Além das Aparências...

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1 Além das Aparências... A Termografia Aplicada à Restauração de Edifícios Históricos A arquiteta italiana Rosina Elisabetta é especialista de renome internacional na aplicação da termografia na restauração de edifícios históricos. A Itália possui um riquíssimo acervo cultural arquitetônico e esperamos poder contribuir para que essa aplicação seja estimulada também em nosso país. Traduzido e adaptado pelo Eng. Attílio Bruno Veratti. Este artigo estará disponível na íntegra, em inglês, no site na seção artigos. Estamos acostumados à utilização da Termografia na observação das características de paredes e construções de alvenaria em fornos e instalações industriais, nas quais grandes fluxos de calor estão em jogo (imagem 01). No entanto, a Termografia também encontra grande aplicação na Arquitetura, permitindo a obtenção de uma infinidade de informações a respeito dos elementos que constituem os edifícios, sobretudo aqueles que se destacam por fazer parte da herança histórica de um povo. Tomando-se a aplicação específica ao acervo histórico, podemos dizer que a Termografia apresenta a vantagem de fornecer uma avaliação das condições e alterações ao longo da vida de um edifício, revelando conexões entre causa e efeito, que não ficam muitas vezes, evidentes no exame visual. A diferenciação entre materiais, alterações na estrutura, descontinuidades, delaminações, presença de umidade (imagem 02) e grau de decaimento podem ser detectados e ter sua localização e forma definidos por meio da análise da distribuição superficial de temperaturas. As primeiras aplicações em edifícios podem ser encontradas na literatura técnica da década de 70, com uma abordagem sobretudo qualitativa, baseada na comparação entre uma área sob investigação e uma área de referência. Nos anos 80 modelos matemáticos começaram a ser desenvolvidos, melhorando a qualidade das avaliações. Ao final dessa década muitas aplicações partiram de laboratórios especializados, de maneira a definir os melhores procedimentos a serem seguidos no campo.

2 O sucesso na aplicação da Termografia nesse tipo específico de aplicação requer a colaboração entre especialistas em arquitetura, técnicas de construção e físicos para superar as maiores dificuldades, que são: A enorme variedade de tecnologias de construção e materiais, o que determina que se selecione quais as áreas de investigação devam ser prioritárias. Os materiais investigados freqüentemente não tem suas propriedades térmicas bem conhecidas, até mesmo pela impossibilidade de se conseguir um número de amostras representativo para essa quantificação. A faixa de aproximação para os testes realizados, considerando-se o período mais propício para a realização dos testes, uma vez que os edifícios são submetidos a lentas variações nos gradientes térmicos que podem se somar ou cancelar, dependendo do objeto sob estudo. A principal vantagem da Termografia nesse campo está em possibilitar, de maneira eficaz, a detecção e avaliação de anomalias térmicas que correspondam a descontinuidades devido tanto ao decaimento quanto à existência de elementos ocultos na construção (imagem 03). Para que esse objetivo seja alcançado, é necessário, muitas vezes, estimular um fluxo térmico através das paredes em estudo. Aquecimentos localizados são gerados por convecção (utilizando ar quente), o que permite revelar a estrutura interna da construção pela existência de diferentes materiais com características térmicas diversas (imagem 04). Na Itália, os tipos mais comuns de alvenaria estrutural encontrados são blocos de pedra, unidos com argamassa de argila. Os padrões característicos variam em função da idade e do local da construção, afetando a textura da alvenaria, os tamanhos dos elementos e a espessura das paredes. Por experiência, os melhores resultados na aplicação da Termografia são obtidos em construções de pedra, cobertas por reboco de argila. Recentes pesquisas nos Estados Unidos mostram a utilidade dessa técnica também em construções em madeira, as quais podem ser investigadas utilizando modelos apropriados, incluindo o calor trocado entre o material da construção e o ambiente (imagem 05).

3 Outra interessante aplicação é o monitoramento da condição higromética das superfícies. A presença de água na estrutura e suas mudanças de estado (sólido, líquido e vapor) danificam as construções e afetam os bens nelas contidos e seus ocupantes. O conhecimento dos mecanismos de difusão da água nos materiais de construção é fundamental para uma análise do decaimento. No entanto, a despeito de várias pesquisas no assunto, até o momento apenas análises quantitativas são amplamente aplicáveis. A experiência mostra que a avaliação visual da área afetada nem sempre corresponde à real delimitação devido ao fato de ser mascarada pela evaporação ou pela existência de revestimentos impermeáveis. Dessa forma, a Termografia é extremamente útil para se encontrar as fontes de infiltração e para o mapeamento de áreas afetadas pela umidade. Novos desenvolvimentos na pesquisa deverão unir as vantagens da análise qualitativa (com a facilidade de inspeções passivas em grandes áreas e em tempo real), com a análise quantitativa e a informação fornecida por aplicações dinâmicas (estimuladas). Por esse motivo, o aprimoramento dos modelos teóricos assume um papel relevante na futura evolução dos procedimentos de planejamento, registro e avaliação de resultados na aplicação da Termografia à restauração de edifícios históricos.

4 imagem 01: A aplicação da termografia na inspeção da alvenaria de fornos fornece inúmeras informações a respeito dos diferentes tipos de materiais utilizados, bem como sobre a condição de desgaste dos mesmos. imagem 02: Igreja Episcopal da Transfiguração em Cleveland. A inspeção da terceira janela da nave oeste. A verificação visual mostra delaminação da pintura. A despeito dos diferentes ângulos de observação, o termograma mostra que a área afetada pela infiltração de água é maior que a observada visualmente. A menor temperatura nas armações das janelas evidencia que as mesmas estão atuando como pontes térmicas.

5 imagem 03: Sala della Stufa Verde, Castel Pergine, norte da Itália. Esse edifício foi parcialmente reconstruído após um incêndio no século 16. A imagem termográfica (mosaico) mostra um antigo arco estrutural, depois fechado, evidenciando inclusive sua textura original de pedras e argamassa de argila. Também foi detectada a presença de um vigamento de madeira acima do arco. As imagens que compõem o mosaico de termogramas foram realizadas após a aplicação de um estímulo térmico, no caso por meio de convecção, utilizando um aquecedor ar de kcal/h, operando por 40 minutos e com 20 minutos de resfriamento.

6 imagem 04: Sala della Stufa Verde, Castel Pergine, norte da Itália. Mosaico realizado após reaquecimento por 1,5 horas e resfriamento de 2 horas. A imagens evidenciam o vigamento de madeira. O propósito desse vigamento é manter as paredes laterais tracionadas e impedir sua movimentação, sob carga, para fora. Devido ao fato de que este vigamento está bem no interior da alvenaria, demandou mais tempo, após o estímulo térmico, para se tornar evidente. imagem 05: Igreja de São Pedro, em Cleveland. Verificação do teto da nave esquerda. A análise termográfica, realizada com a calefação ligada, permite a identificação dos arcos e da estrutura de madeira do teto, ocultos pelo forro de estuque. A temperatura entre o recinto da igreja e o forro era de 10 graus centígrados. Os arcos e a estrutura de madeira correspondem às partes mais quentes (claras) uma vez que a madeira, como isolante térmico, retém o calor durante mais tempo.

7 Arquiteta Elisabetta Rosina É diretora técnica do Departamento para a Preservação e História da Arquitetura do Politécnico de Milão, e professora adjunta do Campus Leonardo, na Universidade Estadual de Pavia. É formada na área de tecnologias da preservação, especificamente para prédios históricos, desempenho e degradação de materiais de construção, metodologias para diagnóstico tais como termografia, testes gravimétricos, monitoramento microclimático e levantamentos topográficos. É autora de diversos trabalhos e artigos técnicos no campo da restauração, preservação e manutenção de edifícios. A coluna Termografia em Foco é coordenada pelo Eng. Attílio Bruno Veratti (abv@icontec.com.br). Consultor e diretor da ICON Tecnologia, com experiência em mais de 2000 inspeções termográficas. Desenvolveu os aplicativos Supervisor de Inspeções Elétricas (SIE), Cálculo de trocas Térmicas (CTT) e Avaliação de Espessura de Revestimentos (AER). Autor de diversos artigos técnicos e do CD Termografia e criador do site para a divulgação da Termografia.