APONTAMENTOS DA CADEIRA DE INSPECÇÃO E
REABILITAÇÃO DE CONSTRUÇÕES
MESTRADO EM CIÊNCIAS DA CONSTRUÇÃO
FACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE
DE COIMBRA
SISTEMAS DE GESTÃO DAS CONSTRUÇÕES
Jorge de Brito
Prefácio
Estes apontamentos pretendem ser um apoio aos alunos do Curso de Mestrado em Ciências da Construção da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, no domínio dos sistemas de gestão das construções, com particular ênfase nas com estrutura de betão armado e pré-esforçado e, dentro destas, nas pontes.
O texto foi dividido fundamentalmente em cinco partes, sendo a primeira dedicada à definição do sistema de gestão das construções preconizado, a segunda à descrição da base de dados informatizada, a terceira à organização do sistema de decisão e a quarta e quinta à descrição detalhada dos subsistemas de manutenção / pequena reparação e de reabilitação / substituição, respectivamente.
Os apontamentos basearam-se fundamentalmente em dois textos do mesmo autor, “Fase Pós-Inspecção / Manutenção” [6], Texto de Apoio ao Seminário de Inspecção e Manutenção de Pontes (IST), no âmbito na FUNDEC, e “Sistema de Gestão de Obras de Arte de Betão” [7], publicado no n.º 37 da Revista Portuguesa de Engenharia de estruturas.
ÍNDICE
1. Introdução 1
2. Bases e arquitectura do sistema de gestão 3
3. Base de dados 8 3.1. Introdução 8 3.2. Organização geral 9 3.3. Opções de utilização 10 3.4. Ficha de identificação 13 3.4.1. Localização 13
3.4.2. Informação geral do projecto 14
3.4.3. Informação geral da fase construtiva 14
3.5. Informação gráfica 14
3.6. Ficha de estado de referência 16
3.7. Fichas de inspecção 18
3.7.1. Características da inspecção 19
3.7.2. Anomalias detectadas 19
3.7.3. História das inspecções 21
3.8. Produção de relatórios 21
3.9. Manual de utilização da base de dados 22
4. Sistema de decisão 24 4.1. Organização geral 24 4.2. Manutenção 24 4.2.1. Domínio de aplicação 24 4.2.2. Oportunidade de utilização 24 4.2.3. Critérios de decisão 25 4.3. Reparação 26 4.3.1. Domínio de aplicação 26 4.3.2. Oportunidade de utilização 26 4.3.3. Critérios de decisão 27
5.1. Manutenção ou reparação? 30
5.2. Sistema de rateio das anomalias proposto 31
5.3. Critérios de decisão 36
5.4. Funcionamento do subsistema 38
5.4.1. Input do subsistema 38
5.4.2. Output do subsistema 39
6. Subsistema de reabilitação / substituição 41
6.1. Critérios de decisão 41 6.1.1. Nível 1 43 6.1.2. Nível 2 46 6.1.3. Nível 3 47 6.1.4. Casos particulares 48 6.2. Funcionamento do subsistema 51 6.2.1. Input do submódulo 51 6.2.2. Output do submódulo 52 7. Conclusões 55 8. Bibliografia 56
SISTEMAS DE GESTÃO DAS CONSTRUÇÕES
1. INTRODUÇÃO
À semelhança de outros documentos de apoio a este curso de mestrado, o presente texto incide sobretudo sobre pontes de estrutura de betão (armado ou pré-esforçado). Com base nesse tipo de construções, pretende-se apresentar e exemplificar alguns conceitos relacionados com as acções de gestão que devem ser implementadas ao longo da vida útil das construções em geral, no sentido de a incrementar tanto quanto possível, sempre numa perspectiva de contenção de custos.
Para gerir todo um património construído e com uma vida útil previsível de várias décadas, é indispensável fazê-lo no âmbito de um sistema racional de gestão das construções, que permite gerir a informação, organizar as acções de inspecções e tratar os respectivos resultados e tomar decisões baseadas em critérios técnico-económicos. No início do presente documento, será assim apresentada a organização geral de um sistema desse tipo.
Tão importante como os procedimentos durante a inspecção, é a forma como toda a informação assim recolhida é armazenada e processada pela entidade proprietária / responsável pelas construções. De facto, se este pós-processamento não for eficaz, toda a eficácia que se possa ter conseguido nas inspecções se perde e uma de duas coisas pode acontecer: a degradação das construções prossegue por falta de canalização da informação ou são realizados trabalhos de manutenção / pequena reparação ou mesmo de reabilitação / substituição que não são os mais urgentes. Sabendo-se que os fundos disponíveis para estas tarefas são manifestamente insuficientes (por razões discutidas noutro documento no âmbito deste curso de mestrado), é preciso possuir dados de fácil acessibilidade para poder tomar decisões racionais. Tal passa pela implementação de uma base de dados informatizada, o segundo dos temas tratados nesta sessão.
A manutenção corrente, definida como trabalhos de pequena monta e carácter não estrutural, corresponde apenas a uma parte dos gastos envolvidos na conservação do
património construído. De facto, as obras de reparação estrutural, aumento da capacidade de carga ou do número de pisos, assim como as situações de demolição / substituição devem também ser contempladas num sistema de decisão global, uma proposta para o qual será objecto de descrição de seguida.
Posteriormente, aquilo que se designará por subsistema de manutenção / pequena reparação, a parte do sistema de decisão que trata a manutenção corrente, será descrita em mais detalhe, realçando-se os critérios susceptíveis de serem usados para seleccionar as tarefas e as construções com maior urgência de intervenção, tendo em conta não só critérios técnicos mas também económicos.
Finalmente, far-se-á uma descrição idêntica à anterior, mas desta vez incidindo sobre aquilo que se designará por subsistema de reabilitação / substituição que, no âmbito do sistema de decisão, trata os trabalhos que implicam uma intervenção na estrutura das construções. Serão descritos os critérios de decisão para definir os trabalhos e as construções que, com base numa análise económica a longo prazo, são os que devem primeiro ser intervencionados.
2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO
As características que um sistema inteligente de gestão de construções deve possuir são [1]:
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 [1]: concepção, construção, exploração, inspecção, manutenção, reparação, reforço estrutural / alargamento do tabuleiro e demolição / substituição.
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 [1]:
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.3) selecção do trabalho de reabilitação / substituição
A arquitectura do sistema de gestão proposto inclui 3 módulos distintos [1] (Fig. 1):
I - ARMAZENAMENTO DE INFORMAÇÃO II - SISTEMA DE INSPECÇÃO
III - SISTEMA DE DECISÃO
SISTEMA DE INSPECÇÃO
SISTEMA DE DECISÃO BASE DE DADOS
DOSSIER DA OBRA +
Fig. 1 [1] - 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 edificação desde a concepção ao fim da sua vida útil.
O sistema de inspecção controla todo o processo de acompanhamento da construção desde a entrega definitiva 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. 2) [1].
MANUTENÇÃO / PEQ UENA REPARAÇÃO SISTEMA DE DECISÃO REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO AVALIAÇÃO ESTRUTURAL (SEI) SELECÇÃO DO TRABALHO Fig. 2 [1] - Arquitectura do sistema de decisão
O subsistema de manutenção / pequena reparação diz respeito aos trabalhos correntes efectuados praticamente em regime contínuo na construção 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 [1] (Fig. 2).
O submódulo de avaliação estrutural (SEI - Fig. 3) 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 o número de pisos (em geral, com reforço da estrutura); demolir e substituir por uma nova construção;
INSPECÇÃO PERIÓDICA SEGUINTE SIM AVALIAÇÃO ESTRUTURAL POTENCIAL SITUAÇÃO GRAVE ? SUBMÓDULO DE SELECÇÃO DO TRABALHO INSPECÇÃO PERIÓDICA NÃO
Fig. 3 [1] - Submódulo de estratégia de inspecção (SEI)
No sistema proposto existem os seguintes os módulos automatizados [1] (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 de forma a fornecer recomendações fundamentadas a todos os níveis do sistema de decisão (Fig. 2).
MAI
MAD BASE DE DADOS
(APOIO À INSPECÇÃO)
(APOIO À DECISÃO) Fig. 4 [1] - Módulos computorizados 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.
3. BASE DE DADOS
3.1. Introdução
A eficácia de um sistema de gestão de construções é, em grande parte, função da sua capacidade de armazenamento e tratamento de informação. De facto, o sistema recorre a um volume muito grande de informação ao mesmo tempo que recolhe dados sobre a inspecção, funcionamento, manutenção e reparação de cada construção. Antes do aparecimento dos computadores, a base de sustentação de todo este material era o papel sob forma de dossiers, relatórios, fichas, manuais, desenhos, fotos, esquemas, etc.. Isto tornava o acesso à informação difícil, além de que originava dificuldades no armazenamento em locais acessíveis em face do seu volume. O advento dos computadores permitiu, através das respectivas bases de dados, armazenar grandes quantidades de informação em volumes relativamente pequenos (discos magnéticos).
Esta evolução não elimina a necessidade de continuar a recorrer a bases de sustentação de informação tradicionais. Por outro lado, o acesso à informação digitalizada exige equipamento que nem sempre está disponível (em obra e, na melhor das hipóteses, recorrer-se-á a um computador pessoal de pequena capacidade - PC). A leitura de determinada informação (por exemplo, desenhos) é mais fácil em papel para o que também contribuem as reduzidas dimensões do visor do computador. A capacidade de armazenamento de informação das actuais disquetes é também limitada (em especial para informação gráfica) ainda que os discos ópticos (CD’s) tenham alterado esta situação. Existem perigos associados à utilização de informação em computador que a tornam mais vulnerável que a registada em papel. Finalmente, não é economicamente viável recorrer sistematicamente ao computador para armazenar a infinidade de informação recolhida no dia a dia da construção (e em particular na sua fase de construção).
Daí que o que se preconiza aqui é o recurso simultâneo a uma base de dados computorizada e a meios tradicionais de recolha e armazenamento de informação, que se irão agrupar no chamado “dossier da obra”. Este recolherá toda a informação que diz respeito à construção, sem uma grande selectividade, limitando-se a organizá-la de forma a facilitar o
seu acesso. A base de dados contém informação restrita, sintetizada ao mínimo indispensável e organizada sob a forma de ficheiros ou fichas de fácil leitura através do ecrã do computador mas com possibilidade de ser registada em papel.
As características que se pretende da base de dados são:
facilidade de utilização (quer na leitura quer na inserção de novos dados) por pessoal não necessariamente especializado (user friendliness);
selectividade da informação de forma a evitar um excesso de memória utilizada mas simultaneamente contendo todos os dados indispensáveis ao utilizador;
capacidade de produzir relatórios específicos adaptados às necessidades do utilizador através de menus abrangentes;
possibilidade de parte da sua informação ser transferida para computadores portáteis susceptíveis de ser utilizados em obra;
existência de versões executáveis simplificadas susceptíveis de serem utilizadas nesse mesmo equipamento;
organização lógica mas económica da informação dentro do sistema;
capacidade de fazer a sua própria manutenção (criação de back-up’s, protecção através de senhas, protecção contra uso indevido e lapsos do utilizador, etc.);
adaptação às necessidades do sistema quer em obra quer nos serviços centrais.
3.2. Organização geral
Nos sistemas de gestão de pontes em funcionamento ou em implementação no estrangeiro, a base de dados é, salvo raras excepções, um dos blocos mais importante do sistema. Assim se passa no Canadá, nos Estados Unidos, Reino Unido, Suíça, Suécia, Dinamarca e Holanda. Há algumas diferenças entre as várias bases de dados consoante as necessidades específicas de cada sistema. O mesmo se passa em relação à base de dados a seguir proposta.
módulo de referência relativo às pontes em que é armazenada toda a informação que praticamente não sofre alterações no decurso da vida da estrutura;
módulo de referência do sistema que contém os principais catálogos de informação utilizados pelo sistema durante a inspecção, a decisão e a proposta de trabalho;
módulo de apoio à inspecção e à manutenção / reabilitação, de carácter fundamentalmente variável, em que é inserida toda a informação relevante recolhida durante a inspecção e após os trabalhos de manutenção / reabilitação.
Na base de dados proposta, a informação armazenada é classificada em função da sua variação ao longo do tempo:
informação fixa - ficheiros / fichas de referência que, após a sua criação, não sofrem quaisquer alterações;
informação semi-fixa - ficheiros / fichas relativos à construção que, em circunstâncias normais, não são alterados ou relativos a custos que são acrescentados / actualizados à medida que estes variam;
informação variável - ficheiros / fichas em constante mutação ao longo da vida da construção.
A informação contida na base de dados proposta é sintetizada na Fig. 5. Uma descrição exaustiva dessa mesma informação encontra-se na referência [1].
3.3. Opções de utilização
A base de dados deve permitir as seguintes opções gerais (Fig. 6):
manuseamento da informação; produção de relatórios;
auto-manutenção.
A primeira opção permite adicionar, ler, alterar ou imprimir a informação contida na base de dados. Esta opção será circunstanciada mais adiante.
PONTUAÇÃO DAS ANOMALIAS Q UANTIFICAÇÃO DE CUSTOS BASE DE DADOS SISTEMA CLASSIFICATIVO MATRIZES DE CORRELAÇÃO FICHAS DE ANOMALIA FICHAS DE REPARAÇÃO MANUAIS DE INSPECÇÃO FIABILIDADE ESTRUTURAL CÁLCULO AUTOMÁTICO CAPACIDADE DE CARGA FICHAS DE IDENTIFICAÇÃO INFORMAÇÃO GRÁFICA INFORMAÇÃO FIXA INFORMAÇÃO SEMI-FIXA FICHEIROS DE CUSTOS DE CARÁCTER GERAL FICHEIROS DE CUSTOS INDIVIDUALIZADOS ORÇAMENTOS ANUAIS CAPACIDADE DE CARGA FICHAS DE ESTADO DE REFERÊNCIA INFORMAÇÃO
VARIÁVEL FICHAS DE INSPECÇÃO
INFORMAÇÃO ADMINISTRATIVA
Fig. 5 [1] - Informação contida na base de dados
A opção de produção de relatórios permite preparar relatórios nos quais o utilizador faz incluir a informação de que necessita para o desenvolvimento do seu trabalho e elimina
informação supérflua. Esta opção será circunstanciada mais adiante. MANUSEAMENTO DA INFORMAÇÃO PRODUÇÃO DE RELATÓRIOS AUTO-MANUTENÇÃO BASE DE DADOS OPÇÕES GERAIS
Fig. 6 [1] - Opções gerais da base de dados
A opção de auto-manutenção da base de dados permite recuperar informação perdida, fazer cópias de segurança para disco ou bobina, combinar ou apagar ecrãs, etc..
A opção geral de manuseamento da informação dá acesso a quatro tipos de bloco de informação (Fig. 7): ficha de identificação, informação gráfica, ficha de estado de referência e fichas de inspecção. MANUSEAMENTO DA INFORMAÇÃO FICHA DE IDENTIFICAÇÃO INFORMAÇÃO GRÁFICA FICHA DE REFERÊNCIA FICHAS DE ESTADO DE INSPECÇÃO
Fig. 7 [1] - Blocos de informação incluídos na opção geral de manuseamento de informação da base de dados
Dentro de cada ficha, é dado ao utilizador um conjunto de opções que se designarão por opções particulares (Fig. 8).
Os quatro tipos de bloco de informação que constituem a opção geral de manuseamento de informação da base de dados são de seguida descritos individualmente e mais em detalhe.
MANUSEAMENTO DA INFORMAÇÃO
3 - ALTERAR PROTECÇÃO
PARTICULARES OPÇÕES
1 - CRIAR NOVA FICHA 2 - ALTERAR FICHA EXISTENTE DE FICHA EXISTENTE 4 - LER FICHA EXISTENTE 5 - IMPRIMIR FICHA EXISTENTE 6 - ANULAR FICHA EXISTENTE
Fig. 8 [1] - Opções particulares de manuseamento da informação contida nas fichas normalizadas
3.4. A ficha de identificação
A ficha de identificação da ponte é a primeira a ser introduzida na base de dados. É uma espécie de “bilhete de identidade” de cada construção e contém uma gama de informação importante mas muito sintetizada que permite a identificação inequívoca da construção.
A ficha de identificação está dividida em três blocos de informação (Fig. 9): localização; informação geral do projecto; informação geral da construção.
LOCALIZAÇÃO INFORMAÇÃO DO PROJECTO INFORMAÇÃO DA FICHA IDENTIFICAÇÃO FASE CONSTRUTIVA
Fig. 9 [1] - Informação contida na ficha de identificação
3.4.1. Localização
O local onde a construção se encontra é identificado pela designação da rua, da freguesia, do concelho e do distrito. No caso das pontes, as vias envolvidas são também
identificadas pelas suas designações e km de referência de acordo com a entidade gestora da rede. As designações devem ser, tanto quanto possível, normalizadas sob a forma de números de código ou siglas. Caso a ponte vença um curso de água ou outro obstáculo natural, este deve também ser identificado. As coordenadas e as cotas (no betuminoso) do ponto de cruzamento das vias fazem também parte da ficha, assim como a identificação do lanço em que a ponte se encontra inserida.
3.4.2. Informação geral do projecto
Este bloco contém a informação mais importante relativa ao projecto de execução (estabilidade) da construção. São identificados o projectista, o ano de conclusão do projecto e o custo total estimado da construção. O arquivo do projecto é definido pelo título e referência do local onde se encontram os vários volumes que constituem as peças escritas e pelo n.º de referência, título e referência do local onde se encontram os desenhos que constituem as peças desenhadas. Os números de referência dos desenhos devem estar normalizados de forma idêntica ao n.º de código das pontes.
Deve-se referir que as peças desenhadas aqui identificadas são anteriores à construção e não são portanto telas finais.
3.4.3. Informação geral da fase construtiva
Neste bloco, é feita uma descrição sucinta da fase construtiva da edificação. O seu início e fim são datados. O construtor, director de obra, entidade fiscalizadora e dono da obra são identificados, assim como o tipo de ocupação previsto na ponte (habitação, escritórios ou comércio). Os principais custos de construção são descritos: custo global na adjudicação e na entrega, e preço por m2 de área de piso. A existência de alterações ao projecto e consequentes telas finais é também referenciada.
3.5. Informação gráfica
a base de dados contenha um programa de CAD. No entanto, a base de dados tem de ter a capacidade de armazenar fotos ou esquemas digitalizados com recurso a um scanner ou desenhos feitos num CAD (especialmente úteis já que permitem a utilização de malhas de referência referidas na 2ª sessão). Complementarmente, a ficha de identificação armazena a localização no arquivo dos desenhos de execução e respectivos microfilmes, caso existam.
A ficha está dividida em dois blocos de informação (Fig. 10): vista geral; pormenores.
VISTA GERAL
PORMENORES INFORMAÇÃO
GRÁFICA
Fig. 10 [1] - Informação contida na ficha de informação gráfica
Os esquemas e malhas de referência armazenados nesta ficha podem ser impressos em papel e levados para a obra para que neles sejam marcadas as anomalias detectadas. Se, em paralelo com a base de dados, se dispuser de um programa de CAD, nada impede que nos esquemas seja inserida digitalmente essa informação. Estes esquemas seriam também armazenados nesta ficha o que permitiria ter uma “história gráfica” das inspecções e visualizar bastante melhor a evolução das anomalias. Num único esquema poderiam ser marcadas as anomalias detectadas nas várias inspecções o que se constituiria num documento de grande utilidade para o inspector (Fig. 11).
Uma outra aplicação de futuro bastante interessante para esta ficha é preconizada no sistema de gestão e manutenção de pontes Dinamarquês (DANBRO [3]). Consiste na possibilidade de a base de dados conter mapas digitalizados de toda a área gerida pelo sistema de gestão em diversas escalas. O utilizador escolhe nas escalas menores o sector que lhe interessa que, por sua vez, aparece no ecrã a uma escala maior (Fig. 12). Por sucessivos zooms, o utilizador obtém no ecrã um mapa a uma escala apropriada que contém a estrada ou o nó em que se encontra a ponte com a representação gráfica das várias pontes aí existentes. Através do “rato”, selecciona finalmente a ponte que pretende, cujo esquema gráfico aparece no ecrã (Fig. 12). Tudo se passa como se o utilizador estivesse a usar uma lente que vai progressivamente focando até ver o que lhe interessa com grande detalhe. Isto permite um
acesso fácil e lógico à informação sobre a ponte. É possível implementar este processo sem recorrer a uma base de dados que contenha um CAD, podendo este ser-lhe exterior.
6 601 611 621 631 641 602 612 622 632 642 603 613 623 633 643 2 1 3 203 manchade humidade 3 2 1 222 descasque 404 varão corroído 604 614 624 634 644 3 2 1 254 0.2 1 / 0.3 2 / 0.3 3 fenda diagonal 1 2 3 253 fenda transversal 1 inspecção nº 1 a .... inspecção nº 2 a .... 2 inspecção nº 3 a .... 3
Fig. 11 [2] - Representação gráfica da evolução das anomalias no tabuleiro de uma ponte
3.6. Ficha de estado de referência
A ficha de estado de referência contém toda a informação necessária à descrição detalhada da construção tanto na fase de projecto como após a sua construção. Em momentos relevantes da vida útil da edificação (em geral, imediatamente após a sua construção ou após a execução de trabalhos de reabilitação importantes), a sua situação real deve ser descrita para que as inspecções tenham algo a que se referir. Esta situação é designada por “estado de referência”, descrito noutro documento no âmbito do presente curso.
A ficha de estado de referência está dividida em dois blocos de informação (Fig. 13):
a) situação base (estudos preliminares, características das vias no caso de pontes - Fig. 13; solução estrutural e sobrecargas de utilização / tráfego de projecto); neste bloco, é
incluída toda a informação necessária à descrição do estado de referência da edificação na hipótese teórica de não haver alterações em relação ao projecto durante a construção e de as sobrecargas reais / o tráfego real corresponderem ao previsto no respectivo estudo preliminar;
b) situação após a obra (alterações em relação à situação base, ensaios durante a construção e na entrega da obra, sobrecargas de utilização nos pisos/ tráfego na ponte); neste bloco, está incluída toda a informação necessária para estabelecer o estado de referência real da edificação e nomeadamente todas as constatações feitas durante ou após a construção que se afastam da situação base.
Fig. 12 [3] - Utilização de um zoom no acesso a informação gráfica sobre uma obra de arte específica
ESTUDOS PRELIMINARES
VIAS NA OBRA DE ARTE SOLUÇÃO ESTRUTURAL TRÁFEGO DE PROJECTO SITUAÇÃO BASE FICHA DE ESTADO DE REFERÊNCIA CARACTERÍSTICAS DAS SITUAÇÃO APÓS A OBRA ALTERAÇÕES EM RELAÇÃO À SITUAÇÃO BASE ENSAIOS DURANTE A CONSTRUÇÃO OU NA TRÁFEGO NA OBRA ENTREGA DA OBRA DE ARTE
Fig. 13 [1] - Informação contida na ficha de estado de referência
d) % e) % a) b) c) f) % f) % d) % e) % c) b) a)
Fig. 14 [1] - Hipótese de perfil transversal tipo de uma ponte em que o utilizador se limita a preencher os diversos campos de escrita
3.7. Fichas de inspecção
As fichas de inspecção contêm toda a informação relevante sobre as inspecções periódicas (correntes e detalhadas) e avaliações estruturais definidas noutro documento deste curso ao se descrever o sistema de inspecção para pontes. Esta informação é fundamental para o diagnóstico futuro e permite ao inspector seguir a evolução das anomalias detectadas e programar os trabalhos de manutenção e reparação. É também uma ferramenta indispensável para estudos paramétricos e para o desenvolvimento de mecanismos de degradação matemáticos.
Cada ficha de inspecção está dividida em três blocos de informação (Fig. 15): características da inspecção; anomalias detectadas; história das inspecções.
CARACTERÍSTICAS
ANOMALIAS DETECTADAS HISTÓRIA DAS INSPECÇÕES FICHA DE
INSPECÇÃO
DA INSPECÇÃO
Fig. 15 [1] - Informação contida na ficha de inspecção
3.7.1. Características da inspecção
Neste bloco, são descritas sucintamente as principais características gerais da inspecção. O tipo da inspecção deve ser corrente ou detalhada já que esta ficha não está vocacionada para descrever avaliações estruturais. Estas têm um carácter muito variável em função do motivo da sua realização e dos ensaios a efectuar pelo que se torna quase impossível normalizar o respectivo relatório. Os principais resultados de uma eventual posterior avaliação estrutural (motivada pelas constatações da inspecção periódica) são fornecidos no bloco de informação seguinte (anomalias detectadas). A inspecção é datada e é descrita a equipa que a realizou: nome e função da cada membro. Os meios de acesso e o equipamento utilizados são também referidos sucintamente. Finalmente, descreve-se as condições climatéricas durante a inspecção e as particularidades a assinalar, com interesse para futuras inspecções. Toda a informação contida neste bloco é fundamental no planeamento das inspecções seguintes. Sempre que possível, deve-se recorrer a menus pré-estabelecidos para preencher de uma forma normalizada os diversos campos de escrita da ficha.
3.7.2. Anomalias detectadas
Este bloco é de extrema importância para todo o sistema de gestão das construções. É nele que se armazenam as constatações mais importantes do sistema de inspecção. As rubricas “Trabalho de Manutenção Necessário” e “Trabalho de Reparação Necessário” funcionam
como dados de base para os subsistemas de decisão relativos respectivamente à manutenção / pequena reparação e reabilitação / substituição (ver capítulo seguinte). Inicia-se com a descrição de todas as anomalias (estruturais ou não) detectadas: o elemento em que foi detectada, o n.º da ficha de anomalia, a localização gráfica (de acordo com as malhas de referência exemplificadas noutro documento do curso), o parâmetro medido e respectivo valor, a classificação atribuída (de acordo com os critérios definidos mais adiante neste documento) e observações pertinentes (sobre causas prováveis, consequências possíveis, potencial evolutivo, etc.). Por comparação de várias fichas de inspecção da mesma construção, é possível acompanhar a evolução das anomalias no tempo. Esta descrição sucinta praticamente anula a necessidade de preparar um relatório de inspecção.
A rubrica “Trabalho de Manutenção Necessário” contém uma lista de técnicas de reparação no âmbito da manutenção propostas pelo inspector no sentido de eliminar, pelo menos, as mais importantes anomalias não estruturais detectadas nas inspecções periódicas. Existe uma relação entre essas técnicas e as anomalias que é conseguida com base na experiência do inspector, com alguma ajuda da matriz de correlação anomalias - técnicas de reparação e, numa fase mais avançada, com base nos parâmetros do tipo 4. Incluídas na ficha estão também as quantidades estimadas de trabalho para cada técnica que, conjuntamente com uma lista de preços unitários, permitem a elaboração de um orçamento aproximado para a manutenção. São ainda acrescentadas as observações adicionais que o inspector julgue relevantes.
Após a inspecção periódica, deve ser tomada uma decisão em relação à necessidade de promover uma avaliação estrutural. Se for essa a opção, é introduzida neste bloco alguma informação necessária ao planeamento da inspecção: prazo, domínios a investigar, equipamento especializado necessário (incluindo meios de acesso especiais) e elementos a investigar.
A rubrica “Trabalho de Reparação Necessário” contém uma lista de técnicas de reparação propostas pelo inspector no sentido de eliminar, pelo menos, as mais importantes anomalias estruturais detectadas, quer nas inspecções periódicas, quer nas avaliações estruturais. Tal como para a manutenção, existe uma relação entre essas técnicas e as
anomalias, que é conseguida de forma idêntica. Para além das quantidades estimadas de trabalho para técnica, são fornecidos outros elementos necessários ao sistema de decisão: tempo de reparação estimada, nº médio de compartimentos a desocupar (vias cortadas ao tráfego) durante a reparação e vida útil estimada da reparação. Os custos funcionais da reparação podem ser substancialmente superiores aos da reparação propriamente dita pelo que devem ser incluídos na análise económica, de forma a escolher a melhor opção de reparação. Finalmente, são ainda acrescentadas as observações mais relevantes.
3.7.3. História das Inspecções
Este bloco faz a história da inspecção da construção e permite verificar a regularidade com que foi acompanhada. Todas as inspecções periódicas já realizadas são descritas pelo seu tipo, data, estado geral da construção e observações relevantes. São também historiadas as intervenções fora do âmbito da manutenção: natureza, data e elementos afectados. Finalmente, é fornecida a data do estado de referência em vigor.
3.8. Produção de relatórios
A opção de produção de relatórios é extremamente importante, já que permite ao utilizador seleccionar apenas a informação que lhe interessa em cada circunstância específica. O relatório deve aparecer primeiramente no ecrã para que o utilizador verifique se a informação seleccionada é de facto a que pretende. Seguidamente, o relatório poderá ser impresso em formato normalizado. O sistema deve estar preparado para produzir todos os relatórios susceptíveis de ser úteis ao inspector e conter nomeadamente as seguintes opções [1]:
lista de todas as pontes cuja inspecção está programada para os próximos x meses com indicação da data prevista, tipo e duração da inspecção, pessoal, equipamento, ensaios e meios de acesso especiais provavelmente necessários (com base nas fichas das inspecções anteriores), restrições à inspecção, informação administrativa e outros aspectos necessários ao planeamento;
fichas de identificação, informação gráfica (com esquemas simplificados da estrutura), estado de referência ou de inspecção de várias construções;
versão simplificada do manual de inspecção em função do tipo estrutural da(s) edificação(ões) a inspeccionar;
lista simplificada de todas as construções do sistema ou uma selecção das mesmas em função da idade, tipo estrutural, localização ou outra característica, com indicação das entidades ou agentes responsáveis pela sua inspecção e manutenção;
lista dos trabalhos de manutenção efectuados numa selecção de edificações num período seleccionado (ou desde a sua construção), com indicação de custos totais em cada ano; lista idêntica para trabalhos de reparação;
lista das construções cuja capacidade de carga estimada não obedece à regulamentação em vigor (ou seja, com limitações à utilização ou ao tráfego) ou em estudo;
lista das pontes em função da sua capacidade para serem utilizadas por determinadas classes normalizadas de veículos excepcionalmente pesados (para definição do itinerário dos mesmos);
lista de disponibilidades de pessoal, equipamento e meios de acesso especiais num determinado período de tempo em função do distrito;
orçamentos previstos para o ano corrente para manutenção e reparação, planeamento das necessidades e parcela já dispendida;
resultados do subsistema de decisão manutenção / pequena reparação.
Esta lista de opções pode ser aumentada, limitada ou corrigida em função da experiência que se vai adquirindo à medida que se implementa o sistema de gestão.
3.9. Manual de utilização da base de dados
Conjuntamente com a implementação da base de dados, é necessário preparar um manual de utilização da mesma. O conteúdo deste manual é, em grande parte, comum ao deste capítulo e deve incluir os seguintes elementos:
descrição da organização geral da base de dados, dos seus objectivos, do tipo de informação que armazena e da forma como esta se insere nos vários módulos do sistema
de gestão das construções;
descrição das opções gerais de utilização da base de dados;
descrição das opções particulares de utilização dentro das várias fichas que a base de dados prevê;
4. SISTEMA DE DECISÃO
4.1. Organização geral
Conforme descrito no capítulo 2, um sistema de gestão de construções deve incluir três módulos distintos: a base de dados, descrita no capítulo 3; o sistema de inspecção, descrito noutro documento deste curso; o sistema de decisão, que é agora sucintamente descrito, como introdução à questão da manutenção corrente e da reparação estrutural, tratadas nos próximos capítulos deste documento.
Conforme referido anteriormente, o sistema de decisão é o responsável por todas as opções feitas ao longo da vida da edificação relativas à sua manutenção, à implementação de inspecções estruturais não periódicas e à sua reparação, melhoramento da capacidade e substituição.
Do MAD, ambos os subsistemas são relevantes para este curso (manutenção / pequena reparação e reabilitação / substituição, este último no submódulo de selecção do trabalho) e as suas principais características são agora resumidas.
4.2. Manutenção
4.2.1. Domínio de aplicação
Este subsistema aplica-se a todas as técnicas de reparação que são definidas como de manutenção no documento sobre o sistema classificativo das anomalias. O critério para separar os trabalhos associados à manutenção dos associados à 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.
4.2.2. Oportunidade de aplicação
efectue. Independentemente da necessidade de realizar 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 corrente de uma construção é mais ou menos estável e, consequentemente, fácil de prever e ter em conta no orçamento.
4.2.3. Critérios de decisão
Como descrito no capítulo seguinte, todas as anomalias detectadas no decurso das inspecções são classificadas de acordo com três parâmetros básicos: urgência de actuação, importância para a estabilidade da estrutura e volume de tráfego afectado pela anomalia (no caso das pontes). 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 / ponte incluída no património gerido.
Em teoria, a anomalia mais pontuada indica a primeira construção sobre a qual se deve actuar. Devem ser efectuados todos os trabalhos de manutenção relativos a anomalias do mesmo tipo detectadas nessa construção (mesmo que menos pontuadas) 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 na rubrica “Trabalho de Manutenção Necessário” das fichas de inspecção da base de dados. A correlação entre anomalias e técnicas de reparação é estabelecida, numa primeira fase, pelo inspector com a ajuda da matriz de correlação respectiva que fornece uma lista de técnicas recomendáveis para eliminar a anomalia. Numa fase mais avançada, estabelecer-se-ão critérios numéricos de selecção da técnica de reparação em função das características da anomalia detectada (através dos parâmetros do tipo 4).
Os custos totais relativos aos trabalhos acima referidos são calculados de acordo com os custos unitários para cada técnica de reparação que constam da respectiva ficha. Estes custos
são então deduzidos do 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.
Em última análise, a decisão poderá não resultar de critérios técnicos. Qualquer que seja o caso, a lista obtida é sempre um elemento de consulta para se tomar uma decisão.
4.3. Reparação
4.3.1. Domínio de aplicação
Este submódulo aplica-se a todas as técnicas de reparação / reabilitação que são definidas como de reparação estrutural no documento sobre o sistema classificativo das anomalias. 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 do número de pisos / alargamento do tabuleiro ou reforço estrutural), limitação da utilização (através de sinalização ou de licença camarária) ou substituição da construção está a ser considerada.
4.3.2. Oportunidade de aplicação
Este submódulo deve ser utilizado sempre que uma avaliação estrutural se efectue mas é suprimido se, no submódulo de estratégia de inspecção, se concluir que não é necessária qualquer avaliação estrutural até à inspecção periódica seguinte. Mesmo que seja decidido que a melhor solução do ponto de vista económico é não fazer nada acerca dos defeitos estruturais detectados, essa decisão deve ser tomada por recurso a este submódulo e 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. Uma construção pode não precisar de ser reparada durante 10 ou mais anos e, no seguinte, ser alvo de um programa de reabilitação de custos da mesma escala da construção de raiz.
4.3.3. Critérios de decisão
Como descrito no capítulo 6, as decisões tomadas neste submódulo são basicamente o resultado de uma análise económica. Esta pode ser feita a três níveis diferentes:
• nível 1 - a eliminação da anomalia; • nível 2 - a reparação da construção;
• nível 3 - a gestão da totalidade do património.
Todas as decisões são tomadas de acordo com o índice de eficiência de custo (CEI) [4] 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), definidos em pormenor noutro
documento deste curso.
CEI = C R + C F − B
(
)
reparar C R + C F − B(
)
nada fazer (1)Da análise são excluídos os custos iniciais (C0), os custos de inspecção (CI) e os custos
de manutenção (CM) referidos no mesmo documento. Isto torna-se possível por estes custos não serem relevantes para a análise (por serem idênticos para todas as opções em estudo) ou por já terem ocorrido na altura em que a decisão é tomada.
No nível 1 de decisão, pretende-se seleccionar a melhor técnica de reparação para eliminar um determinado tipo de anomalia estrutural das opções apresentadas na rubrica “Trabalho de Reparação Necessário” da última ficha de inspecção da base de dados. 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 suficientemente fiáveis ou não estiver disponível a
informação necessária à sua implementação, pode-se recorrer a tabelas que fornecem uma média estatística da vida útil para diferentes materiais, elementos e técnicas de reparação.
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. Devido a limitações orçamentais, nem todas as anomalias podem ser reparadas. 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 C1, C2, etc. até aquele se esgotar. Caso não existam orçamentos individuais para cada construção, a decisão de reparar ou não cada tipo de anomalia deve ser feita no nível 3.
O nível 3 gere o orçamento global disponível para o conjunto do património gerido. É neste nível que as opções de aumento da capacidade (resistente ou funcional) e substituição de cada construção são analisadas. A análise ao nível 2 de todas as construções do património gerido 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.
ACEI i = C j CEI j j = 1 i ∑ C j j = 1 i ∑ (2) AC i = C j j = 1 i ∑ (3)
O valor de ACEIi representa o índice de eficiência de custo de realizar todas as reparações necessárias para eliminar os tipos de anomalia 1 a i e o valor ACi o respectivo custo. À medida que aumenta o número de tipos de anomalias considerados, o valor de ACEI diminui já que os CEI individuais vão também eles 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 determinada 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.
A descrição dos níveis de decisão foi feita para situações em que as opções se limitavam à reparação (reconstituição da situação inicial após a construção) ou a não fazer nada. Os casos menos correntes de melhoramento da capacidade e de substituição são casos particulares que serão descritos no capítulo 6.
5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO
Em qualquer país, os recursos disponibilizados para a gestão das respectivas edificações são limitados. Para manter todas as construções em condições óptimas, seriam necessários fundos praticamente ilimitados. Na prática, é o pessoal técnico que deve assessorar os donos das obras no sentido de indicar quais os trabalhos que devem ser feitos prioritariamente. Para tal, deve ser utilizado um sistema de classificação de todos os problemas que podem surgir numa construção que deve ser, tanto quanto possível, independente da subjectividade de cada inspector.
5.1. Manutenção ou reparação?
A gestão de um conjunto de património edificado é feita a dois níveis: o nível rotineiro diário e o nível a que é detectado um problema de índole estrutural ou funcional de média ou grande importância. A rotina consiste em manter as construções a cumprir as suas funções e resolver os pequenos problemas detectados durante as inspecções de manutenção: correntes e detalhadas. Não é necessário, em princípio, recorrer a especialistas, quer para identificar as anomalias, quer para as eliminar. Os problemas são resolvidos à medida que vão surgindo e, em geral, não há uma urgência excessiva na eliminação das anomalias. As quantias de dinheiro envolvidas são também relativamente pequenas.
Quando se detecta uma anomalia estrutural ou funcional importante, é colocada a hipótese de realização de uma larga gama de trabalho de reparação, que pode incluir reforço da superstrutura, aumento do número de pisos do edifício / alargamento do tabuleiro da ponte ou mesmo substituição da construção. A hipótese de não fazer nada deve também ser pesada relativamente às outras e verificada a necessidade de limitação da sobrecarga máxima através de sinalização / licença camarária. Não é possível tomar uma decisão idónea sem que seja realizada uma avaliação estrutural aprofundada da construção existente. A cada opção deve ser atribuída uma estimativa grosseira de custos o que, em geral, implica a necessidade de estudos preliminares económicos (e estruturais). Se parte do problema se deve a uma deficiência funcional em pontes, é necessário realizar também um censo de tráfego e prever as necessidades em termos de fluxo de tráfego e cargas máximas. Estes estudos são onerosos e
podem levar algum tempo. Qualquer que seja a opção activa escolhida, os custos inerentes são muito altos, o que significa que a decisão não pode ser tomada displicentemente.
Por estas razões, dividiu-se o sistema de decisão em dois subsistemas: manutenção / pequena reparação e reabilitação / substituição, sucintamente referidos por manutenção e reparação.
O subsistema de manutenção recorre às técnicas de reparação definidas como de manutenção no documento sobre o sistema classificativo das anomalias, assim como a pequenas reparações, isto é, reparações de anomalias (semi-)estruturais de somenos importância (quer porque a sua eliminação não envolve grande somas de dinheiro, quer porque não é necessário recorrer a especialistas para as resolver). O subsistema de reparação auxilia na escolha da melhor opção de reparação, reabilitação ou substituição, quando se detecta uma deficiência importante que põe em causa a funcionalidade da construção. É basicamente uma decisão de índole económica (ainda que baseada em dados fornecidos pela Engenharia estrutural e em estudos de tráfego no caso das pontes).
Uma forma prática para separar o âmbito dos dois subsistemas é a seguinte: sempre que houver necessidade de realizar uma avaliação estrutural, a eliminação das anomalias que lhe deram origem é englobada no subsistema de reparação; se a decisão de avançar com quaisquer trabalhos que sejam necessários for feita apenas com base na informação obtida nas inspecções periódicas, essa decisão deve obedecer aos critérios do subsistema de manutenção.
5.2. Sistema de rateio das anomalias proposto
O subsistema de manutenção / pequena reparação proposto baseia-se fundamentalmente no rateio que é feito às anomalias detectadas no decurso das inspecções correntes e detalhadas. Para que tal rateio seja, tanto quanto possível, independente da subjectividade do inspector, é necessário começar por normalizar a nomenclatura de descrição das anomalias. Noutro documento no âmbito deste curso, apresentou-se uma proposta de classificação de todos as anomalias que podem vir a ser encontradas em pontes de betão. Foram também apresentadas propostas de classificação das causas possíveis de tais anomalias e uma matriz
de correlação anomalias - causas possíveis. Esta informação foi utilizada para compilar fichas de anomalia.
Em cada ficha de anomalia, a parte final é dedicada à respectiva classificação (Figura 16). São propostos critérios simples, verificáveis ou mensuráveis em obra com equipamento muito simples ainda que, por vezes, a opinião do inspector possa vir a influenciar a classificação proposta. O sistema de rateio proposto baseia-se em três parâmetros principais: urgência de actuação, importância para a estabilidade da estrutura e volume de tráfego afectado pela anomalia (Quadro 2).
Urgência de Actuação (esta classificação é da responsabilidade do inspector e é efectuada aquando da visita regular de inspecção):
0 - necessária actuação imediata; (ex: se houver suspeita de colapso eminente quando é detectada uma rotação das fundações - anomalia A-B3);
1 - necessária actuação a curto prazo (até a um máximo de 6 meses); (ex: se à detecção de varões corroídos - anomalia A-D4 - corresponde o registo de perdas de aderência localizadas com armadura completamente à vista);
2 - necessária actuação a médio prazo (até a um máximo de 15 meses correspondente à visita seguinte); (ex: se o movimento relativo permitido entre os bordos da junta de dilatação em que foi detectado impedimento do movimento por ferrugem - anomalia A-F5 - corresponder a menos de 50% do curso normal);
3 - necessária actuação a longo prazo (na próxima visita, reclassifica-se a anomalia que deve ser registada na ficha de inspecção); (ex: se a detecção de uma mancha de ferrugem em elementos de betão - anomalia A-C1 - não for acompanhada de condições para que a corrosão das armaduras adjacentes progrida e se a zona afectada tiver um valor estético médio a baixo).
Importância para a Estabilidade da Estrutura (esta classificação é fixa para cada tipo de anomalia em função da sua localização):
FICHA DE ANOMALIA
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 (C-D2)
POSSÍVEIS: -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) (F1, G1, A26, B5, B9, B17, E2, 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
-estado do sistema de drenagem -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 predominante/ negra em zona(s) de esforços máximos com perda máxima localizada de secção superior a x % 1 - ferrugem predominante/ negra em zona(s) de esforços máximos com perda máxima localizada de secção inferior a x %
2 - ferrugem predominante/ negra em zonas intermédias 3 - ferrugem predominante/ 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. 16 [1] - Exemplo de ficha de anomalia
A - anomalia de características eminentemente estruturais, associada a elementos estruturais principais (tabuleiro, lajes, vigas, pilares, encontros e fundações) (ex: qualquer deformação permanente da superstrutura - anomalia A-A1);
B - anomalia de características semi-estruturais, associada a elementos estruturais principais ou anomalia estrutural, associada a elementos estruturais secundários (aparelhos de apoio, juntas de dilatação, etc.); (ex: a fissuração no rolamento de um aparelho de apoio - anomalia A-E4);
C - anomalia de características semi-estruturais, associada a elementos estruturais secundários ou anomalia em elementos não estruturais (revestimentos e impermeabilizações, sistema de drenagem, passeios, guarda-corpos, guarda-rodas, etc.) ou anomalia de características não estruturais; (ex: sinalização inadequada / inexistente - anomalia A-I11).
Volume de Tráfego Afectado pela Anomalia (esta classificação é inerente a cada ponte, necessita de ser actualizada periodicamente mas depende também da visita de inspecção):
• α - v.t. x c.d. x k ≥ n1 [nº de veículos km / dia]; • β - n1 > v.t. x c.d. x k ≥ n2 [nº de veículos km / dia]; • γ - v.t. x c.d. x k < n2 [nº de veículos km / dia].
em que:
v.t. - volume de tráfego diário sobre a ponte (em ambos os sentidos) [nº de veículos / dia]; valor fornecido pela entidade dona da ponte com base na contagem de tráfego mais recente (em constante actualização); pode ser substituído por um n.º de código correspondente à classificação oficial da ponte;
c.d. - comprimento do desvio médio provocado pelo impedimento total da ponte [km]; valor também fornecido pelo ponte para cada obra de arte (também necessita de actualização);
k - coeficiente que fornece o grau de impedimento do tráfego normal na ponte provocado por cada anomalia (ou pela anomalia mais condicionante em cada ponte); propõe-se: k = 0.0, 0.5 ou 1.0 (sem valores intermédios); valor atribuído pelo inspector aquando da visita de inspecção;
n1, n2 - parâmetros fixos definidos pela entidade gestora das pontes e calibrados ao longo do tempo; numa primeira fase, propõe-se os valores 3000 e 15000.
Cada classificação tipo das anomalias (por exemplo, 1Bα) é integrada em cada um de cinco grupos estanques de prioridade de actuação (Quadro 1).
Quadro 1 [2] - Estratégias de inspecção em vários países
GRUPO PRIORIDADE DE ACTUAÇÃO
1 prioridade máxima
2 grande prioridade
3 prioridade intermédia
4 pequena prioridade
5 prioridade mínima
De forma a ratear as anomalias dentro de cada grupo de prioridade de actuação, deve-se utilizar o Quadro 2.
Quadro 2 [1] - Classificação pseudo-quantitativa das anomalias em pontes de betão
CRITÉRIO CLASSIFICAÇÃO PONTOS
0 30
URGÊNCIA DE ACTUAÇÃO 1 25
2 15
3 5
A 40
IMPORTÂNCIA PARA A ESTABILIDADE DA B 25
ESTRUTURA C 15
α 30
VOLUME DE TRÁFEGO AFECTADO PELA β 20
ANOMALIA γ 10
30 ≤ pontuação global ≤ 100
As anomalias detectadas podem então ser ordenadas de acordo com a pontuação global (p.g.) atribuída a cada uma (Quadro 3).
A partir desta tabela, as classificações tipo possíveis ficam ordenadas nos grupos de prioridade de actuação de acordo com o Quadro 4.
Quadro 3 [1] - Pontuação global para cada grupo de prioridade de actuação
1 ≥ 95 e ≤ 100
2 ≥ 80 e ≤ 90
3 ≥ 70 e ≤ 75
4 ≥ 50 e ≤ 65
5 ≥ 30 e ≤ 40
Quadro 4 [1] - Classificação tipo / Grupo de prioridade de actuação
GRUPO CLASSIFICACÕES-TIPO 1 0Aα, 1Αα 2 0Aβ, 0Βα, 1Αβ, 1Βα, 0Αγ 3 0Bβ, 0Cα, 1Αγ, 1Ββ, 1Cα, 2Αβ, 2Βα, 3Αα 4 0Bγ, 0Cβ, 1Βγ, 1Cβ, 2Aγ, 2Ββ, 2Cα, 3Αβ, 3Βα, 0Cγ, 1Cγ, 2Bγ, 2Cβ, 2Ββ, 3Αγ, 3Cα 5 2Cγ, 3Βγ, 3Cβ, 3Cγ
Dentro de cada grupo de prioridade de actuação, podem ser atribuídos 5 pontos (positivos ou negativos) a qualquer actividade por iniciativa da entidade gestora para tomar em conta outros factores intangíveis:
meios financeiros atribuídos distrito a distrito; existência de anomalias graves na mesma área;
indisponibilidade de meios técnicos na área em questão; outros.
5.3. Critérios de decisão
Todas as anomalias detectadas na inspecção classificadas nos grupos 0 ou 1 em termos de urgência de actuação, devem levar a uma estimativa grosseira, feita pelo inspector, dos trabalhos de manutenção necessários para as colmatar e respectivas quantidades.
Todas as anomalias classificadas nos grupos 1 e 2 de prioridade de actuação, devem também ser objecto de estudo semelhante. Em muitos casos, não será possível fazer uma
estimativa rigorosa dos custos de manutenção devido à falta de informação detalhada.
O inspector deve então requisitar todo o material e pessoal necessários para obter a informação necessária sobre as anomalias incluídas nos grupos 1 e 2 de prioridade de actuação (através de nova visita ao local ou por outros meios). Por outro lado, sempre que os resultados das inspecções periódicas não forem suficientemente conclusivos sobre qualquer anomalia estrutural potencialmente classificável nos grupos acima mencionados, o inspector deve recomendar que a construção seja sujeita a uma avaliação estrutural (em cujo caso, a decisão é englobada no âmbito do subsistema de reparação).
Deve ser compilada uma lista completa de todos os trabalhos potenciais (técnicas de reparação) necessários para a manutenção de construções. A cada trabalho, é atribuído um custo unitário que deve ser constantemente actualizado. A ficha de reparação não só faz isso mas dá também uma descrição sumária da técnica de reparação. O custo de colmatação de cada anomalia pode então ser calculado e introduzido no anexo “Trabalho de Manutenção Necessário” da ficha de inspecção respectiva na base de dados.
Com base nas anomalias detectadas, o critério de decisão deverá ser o seguinte:
deve-se actuar em primeiro lugar na construção que tenha a anomalia mais pontuada; serão colmatadas na mesma construção todas as anomalias do mesmo tipo (ainda que menos pontuadas) e todas as anomalias que a entidade gestora considere poderem também ser eliminadas com o mesmo equipamento e mão-de-obra de forma económica; para esta selecção, é possível implementar um módulo de reabilitação no sistema de gestão que considera a correlação anomalia - técnica de reparação (através da matriz de correlação), baseada em vários parâmetros (tipo de materiais, disposições construtivas, grau de eficiência, mão de obra, custo, etc.); no entanto, a decisão final deverá sempre pertencer ao inspector ou a um especialista em reparação e ser introduzida na base de dados (“Trabalho de Manutenção Necessário”);
os custos totais relacionados com as tarefas acima referidas serão deduzidos do orçamento global disponível;
assim sucessivamente.
Em última instância, as decisões podem ser tomadas baseadas em critérios não técnicos. Em qualquer dos casos, este sistema de classificação pode funcionar como um elemento de consulta para a decisão final.
5.4. Funcionamento do subsistema
Apresenta-se de seguida e de uma forma resumida o funcionamento geral deste subsistema. São listados os dados que é necessário recolher das inspecções e dos índices de custos e os resultados que se pretende obter. O fluxograma representa esquematicamente as operações realizadas na aplicação do subsistema.
5.4.1. Input do subsistema
O input deste subsistema inclui:
as fichas de inspecção com a classificação de todas as anomalias detectadas nas inspecções correntes e detalhadas;
as fichas de trabalho de manutenção necessário preparadas pelo inspector com estimativas grosseiras de quantidades de trabalho;
correlação entre cada anomalia detectada e, pelo menos, uma técnica de reparação que a elimina;
lista de preços unitários para cada técnica de reparação considerada no âmbito de manutenção (de preferência em homem hora / a unidade mais adequada);
custo do homem hora para o ano corrente (não há necessidade de planear a manutenção com mais de um ano de antecedência);
orçamento do ano corrente para a manutenção.
5.4.2. Output do subsistema
uma lista de trabalhos de manutenção a serem executados durante o ano corrente de acordo com a sua prioridade de actuação; a lista identifica o trabalho pela construção e pela técnica de reparação normalizada; fornece quantidades e custos e deverá também identificar as anomalias que cada técnica de reparação supostamente elimina, com a mesma referência que a utilizada nas fichas de inspecção;
uma lista de trabalhos de manutenção necessários que não poderão ser executados durante o ano em curso devido a limitações orçamentais, com a mesma informação da lista acima descrita; esta lista pode vir a ser usada para justificar um pedido de aumento do orçamento para a manutenção e para a selecção dos trabalhos que não podem esperar até ao próximo ano;
o deficit ou superavit do orçamento para a manutenção.
A Figura 17 apresenta o fluxograma do subsistema de manutenção / pequena reparação.
INSPECÇÕES CORRENTES / DETALHADAS FICHAS DE INSPECÇÃO BASE DE DADOS CUSTOS UNITÁRIOS ORÇAMENTO TRABALHO DE MANUTENÇÃO MATRIZ DE
CORRELAÇÃO CORRELAÇÃO ANOMALIA /
TÉCNICA DE REPARAÇÃO FACTOR HUMANO FICHAS DE TRABALHO DE MANUTENÇÃO NECESSÁRIO SELECÇÃO DO TRABALHO
LISTAS COM A PRIORIDADE DO TRABALHO A SER
EXECUTADO
SUBSISTEMA DE
REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO
6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO
A segunda parte do subsistema de reabilitação / substituição, ou seja o submódulo de selecção do trabalho de reparação proposto (Fig. 2), gere as situações em que se considera a hipótese de realizar na construção trabalhos de reparação estrutural importantes, sendo também de admitir as opções de melhoramento da sua capacidade (aumento do número de pisos em edifícios / alargamento do tabuleiro em pontes ou reforço da estrutura), imposição de limites à sobrecarga dos pisos em edifícios / à carga dos veículos em pontes e mesmo substituição pura e simples. Os trabalhos de reparação englobados são de natureza estrutural ou semi-estrutural ainda que possam ter consequências em termos da funcionalidade da construção.
Este submódulo deve ser utilizado sempre que uma avaliação estrutural é realizada mas é deixado de fora quando, no submódulo de estratégia de inspecção não descrito em detalhe neste documento por ser específico para pontes, se conclui que não é necessária qualquer avaliação estrutural até à próxima inspecção periódica. Mesmo que seja decidido que é mais económico não realizar quaisquer trabalhos estruturais na construção relacionados com as anomalias detectadas, essa decisão deve ser tomada utilizando o submódulo agora descrito e baseada numa análise económica.
6.1. Critérios de decisão
As limitações orçamentais são fundamentais para a decisão já que é praticamente impossível prever o número de construções que precisarão de ser reparadas em cada ano, assim como a extensão dos trabalhos necessários. Uma construção pode não precisar de ser reparada durante 10 ou mais anos e, no seguinte, sofrer uma operação de reabilitação que custa quase tanto como a construção de raiz. No princípio de cada ano, é conhecido o orçamento das entidades gestoras para os trabalhos que vão para além da manutenção e pequena reparação, que deve ser distribuído por cada construção do conjunto de património gerido. O pano de fundo para a tomada de decisões é o seguinte [9]:
