Manifestações patológicas na construção
Estudo das ações deletérias na ponte pertencente à CE‐179 no município de
Groaíras
Study of the deleterious actions on the bridge in the CE‐179 in the municipality of GroaírasMiguel Arcanjo Feijão Farrapo [1]; Bruno Rodrigues Amorim [1]; Fernanda de Almeida Furtado [1]; Livia Maria de Sousa Monteiro [1]; Paulo Robson Parente Linhares [2]; Francisco Carvalho de Arruda Coelho [3]. [1] Graduando em Engenharia Civil, Grupo de Estudos em Materiais Alternativos para Construção e Concretos Especiais ‐ MACCE/UVA [2] Engenheiro Civil e Professor da Universidade Estadual Vale Do Acaraú ‐ UVA [3] Professor Doutor, Engenharia Civil, Grupo de Estudos em Materiais Alternativos para Construção e Concretos Especiais ‐ MACCE/UVA, carvalhoarruda@yahoo.com.br Curso de Engenharia Civil, Laboratório de Materiais de Construção, Universidade Estadual Vale do Acaraú [UVA] ‐ campus da CIDAO. Avenida Dr. Guarani, 317 – Betânia, Sobral – CE, 6204073 miguel_arcanjo00@hotmail.com;
Resumo
Localizado a cerca de 270 km da capital cearense, a cidade de Groaíras incrementou a participação do seu setor agropecuário objetivando um maior destaque econômico. Sendo assim, as estradas exercem um papel relevante nesse aspecto, pois possibilitam uma transação dos fatores de produção envolvidos neste mercado. A rodovia CE‐179 é a principal via de acesso que interliga a cidade aos demais municípios, sendo a única via pavimentada. Aproximadamente a 1 km da sede, a rodovia é cortada pelo rio Groaíras, o que tornou necessário a construção de uma ponte, tornando tal estrutura de fundamental importância para o município. Por esse motivo, é indispensável que haja uma boa manutenção preventiva para que um estado de conservação adequado seja alcançado, maximizando a vida útil dessa estrutura. No entanto, foram encontradas, por meio de análises visuais, diversas ações deletérias, como por exemplo, a corrosão de armaduras. O objetivo desse estudo consiste em demonstrar e analisar tais manifestações patológicas que atingem essa ponte, mostrando seus possíveis agentes causadores e soluções. Palavra‐Chave: Ponte, Groaíras, ações deletérias
Abstract
Located about 270 km from the capital of Ceará, city of Groaíras has increased the participation of its agricultural sector aiming at a more prominent economic. Thus, the roads have a relevant role in this aspect, because it allows a transaction of production factors involved in this market. The highway CE‐179 is the main access road that connects the city to other municipalities, being the only paved road. Approximately 1 km from headquarters, the highway is cut by the Groaíras River, which made necessary the construction of a bridge, making this structure of fundamental importance for the municipality. For this reason, it is essential that there is a good preventive maintenance for a proper conservation status is achieved by maximizing the life of this structure. However, have been found, through visual analysis, several deleterious actions, as for example, the corrosion of the reinforcement . The objective of this study is to demonstrate and analyze such pathological manifestations that affect this bridge, showing possible causative agents and solutions.
1 Introdução
Até a algum tempo atrás, as técnicas de construção eram bastante rudimentares. Com o decorrer dos anos, as inovações tecnológicas foram surgindo, levando ao aperfeiçoamento de tais métodos e como resultado disso, as edificações tornaram‐se mais esbeltas, com um menor consumo de materiais. Todavia, qualquer equívoco nas fases construtivas poderia trazer consequências mais graves no que diz respeito à durabilidade da estrutura.
A durabilidade do concreto usual está se tornando um assunto de preocupação cada vez maior na maioria dos países e climas. Isso acontece em virtude de um número muito grande de estruturas que estão manifestando sérios sinais de deterioração avançada [AÏTCIN, 2000], o que compromete a segurança de usuários, além de resultar em custos elevados no que diz respeito aos procedimentos de recuperação.
Um material será durável se este preservar sua forma, qualidade e capacidade de uso originais quando exposto ao ambiente para o qual foi projetado [MEHTA & MONTEIRO, 2008]. Para que isso ocorra, faz‐se necessário que profissionais da construção civil apresentem um adequado conhecimento sobre as várias manifestações patológicas que possam afetar as estruturas de concreto.
Essas manifestações podem ser consideradas como sintomas que a estrutura apresenta, comprometendo algumas das exigências predefinidas em seu projeto, sejam estas de capacidade mecânica, funcional ou ate mesmo estética [ANDRADE E SILVA, 2005].
Tais problemas, que podem ter origem desde a ideia de concepção inicial até o uso da edificação, são inevitáveis com o decorrer dos anos. Contudo, certas práticas preventivas possibilitam retardar o aparecimento desses fenômenos, contribuindo para uma vida útil prolongada. A ponte em questão é localizada a aproximadamente 1 km da sede do município de Groaíras, na região norte do estado do Ceará, atravessando o rio de mesmo nome da cidade. A estrutura faz parte da rodovia CE‐179, sendo esta a principal via de acesso ao município. Foi construída entre os anos de 1957 e 1958, sendo que sua estrutura conta com três pares de pilares e um tabuleiro com aproximadamente 60 metros de comprimento. Fig. 1 – Vista da ponte em análise
2. Fundamentação teórica
2.1 Corrosão das armaduras
A corrosão do metal presente no concreto armado consiste em uma das principais causas da deterioração de estruturas, fazendo com a maior parte de recursos destinados aos reparos estruturais sejam utilizados para correção desse tipo de manifestação patológica. Esse fenômeno pode ser definido de modo mais amplo como a interação destrutiva de um material com o ambiente, seja por reação química ou eletroquímica [CASCUDO, 1997]. No caso da corrosão do aço embutido no concreto, é verificada apenas a reação eletroquímica.
Nas primeiras idades do binômio armadura‐concreto, o metal está protegido tanto fisicamente pelo cobrimento do concreto, como também quimicamente pela alta alcalinidade proporcionada por este ao aço. Em virtude desta alta basicidade da pasta de cimento, uma fina película formada por óxidos e hidróxidos se encontra estável ao redor da armadura, protegendo‐a dos elementos deletérios.
Porém, devido a várias causas, tais como erros nas fases de construção da estrutura e fatores
resultantes do meio ambiente, essa proteção pode ser comprometida. Isso acontece quando o pH da matriz cimentícia diminui de cerca de 12,5 para valores menores que 9 [CASCUDO, 1997]. Em virtude disso, ocorre a despassivação do aço, ou seja, a camada passivadora perde sua funcionalidade ou é destruída. Consequentemente, abre‐se espaço para que diversos agentes agressivos possibilitem a danificação da armadura, prejudicando substancialmente a durabilidade da estrutura.
2.2 Erosão
O fenômeno denominado de erosão pode ser definido como o desgaste de qualquer material causado pela movimentação de fluidos, em particular a água. Estes líquidos carregam consigo partículas em suspensão, que colidem com a superfície do concreto e degradam‐na.
A taxa de erosão na qual uma estrutura está sujeita depende de inúmeros fatores que podem ser intrínsecos ao concreto, como o diâmetro e a quantidade dos poros existentes. No entanto, elementos externos também contribuem para esse processo, dentre os quais se podem citar a quantidade, tamanho, forma, densidade, dureza e velocidade das partículas em movimento [MEHTA E MONTEIRO, 2008].
Nesse aspecto, nota‐se uma relação peculiar entre a resistência à compressão do concreto e o processo erosivo, pois quanto maior essa propriedade, menor a chance de o material erodir. Conforme Mehta e Monteiro [2008], quando existem condições severas de erosão, recomenda‐se que o concreto seja dosado para obter pelo menos 41 MPa de resistência aos 28 dias, além de utilizar um agregado com dureza superficial elevada.
Deste modo, torna‐se indispensável à obtenção de um material resistente à esse fenômeno deletério. Isso pode ser feito com uma redução da relação água/aglomerante e incremento de adições minerais, o que resulta em uma menor quantidade de poros, e consequentemente uma elevada resistência, possibilitando um aumento na durabilidade em si. 2.3 Umidade A água é sem dúvida um dos componentes construtivos de maior significância para o setor civil. Isso pode ser facilmente justificado pelo fato que ela é indispensável para que o cimento adquira
suas propriedades aglomerantes, possibilitando assim a geração do material de construção mais largamente utilizado no setor civil: o concreto.
Todavia, a água também representa riscos para qualquer tipo de estrutura. Pois ela é um fator imprescindível em processos patológicos, como no caso da corrosão de armaduras, carbonatação, eflorescências, etc. E pode ainda ser um conveniente veículo para que diversos agentes deletérios possibilitem uma degradação do material.
Em termos de projeto, é impossível descartar a possibilidade de que a umidade afetará a durabilidade de uma estrutura. Isso ocorre porque a água apresenta facilidade em se infiltrar no concreto, especialmente se este apresentar porosidade elevada, já que o material em si apresenta por natureza pequenas fraturas, abrindo espaço para os agentes agressivos.
De acordo com Souza [2008], as patologias mais comuns na construção civil são decorrentes da penetração de água ou devido à formação de manchas de umidade. Esses defeitos geram problemas bastante graves e de difíceis soluções, tais como: Prejuízos de caráter funcional da edificação; Desconforto dos usuários e em casos extremos os mesmos podem afetar a saúde dos moradores; Danos em equipamentos e bens presentes nos interiores das edificações; Além de diversos prejuízos financeiros. 2.4 Fissuras e trincas
A fissuração é uma das manifestações patológicas de maior frequência e importância nas estruturas de concreto, seja este armado ou não. De acordo com Thomaz (1989), três fatores influem de forma considerável para a relevância das fissuras: o comprometimento do desempenho estrutural, o aviso de um estado perigoso da obra e o fato de causar relativa insegurança para os usuários.
Independente de qualquer fator externo ou intrínseco ao material, a incidência de trincas é inevitável. Isso ocorre por causa da geração de tensões de tração, estas oriundas de diversos mecanismos, no interior da matriz cimentícia, o que é agravado significativamente pela baixa resistência à tração do concreto.
Eventualmente, as trincas podem surgir em qualquer fase construtiva de uma edificação. Elas podem vir a se manifestar tanto no concreto endurecido, após meses ou anos após o início da hidratação do cimento. Ou há a possibilidade dessas aparecerem até mesmo poucas horas depois do lançamento do material, conferindo a esse fenômeno um caráter bastante dinâmico [DAL MOLIN, 1988].
A origem desse problema deletério é de grande complexidade e variabilidade, pois vários são os elementos que acarretam esse processo. Movimentações higroscópicas no concreto, retração por secagem, corrosão das armaduras, reações expansivas com álcalis e sulfatos, recalques diferenciais na fundação e cargas excessivas atuantes são as principais responsáveis pelo aparecimento das trincas em estruturas [DAL MOLIN, 1988].
3. Metodologia
Para a realização deste trabalho, foram efetuadas diversas visitas à ponte, para uma inspeção visual mais detalhada e realização de um acervo fotográfico dos processos deletérios de modo a
identificá‐los. Concomitantemente, alguns moradores da cidade foram entrevistados para a obtenção de informações complementares relativas à estrutura, incrementando assim maiores detalhes para um estudo mais elaborado.
4. Resultados e discussões
A ponte em estudo apresenta extrema significância para o desenvolvimento socioeconômico do município de Groaíras. Isso se justifica pelo fato dessa estrutura fazer parte da única rodovia pavimentada que interliga a cidade as regiões circunvizinhas. Assim, após cerca de 50 anos de sua construção, essa edificação apresenta algumas manifestações patológicas, sendo demonstradas a seguir.
A corrosão em concreto armado representa uma grande ameaça à durabilidade de qualquer edificação. Na obra em questão, tendo em base as fotos abaixo, aparentemente houve um cobrimento deficiente das armaduras, o que contribuiu consideravelmente no desencadeamento do processo corrosivo, além da presença de outros fatores externos.
Fig. 2 – Destacamento de cobrimento
Fig. 3 – Processo corrosivo em vigas
As estruturas de concreto mais afetadas pela erosão são as pontes. Assim, é frequente a presença dessa manifestação patológica nestas edificações, o que não é diferente na ponte em análise, pois conforme as imagens abaixo é possível notar o degradação causada por partículas suspensas na água em movimento na fundação da mesma:
Fig. 4 – Erosão em bloco de fundação
A umidade está presente de forma considerável, principalmente na forma de infiltrações, colaborando para um agravamento das manifestações patológicas locais, em especial a corrosão das armaduras. Esse problema pode ser facilmente constatado nas imagens abaixo: Fig. 5 – Manchas de umidade em juntas de dilatação Fig. 6 ‐ Infiltrações após chuva
Assim como pode se observar nas figuras 7 e 8, foram constatadas a presença de fissuras em algumas partes da estrutura, como trincas transversais na sapata dos pilares e fissuras no muro de contenção da ponte. Fig. 7 – Fissura em sapata de pilar Fig. 8 – Fissuração no muro de contenção da ponte
5. Conclusões
Como foi demonstrado no decorrer do trabalho, percebe‐se a presença de diversas manifestações patológicas na ponte em análise, que podem afetar as propriedades tanto de desempenho, durabilidade e até mesmo a estética da estrutura.
Para uma recuperação da estrutura, existem várias opções que minimizam as patologias incidentes nesta. A utilização de técnicas eletroquímicas, uma impermeabilização adequada e aplicação de resinas expansivas consistem em providências para controlar a corrosão, infiltrações e fissuração, respectivamente. Pode ser citada ainda uma reposição de concreto com resistência apropriada para uma correção do processo erosivo.
Assim, uma manutenção de caráter preventivo torna‐se indispensável, mesmo que alguns os fenômenos deletérios não apresentem atualmente grandes perigos para a vida útil da obra. Todavia, com o decorrer do tempo, estes problemas tendem a se agravar e consequentemente prejudicar a mesma, necessitando assim de gastos exorbitantes para que a ponte volte a exercer a sua função inicial de projeto.
Referências
[1] Aïtcin, P C. Concreto de alto desempenho. São Paulo: PINI; 2000.
[2] Mehta P K, Monteiro P J M. Concreto: Microestrutura, propriedades e materiais. 3ª ed. São Paulo: IBRACON; 2008.
[3] Andrade T, Silva A J C. Tópicos sobre durabilidade do concreto. In: ISAIA, Geraldo C. (Ed). Concreto: Ensino, Pesquisa e Realizações. Vol. 1. São Paulo: IBRACON; 2005. Cap. 25, p. 753 – 792.
[4] Cascudo W. O controle da corrosão de armaduras em concreto – Inspeção e técnicas
eletroquímicas. 1ª ed. São Paulo: PINI; 1997.
[5] Mehta P K, Monteiro P J M. Concreto: Microestrutura, propriedades e materiais. 3ª ed. São Paulo: IBRACON; 2008.
[6] Souza M F. Patologias ocasionadas pela umidade nas edificações. Monografia (Especialização em Construção Civil) ‐ Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte; 2008.
[7] Thomaz, E. Trincas em edifícios: causas, prevenção e recuperação. São Paulo: PINI; 1989. [8] DAL MOLIN, D.C.C. Fissuras em estruturas de concreto armado: análise das manifestações
típicas e levantamento de casos ocorridos no estado do Rio Grande do Sul. Dissertação
(Mestrado em Engenharia) ‐ Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre; 1988. [9] DAL MOLIN, D.C.C. Fissuras em estruturas de concreto armado: análise das manifestações
típicas e levantamento de casos ocorridos no estado do Rio Grande do Sul. Dissertação
