Degradação de madeira a linguagem das anomalias

Transcrição

1 Patologia e reabilitação de estruturas de madeira Degradação de madeira a linguagem das anomalias Helena Cruz, LNEC Factores de degradação da madeira Os agentes atmosféricos (luz solar, chuva) provocam degradação superficial, que se traduz na tonalidade cinzenta da madeira velha civil 04 Variações ambientais 29 de Abril (secagem de 2004 /humedecimento) conduzem ao desenvolvimento de fendas, (geralmente sem implicações para a resistência) 1

2 Factores de degradação da madeira pouco sensível a ambientes quimicamente agressivos (ph<3 e ph>11) Fogo madeira é má quanto a reacção ao fogo combustível estruturas de madeira podem ter boa resistência ao fogo carbonização acima de 280ºC mantém propriedades abaixo da camada carbonizada Degradação biológica causa mais frequente de deterioração das estruturas de madeira fungos cromogéneos de podridão insectos térmitas carunchos xilófagos marinhos 2

3 Fungos de podridão Fungos de podridão 3

4 Fungos de podridão Atacam madeira com teor em água superior a 20%, mas não saturada borne de todas as espécies = não durável (5) cerne - classe de durabilidade: 1 - muito durável 2 - durável 3 - moderadamente durável 4 - pouco durável 5 - não durável Fungos de podridão identificação do agente gravidade (nível de degradação) possibilidades de erradicação 4

5 Térmitas Térmita subterrânea Reticulitermes lucifugos tem origem em colónias no solo (reprodutores, obreiras e soldados) ataca madeira com teor em água > 20%, mas não saturada, especialmente em pisos térreos, junto ao solo Térmitas 5

6 Térmitas Térmitas identificação do agente gravidade (nível de degradação) possibilidades de erradicação 6

7 Carunchos Hylotrupes bajulus (caruncho grande) (10-30mm) normalmente só ataca o borne de Resinosas Anobium (2-4mm) normalmente só ataca o borne de Folhosas e Resinosas Lyctus (4-5mm) só ataca o borne de algumas Folhosas cerne = D (durável); borne = D /ou S (susceptível) madeira aplicada em exteriores e interiores Carunchos 7

8 Carunchos Carunchos 8

9 Carunchos Carunchos 9

10 Carunchos identificação do agente gravidade (nível de degradação) possibilidades de erradicação Durabilidade e impregnabilidade da madeira Eventual susceptibilidade de uma madeira ao ataque por agentes biológicos depende da espécie de madeira em causa (durabilidade natural) NP EN 350-2: Durabilidade de madeira e de produtos derivados. Guia da durabilidade natural da madeira e da impregnabilidade de espécies seleccionadas pela sua importância na Europa 10

11 NP EN350-2 Nome científico Nome comum Origem Massa volúmica Fungos Durabilidade natural Hylotrupes Anobium Térmitas Impregnabilidade Cerne Borne Largura do borne Pinus pinaster Pinho bravo S e SW Europa S S S g Pinus sylvestris Casquinha Europa S S S p-m Picea abies Espruce europeu Europa SH SH S 3-4 3v x Castanea sativa Castanho Europa S M 4 2 p Quercus robur Carvalho comum Europa S M 4 1 p Quercus rubra Carvalho americano América do N n/d S p Carunchos [cerne geralm. não-susceptível. S: susceptível (só borne); SH: susceptível (borne e cerne)] Térmitas [M: cerne medianamente durável; S: cerne susceptível; borne é sempre susceptível] Fungos [1: muito durável; 5: não-durável; borne é sempre não-durável (5)] Impregnabilidade [1:facilmente impregnável; 4: não-impregnável] Classes de risco de aplicação de madeira maciça O desenvolvimento de cada um desses agentes implica a existência de condições favoráveis EN335-2: Durabilidade da madeira e de produtos derivados. Definição das classes de risco de ataque biológico 11

12 Classes de risco de aplicação de madeira maciça (EN 335-2) Classes de risco Situações gerais de serviço Exposição à humidade Teor de água da madeira Principais ag. biológicos 1 sem contacto com o solo, sob coberto (pavimentos) nenhuma 20% no máximo carunchos 2 sem contacto com o solo, sob coberto mas com risco de humidificação (estruturas de cobertura) ocasional ocasionalmente >20% carunchos térmitas pod. castanha 3 sem contacto com o solo, não coberto (caixilharia) 4 em contacto com o solo ou água doce (fundações) 5 na água salgada (pontões) frequente permanente permanente frequentemente >20% Permanentement e >20% Permanentement e >20% carunchos térmitas pod. castanha podridão branca carunchos térmitas pod. castanha pod. branca pod. mole CR 4 + xilóf. marinhos Patologia e reabilitação de estruturas de madeira. Inspecção de edifícios correntes 12

13 Objectivos de uma intervenção: minimizar a degradação dos materiais manter ou repor o nível de desempenho quantificar as suas condições de segurança 1ª fase inspecção preliminar 1. Deformações (telhado,...) 2. Madeira exposta em mau estado 3. Telhas partidas / em falta 4. Algerozes e caleiras danificados / entupidos 5. Telhado pouco saliente 6. Remates ineficazes 7. Crescimento de vegetação 13

14 8. Manchas de humidade 9. Fendas em paredes 10. Rebocos desagregados ou fissurados 11. Caixilharia deteriorada 12. Falta de faixa impermeabilizante 13. Canteiros adjacentes 14. Aberturas de ventilação obstruídas Interior - Pontos críticos: junto às fachadas remates da cobertura zonas de lavagens com condensações pouco ventiladas 14

15 Sinais de alerta canais de terra serrim cheiro a mofo manchas na madeira ou revestimentos deformação excessiva de tectos ou pavimentos história de carga severa anterior ou esforços inadequados (alterações) humidade elevada amplia os fenómenos de fluência da madeira empenos devidos a secagem em obra perda de secção por ataque por caruncho rotação dos apoios por podridão ou térmitas arrancamento do tecto (degradação superficial de vigas ou fasquiado) 2ª fase: Inspecção detalhada - Quantitativa Deve ser tanto quanto possível global Acesso visual aos elementos de madeira (promover o acesso directo, se necessário) Informação sobre a idade e a história do edifício (construção, ocupação, alterações, manutenção, reparações, tratamentos) Ter em conta aspectos particulares de interesse histórico ou ambientais 15

16 Equipamento básico para inspecções Meios auxiliares de diagnóstico - outros Raios Gama (Radiological Density Scaning) - perfil dens. Pylodin (dureza na direcção transversal) Emissão acústica (actividade biológica) Ultra-sons (Sylvatest, Pundit) - (vel. m.v. MoE) Vibrações (freq. própria MoE) 16

17 Meios auxiliares de diagnóstico - perfurador Patologia e reabilitação de estruturas de madeira. Avaliação da segurança 17

18 Decisão fácil - irrecuperável Casos em que nada há a decidir Estrutura correcta e em bom estado não se prevê alteração de uso - Importa repor o estado inicial, mediante eventuais reparações pontuais / manutenção 18

19 requer ponderação Quando a estrutura apresenta danos obvios requer ponderação quando se pretende a alteração do uso Transformação de edifício de habitação em espaço público remoção de paredes resistentes ou pilares nos pisos subjacentes acrescento de pisos ou paredes 19

20 decisões podem ser difíceis Quando não há acesso visual à estrutura ou quando não se consegue circular com segurança Avaliação 1.Compreender a estrutura original; 2.Identificar eventuais alterações à estrutura original e julgar os seus efeitos; 3.Compreender o funcionamento das ligações e as consequências de eventuais erros ou danos; 4.Reconhecer degradação biológica e os seus efeitos; 5.Assumir valores razoáveis para a resistência e a rigidez da madeira; 6.Avaliar as secções residuais dos elementos, representativas da generalidade da estrutura; 7.Ponderar a gravidade de problemas locais (danos mais severos ou qualidade inferior aos assumidos para a generalidade dos elementos). Situações pontuais mais críticas podem ser alvo de atenção especial; Elementos com tensões elevadas devem ser verificados para confirmar qualidade da madeira (escolha criteriosa da madeira na construção pode ter resultado em elementos de excepcional qualidade nos pontos críticos) 20

21 Considerações estruturais Estruturas antigas por vezes complexas e difíceis de interpretar Estruturas antigas nem sempre são correctas:» Elevado grau de improviso» Erros básicos de concepção» Má pormenorização e/ou má execução» Alteradas, sem respeito pela segurança Erros / problemas correntes Em estruturas de cobertura: Geometria incorrecta Excentricidade de aplicação de carga nos apoios e devido à aplicação das madres fora dos nós estruturais Falta de contraventamento entre asnas Elementos em falta devido a intervenções anteriores Em pavimentos: Comprimento insuficiente do apoio das vigas nas paredes Falta de contraventamento (ou contrav. solto) entre vigas Remoção de apoios ou introdução de paredes divisórias intermédias Em ligações: Corrosão Falta de aperto dos ligadores Fendas ou esmagamento da madeira Chapas ou parafusos em falta Distâncias ou espaçamentos insuficientes dos ligadores Anilhas diminutas Folgas entre os elementos que deviam estar em contacto nos entalhes 21

22 Os problemas estruturais devem requerer atenção. É necessário garantir níveis de segurança adequados (e/ou restringir a utilização) independentemente da importância histórica ou arquitectónica do edifício. Propriedades mecânicas da madeira Amostragem Envolvendo um pequeno nº de elementos (a substituir); Ou envolvendo amostras pequenas retiradas: De madeira limpa Ou de madeira com degradação biológica Só permite identificação da espécie, densidade, teor em água e ver se a madeira limpa tem valores dentro da gama normal Devido à elevada variabilidade natural da madeira a amostragem não é representativa da globalidade da madeira em obra Amostragem não contempla a influência dos defeitos e da eventual degradação biológica local, aspectos determinantes para a resistência da madeira >>>> NÃO FORNECE VALORES DE RESISTÊNCIA 22

23 Propriedades mecânicas da madeira Ensaios de carga estática Carga é aplicada à estrutura. Mede-se a flecha resultante, que é comparada com as previsões obtidas pela modelação da estrutura As propriedades mecânicas dos elementos e ligações (rigidez) necessárias para o modelo são calibradas para que o modelo dê resultados próximos da realidade. Propriedades mecânicas da madeira Classificação visual da madeira aplicada Identificação da espécie Classificação (avaliação dos defeitos) dos elementos individuais Atribuição de classe de qualidade à generalidade dos elementos Após análise preliminar, pode-se fazer uma classificação mais cuidadosa dos elementos cuja importância ou elevadas tensões justifiquem atenção extra. 23

24 Degradação biológica e secção transversal residual Efeitos globais e pontuais da degradação mecânica na resistência e na rigidez devem ser avaliados Ataque por fungos O volume afectado pode ser estimado com faca ou outras TND Degradação biológica e secção transversal residual Fungos Secções seriamente afectadas por podridão têm contribuição nula para a resistência Nos casos em que a degradação parede ser apenas ligeira e superficial ponderar face ao eventual sobredimensionamento da secção 24

25 Degradação biológica e secção transversal residual Ataque por carunchos Perda de resistência resulta de perda de secção Frequentemente apenas a camada superficial de borne é comida Degradação biológica e secção transversal residual Ataque por carunchos A profundidade da camada aatacada pode ser avaliada por TND Uma secção reduzida equivalente pode ser estimada secção essa a considerar na verificação da estrutura Uma redução semelhante da secção transversal pode ser assumida para todos os elementos da estrutura Seguido de uma avaliação mais cuidada no caso dos elementos cujas tensões elevadas o justifiquem 25

26 Ataque por carunchos Ataque por insectos pode assumir uma forma difusa Neste caso pode assumir-se uma redução da qualidade (e da resistência) da madeira Patologia e reabilitação de estruturas de madeira. Tratamento e reforço 26

27 Suster a degradação e impedir a recorrência de problemas secagem da madeira limpeza tratamento preservador insecticida/fungicida da madeira que permanece no local (pincelagem / pincelagem + injecção) tratamento da madeira nova a introduzir (superficial / em profundidade) Tratamentos químicos Com produtos insecticidas, termiticidas ou fungicidas de eficácia reconhecida por entidade competente, adequadas à Classe de Risco x Acção curativa e acção residual preventiva de novas infestações Respeitar normas de segurança, recomendações e eventual período de secagem dos solventes 27

28 Diferentes níveis de intervenção Substituição de elementos danificados ou insuficientes Reparação de peças danificadas Adição de novos elementos ou materiais Reorganização dos sistemas estruturais Substituição pontual método tradicional 28

29 Consolidação de fendas por cintagem Injecção de fendas 29

30 Injecção de fendas Reparação do apoio colas/pastas epoxídicas e varões aço / FRP 30

31 Aumento da resistência e rigidez de vigas Tourand Creek Bridge Manitoba, Canada Alteração da solução de apoio 31

32 Aplicação de tirantes 32

33 Criação de apoios intermédios Pavimentos mistos madeira-betão (D50) 500 Laboratório (C18) Nacional de Engenharia Civil 33

34 Pavimentos mistos ELEMENTOS DE SUBSTITUIÇÃO devem obedecer à geometria original possuir características mecânicas iguais ou superiores às originais possuir durabilidade porventura superior à original 34

35 TEOR EM ÁGUA DA MADEIRA A madeira deve ter teor em água entre 12 e 20% Verificado com a utilização de humidímetro portátil Mediante a colheita de amostras sujeitas a ensaios laboratoriais Tratamentos preservadores com soluções aquosas aumentam o teor em água Necessário secar a madeira antes da aplicação humidímetros 35

36 MONTAGEM madeira tratada No caso de tratamentos superficiais devem evitar-se os cortes e furações Caso sejam inevitáveis, - tratar por pincelagem ou imersão as superfícies expostas antes da aplicação A madeira tratada em profundidade pode ser cortada ou furada sem re-tratamento pode requerer secagem após tratamento (produtos aquosos) REFORÇO GERAL Contraventamento Solidarização da estrutura de cobertura à respectiva estrutura de suporte (acções verticais e horizontais) 36

37 Consolidação das ligações OUTRAS RECOMENDAÇÕES Reparação de canalizações Reparação de caixilharia Revisão de caleiras e algerozes Reparação dos telhados e restante envolvente Criação de condições de acesso e inspecção regular Remoção de pesos desnecessários Redução/protecção de cabos eléctricos Meios de detecção, protecção e combate ao fogo* Plano de inspecções periódicas, limpeza e manutenção 37