigas baldrame, e o último por vigas para apoio da estrutura superior a Figura 23 apresenta suas dimensões.

Figura 23-Dimensões dos elementos da superestrutura do reservatório R2

A cuba do reservatório possui capacidade de aproximado de 79.86 m³ apoia-se em quatro vigas retangulares retas, suportando a laje de fundo. A Figura 24 representa as medidas da cuba.

O reservatório R2 possui na parte superior da cuba um recipiente de água de aproximadamente 1000L, como visto na Figura 20, nota-se que a capacidade da cuba projetada não foi suficiente para atender a demanda de água da comunidade CB.

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Apoiado por 4 (quatro) pilares o reservatório R3, possui três níveis de vigamento, o primeiro constituído por vigas baldrame, o segundo por vigas para contraventamento dos pilares e o último nível com vigas para apoio da estrutura superior. A Figura 25 apresenta suas dimensões.

Figura 25-Dimensões dos elementos da superestrutura do reservatório R3

A cuba do reservatório R3 possui capacidade de aproximado de 46,95 m³, apoia-se em quatro vigas retangulares retas, que suporta a laje de fundo. A figura 26 mostra suas dimensões em metros.

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5.2 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS OBSERVADAS NOS RESERVATÓRIOS

Na pesquisa realizada foram observadas com mais frequência as seguintes manifestações patológicas: fissuras, umidade, corrosão e deterioração. A seguir serão apresentadas e discutidas essas manifestações.

5.2.1 Fissuras

Essa manifestação foi observada nos três reservatórios. A fissuração nas vigas e pilares ocorreram nos três reservatórios de forma longitudinal (aberturas visíveis na direção das armaduras), apresentando manchas ferruginosas nas armaduras e na superfície, com desplacamentos do concreto deixando em exposição as armaduras como se pode observar nas Figuras 27, 28 e 29.

Figura 27- Fissuras aparentes nas vigas e pilares no reservatório R1

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Figura 28- Fissuras aparentes nas vigas e pilares no reservatório R2

Fonte: Acervo pessoal (2019)

Figura 29- Fissuras aparentes nos pilares no reservatório R3

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Observou-se também nas cubas dos reservatórios, infiltrações ou fluxo de água e as aberturas visíveis. A cuba do reservatório R1, foi o que mais ocorreu a fissuração, predominando em todas as paredes, como fica destacado na Figura 30.

Figura 30- Fissuras aparentes na cuba do reservatório R1

Com relação as cubas dos reservatórios R2 e R3 as mesmas apresentaram fissuras verticais e horizontais, próximas ao topo das paredes. Pode-se ainda destacar no reservatório R2 fissuras horizontais em maior evidência próximos ao final das paredes da cuba, como pode ser visto na Figura 31 e 32.

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Dentro do que foi estudado pode-se atribuir a ocorrência das fissuras nas cubas dos reservatórios aos ataques por sulfatos, visto que, com base em Thomas (1989), as fissuras que decorrem deste ataque, se apresentaram na superfície do revestimento com comportamento vertical e horizontal generalizadas em toda as paredes da cuba. Já as fissuras horizontais e verticais próximo ao topo das paredes, segundo Thomas (1989) são ocasionadas pela variação térmica natural na estrutura.

O reservatório R2 diferentemente dos demais possui em sua cuba fissuras horizontais próximas a laje, esse tipo de fissuração segundo Thomas (1989) é acarretado pelas sobrecargas. Essa sobrecarga estaria relacionada a um recipiente de água sobre a cuba o qual não foi considerado na fase de projeto, visto que, quando a capacidade de resistência do material é menor que a solicitada, o material tende a aliviar suas tensões ocasionando o fissuramento.

Com relação as vigas e pilares os três reservatórios, sem exceção, apresentaram fissuras longitudinais (aberturas visíveis na direção das armaduras). Segundo Thomas (1989) esse tipo de fissura é decorrente das tensões promovidas mediante mecanismo de corrosão das barras de aço, tensões que o concreto não suporta, provocando o desplacamento do concreto e a fissuração.

5.2.2 Umidade

Essa manifestação foi observada no reservatório R1, como se pode observar na Figura 33.

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Figura 33- Incidência de umidade no reservatório R1

A estrutura do reservatório R1 apresentou infiltrações significativas localizadas nas juntas de concretagem nas junções laje/parede e parede/pilar, com isso a umidade gerou um tipo de musgo2 esverdeado aparentando ser lodo em grande parte do corpo estrutural. Deve-se expor também que, uma grande área de terra em torno do reservatório R1, devido à alta umidade, encontra-se recoberta por essa vegetação como mostra a Figura 34.

Figura 34- Área recobreta com musgos próximo ao reservatório R1

As possíveis causas da umidade estariam ligadas, segundo Borges (2008), as técnicas construtivas, como a ausência de impermeabilização da cuba na etapa de execução e/ou projeto,

2_{Os musgos são plantas de pequeno porte, podendo ser encontrado em ambientes com alta umidade, apresentando} coloração esverdeada (SILVA, 2010).

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fendas nas juntas de concretagem formadas na etapa de execução e/ou projeto e também formadas pela ausência de tratamento nas juntas.

A ausência de tratamento das juntas pode provocar a fissuração. Pode-se atribuir que o lodo/musgos originado pela umidade (considerada alta no caso do reservatório R1) devido as infiltrações presentes nos reservatórios foi ocasionada pelas fissuras presentes na estrutura da cuba, ou seja, a umidade teve origem em infiltração por fissuras. As fissuras possibilitarão a passagem da água armazenada para o lado externo do reservatório.

A falta do uso de fungicidas nos materiais de revestimento que de acordo com Borges (2008) também pode-se atribuir como causas desse tipo de manifestação patológica. Nesse tipo de ocorrência além da perda de água como ponto negativo a redução da vida útil da estrutura é influenciada, já que, aceleram o processo de corrosão das armaduras.

5.2.3 Corrosão das armaduras e deterioração

A estrutura da cuba, dos pilares e vigas do reservatório R1 apresentou diversos pontos com o concreto em um nível elevado de deterioração e em um processo avançado de corrosão nas armaduras, conforme pode ser mostrado na Figura 35.

Figura 35- Corrosão e deterioração em vigas e pilares reservatório R1

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O reservatório R2 também se encontra em estado de deterioração, boa parte das suas armaduras está exposta e em processo de corrosão. A Figura 36 mostra a estrutura da cuba, dos pilares e vigas de suporte, com ferragens amostra e degradação do seu concreto. A corrosão de armaduras também é evidente neste reservatório a Figura 37 motra a estrutura apresentando manchas ferruginosas e desplacamento do concreto.

Figura 36- Corrosão e deterioração em vigas e pilares reservatório R2

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Figura 37- Corrosão de armaduras evidentes nos pilares do reservatório R2

Com relação ao reservatório R3, o processo de corrosão nas armaduras e deterioração encontra-se muito avançado, as vigas e pilares apresentam armaduras completamente expostas juntamente com manchas ferruginosas e desplacamento do concreto. A Figura 38 apresenta parte da viga de sustentação da cuba e um pilar com essas manifestações patológicas.

Figura 38- Corrosão e deterioração presentes no reservatório R3

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As possíveis causas para essa ocorrência podem-se atribuir segundo Borges (2008) a um concreto excessivamente poroso (visto que o concreto poroso facilita a penetração de agentes de deterioração da passivação das armaduras como cloretos, sulfatos, etc) ou a escolha inadequada de materiais e/ou a cura inadequada.

Pode-se destacar a carbonatação que é o processo pelo qual ocorre a despassivação do aço nas armaduras o tornando vulnerável e possibilitando condições para a corrosão.

Nos reservatórios R1 e R3 provavelmente houve cobrimento inadequado das armaduras. Para Borges (2008) as substâncias utilizadas no tratamento da água aliadas a outras condições (umidade natural do concreto, água das chuvas, ação do vento, etc.) promovem a despassivação e posterior corrosão das armaduras. Pelo fato de que a corrosão das armaduras propiciada pela despassivação foi identificada pela exposição das armaduras devido ao desplacamento do concreto com manchas ferruginosas na própria armadura e no concreto, apresentando um quadro de fissuração característico nas vigas e pilares (alinhamento longitudinal as barras principais).

Com relação a deterioração do concreto deve-se observar que uma das causas está no envelhecimento natural da estrutura, visto que os reservatórios não possuem nenhum projeto de manutenção e/ou reparação de danos neles presente. A estrutura acaba por diminuir o seu período de vida útil e aumentando o seu envelhecimento, não apenas por tempo de uso, mas pelo tempo de uso juntamente com a falta de medidas preventivas e reparatórias.

Vale ressaltar que o concreto aplicado para edificar uma estrutura que tem o intuito de armazenar água, como nesse caso os reservatórios, deve possuir em sua formação, materiais que lhes atribua a característica de ser impermeável, além disto de acordo com Borges (2008) utilizar-se de outros métodos como exemplo manta asfáltica na cuba para a impermeabilização.

5.3 RECUPERAÇÃO

Para a manutenção e/ou recuperação é necessário ser estabelecida e supervisionada por um profissional habilitado (engenheiro civil) para evitar reincidências de manifestações patológicas. Nesse serão colocadas algumas sugestões de recuperação baseadas em Borges (2008)

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5.3.1 Reservatório R1

É notório observar que o reservatório R1 apresenta risco a população vizinha por seu estado avançado de degradação, necessitando de reparos que ocorram de forma muito breve. Por não haver outra forma de abastecimento de água na comunidade A, o reservatório continua em uso. Para este caso propõe-se um estudo mais avançado com ensaios que possam quantificar o nível de estabilidade dessa estrutura como também analisar os custos para aplicação de medidas recuperativas. Para o caso de custo muito elevados aconselha-se um novo projeto visando técnicas construtivas mais adequadas para esse tipo de estrutura com o objetivo de evitar incidências patológicas.

5.3.2 Reservatório R2 e R3

Diferentemente do reservatório R1, pode-se considerar nesse trabalho que os reservatórios R2 e R3 são passiveis de restruturação. Os mesmos apresentaram manifestações patológicas semelhantes com grau e nível de intensidade e gravidade diferentes, mas pode-se atribuir mesmas reparações. Para se realizar uma intervenção corretiva que contemple durabilidade e, consequentemente, a reabilitação da estrutura como um todo é necessário segundo Borges (2008) executar alguns procedimentos. Os mesmos serão mostrados seguir:

5.3.2.1 Corrosão de armaduras e fissuras em vigas e pilares

Todo processo de tratamento das armaduras deve ser realizado de forma adequada. A intervenção para a reabilitação da estrutura do reservatório envolve procedimentos nas vigas e pilares. Segundo Lapa (2008) para as barras que tiveram uma perda de seção transversal maior que 20% é necessário a substituição das mesmas ou um reforço estrutural.

Já nos demais em que não houve essa perda de seção faz-se necessário o tratamento das armaduras e recomposição do concreto. Para as vigas e pilares com fissuras ocasionadas pelo processo de corrosão a recuperação se inicia com a remoção do concreto que apresenta regiões de armadura com indício de corrosão, essa remoção descobre toda a armadura afetada chegando ao concreto e armaduras sem danos.

O tratamento das armaduras compreende-se da seguinte forma: lixamento de toda a superfície das barras de aço até que não se verifique qualquer sinal de corrosão, limpeza das barras para eliminar resíduos indesejáveis e pintura anticorrosiva. Depois da remoção dos