APONTAMENTOS DO CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM MANUTENÇÃO E GESTÃO DO PATRIMÓNIO CONSTRUÍDO
INSTITUTO PORTUGUÊS DO PATRIMÓNIO ARQUITECTÓNICO
SISTEMAS DE GESTÃO DO PATRIMÓNIO CONSTRUÍDO
Jorge de Brito
Prefácio
Estes apontamentos pretendem ser um apoio aos participantes no Curso de Especialização em Manutenção e Gestão do Património Construído organizado pelo Instituto Português do Património Arquitectónico do Ministério da Cultura, no módulo dos Sistemas de Gestão do Património Construído. Esta tema insere-se no módulo III, Operações de Manutenção e Recuperação, e foi apresentado no dia 31 de Outubro de 2000.
1 - INTRODUÇÃO
Para maximizar os benefícios a obter durante a vida útil de qualquer construção, seja ela de manifesto interesse patrimonial ou não, é necessário planear a sua utilização desde a fase da
concepção até à substituição / demolição da mesma. Tirando partido do facto de o autor ter
elaborado a sua tese de doutoramento no domínio dos sistemas de gestão das obras de arte de betão [4], vai-se utilizar este tipo de construções para ilustrar os conceitos mais importantes desta problemática. Os procedimentos e a filosofia aqui propostos são susceptíveis de poder ser generalizados com algumas adaptações a outros tipos de construções e a outros materiais, podendo também ser válidos para a análise de problemas não estruturais.
Neste texto entende-se como património arquitectónico não só as construções de carácter histórico, normalmente classificadas, como também todas as construções que, mesmo sendo vulgares e/ou recentes, contribuam para definir a traça arquitectónica do povoado em que se encontrem inseridas. Neste contexto, a ideia de planear a utilização de uma construção desde a sua concepção, não aplicável a qualquer construção com dezenas (os edifícios Prémio Valmor) ou mesmo centenas de anos (a Torre de Belém ou o Mosteiro dos Jerónimos), passa a fazer sentido quando aplicada a construções como o Pavilhão de Portugal ou o Pavilhão Atlântico, ambos no Parque das Nações em Lisboa.
Na indústria da construção, com particular ênfase nos sistemas viários, dos países mais desenvolvidos, duas tendências acentuaram-se nos últimos anos. Verifica-se um abrandamento na
execução de novas construções em face da estagnação do nível populacional, da saturação das
zonas habitadas e da cada vez maior tendência a estender a vida útil das construções para preservar a traça arquitectónica das grandes urbes. Assiste-se também a um avolumar do património
existente em termos de construções habitadas ou com outros fins (por exemplo, as pontes). A degradação precoce das construções existentes, sobretudo das mais recentes mas não só, (devida
a uma concepção deficiente do ponto de vista da durabilidade, à falta de controle de qualidade durante a construção, aos níveis crescentes de poluição e à ausência de inspecção e manutenção regulares) permite também explicar porque é que o problema principal, em termos económicos, da
gestão do património construído está a passar dos gastos em novas construções para os fundos despendidos na manutenção e reabilitação das construções existentes. Esta situação não é nova para as instituições, geralmente públicas, que gerem e procuram manter o património mais nobre e de carácter histórico, mas é fenómeno recente nos sistemas viários, conforme a Fig. 1 permite ilustrar. No contexto, referido acima, do património construído incluir todas as construções, esta figura ilustra a tendência actual do investimento crescente na manutenção e reparação e decrescente na construção de raiz. 1 2 3 4 5 6 7 8 1930 1950 1970 1990 2010 CONSTRUÇÕES NOVAS CUSTOS MANUTENÇÃO, REPARAÇÃO, REABILITAÇÃO E SUBSTITUIÇÃO ANO
Fig. 1 [1] - Evolução qualitativa dos custos globais com obras de arte na Suíça
O funcionamento deficiente ou a suspensão de serviço de uma determinada construção tem
custos muito elevados para os particulares e, portanto, para a sociedade. Em última análise,
impede a sua utilização pelos utilizadores, forçando-os a procurar soluções alternativas, com um aumento da energia e do tempo despendidos, levando ao aparecimento de construções supérfluas e mal localizadas, com um desbaratar de recursos financeiros e uma agressão adicional ao meio ambiente. Não obstante isto, as construções são ainda frequentemente executadas de acordo com um
critério de minimização de custos iniciais para se atingir um determinado nível de funciona-lidade inicial. Daqui resultam construções que são difíceis e caras de inspeccionar e manter ou que
são objecto de reparações com demasiada frequência apenas porque a concepção só teve em conta os aspectos estruturais e funcionais no curto prazo e esqueceu os relacionados com a durabilidade.
Devido à ausência de um planeamento adequado a longo prazo e à frequente alteração do fim inicialmente previsto para as construções, algumas destas podem tornar-se funcionalmente
obsoletas (originando limitações de ocupação e/ou diminuição do nível de segurança), muitos anos
antes do fim da sua vida útil estrutural. Esta situação conduz a custos de rotura funcional muito
elevados e / ou a trabalhos de reabilitação de monta. Estes custos podem chegar a ser proibitivos,
substancialmente superiores aos custos de construção desde o princípio de uma construção mais durável, resistente e de maior capacidade de carga. Extrapolando estas noções para o património construído, o que se passa é que, quer os monumentos e outras construções classificadas quer as construções correntes, são frequentemente sujeitas a operações de manutenção e reparação, inviabilizando durante largos períodos o acesso e/ou utilização das mesmas.
Na gestão de sistemas viários e, em particular, de obras de arte, assiste-se à progressiva aplicação de determinadas regras. Todo o processo, desde a construção à substituição, passando pela inspecção, manutenção e reparação, deve ser o mais normalizado possível. A utilização de dossiers é complementada com bases de dados computadorizadas que permitem tratar e ter acesso à grande quantidade de informação recolhida, em particular nas inspecções. Os grandes investimentos envolvidos e, principalmente, o facto de os recursos disponíveis serem sempre escassos, faz com que as decisões relativas às operações mais onerosas (reparações, reforços, alargamentos e substituições) sejam tomadas de forma racional e baseadas em critérios objectivos que, em geral, pressupõem o recurso a análises económicas a médio / longo prazo.
As tendências referidas têm vindo, nos países mais desenvolvidos, a dar origem a sistemas de gestão, mais ou menos sofisticados, mas que têm uma arquitectura comum: uma base de dados, um
módulo de inspecção e um módulo de decisão. Desses sistemas, são poucos os que podem ser
definidos como sistemas inteligentes e simultaneamente englobem todo o processo de gestão das obras de arte. Pode, no entanto, referir-se que os que, nesta altura, revelam maiores potencialidades são o do Departamento de Engenharia de Auto-Estradas do Ministério dos Transportes do Ontário [2] e o dos Caminhos de Ferro da Dinamarca [3].
Nestes apontamentos, será descrita sucintamente uma proposta de sistema de gestão do
património construído, concebido tomando em conta as características particulares de Portugal.
Ainda que o seu desenvolvimento actual preveja a sua aplicação apenas em construções de estrutura em betão, a adaptação a outros materiais e tipos de utilização não oferece grandes dificuldades.
O sistema de gestão não pode nem deve ser independente das acções que se tomam antes da fase de implementação do sistema, ou seja, após o início da utilização da construção. Daí que se dedique neste texto alguma atenção às fases da concepção e construção, no que elas podem afectar o normal funcionamento do sistema de gestão proposto.
2 - A DEFINIÇÃO DO TEMPO DE VIDA ÚTIL NA CONCEPÇÃO DA CONSTRUÇÃO
A duração da vida útil depende não só da deterioração física dos materiais construtivos mas também da obsolescência funcional da construção. Se não ocorrerem problemas de degradação estrutural significativos, a vida útil das construções não classificadas termina quando os benefícios obtidos da sua utilização forem excedidos pelos custos funcionais, de construção e manutenção. Em relação às construções classificadas, a limitação de recursos disponíveis poderá levar ao encerramento ao público daquelas cujos custos de manutenção sejam acentuadamente superiores às receitas. Por outro lado, a diminuição do nível de segurança estrutural levará também ao seu encerramento, que só não será definitivo se for possível reforçar a estrutura existente sem descaracterizar a construção.
O ciclo de vida de uma construção compreende as fases de planeamento, concepção,
construção, utilização, manutenção, reparação e demolição (apenas para as construções não
classificadas). Durante estas fases, o Estado ou os particulares (Dono da obra), os projectistas, o empreiteiro e a equipa da manutenção serão responsáveis pela durabilidade e funcionalidade da construção, cada um com as suas tarefas específicas.
Na fase da concepção, o Dono da obra deve definir qual a vida útil global que se pretende vir a atingir para a construção. Esta deve corresponder ao período de tempo desde o fim da
execução até à altura em que a obra atingirá um especificado estado limite de degradação ou obsolescência económica / funcional, com um nível normal de manutenção. As construções
correntes são normalmente concebidas para durar 50-60 anos e as construções estrategicamente importantes deverão ser analisadas para períodos de 100-120 anos. As construções classificadas, em relação às quais não foi normalmente possível definir à partida a extensão pretendida para a sua vida útil, apresentam problemas importantes, já que, em teoria, se pretende que durem
“eternamente”. Para estas construções e para todo o restante texto destes apontamentos, a fase da
concepção corresponde à fase de planeamento de uma remodelação a longo prazo.
A estimativa do fim da vida útil funcional obriga à preparação na fase da concepção de
estudos específicos de previsão de necessidades. Por exemplo, em obras de arte, a obsolescência
funcional está fundamentalmente associada a restrições ao volume de tráfego ou à carga máxima por rodado, cuja evolução pode ser estimada através de uma análise estatística. Logo na fase da concepção, podem ser implementadas medidas para atrasar a obsolescência, através de uma
concepção flexível que permita incrementar a funcionalidade da obra durante a sua vida
(possibilidade de aumentar o n.º de vias de tráfego, por exemplo). Estas noções, válidas para obras de arte, são facilmente extrapoláveis para o património construído em que, por exemplo, o recurso a determinados materiais, de melhor qualidade e mais caros, nas redes de águas e esgotos permite aumentar significativamente o período sem reparações e sem necessidade de substituição.
A estimativa da vida útil baseada na deterioração física dos materiais deve ser analisada na fase de projecto, no âmbito da durabilidade na concepção.
3 - DURABILIDADE NA CONCEPÇÃO
Na fase de projecto, é necessário desenvolver estudos para garantir a vida útil global prevista, em termos de degradação dos materiais. As conclusões destes devem ser incluídas nas especificações técnicas para construção (cadernos de encargos).
Espera-se que a vida útil prevista possa ser atingida na maioria dos elementos estruturais, recorrendo apenas a pequenas reparações. De qualquer maneira, cada elemento terá uma vida útil
diferente, normalmente inferior à da obra, o que levará a operações de manutenção, que deverão ser
previstas logo de início.
3.1 - Estimativa da vida útil
complexo, que está ser alvo de investigação proeminente em todo o mundo [12] [14]. Inclui a
definição dos estados de referência que estão associados com o fim da vida útil, a caracterização do ambiente, o estudo dos fenómenos de degradação dos materiais e componentes e a definição de modelos matemáticos de avaliação da evolução dos processos.
Os mecanismos de degradação mais importantes são os associados às seguintes situações:
- carbonatação;
- ataque de cloretos em meios salinos; - ciclo gelo / degelo;
- sais quimicamente agressivos; - elevados níveis de poluição
- erosão devida ao vento ou às pessoas.
Para construções correntes, com vidas úteis da ordem dos 50-60 anos, as normas Europeias [14] definem as características ambientes relacionadas com cada mecanismo de degradação, baseadas nas quais são feitas recomendações em termos das características dos materiais (no caso do betão: dosagem mínima de cimento, máxima relação água / cimento, classe de resistência mínima) e do recobrimento das armaduras, para se conseguir atingir a durabilidade pretendida.
Para construções em que se pretenda atingir vidas úteis maiores (100-120 anos ou mesmo mais), não há documentos normativos. Nestes casos, o estudo da vida útil tem de ser feito com base na deterioração física, baseado nas condições ambientais locais e nas condições limite adoptadas na concepção e recorrendo ainda a modelos matemáticos de deterioração e / ou à experiência local disponível [13]. Estes modelos foram, na maior parte dos casos, desenvolvidos para a previsão da carbonatação e dos ataques de cloretos.
Com estes modelos, é possível fazer uma estimativa da evolução da degradação e preparar
cadernos de encargo específicos, basicamente em termos das características dos materiais. Deve
ser referido que, para vidas úteis longas, a resistência mínima dos materiais é normalmente
3.2 - Monitorização das construções
Para construções classificadas e porque os modelos matemáticos, na fase actual dos conhecimentos, não fornecem ainda resultados suficientemente fiáveis, pode ser necessário definir um sistema de observação da construção, logo na fase de projecto. Esta observação fornecerá periodicamente, para um número seleccionado de elementos principais, os principais parâmetros que controlam os mecanismos de deterioração, nomeadamente a profundidade da frente de carbonatação, o teor de cloretos em profundidade, a taxa de corrosão, o teor de acidez dos depósitos, etc., e permitirá confirmar no local as taxas de evolução da deterioração admitidas na concepção.
Para além dos problemas relacionados com a deterioração, as construções classificadas com problemas potenciais de índole estrutural devem também ser instrumentadas para acompanhar o seu funcionamento durante a vida útil. Isto permitirá a prevenção a tempo de acidentes graves e a execução expedita de uma avaliação estrutural após a ocorrência de uma acção de carácter excepcional (acidente, ciclone ou sismo).
3.3 - Flexibilidade
A vida útil global, tal como é definida na fase de projecto, será em princípio atingida pela maioria dos elementos principais sem necessidade de recorrer a reparações dispendiosas. No entanto, alguns elementos (canalizações, impermeabilizações, caixilharias, revestimentos, etc.) têm tipicamente períodos de vida menores, pelo que precisam de ser substituídos durante a utilização da construção. A análise da durabilidade destes elementos, nomeadamente ao nível do planeamento
da sua substituição e da monitorização do seu estado, deve ser considerada na concepção.
Todos estes elementos que irão, em princípio, precisar de ser reparados ou substituídos durante a vida útil global deverão ser concebidos com flexibilidade, ou seja, garantindo que a sua reparação / substituição decorrerá sem efeitos significativos na operação do resto da construção. Por outro lado, se é previsível uma futura melhoria da funcionalidade da construção, a concepção dos elementos afectados por essa alteração deve tomá-la em conta em termos de facilidade de remoção.
3.4 - Cadernos de encargos e plano de manutenção de base
Os aspectos anteriormente descritos relacionados com a durabilidade devem ser apresentados num conjunto de especificações técnicas para materiais e componentes, inseridas nos cadernos de
encargos, incluindo a definição de testes de durabilidade a ser adoptados durante a construção e os
valores limite admissíveis para os principais parâmetros que deles se obtenham. Também deve ser preparado um plano de base para a inspecção e a manutenção, baseado na estimativa da vida útil dos componentes feita na fase de projecto.
3.5 - Reutilização dos materiais
A escolha dos materiais das construções correntes deve também ter em conta a possibilidade da sua reutilização no fim da sua vida útil. As directivas para as operações de demolição devem ser função de e influenciar as opções na fase de concepção.
4 - DURABILIDADE NA CONSTRUÇÃO
Na fase da construção, um bom controle de qualidade é a melhor forma de garantir a vida útil prevista. Este controle de qualidade é normalmente implementado por uma equipa de
fiscalização, em contacto com o projectista, a qual terá as seguintes actividades principais.
4.1 - Caracterização inicial das propriedades dos materiais
Antes de se dar início à construção, o empreiteiro deveria estudar a composição dos
materiais para conseguir atingir os valores limite dos parâmetros que governam a durabilidade, tal
como definidos no caderno de encargos. Isto torna-se particularmente importante porque os ensaios de durabilidade demoram imenso tempo até fornecer resultados, pelo que, se não forem iniciados com a antecedência necessária, poderão levar a atrasos na construção.
Para além de uma caracterização inicial, é fundamental implementar um controle de recepção
composição é necessário confirmar periodicamente através de ensaios de durabilidade para garantir o seu comportamento [14].
4.2 - Controle na obra
A implementação dos procedimentos para medições in-situ do comportamento dos
materiais e características da construção é necessária para garantir as suas especificações de
durabilidade. Este controle de qualidade é uma das actividades mais importantes e deve ser feito de uma forma sistemática durante toda a fase construtiva.
Existem já em desenvolvimento sistemas de inteligência artificial para implementar controle de qualidade. Para além da adopção de procedimentos racionalizados para controle sempre que forem detectadas anomalias, os sistemas sugerem ao inspector as melhores soluções para resolver o problema [15].
4.3 - Procedimentos na obra
Os métodos de construção devem ser analisados e implementados por forma a garantir os
melhores procedimentos em termos de atingir uma durabilidade aceitável para os materiais [14].
Actividades como a cura do betão, o controle do calor de hidratação durante a betonagem, a determinação do teor em água da madeira e outras, são exemplos de procedimentos da máxima importância para a durabilidade dos materiais.
5 - BASES DO SISTEMA DE GESTÃO
As características que um sistema inteligente de gestão do património construído deve possuir são [4]:
- divisão clara das várias fases do processo de gestão; - normalização de todas as suas fases;
- possibilidade de armazenar toda a informação de forma fácil e com rápido acesso; - recurso a critérios objectivos;
- optimização dos recursos financeiros disponíveis; - minimização de processos burocráticos;
- transparência de todas as decisões tomadas.
As construções devem ser acompanhadas pelo sistema de gestão durante toda a sua vida
útil, tendo em conta as seguintes fases [4]: concepção, construção, exploração, inspecção,
manutenção, reparação, reforço estrutural / alargamento do tabuleiro e demolição / substituição (apenas para as construções não classificadas).
Para que o acompanhamento do sistema de gestão ao longo da vida útil da construção seja feito de uma forma eficaz, dever-se-ão prever as seguintes formas de actuação [4]:
a) Armazenamento da informação recolhida. a.1) dossier da obra (em suporte tradicional); a.2) base de dados informatizada.
b) Normalização de procedimentos e relatórios.
b.1) inspecção (manuais de inspecção; sistema classificativo das anomalias; fichas de anomalia e de reparação; fichas da base de dados).
b.2) manutenção / reparação / reabilitação (critérios de classificação das anomalias detectadas e do procedimento normalizado adoptado nas análises económicas). c) Sistemas de decisão.
c.1) manutenção;
c.2) avaliação estrutural;
c.3) selecção do trabalho de reabilitação / substituição.
6 - ARQUITECTURA DO SISTEMA
A arquitectura do sistema de gestão proposto inclui 3 módulos distintos [4] (Fig. 2):
I - ARMAZENAMENTO DE INFORMAÇÃO II - SISTEMA DE INSPECÇÃO
SISTEMA DE INSPECÇÃO
SISTEMA DE DECISÃO BASE DE DADOS
DOSSIER DA OBRA +
Fig. 2 [4] - Arquitectura geral do sistema de gestão
O armazenamento de informação é feito a dois níveis: base de dados (suporte informático), com uma quantidade de informação limitada sobre as construções e as inspecções nelas efectuadas;
dossier da obra (suporte tradicional), onde são recolhidos e organizados todos os documentos e
informações relativos à construção desde a concepção (se possível) ao fim da sua vida útil.
O sistema de inspecção controla todo o processo de acompanhamento da construção desde a recepção até ao fim da sua vida útil. Permite gerar grande parte da informação necessária ao sistema de decisão.
O sistema de decisão é responsável pelas opções feitas ao longo da vida da construção relativas à manutenção, à implementação de inspecções estruturais não periódicas e à reparação, melhoria da capacidade e substituição. É por sua vez dividido em 2 subsistemas (Fig. 3) [4].
MANUTENÇÃO / PEQ UENA REPARAÇÃO SISTEMA DE DECISÃO REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO AVALIAÇÃO ESTRUTURAL (SEI) SELECÇÃO DO TRABALHO
Fig. 3 [4] - Arquitectura do sistema de decisão
O subsistema de manutenção / pequena reparação diz respeito aos trabalhos correntes efectuados praticamente em regime contínuo na construção e respectiva área de influência para
garantir a sua funcionalidade. As patologias abrangidas caracterizam-se por serem não estruturais ou afectarem apenas elementos secundários.
O subsistema de reabilitação / substituição diz respeito a trabalhos de reparação estrutural que a construção possa vir a necessitar e que tenham um carácter não periódico. A sua realização é sempre precedida por uma inspecção especial designada por avaliação estrutural. Daí que este subsistema se divida em dois submódulos [4] (Fig. 3).
O submódulo de avaliação estrutural (SEI) verifica a necessidade de se promover uma avaliação estrutural e faz o seu planeamento. O submódulo de selecção do trabalho permite, com base numa análise económica a longo prazo e nos resultados da avaliação estrutural, tomar uma das seguintes opções em relação a uma construção em que tenham sido detectadas insuficiências estruturais ou funcionais graves:
- não fazer nada (eventualmente impondo limites de utilização); - reparar (reconstituir a capacidade estrutural inicial);
- reforçar a estrutura;
- aumentar a sobrecarga de utilização (em geral, com reforço da estrutura);
- demolir e substituir por uma nova construção (só para construções não classificadas); - manter a construção existente e construir uma nova em paralelo.
No sistema proposto existem os seguintes os módulos automatizados [4] (Fig. 4):
a) base de dados, cuja função é armazenar, gerir e fornecer toda a informação de base e a obtida do sistema de inspecção e fornecê-la aos outros módulos;
b) módulo de apoio à inspecção (MAI), cuja função é apenas apoiar o inspector no local não fornecendo informação directa ao terceiro módulo;
c) módulo de apoio à decisão (MAD), que manuseia toda a informação obtida por forma a fornecer recomendações fundamentadas a todos os níveis do sistema de decisão (Fig. 3).
MAI
MAD BASE DE DADOS
(APOIO À INSPECÇÃO)
(APOIO À DECISÃO)
Fig. 4 [4] - Módulos computadorizados do sistema de gestão
No entanto, não é possível nem seria recomendável automatizar completamente o sistema
de gestão. Aliás, mesmo em situações em que o sistema de decisão se baseia em programas de
cálculo automático que fornecem listas de recomendações específicas, a decisão final deve passar
sempre pelo responsável do sector, que a tomará com base no seu bom senso e experiência.
7 - BASE DE DADOS
Verifica-se que as bases de dados dos sistemas de gestão existentes no estrangeiro para sistemas viários se encontram habitualmente organizadas da seguinte forma [5]:
a) módulo de referência relativo às construções; b) módulo de referência do sistema;
c) módulo de apoio à inspecção e à manutenção / reabilitação.
A base de dados proposta armazena 3 tipos de informação [4]:
- INFORMAÇÃO FIXA (incluindo informação administrativa, o sistema classificativo, as matrizes de correlação, as fichas de anomalia, as fichas de reparação, os manuais de inspecção, a pontuação das anomalias, a quantificação dos custos, o cálculo automático, dados sobre a capacidade de carga, as fichas de identificação e informação gráfica).
- INFORMAÇÃO SEMI-FIXA (incluindo os ficheiros de custos de carácter geral, os ficheiros de custos para cada construção, os orçamentos anuais, dados sobre a capacidade de carga e as fichas de estado de referência).
Em termos de gestão, são as seguintes as opções gerais de utilização da base de dados [4]:
a) manuseamento da informação; b) produção de relatórios;
c) auto-manutenção.
A opção de manuseamento da informação é a parte mais visível da base de dados e é constituída por quatro blocos de informação [6]:
a) ficha de identificação (o “bilhete de identidade” da construção; parte do “input” do MAI); b) informação gráfica (inclui vistas gerais e pormenores);
c) ficha de estado de referência (descrição da situação de base / projecto e da situação após a construção) - informação detalhada sobre a construção essencial antes da realização de uma avaliação estrutural ou quando se estuda a hipótese de uma reparação estrutural importante;
d) fichas de inspecção (descrevem as características da inspecção, anomalias detectadas e história das inspecções) - constituem o relatório final das inspecções essencial para o MAD.
O sistema deve ainda ter um manual de utilização da base de dados, não só com a descrição de todas as opções possíveis, mas também com a apresentação de exemplos, mostrando os ecrãs tal como são vistos pelo utilizador.
8 - SISTEMA DE INSPECÇÃO
O sistema de inspecção baseia-se num conjunto de visitas a cada construção, a intervalos
regulares (inspecções periódicas: correntes ou detalhadas), complementado por visitas em ocasiões especiais (inspecções não periódicas). Este sistema de inspecção é semelhante ao existente em
França [7] e ao proposto para a Suíça [8], em ambos os casos para obras de arte.
As inspecções correntes ocorrem com intervalos de 15 meses entre si, para detectar quaisquer fenómenos que sejam afectados pelas estações do ano. Nelas se analisa a construção na
generalidade, recorrendo-se quase exclusivamente à observação visual directa. O pessoal, equipamento e meios de acesso utilizados neste caso são bastante reduzidos.
Uma inspecção detalhada substitui uma corrente de 5 em 5 anos. A análise à construção é, neste caso, mais aprofundada. Pode-se recorrer, para além da observação visual, a ensaios in-situ não destrutivos e a meios de acesso especiais. Toda a construção deve ser observada, sem ênfase em zonas localizadas (a não ser que os relatórios das inspecções correntes anteriores apontem nesse sentido) e, à partida, não se espera encontrar qualquer anomalia estrutural grave.
Quando tal situação se verifica, há lugar a uma avaliação estrutural. Esta inspecção não periódica incide sobre zonas localizadas da construção e é tão detalhada quanto o esclarecimento das dúvidas relacionadas com a deficiência o exija. Recorre-se, por isso, a pessoal, equipamento e meios de acesso que podem ser muito sofisticados e onerosos. Quaisquer trabalhos de reparação ou reabilitação estruturais devem sempre ser precedidos de uma avaliação estrutural.
Além destas inspecções, para a definição do estado de referência inicial da construção (ao qual todas as inspecções se reportam), é necessário fazer uma caracterização da mesma. Esta inspecção ocorre em geral na recepção definitiva da construção (ou após a remodelação de grande monta nas construções classificadas), mas também poderá ocorrer sempre que haja razões para pensar que o estado de referência em vigor já não é válido. Esta análise tem um detalhe semelhante ou maior que o da avaliação estrutural.
Numa construção integrada no sistema de gestão desde o seu início, o procedimento a seguir
no sistema de inspecção está resumido nas Fig. 5 e 6.
No sentido de normalizar as inspecções e respectivos relatórios, é necessário criar um sistema
classificativo que englobe todas as anomalias (funcionais e estruturais) que se prevê possam vir a
ser detectadas em construções. O mesmo se passa em relação às suas causas possíveis, técnicas de
reparação e métodos de diagnóstico (Fig. 8). Neste sentido, foram criadas fichas de anomalia (a
Fig. 7 corresponde a uma ficha desenvolvida para obras de arte em betão) e de reparação e feito um rateio dos métodos de diagnóstico com maior interesse para a inspecção. Estes conceitos foram já implementados [4] para elementos em betão, mas podem também sê-lo para outros materiais. Assim, considera-se que, para as construções que constituem o património construído,
deveriam ser elaboradas listas de anomalias, causas possíveis, técnicas de reparação e métodos de diagnóstico para os seguintes materiais estruturais principais: pedra natural (alvenaria aparelhada, ordinária e seca) (Fig. 9); terra aditivada (taipa e adobe) (Fig. 10), madeira (maciça ou derivados) (Fig. 11), betão (armado ou pré-esforçado) (Fig. 12) e metais ferrosos (aço, alumínio ou ferro forjado) (Fig. 13). CARACTERIZAÇÃO INSPECÇÃO CORRENTE INSPECÇÃO CORRENTE SUBMÓDULO DE SEI INSPECÇÃO CORRENTE SEI SEI INSPECÇÃO DETALHADA (15 MESES) CICLOS DE 5 ANOS INICIAL ESTRATÉGIA DE INSPECÇÃO (SEI) (15 MESES) (15 MESES) (15 MESES) (15 MESES)
INSPECÇÃO PERIÓDICA SEGUINTE SIM AVALIAÇÃO ESTRUTURAL POTENCIAL SITUAÇÃO GRAVE ? SUBMÓDULO DE SELECÇÃO DO TRABALHO INSPECÇÃO PERIÓDICA NÃO
Fig. 6 [4] - Submódulo de avaliação estrutural (SEI)
FICHA DE ANOMALIA TIPO: ARMADURAS / CABOS
FICHA: A-D5
DESIGNAÇÃO: varão com diminuição de secção DESCRIÇÃO: varão de armadura ordinária colocado à vista por descasque do recobrimento e apresentando perda de secção transversal
CAUSAS - descasque provocado por choque POSSÍVEIS: (C-D2)
- carbonatação (C-F2, C-G2) - corrosão da armadura
- presença de iões cloro (C-F3, C-G3, C-B6)
- recobrimento insuficiente (C-A14, C-B11, C-A28, C-B1, C-B2, C-B26)
- áreas demasiadamente expostas / concepção geométrica inadequada (C-A20) - drenagem deficiente (C-A24, C-A23, C-A25, C-B20, C-B26, C-H5)
- infiltração de água (estanqueidade deficiente) (C-F1, C-G1, C-A26, C-B5, C-B9, C-B17, C-E2, C-E3, C-E4) CONSEQUÊNCIAS - descasque progressivo do betão devido a aumento de volume da ferrugem
POSSÍVEIS: - fendilhação
- perda de resistência da secção - perda de aderência do varão - deformação da estrutura - estética afectada
ASPECTOS A - cor da ferrugem negra: (origem provável: iões cloro => maiores perdas de secção) ou INSPECCIONAR: avermelhada (origem provável: carbonatação => menor perigo)
- estado de corrosão dos varões vizinhos - aderência do recobrimento
- carbonatação, presença de iões cloro, infiltrações de água - estado da estanqueidade
- fissuração na zona observada - deformações
- proximidade do mar
- utilização no presente ou no passado de sais anti-congelantes PARÂMETROS - cor predominante da ferrugem: negra (S / N) / avermelhada (S / N)
DE INSPECÇÃO: - localização da secção com perda de área de varão: zona de esforços máximos (S/N) zonas intermédias (S / N) - perda máxima localizada de secção: ( % )
CLASSIFICAÇÃO DA ANOMALIA: Em termos de Urgência de Actuação
0 - ferrugem predominantemente negra em zona(s) de esforços máximos com perda máxima localizada de secção superior a x % 1 - ferrugem predominantemente negra em zona(s) de esforços máximos com perda máxima localizada de secção inferior a x % 2 - ferrugem predominantemente negra em zonas intermédias
3 - ferrugem predominantemente avermelhada
Em termos de Importância para a Estabilidade da Estrutura
A - varão pertencente ao tabuleiro, vigas principais, pilares, encontros e fundações
C - varão pertencente ao guarda-corpos, guarda-rodas, revestimento do passeio e lajes de transição Em termos do Volume de Tráfego Afectado pela Anomalia
γ - assumindo que esta anomalia não perturba o normal funcionamento do tráfego
Fig. 7 [10] - Exemplo de uma ficha de anomalia desenvolvida para um sistema de gestão de obras de arte em betão TÉCNICAS DE SISTEMA CLASSIFICATIVO ANOMALIAS MÉTODOS DE CAUSAS POSSÍVEIS REPARAÇÃO DIAGNÓSTICO FICHAS DE ANOMALIA FICHAS DE REPARAÇÃO
RATEIO DOS MÉTODOS
Fig. 8 [4] - Sistema classificativo da inspecção
Fig. 10 - Património construído em terra aditivada: cidade de Saada no Yemen
Fig. 12 - Património construído em betão: Pavilhão de Portugal no Parque das Nações
Fig. 13 - Património construído em estrutura metálica: Gare Intermodal de Lisboa (Estação do Oriente) no Parque das Nações
Por forma a auxiliar o diagnóstico feito em obra pelo inspector, foi ainda criado um conjunto de matrizes de correlação das anomalias detectáveis durante a inspecção (Fig. 14). Estas matrizes formam a espinha dorsal do módulo de apoio à inspecção (MAI) e podem também auxiliar na selecção dos trabalhos de manutenção e reparação a realizar que é feita nos serviços.
ANOMALIAS - TÉCNICAS DE REPARAÇÃO
ANOMALIAS - MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO MATRIZES DE
CORRELAÇÃO
ANOMALIAS - CAUSAS PROVÁVEIS
Fig. 14 [4] - Matrizes de correlação que integram o sistema de gestão
São preparados esquemas simplificados da construção com malhas de referência adaptadas à sua geometria quepermitem localizar com clareza qualquer anomalia detectada (a Fig. 15 exemplifica este conceito para uma obra de arte). Estes esquemas são levados para a obra e aí preenchidos, podendo a sua informação constar da base de dados.
Toda a informação relativa à construção, desde a concepção à demolição (apenas para as construções não classificadas, é armazenada no dossier da obra atrás referido cuja organização é apresentada na Fig. 16.
CONCEPÇÃO / ESTUDOS PRELIMINARES
ESTADO DE REFERÊNCIA EXPLORAÇÃO / MANUTENÇÃO DOSSIER
DA OBRA
CONSTRUÇÃO / ENSAIOS DE ENTREGA
REPARAÇÃO / REABILITAÇÃO
Fig. 16 [4] - Sub-dossiers que constituem o dossier da obra
O planeamento, procedimento no local e relatórios de inspecção devem obedecer a regras
normalizadas para que não dependam da subjectividade do inspector. Para tal, deverão ser
preparados manuais de inspecção adaptados a cada tipo de construção.
9 - MÓDULO INFORMÁTICO DE APOIO À INSPECÇÃO
Este módulo computadorizado (MAI) do sistema de gestão é uma base de conhecimentos de
apoio ao inspector no próprio local. Ao contrário do módulo de apoio à decisão (MAD), a sua
função termina após a inspecção e não fornece dados ao sistema de decisão [4].
Entre o equipamento levado para a inspecção, deve constar um micro-computador portátil no qual foi carregado o MAI e os ficheiros de dados relativos às construções que serão inspeccionadas. Ao chegar ao local, o inspector identifica a construção através do seu n.º de código e consulta a respectiva ficha de identificação. De seguida, inicia a inspecção e, à medida que vai detectando as anomalias, recorre, sempre que achar necessário, à informação fornecida pelo MAI (Fig. 17). Finalmente, prepara um relatório preliminar que lhe servirá de auxiliar de memória na elaboração do relatório ou ficha de inspecção definitivos [9].
INFORMAÇÃO GERAL SOBRE A OBRA DE ARTE
CAUSAS PROVÁVEIS ANOMALIAS ASSOCIADAS MAI
MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO RELACIONADOS
TÉCNICAS DE REPARAÇÃO RECOMENDADAS RELATÓRIO PROVISÓRIO DE INSPECÇÃO
Fig. 17 [4] - Informação fornecida pelo MAI no local da inspecção
O “input” do MAI inclui informação geral sobre a construção as matrizes de correlação (Fig. 14) e a identificação da construção e das anomalias detectadas fornecida pelo inspector no próprio local. O “output” do MAI corresponde, de forma resumida, à Fig. 17.
Todos os defeitos susceptíveis de existirem em obras de arte de betão (num total de 94) foram classificados de acordo com critérios que têm em conta o local, o tipo de elemento e o tipo de material em 9 grupos diferentes [10] (Quadro 1). Classificações semelhantes podem ser elaboradas, não só para os outros materiais estruturais (pedra natural, terra aditivada, madeira e metais) como também para os elementos e materiais não estruturais.
Todas as causas possíveis (directas e indirectas) destes defeitos (num total de 117) foram também classificadas de acordo com um critério sequencial no tempo em 9 grupos diferentes. Os
métodos de diagnóstico in-situ utilizados para detectar e analisar esses mesmos defeitos (num total
de 81) foram também classificados de acordo com o seu princípio de funcionamento e o tipo de resultados obtidos em 14 grupos. Finalmente, as técnicas de reparação utilizadas para eliminar ou prevenir a ocorrência dos defeitos referidos acima (num total de 69) são classificadas nos mesmos grupos que os defeitos [16]. Esta informação já foi implementada num protótipo do sistema, por enquanto limitado aos principais defeitos relacionados com a corrosão das armaduras no betão.
Para cada um destes defeitos, foi elaborada uma ficha de anomalia [16] por forma a ser incluída no manual de inspecção, como um complemento ao sistema. Cada uma destas fichas, inclui a seguinte informação: descrição sumária da anomalia, causas possíveis, consequências possíveis, parâmetros de inspecção a investigar e sistema de pontuação (Fig. 7).
Quadro 1 [10] - Lista de anomalias em obras de arte de betão
A-A. COMPORTAMENTO GLOBAL DA SUPERSTRUTURA A-A1 deformação permanente A-A3 inclinação dos pilares
A-A2 deslocamento relativo A-A4 vibração
A-B. FUNDAÇÕES / ENCONTROS / TALUDES
A-B1 infraescavação A-B6 escorregamento dos taludes
A-B2 assentamento A-B7 vegetação / tocas de animais
A-B3 rotação A-B8 obstrução do curso de água por detritos
A-B4 assentamento / rotura em laje de transição A-B9 assoreamento A-B5 erosão dos taludes
A-C. ELEMENTOS EM BETÃO
A-C1 mancha de ferrugem A-C8 esmagamento do betão
A-C2 eflorescência / mancha de humidade A-C9 fendilhação em "pele de crocodilo" A-C3 concreção / intumescimento A-C10 fenda longitudinal
A-C4 escamação / desgaste / desintegração A-C11 fenda transversal A-C5 vazios / zona porosa / ninho de inertes A-C12 fenda diagonal A-C6 estratificação / segregação A-C13 fenda sob / sobre varão A-C7 delaminação / descasque
A-D. ARMADURAS / CABOS A-D1 varão à vista (descasque do recobrimento) A-D7 cabo cortado
A-D2 bainha à vista (descasque do recobrimento) A-D8 bainha deficientemente injectada
A-D3 cabo à vista (descasque do recobrimento) A-D9 zona de selagem da ancoragem da armadura de
A-D4 varão corroído pré-esforço defeituosa
A-D5 varão com diminuição de secção A-D10 ancoragem corroída A-D6 varão cortado
A-E. APARELHOS DE APOIO
A-E1 impedimento do movimento por detritos / A-E8 destacamento dos ferrolhos (chumbadores) /
vegetação rebites
A-E2 impedimento do movimento por ferrugem A-E9 esmagamento do chumbo
A-E3 rotura da(s) guia(s) A-E10 fluência do neoprene
A-E4 fissuração no rolamento A-E11 esmagamento do neoprene A-E5 rotura do rolamento A-E12 deslocamento do aparelho de apoio A-E6 corrosão do metal A-E13 fractura do betão sob o aparelho de apoio A-E7 deterioração do berço / placa de apoio A-E14 humidade / água estagnada
A-F. JUNTAS DE DILATAÇÃO
A-F1 desnivelamento (acção de choque sob tráfego) A-F7 arranque / rotura dos ferrolhos
A-F2 falta de paralelismo A-F8 desaperto / rotura dos parafusos / rebites
A-F3 corte transversal A-F9 fissuração das partes metálicas
A-F4 impedimento do movimento por detritos / A-F10 enchimento / selagem (neoprene ou mastique)
vegetação deslocado / partido
A-F5 impedimento do movimento por ferrugem A-F11 humidade / água estagnada A-F6 corrosão do metal
A-G. REVESTIMENTO (BETUMINOSO) / ESTANQUEIDADE
A-G1 fendilhação em “pele de crocodilo” A-G7 marcas dos pneus dos veículos (rodeiras) A-G2 fenda ao longo de uma zona reparada A-G8 irregularidades superficiais
A-G3 outro tipo de fenda A-G9 descolamento / delaminação
A-G4 ninho de inertes A-G10 exsudação do asfalto
A-G5 buraco A-G11 membrana de impermeabilização danificada /
A-G6 perda de revestimento acentuada inexistente A-H. DRENAGEM DE ÁGUAS
A-H1 retenção de água A-H5 gárgula obstruída
A-H2 dreno obstruído A-H6 drenagem directamente sobre elementos
A-H3 fuga numa ligação estruturais
A-H4 estreitamento na tubagem A-H7 falta de drenagem em secções ocas A-I. ELEMENTOS SECUNDÁRIOS
A-I1 sinalização inadequada / inexistente A-I9 soldadura partida
A-I2 sinalização deteriorada A-I10 passeios com desgaste acentuado / danificados A-I3 guarda-rodas / separador inexistentes A-I11 tubagem de serviços danificada
A-I4 guarda-rodas / separador danificados A-I12 iluminação inadequada / inexistente A-I5 guarda-corpos danificados A-I13 iluminação fora de serviço
A-I6 deficiências da pintura A-I14 deterioração das vigas de bordadura A-I7 corrosão das partes metálicas A-I15 deterioração dos acrotérios A-I8 parafusos / rebites desapertados / partidos
DEFECT: A_D05 Bar with reduced cross-section CROSS-SECTION: deck A-2
TYPE OF INSPECTION: Current Inspection
Please select the Diagnosis Methods you used to conclude the defect: M_A01 Unaided direct visual observation
M_C01 Galvanic cell test M_K01 Phenolphthalein
M_A02 Using binoculars, micrometer, camera or video equipment M_A04 Using special means of aerial access
M_A05 Underwater / on water M_K02 Silver nitrate
M_K03 Rapid chloride test
i) Métodos de diagnóstico sugeridos para o defeito DEFECT: A_D05 Bar with reduced cross-section CROSS-SECTION: deck A-2
TYPE OF INSPECTION: Current Inspection Please select the probable Causes of the defect:
C_A14 Insufficient reinforcement / pre-stressing design cover C_A24 Drainage directly over concrete, joint, bearing or anchorage C_B09 Deficient concrete compacting / curing
C_B11 Inaccurate reinforcement / pre-stressing positioning / detailing C_F01 Water (wet / dry cycles)
C_F02 Natural carbon dioxide C_F03 Salt / salty water (chlorides) C_G01 Water (man-caused) C_G02 Man-caused carbon dioxide C_G03 Man-caused de-icing salts
C_A20 Excessive exposed areas in structural elements / faulty geometry C_A23 No prevision of a minimum inclination in quasi-horizontal surfaces C_A25 Other drainage design faults
C_A26 Lack of waterproofing membrane
C_A28 Incomplete / contradictory / over compact drawings C_B01 Wrong interpretation of the drawings
More ↓
ii) Causas sugeridas para o defeito
DEFECT: A_D05 Bar with reduced cross-section CROSS-SECTION: deck A-2
TYPE OF INSPECTION: Current Inspection The related repair techniques for the defect are:
(A) HIGH CORRELATION
1. R_D01 Concrete Patching (with reinforcement / pre-stressing cleaning)
2. R_D02 Concrete Patching (with reinforcement / pre-stressing splicing / replacement) (B) LOW CORRELATION
not specified
iii) Técnicas de reparação sugeridas para o defeito
Fig. 18 [16] - Exemplo da utilização do módulo informático de apoio à inspecção desenvolvido para obras de arte rodoviárias em betão
Após a detecção de um determinado defeito, este é seleccionado no programa pelo
inspector e são-lhe fornecidas informações nos seguintes assuntos [16] (Fig. 18):
1 - Métodos de diagnóstico; 2 - Causas prováveis; 3 - Anomalias associadas;
4 - Técnicas de reparação apropriadas.
10 - SISTEMA DE DECISÃO
O sistema de decisão é o módulo do sistema de gestão que o torna num sistema inteligente e que constitui o MAD. Através dele, são fornecidas ao Dono da obra (Estado ou particulares)
recomendações fundamentadas sobre a melhor opção a tomar em momentos relevantes da vida da
construção, nomeadamente (Fig. 6):
a) após as inspecções periódicas, quando é necessário tomar dois tipos de decisões:
a.1) escolher quais os trabalhos no domínio da manutenção que serão de facto efectuados; a.2) verificar se há ou não necessidade de promover uma avaliação estrutural.
b) após a avaliação estrutural, quando é necessário optar pela solução de reparação / reforço / substituição / limitação de utilização com uma melhor contrapartida económica a longo prazo.
Na análise posterior destes aspectos, adopta-se as seguintes designações simplificadas:
- subsistema de manutenção / pequena reparação → manutenção; - submódulo de avaliação estrutural → avaliação estrutural;
- submódulo de selecção do trabalho → reparação.
10.1 - Manutenção
Este subsistema aplica-se a todas as técnicas de reparação que são definidas como de
reparação foi o de considerar que os primeiros são estritamente não estruturais (em termos globais) e que, portanto, não afectam a fiabilidade estrutural da construção. Têm a ver com a manutenção da funcionalidade da construção e com o conforto dos utentes.
Este subsistema deve ser utilizado sempre que uma inspecção corrente ou detalhada se
efectue. Independentemente da necessidade de realizar ou não uma avaliação estrutural e trabalho
de reparação, é sempre necessário planear e executar os trabalhos de manutenção para o período que decorre até à próxima inspecção periódica. As limitações orçamentais não são muito importantes já que a quantia gasta em cada ano na manutenção de uma construção é mais ou menos estável e, consequentemente, fácil de prever e ter em conta no orçamento.
Todas as anomalias detectadas no decurso das inspecções são classificadas de acordo com três
parâmetros básicos [10]: urgência de actuação, importância para a estabilidade da construção
e grau de impedimento à utilização normal da construção provocado pela anomalia (que, no caso do Quadro 2, concebido para um sistema de gestão de obras rodoviárias em betão, é representado pelo volume de tráfego afectado pela anomalia). O computador prepara então uma lista com um rateio pseudo-quantitativo de todas as anomalias com base na informação recolhida nas fichas da última inspecção de cada construção gerida pela mesma entidade.
A anomalia mais pontuada indica a primeira construção sobre a qual se deve actuar.
Devem ser efectuados todos os trabalhos de manutenção relativos às anomalias do mesmo tipo detectadas nessa construção e a todas as que possam ser eliminadas de forma económica com a mesma técnica de reparação. Para tal, devem ser preparadas estimativas grosseiras de todos os
trabalhos relativos às técnicas de reparação consideradas no âmbito da manutenção. É também
necessário seleccionar pelo menos uma técnica de reparação por cada anomalia detectada. As estimativas são feitas pelo inspector nos serviços tomando em conta a informação recolhida na inspecção e introduzidas nas fichas de inspecção da base de dados. A correlação entre anomalias e técnicas de reparação é estabelecida pelo inspector com a ajuda da matriz de correlação respectiva que fornece uma lista de técnicas recomendáveis para eliminar a anomalia.
Quadro 2 [17] - Classificação pseudo-quantitativa das anomalias susceptíveis de ocorrer em obras de arte rodoviárias em betão
CRITÉRIO CLASSIFICAÇÃO PONTUAÇÃO
Actuação 1 necessária actuação a curto prazo (até 6 meses) 25 2 necessária actuação a médio prazo (até 15 meses) 15
3 necessária actuação a longo prazo 5
_______________________________________________________________________________________________ Importância para A anomalia de características estruturais em elementos principais 40
a Estabilidade da B anomalia de características semi-estruturais em elementos principais
Estrutura ou anomalia estrutural em elementos secundários 25 C anomalia de características semi-estruturais em elementos secundá-
rios ou anomalia em elementos não estruturais 15
_______________________________________________________________________________________________ Volume de a t.v. x d.l. x k ≥ 15.000 veículos km / dia 30
Tráfego Afectado b 15.000 veículos km / dia > t.v. x d.l. x k ≥ 3.000 veículos km / dia 20 pela Anomalia g t.v. x d.l. x k < 3.000 veículos km / dia 10
t.v. - volume de tráfego diário sobre a obra de arte (em ambas as direcções) [veículos / dia] d.l. - comprimento do desvio médio provocado pelo impedimento total da obra de arte [km] k - grau de impedimento do tráfego normal na obra de arte provocado por cada anomalia
Os custos totais relativos aos trabalhos acima referidos são calculados de acordo com os
custos unitários para cada técnica de reparação e que constam da respectiva ficha. Estes custos são
então deduzidos ao orçamento global disponível para a manutenção. De seguida, deve-se repetir o processo para a construção na qual foi detectada a anomalia com a segunda maior pontuação e assim sucessivamente [4].
Apresenta-se na Fig. 19 [16] um exemplo de aplicação do protótipo do módulo informático de apoio à inspecção de obras de arte rodoviárias em betão, associado à pontuação de uma anomalia detectada (varão com secção transversal reduzida).
10.2 - Avaliação Estrutural
Este submódulo diz respeito à decisão de promover ou não a realização de uma avaliação
estrutural antes da inspecção periódica seguinte. Ao contrário do subsistema de manutenção,
está directamente relacionado com a fiabilidade estrutural e apenas toma em consideração a funcionalidade (ou falta desta) se a causa for estrutural.
DEFECT: A_D05 Bar with reduced cross-section
REHABILITATION URGENCY:
1. Mainly black rust in areas of maximum moments with a local loss under 3% 2. Predominantly black rust in intermediate areas
3. Predominantly reddish rust
___________________________ OPTION [0 TO 3] __________________________
DEFECT: A_D05 Bar with reduced cross-section
IMPORTANCE TO THE STRUCTURE'S STABILITY: A. Reinforcement in the deck, main beams, columns, abutments or foundations C. Reinforcements in the auto-safes, parapets, sidewalks surface and approach slabs
___________________________ OPTION [A TO C] __________________________
DEFECT: A_D05 Bar with reduced cross-section
AVERAGE DAILY TRAFFIC OVER THE BRIDGE: 20.000 vehicles DETOUR LENGTH: 5,0 km
VOLUME OF TRAFFIC AFFECTED BY THE DEFECT: k - degree of obstruction of normal traffic over the bridge caused by the defect ___________________________
k VALUE [0.0 TO 1.0] __________________________
Fig. 19 [16] - Exemplo da pontuação de uma anomalia no âmbito do sistema de manutenção de obras de arte rodoviárias em betão
Deve ser utilizado sempre após a realização de uma inspecção corrente ou detalhada. Independentemente do resultado, é sempre preciso saber se a fiabilidade estrutural da construção é suficiente para dispensar o recurso a trabalhos de reparação até à próxima inspecção periódica. Ainda que uma avaliação estrutural seja uma operação onerosa, o seu custo é pequeno quando comparado com a reparação propriamente dita e, sempre que seja considerada necessária, é implementada independentemente de limitações orçamentais.
A decisão baseia-se na classificação das anomalias detectadas nas inspecções periódicas, descrita no subsistema de manutenção. É então avaliado o estado dos elementos estruturais
fundações em obras de arte) e suas anomalias de características estruturais. Se entre estas, houver alguma que, de acordo com o critério de urgência de actuação, seja classificada com 0 ou 1 (necessária actuação imediata ou até a um máximo de 6 meses), a construção deve ser objecto de uma avaliação estrutural imediata. Se apenas houver anomalias classificadas com 2 (necessária actuação até a uma máximo de 15 meses), deve ser promovida uma avaliação estrutural antes da
inspecção periódica seguinte.
10.3 - Reparação
Este submódulo aplica-se a todas as técnicas de reparação / reabilitação que são definidas
como de reparação estrutural. Os trabalhos de reparação são de natureza estrutural ou
semi-estrutural e podem ou não ter consequências em termos da funcionalidade da construção. Num sentido mais lato, este submódulo também condiciona as situações em que a possibilidade de
melhoramento da capacidade (aumento da sobrecarga ou das dimensões ou reforço estrutural), limitação da utilização (através do tipo de ocupação imposto ou de sinalização) ou substituição da construção está a ser considerada (apenas para construções não classificadas).
Deve ser utilizado sempre que uma avaliação estrutural se efectue mas é suprimido se se concluir que não é necessária qualquer avaliação desse tipo até à inspecção periódica seguinte. Mesmo que seja decidido que a melhor solução do ponto de vista económico é não fazer nada, essa decisão deve ser baseada numa análise económica. As limitações orçamentais são preponderantes na decisão, já que é praticamente impossível prever o número de construções que precisarão de ser reparadas em cada ano assim como a extensão do trabalho necessário.
As decisões tomadas neste submódulo são basicamente o resultado de uma análise
económica. Esta pode ser feita a três níveis diferentes [4]:
- Nível 1 - a eliminação da anomalia - Nível 2 - a reparação da construção
Todas as decisões são tomadas de acordo com o índice de eficiência de custo (CEI) de cada opção. O índice CEI dá uma indicação comparativa das acções planeadas em relação à opção de não fazer nada. Quanto maior o índice de uma determinada acção, maior a contrapartida obtida do
investimento realizado. No cálculo do CEI, são considerados os custos da reparação (CR), os custos de rotura (CF) e os benefícios (B).
CEI = C R+ CF−B
(
)
reparar CR+ CF−B(
)
nada fazer 1 ( )No nível 1 de decisão, pretende-se seleccionar a melhor técnica de reparação para
eliminar um dado tipo de anomalia estrutural. Associados a cada técnica, estão o respectivo custo e tempo de vida útil. Este pode ser calculado através de modelos de deterioração que tomem
em conta a agressividade local. Se os modelos matemáticos não forem fiáveis ou não estiver disponível a informação necessária à sua implementação, recorre-se a critérios que fornecem uma média estatística da vida útil para diferentes materiais, elementos e técnicas de reparação. Estes critérios são sintetizados através de fluxogramas (Fig. 20) introduzidos no sistema. É perguntado um conjunto de parâmetros que caracterizam o defeito (por exemplo, a sua localização, a área a reparar e outros) e, com eles, as várias técnicas de reparação plausíveis são indicadas. Alguns destes parâmetros, fornecidos pelo inspector, permitirão elaborar uma estimativa dos custos associados a uma técnica seleccionada. Se mais de uma técnica for considerada possível, o sistema procede a uma optimização de custos, com base no coeficiente CEI.
Após a aplicação deste tipo de análise a todas as anomalias detectadas numa construção, passa-se ao nível 2 de decisão. Dispõe-se então de uma lista de tipos de anomalias estruturais
detectadas com as respectivas técnicas de reparação óptimas e valores CEImáx. O tipo de anomalia com o valor CEImáx mais elevado (CEI1) é o primeiro a ser reparado e assim
sucessivamente. Do orçamento disponível para a construção em análise são deduzidos os custos
A_D01 Exposed bar A_D04 Corroded bar
A_D05 Bar with reduced cross-section
Bar corroded ?
R_C02 Concrete patching (with deteriorated concrete removal)
R_D01 Concrete patching (with reinforcement cleaning)
R_D02 Concrete patching (with reinforcement splicing/ / replacement) Cross-section loss > 20% ? no yes no unknown yes
Fig. 20 [16] - Exemplo de um fluxograma de decisão para selecção da técnica de reparação
O nível 3 gere o orçamento global disponível para o conjunto de construções sob a alçada
de uma determinada entidade gestora. É neste nível que as opções de aumento da capacidade e
substituição de cada construção (não classificada) são analisadas. A análise ao nível 2 de todas as construções da entidade gestora permite a elaboração de novas listas em que, para cada
construção, as anomalias são agrupadas e calculados os respectivos custos C e índices CEI acumulados [4]. ACEI i= C jCEIj j= 1 i ∑ C j j=1 i ∑ 2 ( ) ACi= Cj ( )3 j=1 i ∑
O valor de ACEIi representa o índice de eficiência de custo de realizar todas as reparações
que aumenta o número de tipos de anomalias considerados, o valor de ACEI diminui, já que os CEI individuais vão também diminuindo. O conjunto de reparações com o índice ACEI mais elevado
é o primeiro a ser realizado e define a primeira construção a ser reparada. Do orçamento
global disponível é retirado o custo acumulado do conjunto de reparações e prossegue-se para o segundo ACEI. Sempre que um conjunto de reparações numa construção que inclui n técnicas é incluído na lista, o conjunto de reparações da mesma construção que inclui n-1 técnicas é eliminado das despesas e o valor do orçamento disponível é corrigido [4].
11 - CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS
A gestão do património construído e das construções nele incluídas deve ser feita de uma forma racional, normalizada e basear-se em critérios de decisão tão objectivos quanto possível. Para tal, devem ser criados sistemas de gestão com grande incidência informática, nomeadamente nas bases de dados, que permitam gerir toda a informação recolhida e fornecer directivas baseadas em decisões periciais. A proposta de sistema de gestão do património construído aqui apresentada pretende ser um primeiro passo no sentido da implementação de um sistema inteligente adaptado às necessidades do nosso país.
Transcreve-se de seguida e na íntegra um pequeno artigo, designado por “Articulação das Políticas Urbanísticas com o Meio Ambiente e Defesa do Património Paisagístico” [18] e publicado em 1991, cuja actualidade se mantém e que pode servir como considerações finais dos presentes apontamentos no que se refere à gestão das chamadas construções correntes.
“Poucas pessoas discordarão da opinião de que a presença humana sob a forma de edifícios
para habitação ou trabalho, campos lavrados ou vias de comunicação desfeia a natureza. Por muitos esforços que se possa fazer no sentido de não agredir o património paisagístico, o desenvolvimento económico e o crescimento demográfico não se compadecem. Até que seja encontrada uma solução global para o crescimento da população mundial, a urbanização de terrenos conquistados ao meio ambiente irá continuar.
É importante porém não baixar os braços. Cada vez mais, é necessário fazer um esforço de integração da paisagem urbana no meio ambiente. A existência de planos de urbanização
coordenados a nível municipal, regional e mesmo nacional permitiu já travar em parte a delapidação do ambiente que tanto se fez sentir nas zonas limítrofes das grandes cidades ou nas regiões de maior densidade turística. A proliferação de bairros clandestinos, independentemente das razões de índole sócio-económica que presidiram ao seu aparecimento, é um cancro do ponto de vista ambiental que importa travar e, se possível, fazer recuar.
Não só às autoridades compete a defesa do meio ambiente. Ao se planear um investimento no campo da construção civil, para habitação própria ou para fins meramente lucrativos, a integração no meio ambiente deve ser uma preocupação subjacente a todo o processo.
Para tal, é fundamental o recurso a técnicos especializados (como, por exemplo, arquitectos paisagistas). Há que encontrar um equilíbrio entre o desejo perfeitamente legítimo do Dono da Obra de rentabilizar o seu investimento e o da Sociedade que pretende que o património paisagístico não seja (muito) afectado.
A concepção de um empreendimento de média ou grande escala envolve a planificação de uma série de factores que não são tomados em conta quando, por exemplo, se manda construir um edifício entre outros dois em plena área urbana. Entre outras questões, há que garantir acessos adequados, um parque de estacionamento dimensionado de acordo com as necessidades previstas no decurso da vida útil do edifício, passeios suficientemente largos e seguros, zonas verdes amplas, abertas ao público e nas quais se procure manter a arborização original, infraestruturas de saneamento básico, gás e electricidade correctamente dimensionadas e de fácil manutenção, etc..
O aspecto exterior dos edifícios deve também ser de molde a que a sua integração na paisagem se faça de uma forma harmoniosa e sem chocar o transeunte. Para tal, deve-se recorrer a arquitectos diplomados e submeter o projecto às entidades municipais responsáveis pela defesa do meio ambiente.
Da programação de todas as actividades relacionadas com a construção de novos edifícios desde o seu início e do seu enquadramento adequado, todos os agentes têm a lucrar: os próprios utentes pela melhoria das suas condições de habitabilidade e a população em geral por beneficiar de núcleos habitacionais bem integrados no meio ambiente.”
12 - REFERÊNCIAS
[1] J. Schneider, “Safety and Risk”, Schweizer Ing. und Arch., n.º 18, Zurich, 1988.
[2] R. Reel e D. Conte, “Ontario Structure Inspection Management Manual – OSIM”, Ontario Ministry of Transportation, Structural Office, Bridge Management Section, Ontario, 1989. [3] “DANBRO - Computer Based Bridge Management System”, Copenhagen.
[4] Jorge de Brito, “Desenvolvimento de um Sistema de Gestão de Obras de Arte em Betão”, Tese de Doutoramento em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, Lisboa, 1992.
[5] Jorge de Brito e Fernando A. Branco, “Bridge Management Systems”, Relatório BRITE-EURAM P3091 T3.2-02, Lisboa, 1991.
[6] Jorge de Brito e Fernando A. Branco, “Proposal for a Concrete Bridge Data Base”, Relatório CMEST AI n.º 17/91, Lisboa, 1991.
[7] Ministère des Transports - Direction des Routes et de la Circulation Routière, “Instruction Technique pour la Surveillance et l'Entretien des Ouvrages d'Art”, Paris, 1979.
[8] D. Andrey, “Maintenance des Ouvrages d'Art: Méthodologie de Surveillance”, Tese de Doutoramento, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne, 1987.
[9] Jorge de Brito e Fernando A. Branco, “Proposal for the Bridge1 Module”, Relatório BRITE-EURAM P3091 T4.3-01, Lisboa, 1991.
[10] Jorge de Brito e Fernando A. Branco, “Sistema de Classificação de Anomalias em Obras de Arte”, 2as Jornadas Portuguesas de Engenharia de Estruturas, Lisboa, 1990.
[11] Jorge de Brito e Fernando A. Branco, “Sistema de Gestão de Obras de Arte de Betão”, Revista Portuguesa de Engenharia de Estruturas, n.º 37, Lisboa, 1994.
[12] J. R. Clifton, “Predicting the Service Life of Concrete”, ACI Materials Journal, Detroit, 1993. [13] P. S. Mangat e M. S. Elgarf, “The Effect of Reinforcement Corrosion on the Performance of
Concrete Structures”, Relatório BRITE-EURAM P3091 T1.4-03, Aberdeen, 1991.
[14] Pré-Norma Europeia “Betão - Comportamento, Produção, Colocação e Critérios de Conformidade”, NP ENV 206: 1993.
[15] J. Lopes, Fernando A. Branco e J. Bento, “Precast Quality Control Software Manual”, Relatório CRAFT CT93-0764 T.13, Lisboa, 1995.
[16] Jorge de Brito, Fernando A. Branco e M. Ibañez, “A Knowledge- Based System for Concrete Bridge Inspection”, Concrete International - Design & Construction, American Concrete Institute, Detroit, 1994.
[17] Fernando A. Branco e Jorge de Brito, “Bridge Management from Design to Maintenance”, Conferência Internacional Recent Advances in Bridge Engineering, Barcelona, 1996.
[18] Jorge de Brito, “Articulação das Políticas Urbanísticas com o Meio Ambiente e Defesa do Património Paisagístico”, Revista MCH Informação, FENACHE, 1991.
