Tag: inspeção e diagnóstico em edifícios

A avaliação de estruturas de madeira requer conhecimentos específicos provindos de diferentes fontes e áreas técnicas, devendo estas serem complementares e aferidas por meio do uso de uma metodologia de inspeção e diagnóstico sistemática e rigorosa.

degradação em estruturas de madeira
A madeira é usada como material estrutural há milhares de anos. Como resultado, chegaram, até ao presente dia, inúmeras estruturas deste tipo, umas com valor patrimonial, outras de uso corrente. Uma grande maioria destas estruturas apresentam manifestações patológicas que as limitam em serviço, sendo necessário proceder a diversas avaliações e intervenções.

Antes de qualquer intervenção, deve ser feito um diagnóstico profundo e preciso das causas do desempenho inadequado da estrutura, diagnóstico esse que deve ser baseado em evidências documentais/históricas, inspeções e análises estruturais, e quando necessário complementado por medição dos parâmetros físicos e propriedades mecânicas do material e dos elementos. No entanto, tal diagnóstico não deverá impedir a realização de intervenções menores e de tomada de medidas preventivas ou de emergência.

No caso de reabilitação de estruturas antigas dever-se-á também ter em conta a utilização de materiais e técnicas adequadas e promover a condição de reversibilidade da intervenção ou, caso não seja tecnicamente possível, que estas não prejudiquem ou impeçam futuros trabalhos de preservação.

Um dos pressupostos usualmente assumidos na inspeção e diagnóstico de estruturas existentes é que estas continuarão a servir as suas funções adequadamente em circunstâncias de solicitação e uso normais, tendo em conta que o seu desempenho no passado lhe permitiu alcançar a atualidade. No entanto, no caso das estruturas de madeira, é muito importante ter em conta os processos de degradação física do material, assim como eventuais defeitos que tenham influenciado a variação das propriedades físicas e mecânicas dos elementos.
No que concerne à avaliação em obra de elementos estruturais de madeira, existem vários métodos, sendo que a sua escolha depende da informação que se pretende recolher. Alguns desses testes individuais foram resumidos no relatório de estado de arte da comissão RILEM TC 215 [In Situ Assessment of Structural Timber], onde se refere que a avaliação de elementos de madeira em construções históricas deve respeitar as seguintes tarefas: 1) inspeção visual; 2) identificação da espécie de madeira; 3) medição do teor em água; e 4) avaliação de propriedades mecânicas de referência.

degradação em estruturas de madeira
Apesar, de numa perspetiva global, todos esses testes e procedimentos terem o objetivo de promover uma melhor caraterização do material, individualmente só permitem recolher informação sobre uma determinada propriedade ou parâmetro específico. Dessa forma, é necessário considerar uma metodologia que permita, através de diferentes fases, analisar a estrutura de forma integrada, utilizando informação combinada de diferentes fontes.

O processo de inspeção, diagnóstico e avaliação da segurança de estruturas de madeira é um processo multidisciplinar que, por incontáveis condicionantes, enfrenta diversas dificuldades. Uma delas deriva do uso de regulamentos atuais para tentar avaliar estruturas que foram construídas muito antes de aqueles existirem. Concomitantemente, persiste uma alargada falta de formação relativamente à reabilitação de estruturas em madeira e às técnicas de construção neste material, sendo difícil encontrar em Portugal mão-de-obra especializada para este fim. Todavia, o fator que porventura implicará as maiores dificuldades será a correta atribuição de valores de resistência aos elementos, assim como a definição do seu estado de conservação/degradação. Dever-se-á mencionar também que, por vezes, o sistema de carregamento poderá não ser óbvio na primeira análise, e alterações durante a vida útil da estrutura poderão ter influenciado fortemente o desempenho atual da estrutura.

pavimento - estruturas de madeira

Da metodologia de inspeção e diagnóstico de estruturas em madeira referida anteriormente, deverá ser salientado que, embora as técnicas tradicionais referidas (inspeção visual e ensaios não destrutivos) possam ser aplicadas facilmente por pessoal menos especializado, a caraterização da estrutura e de zonas críticas, bem como a modelação do funcionamento estrutural e o planeamento de eventuais intervenções de correção só estarão ao alcance de pessoal técnico especializado.

ensaio - estruturas de madeira ensaio em estruturas de madeira

Na fase de verificação de segurança, é comum verificarem-se dificuldades e erros na modelação dos elementos e sistemas, como por exemplo admitir que determinadas ligações entre elementos funcionem, quando estas, devido à sua configuração, não permitem transmitir determinados esforços. Assim, na maior parte das vezes, a dificuldade reside em modelar a estrutura tendo em conta o estado de equilíbrio analisado in situ, e não assumindo indiscriminadamente pressupostos baseados em códigos ou normas.

As fases que constituem o processo de reabilitação de um edifício são as seguintes:

1ª Fase – Viabilidade da intervenção

Análise de fatores económicos, do seu estado de conservação e das restrições relacionadas com casos irregulares de ocupação.

Levantamento preliminar

Levantamento preliminar da condição de estado do edifício.

2ª Fase – Estudo de diagnóstico

Elaboração de um estudo de diagnóstico das patologias que o edifício apresenta, incluindo no mesmo propostas de soluções de reparação e uma estimativa dos custos unitários.

Estudo prévio de inspeçao e diagnoctico

Estudo prévio de inspeção e diagnóstico

3ª Fase – Definição da estratégia de intervenção

Dependendo da disponibilidade financeira, o dono-de-obra define a estratégia a seguir através de uma análise técnico-económica. Justifica-se a inclusão de uma etapa adicional dentro desta fase, denominada experimentação, apenas em situações com patologias muito complexas, e que consiste na experimentação das tecnologias propostas numa área limitada do edifício.

Amostra de material

Amostra de membrana impermeabilizante transparente de base acrílica em fachada

4ª Fase – Elaboração do projeto de execução

O projeto de execução é constituído pela memória descritiva e justificativa, pelo caderno de encargos, por medições, por desenhos gerais e por desenhos de pormenor.

projeto de reabilitação

Pormenor em projeto de reabilitação

5ª Fase – Obtenção de propostas

Receção das propostas de todas as empresas que manifestaram interesse na realização da empreitada.

6ª Fase – Análise técnico-económica das propostas

Elaboração de um relatório sobre a apreciação das propostas por parte do projetista.

7ª Fase – Controlo dos trabalhos de reabilitação

Contratação da equipa de fiscalização para controlo técnico e financeiro dos trabalhos de reabilitação a executar e adjudicação da obra. Execução da obra.

obra fachada

Obra de reabilitação em fachada

As movimentações térmicas de um material estão relacionadas com as propriedades físicas do mesmo e com a intensidade da variação da temperatura, a magnitude das tensões desenvolvidas é função da intensidade da movimentação, do grau de restrição imposto pelos vínculos a esta movimentação e das propriedades elásticas do material.

As fendas de origem térmica podem também surgir por movimentações diferenciadas entre componentes de um elemento, entre elementos de um sistema e entre regiões distintas de um mesmo material. As principais movimentações diferenciadas ocorrem em função de:

  • junção de materiais com diferentes coeficientes de dilatação térmica, sujeito às mesmas variações de temperatura (por exemplo, movimentações diferenciadas entre argamassa de assentamento e componentes de alvenaria);
  • exposição de elementos a diferentes solicitações térmicas naturais (por exemplo, cobertura em relação às paredes de uma edificação);
  • gradiente de temperatura ao longo de um mesmo componente (por exemplo, gradiente entre a face exposta e a face protegida de uma laje de cobertura).

No caso das movimentações térmicas diferenciadas é importante considerar-se não só a amplitude da movimentação, como também a rapidez com que esta ocorre. Se ela for gradual e lenta muitas vezes um material que apresenta menor resposta ou que é menos solicitado às variações da temperatura pode absorver movimentações mais intensas do que um material ou componente a ele justaposto, o mesmo pode não ocorrer se a movimentação for brusca.

Por outro lado, alguns materiais também podem sofrer fadiga pela ação de ciclos alternados de carregamento – descarregamento ou por solicitações alternadas de tração – compressão.

Todos os materiais empregados nas construções estão sujeitos a dilatações com a subida de temperatura, e as contrações com a sua descida. A intensidade desta variação dimensional, para uma dada variação de temperatura, varia de material para material. Para quantificar as movimentações sofridas por um componente, além das suas propriedades físicas, deve conhecer-se o ciclo de temperatura a que está sujeito e determinar também a velocidade de ocorrência das mudanças térmicas, como no caso de alguns selantes que possuem pouca capacidade de acomodação de movimentos bruscos.

Considerando-se o caso mais comum das edificações residenciais, a principal fonte de calor que atua sobre os seus componentes é o sol. A amplitude e a taxa de variação da temperatura de um componente exposto à radiação solar irá depender da atuação combinada dos seguintes fatores:

  1. intensidade da radiação solar (direta e difusa);
  2. absorvência da superfície do componente à radiação solar;
  3. emitância da superfície do componente;
  4. condutividade térmica superficial;
  5. diversas outras propriedades térmicas dos materiais de construção.

Movimentação térmica lajes cobertura 01

Movimentação térmica em lajes de cobertura sobre paredes autoportantes

Em geral, as coberturas planas estão mais expostas às mudanças térmicas naturais do que os paramentos verticais das edificações, ocorrem, portanto, movimentos diferenciados entre os elementos horizontais e verticais.

Além disso, podem ser mais intensificados pelas diferenças nos coeficientes de expansão térmica dos materiais construtivos desses componentes. Segundo alguns autores, o coeficiente de dilatação térmica linear do betão é aproximadamente duas vezes maior que o das alvenarias de uso corrente, considerando-se aí a influência das juntas de argamassa.

Deve-se considerar também que ocorrem diferenças significativas de movimentação entre as superfícies superiores e inferiores das lajes de cobertura, sendo que normalmente as superfícies superiores são solicitadas por movimentações mais bruscas e de maior intensidade.

Por estas razões, e devido ao fato de as lajes de cobertura normalmente encontrarem-se vinculadas às paredes de sustentação, surgem tensões tanto no corpo das paredes, quanto nas lajes.

Teoricamente, as tensões de origem térmica são nulas nos pontos centrais das lajes, crescendo proporcionalmente em direção aos bordos onde atingem seu ponto máximo.

Movimentação térmica lajes cobertura 02

Propagação das tensões numa laje de cobertura com bordos vinculados devido a efeitos térmicos

A dilatação plana das lajes e o encurvamento provocado pelo gradiente de temperatura introduzem tensões de tração e de corte nas paredes das edificações. As fendas desenvolvem-se quase exclusivamente nas paredes, apresentando tipicamente as seguintes configurações.

Movimentação térmica lajes cobertura 03

Movimentações que ocorrem numa laje de cobertura , sob ação da subida da temperatura

 

Movimentação térmica lajes cobertura 04

Fenda típica presente no topo da parede paralela ao comprimento da laje, a direção das fissuras são perpendiculares às resultantes de tração(δt), indica o sentido da movimentação térmica (no caso, da esquerda para direita)

A presença de aberturas nas paredes propiciará o aparecimento de regiões naturalmente enfraquecidas (ao nível do peitoril e ao nível do topo de caixilhos), desenvolvendo–se as fissuras preferencialmente nessas regiões. Assim, em função das dimensões da laje, da natureza dos materiais que constituem as paredes, do grau de aderência entre paredes e laje e da eventual presença de aberturas, poderão desenvolver-se fendas inclinadas próximos do topo das paredes.

Movimentação térmica lajes cobertura 05

Fissura causada pela expansão térmica da laje de cobertura

Movimentação térmica lajes cobertura 06

Fissura causada pela expansão térmica da laje de cobertura

Movimentação térmica lajes cobertura 07

Fissura causada pela retração térmica da laje de cobertura

Alguns exemplos de casos reais

Movimentação térmica lajes cobertura 08

Movimentação térmica lajes cobertura 09

Movimentação térmica lajes cobertura 10

Movimentação térmica lajes cobertura 12

Movimentação térmica lajes cobertura 13

Trata-se de uma técnica de ensaio expedita, destinada a avaliar a porosidade superficial de um material de revestimento ou outro. Utiliza-se um tubo de vidro ou plástico, designado por tubo de Karsten.
A superfície do bordo do tubo que irá ficar em contacto com a parede é coberta com mástique e pressionada contra a superfície. Após o endurecimento do mástique, o tubo é cheio de água até ao seu nível máximo. O abaixamento do nível da água é medido aos 5, 10 e 15 minutos.

Referência: Meting van de Waterabsorptie door de Pijpmetode – K. U. Leuven, Civil Engineering Department publication