ESTUDO DA INFLUÊNCIA DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS NA PENETRAÇÃO DE CLORETOS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO LOCALIZADAS EM AMBIENTE MARINHO

Transcrição

1 ESTUDO DA INFLUÊNCIA DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS NA PENETRAÇÃO DE CLORETOS EM ESTRUTURAS DE CONCRETO LOCALIZADAS EM AMBIENTE MARINHO Ronaldo Alves de M. Junior Prof a Dra. MaryangelaG. de Lima Tesede mestradodefendidaem06 de setembrode 2011

2 Importância e Justificativa

3 Agente Cloreto Fonte Metal Concreto Cobrimento

4 Modelos Saetta et al., 1993 Bob, 1996 Amey et al., 1998 Andrade, 2001 Anacta, 2009 Mazer, 2009

5 Variáveis ambientais Parâmetros que influenciam na penetração de cloretos (CEB, 1992; HELENE, 1993; FIGUEIREDO, 1994; DURACRETE, 1999; COSTA, 2001; GUIMARÃES, 2005; BASTIDAS-ARTEAGA etal.,2010): Umidade relativa do ar; Temperatura; Precipitação; Ventos; Ondas, correntes e marés; dentre outros. Principais variáveis ambientais que influenciam na penetração de cloretos (PAGE et al., 1981; ANDRADE, 1992; HELENE, 1993; ANDRADE e CASTILLO, 1993; FIGUEIREDO, 1994; DURACRETE, 1999; COSTA, 2001; BASTIDAS-ARTEAGA et al.,2010).

6 OBJETIVO Compreender a influência das mudanças climáticas na penetração de íons cloretos em estruturas de concreto localizadas em ambiente marinho

7 MÉTODOS

8 Área de estudo: Município de Ubatuba Série de dados disponíveis( )

9 Caracterizadas as variáveis ambientais para 3 cenários; Cenário 1 ( ) Cenário 2 ( ) Cenário 3 (2100) Dados de temperatura do ar; Projeções disponíveis em Marengo(2007) Dados de umidade relativa do ar. Modelos de estimativa

10 Modelos Saetta et al., 1993 Bob, 1996 Amey et al., 1998 Andrade, 2001 Anacta, 2009 Mazer, 2009

11 RESULTADOS

12 Caracterização das variáveis ambientais para 3 cenários Dados de temperatura do ar T m Temperaturas( 0 C)médiasanuais anuais 23,50 23,00 22,50 22,00 21,50 21,00 20,50 20,00 19, Ano de medição

13 Dadosdetemperaturadoar projeçõespara2100 Anomalias previstas para as temperaturas (média anual). Projeções para 2100 Modelo HADCM3 cenário B2 (MARENGO, 2007).

14 Dadosdetemperaturadoar projeçõespara2100 0,95 0 C 4,44% 3,50 0 C 15,65% Cenário Condições do cenário Período/ano representado Temperatura média do ar Temperatura máxima do ar Temperatura mínima do ar 1 antigo ,42 0 C 26,23 } C 16,65 0 C 2 atual ,37 0 C 27,05 0 C 17,65 0 C 3 futuro ,87 0 C 30,55 0 C 21,15 0 C

15 Caracterização das variáveis ambientais para 3 cenários Dados de umidade relativa do ar Castellví et. al (1996) Silva (2006) 0,58% 0,78% Mediante as verificações estatísticas, conclui-se que, de acordo com os critérios adotados na presente tese, o modelo de Castellví et al. (1996) apresentou melhores condições de estimar a umidade relativa do ar para regiões litorâneas. Cenário Condições do cenário Período/ano representado UR (%) estimada 1 antigo ,20} 2 atual ,63 3 futuro ,21}

16 1,4 (D 1 ou T ic1 ) 1,2 (D 1 ou T ic1 ) 1,0 (D 1 ou T ic1 ) 0,8 (D 1 ou T ic1 ) Variações dos cenários 2 e 3 referentes ao cenário 1 ~ 25 anos ~ 125 anos D 1 T ic1 D 2 = 1,06D 1 Tic2 = 0,94T ic1 Coeficiente de difusão - D Tempo de início da corrosão - T ic D 3 = 1,31D 1 T ic3 = 0,76T ic1 0,6 (D 1 ou T ic1 ) 0,4 (D 1 ou T ic1 ) 0,2 (D 1 ou T ic1 ) 0 Cenário Cenário Cenário

17 1,4 (D 2 ou T ic2 ) 1,2 (D 2 ou T ic2 ) Variações do cenário 3 referentes ao cenário 2 ~ 100 anos D 3 = 1,24D 2 Coeficiente de difusão - D Tempo de início da corrosão - T ic 1,0 (D 2 ou T ic2 ) D 2 T ic2 0,8 (D 2 ou T ic2 ) T ic3 = 0,81T ic2 0,6 (D 2 ou T ic2 ) 0,4 (D 2 ou T ic2 ) 0,2 (D 2 ou T ic2 ) 0 Cenário Cenário

18 3. Interferência das variáveis ambientais nos modelos de predição da penetração de cloretos Análises gerais Helene (1993) e Andrade (2001) reforçam que, conforme estabelecido na NBR 6118 (ASSOCIAÇÃO, 2003), o valor usualmente adotado para a vida útil nas estruturas de concreto armado convencionais é de 50 anos. T ic = 50 anos Quantificar as variações percentuais

19 3. Interferência das variáveis ambientais nos modelos de predição da penetração de cloretos Análises gerais Cenário 1 x Cenário 2 (~ 25 anos) Modelo verificado Redução % no T ic Redução T ic = 50 anos Saetta et al. (1993) 5,69 % 2,85 anos Bob (1996) 0,58 % 0,29 anos Amey et al. (1998) 6,08 % 3,04 anos Andrade (2001) 1,56 % 0,78 anos Anacta (2009) 6,76 % 3,38 anos Mazer (2009) 0,36 % 0,18 anos Média 3,51 % 1,75 anos Desvio Padrão 2,97 1,49

20 3. Interferência das variáveis ambientais nos modelos de predição da penetração de cloretos Análises gerais Cenário 2 x Cenário 3 (~ 100 anos) Modelo verificado Redução % no T ic Redução T ic = 50 anos Saetta et al. (1993) 19,14 % 9,57 anos Bob (1996) 36,57 % 18,29 anos Amey et al. (1998) 20,36 % 10,18 anos Andrade (2001) 3,92 % 1,96 anos Anacta (2009) 20,41 % 10,21 anos Mazer (2009) 56,68 % 28,34 anos Média 26,18 % 13,09 anos Desvio Padrão 18,17 9,08

21 3. Interferência das variáveis ambientais nos modelos de predição da penetração de cloretos Análises gerais Cenário 1 x Cenário 3 (~ 125 anos) Modelo verificado Redução % no T ic Redução T ic = 50 anos Saetta et al. (1993) 23,74 % 11,87 anos Bob (1996) 36,94 % 18,47 anos Amey et al. (1998) 25,20 % 12,60 anos Andrade (2001) 5,42 % 2,71 anos Anacta (2009) 25,79 % 12,90 anos Mazer (2009) 56,83 % 28,42 anos Média 28,99 % 14,49 anos Desvio Padrão 17,01 8,50

22 CONSIDERAÇÕES FINAIS

23 Os resultados são significativos, tendo em vista que, considerando um período futuro de aproximadamente 100 anos, uma estrutura projetada para durar inicialmente 50 anos, deverá ter uma redução de vida útil de projeto de 13 anos, em termos de probabilidade de corrosão das armaduras, devido ao ataque de íons cloretos; Deve-se atentar, no entanto, para o fato de que esse estudo não considerou a evolução tecnológica desenvolvida ao longo dos anos nos métodos construtivos das estruturas de concreto, o que consequentemente, produz concretos mais resistentes e duráveis. Porém, essas evoluções tecnológicas podem não ser suficientes para combater o efeito da maior agressividade das variáveis ambientais devido às mudanças climáticas comprovado na presente tese. Ainda ressalta-se que o efeito de outras variáveis ambientais, tais como vento, precipitação e ondas, não foi considerado neste estudo, o que pode agravar ainda mais a influência dessas mudanças climáticas;

24 Dessa forma, os resultados do presente estudo sugerem que medidas devam ser tomadas, tanto no sentido de estudos que possam amenizar efeitos negativos proporcionados pelas mudanças climáticas, quanto como considerar esse agravante no desenvolvimento de normas e modelos que visem à durabilidade das estruturas de concreto expostas a ambientes marinhos.

25 Sugestões para trabalhos futuros - Aplicar a presente metodologia para outros municípios localizados em ambiente marinho; - Verificar a influência das mudanças de outras variáves na pentração de cloretos, tais como precipitação, ventos, ondas, grau de saturação, etc. - Elaborar estudos da interferência das mudanças climáticas em outros processos de degradação de estruturas de concreto; - Verificar a ação conjunta das alterações climáticas com a evolução tecnológica de construção observada nos últimos anos e estimadas para o futuro, especialmente o aumento do fck do concreto; - Compreender a influência das mudanças climáticas em conjunto com interferências de parâmetros relacionados ao microclima em estruturas de concreto; - Através de estudo de caso, averiguar a influência das alterações nas variáveis climáticas em estruturas reais; e - Desenvolver modelos com dados de estruturas reais que contemplem variáveis ambientais.

26 Trabalhos completos publicados em anais de congressos (1) MEDEIROS JUNIOR, R. A.; LIMA, M. G.; FREIXO, V. B. Estudo sobre a degradação de estruturas de concreto - aplicação de dados reais de campo ao modelo apresentado pelo EuroCode. In: 70 Congresso Internacional sobre Patologia e Reabilitação de Estruturas -CINPAR. Fortaleza. IEMAC - Instituto dos Materiais de Construção, v. 1. p. 1-14, (2) MEDEIROS JUNIOR, R. A.; LIMA, M. G.; FREIXO, V. B. Estudo sobre o modelo de degradação de estruturas de concreto apresentado pela norma brasileira NBR 6118:2007 aplicação de dados de campo. In.: XI Congreso Latinoamericano de Patologia de La Construcción- CONPAT. Guatemala, (3) MEDEIROS JUNIOR, R. A.; LIMA, M. G. Verificação de modelos de penetração de íons cloreto no interior de estruturas de concreto armado. In.: XI Congreso Latinoamericano de Patologia de La Construcción - CONPAT. Guatemala, (4)MEDEIROSJUNIOR,R.A.;LIMA,M.G.;BRITO,P.C.Estudodapenetraçãodeíonscloretosemumaplataforma offshore em concreto. In.: 530 Congresso Brasileiro do Concreto- IBRACON. Florianópolis, Santa Catarina, Trabalho submetido para publicação em periódico (1) MEDEIROS JUNIOR, R. A.; LIMA, M. G.; FREIXO, V. B. Studies of degradation models of concrete structures - application data measured in field. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais RIEM. Instituto Brasileiro de Concreto, 2011.

27 Agradecimentos A todos que contribuiram para a realização do estudo!

28 Obrigado pela sua atenção! Ronaldo Alves de Medeiros Junior Eng. M.Sc. Civil, Doutorando em Infra-estrutura Aeroportuária-ITA