Análise de patologias e recuperação estrutural em edificação desocupada por décadas

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1 Manifestações patológicas na construção Análise de patologias e recuperação estrutural em edificação desocupada por décadas Analysis of pathologies and structure recovery in construction vacated per decades Ricardo Nakao (1), José Albuquerque de Almeida Neto (2), Pedro Ícaro Schabib Péres (3) (1) Engenheiro Civil, M. Sc., Professor Voluntário, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (2) Engenheiro Civil, M. Sc., CTEC Engenharia Ltda. (3) Acadêmico de Engenharia Civil, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul rinakao@gmail.com Rua Piraju, Jardim Bela Vista Campo Grande - MS Resumo Este trabalho descreve as patologias encontradas em uma edificação que, praticamente abandonada por quase 50 anos, foi revitalizada através de uma parceria público privada entre a prefeitura municipal e empresas de construção civil atuantes em Campo Grande, Mato Grosso do Sul. Embora a edificação não tenha sido tombada pelo Patrimônio Histórico, o projeto arquitetônico previu a manutenção de parte da construção original e procurou não descaracterizar a antiga arquitetura. Foram realizadas reformas e ampliações, sendo necessária a execução de reforço estrutural, para preservar parte da estrutura existente. Durante os serviços, diversas patologias foram encontradas na estrutura, tais como fissuras, carbonatação, lixiviação, corrosão de armaduras, manchas e desagregação do concreto. Constatou se ainda que parte das patologias foi causada por intervenções não planejadas, quando a obra se iniciou sem nenhum projeto de demolição ou recuperação. Palavra Chave: Estruturas de concreto, Patologias. Abstract This work describes the pathologies encountered in a building which, abandoned for almost 50 years, has been revitalized through a public private partnership between the city and civil construction companies active in Campo Grande, Mato Grosso do Sul. Though the building has not been listed as world heritage, the architectural design foresaw the maintenance of the original building and sought not to mischaracterize the ancient architecture. Reforms and enlargements were carried out, requiring the execution of structural reinforcement, to preserve the existing structure. During the services, various pathologies were found in the structure, such as cracks, carbonation, leaching, corrosion of reinforcement, concrete stains and breakdown. It was noted that part of the pathology was caused by unplanned interventions when the work began without any demolition or structural recovery project. Keywords: Concrete Structures, Pathologies.

2 1 Introdução A edificação em análise foi construída em 1958 sendo inicialmente utilizada como albergue, permanecendo por décadas praticamente abandonado, sem manutenção. Ao longo do tempo, diversas patologias, de diversas naturezas foram disseminando e se agravando, provocando a deterioração gradativa da edificação. Possuindo apenas o pavimento térreo, foi construída com paredes de alvenaria em blocos de concreto, estrutura em concreto armado convencional constituída por lajes maciças, vigas e pilares em concreto armado, e fundações em estacas escavadas de concreto. Seu telhado original era em telhas de fibro cimento apoiadas em estrutura de madeira. Os pilares da fachada são em forma de V com o vértice na horizontal, semelhantes a bumerangues, servindo de apoio a uma viga invertida que sustenta uma laje que forma a marquise que contorna a edificação. O projeto de revitalização da edificação previa a readequação de parte da edificação existente, demolição parcial seguida de ampliação e não contemplava nenhum projeto de reforço ou recuperação estrutural, mas apenas um projeto estrutural da parte a ser ampliada. Após o inicio da obra, foram detectadas diversas patologias em toda a edificação, tais como fissuras em alvenarias e na estrutura de concreto, deformações, desaprumos, deterioração dos revestimentos, das impermeabilizações, corrosão de armaduras, etc. Como não havia registros ou desenhos da edificação original, as posições de vigas e pilares só foram descobertas após a retirada dos revestimentos. Assim, cortes acidentais em paredes acabaram provocando o surgimento de patologias adicionais. Só então foi contratado um projeto de reforço e recuperação estrutural para nortear o andamento da obra. Praticamente a parte da obra a ser reformada foi paralisada, aguardando as soluções do projeto que deveriam privilegiar sempre o tempo de execução. 2 Metodologia O principal objetivo deste trabalho consistiu na descrição da identificação das patologias na estrutura de concreto, apontando suas causas prováveis e as possíveis soluções para a correção que permitissem apresentar orientações para uma melhor execução da obra sem riscos de acidentes. Assim, a partir de vistorias realizadas através da inspeção visual, as patologias foram detectadas, e suas influências no comportamento da estrutura frente aos carregamentos previstos foram analisadas e serviram de base para a elaboração do projeto de reforço e recuperação estrutural. O único ensaio realizado foi o da verificação da seção das barras das armaduras dos pilares e das vigas, para verificar a perda de seção por corrosão e analisar o comportamento do material frente à ação da agressividade ambiental. (Já que uma das mais importantes diretrizes para a elaboração do projeto estrutural é a avaliação da classificação da Classe de Agressividade Ambiental conforme os itens 6.4 da NBR 6118/2007 [1] e 5.2 da NBR 12655/2006 [2]). Sob esse aspecto, neste trabalho são relatadas e analisadas apenas as principais patologias encontradas e as soluções adotadas, sendo elas: recuperação das armaduras dos pés dos pilares tipo bumerangue, reforço da laje da marquise e execução de apoio para uma viga cujo pilar foi seccionado. A Fig. 1 ilustra o estado da edificação antes da intervenção destinada ao reforço e recuperação estrutural.

3 Fig. 1 Vista geral da obra antes da recuperação estrutural. 3 Análise das patologias e intervenções 3.1 Laje da marquise A laje, do tipo maciça, com espessura em torno de 8 cm, na região da fachada lateral, era constituída de dois trechos: um em balanço e outro bi apoiado, tendo como seus apoios a viga de respaldo da parede de alvenaria externa e a viga invertida que passa pelos topos dos pilares em forma de bumerangue, conforme ilustra a Fig. 2. As vistorias indicaram que não havia impermeabilização na face superior, e que o acúmulo de água em alguns trechos, provocou infiltrações que resultaram em lixiviação e desplacamentos tanto do revestimento inferior como do cobrimento de concreto, expondo algumas barras da armadura positiva. Apesar disso, foi observado que em geral concreto apresentava poucas fissuras aparentes e que as relativamente poucas barras aparentes apresentavam indícios de inicio de corrosão das armaduras. O projeto arquitetônico previa a demolição da parede de alvenaria, da viga do respaldo e parte da laje e a execução de um elemento decorativo de fachada em forma de brises metálicos. O projeto estrutural aproveitou a viga dessa estrutura metálica dos brises para servir de apoio para a parte remanescente da laje em substituição ao apoio da viga de concreto que seria demolida. Fig. 2 Detalhe do reforço na laje

4 A análise estrutural indicou que no trecho da fachada, além dos vãos serem de pequenas dimensões, as cargas atuantes são reduzidas, pois se tratam de lajes de locais sem acesso direto de pessoas, resultando em esforços reduzidos que o dimensionamento conduziu à armadura mínima. Como o projeto previa a demolição parcial da laje, em função do prazo de execução, optou se, ao invés de uma recuperação da estrutura de concreto, por um reforço da laje utilizando perfis metálicos implantados externamente. Os perfis metálicos do reforço foram fixados por chumbadores de expansão na viga de concreto invertida que se apóia nos pilares em forma de bumerangue, conforme ilustram as Fig. 3 e Fig. 4. Fig. 3 Corte frontal genérico Fig. 4 Detalhe do reforço na laje sendo executado. 3.2 Pilares de fachada em forma de bumerangue Os pilares, de seção variável, possuindo em sua base e em seu topo, seção de 20X25 cm, aproximadamente. A armadura longitudinal é composta de 6 barras lisas (provavelmente CA 25) de 12.5mm de diâmetro e estribos de 4,2 mm espaçados a aproximadamente 20 cm. Em sua base, está apoiada ou em blocos de estacas ou vigas baldrames e em seu topo, por uma viga invertida que suporta a laje da marquise, conforme ilustra a Fig. 4. Muitos dos pilares da edificação apresentaram corrosão de armaduras em suas bases por ataque químico resultante da ação de urina. Nos dois pilares da fachada frontal, ocorreram desplacamentos e deterioração do concreto que acabaram causando o rompimento das bases desses pilares, praticamente rotulando os apoios, conforme ilustra a Fig. 5. Na análise do comportamento dos pilares, verificou se que a carga atuante é de pouca intensidade, pois além do peso próprio, esses pilares resistem apenas às cargas provenirntes da viga que suporta a laje da marquise, que no trecho em questão, possui dois vãos de aproximadamente 40 cm em balanço de cada lado. O fato dos apoios inferiores estarem rotulados não afetou a estabilidade do conjunto, mesmo porque na extremidade superior, a viga invertida contínua e a laje da marquise contribuíram para o equilibrio estático. Parte da armadura das esperas dos pilares sob a ação da corrosão sofreu redução de seção e algumas barras chegaram a romper. Entretanto, embora a parte inferior desses pilares apresentarem alto grau de deterioração, a partir de uma altura de aproximadamente 1,0 metros, o concreto se apresentava em boas condições, sem indícios de fissuras ou desplacamentos. A solução adotada consistiu na recomposição das barras de espera e do concreto adjacente, já que

5 tanto as barras da armadura longitudinal dos pilares como o restantene do concreto situado em regiões acima da área afetada se encontravam em boas condições. Fig. 5 Desagregação do concreto transformam vínculos em rótulas. Para a recuperação das esperas, foram incorporadas novas barras que foram ancoradas em novas fundações. Foram executadas novas estacas e um bloco que incorporou tanto a viga baldrame existente como as antigas barras de espera remanescentes que se encontravam em boas condições, conforme iliustra a Fig. 6. A superfície inclinada da face do pilar foi favorável para a concretagem por abertura lateral na forma, com formato de cachimbo, de modo semelhante ao recomendado por Helene [3]. Fig. 6 Reforço nos pés dos pilares tipo bumerangue da fachada frontal.

6 3.3 Viga onde um dos apoios foi demolido Durante a retirada de uma parede, acidentalmente um dos pilares de extremidade de uma viga foi demolido. Com isso, a viga, juntamente com a laje que nela se apoiava, sofreu recalque significativo, provocando fissuras em todo o conjunto: na alvenaria subjacente, na laje que nela se apoiava e na própria viga, conforme ilustra a Fig. 7 a). Na seqüencia, todo o conjunto foi escorado para evitar o agravamento da situação. Na realidade, foi a partir desse fato que a construtora resolveu realizar uma análise global mais detalhada de toda a estrutura. Até então, pressionada pelo prazo exíguo de execução, ela vinha atacando em várias frentes simultâneamente, tanto nos trabalhos de reforma como no de ampliação, com várias equipes independentes. A viga, de seção 20X30 cm, se apoiava em um pilar de seção 20x25 cm, embutido na alvenaria de blocos de concreto e possue, no trecho extremo, eixo curvo. Na análise do comportamento da estrutura, verificou se que a carga atuante na viga é de pequena intensidade, pois além do peso próprio, ela está submetida apenas à carga de uma laje de forro de vão máximo de aproximadamente 1,50 m de comprimento. Entretanto, como existe uma abertura sob a viga, a parcela de carga que era resistida pelo pilar que foi demolido foi transferida diretamente para um pequeno trecho de alvenaria remanescente, acarretando as patologias mencionadas. Para solucionar o problema, foi executado um novo pilar, com novas fundações (2 estacas escavadas do tipo broca manual com bloco de coroamento). As armaduras longitudinais da viga que chegavam ao pilar e que haviam sido rompidas foram complementadas através de solda, até serem ancoradas no novo pilar conforme a Fig. 7 b). A armadura longitudinal original da viga era constituída por barras de aço do tipo CA 25, com diâmetro de 12,5 mm. Após a execução do pilar, as fissuras da parede de alvenaria foram costuradas, e o revestimento foi recomposto, não se verificando o aparecimento posterior de fissuras. a) Patologias na estrutura e alvenaria. b) Corte da recuperação estrutural. Fig. 7 Viga cujo pilar de apoio foi demolido acidentalmente.

7 4 Conclusões As patologias observadas se manifestaram marcadamente em pontos isolados específicos sob a ação de causas determinadas de falhas executivas ou de utilização e manutenção, que resultaram em situações de cobrimentos insuficientes, acúmulo de água, ataque químico e ausência de revestimentos. Não há informações sobre o tipo de cimento, de agregados, da resistência do concreto e a obra provavelmente foi projetada sob as recomendações da NB1 40, a primeira norma técnica brasileira. O nível reduzido de tensões atuantes, associado a um sistema estrutural favorável, contribuiram para a estabilidade, durabilidade e conservação da estrutura. Prazos de execução reduzidos e a falta de planejamento podem induzir a geração de novas patologias, além da subestimação dos efeitos das já existentes. Da mesma forma, a solução executiva mais conveniente do reforço ou da recuperação pode não ser a de menor custo, mas sim a que leva ao menor tempo de execução. Durante a demolição de parte da laje, foi observado que grande parte das armaduras se encontrava sem indícios de corrosão, que só ocorreu em pontos isolados, onde provavelmente ocorreram acumulo de água associado à falta de revestimento e cobrimentos insuficientes, conforme ilustra a Fig. 8. a) Fissuras, falta de revestimento e corrosão. b) Demolição de parte da laje. Fig. 8 Verificação da armadura da laje antes e durante a demolição. Foi observado ainda que o fato do concreto da parte superior dos pilares de fachada ter permanecido em boas condições, evidencia que o desplacamento e a corrosão foram manifestações localizadas e específicas e certamente decorreram da ação da urina de usuários e transeuntes. Essas manifestações patológicas ocorreram apenas dentro desse raio de ação e, como era de se esperar, as faces mais ocultas da visão da rua foram as que mais sofreram deterioração. Essas patologias são semelhantes às que são observadas nos pés dos pilares de estádios de futebol, constituindo se, infelizmente, num triste traço sócio cultural nacional que deve ser corrigido. Ensaios de perda de seção, conforme a Fig. 9, em barras da edificação, inclusive as expostas, demonstraram perdas insignificantes de seção ou pequenas expansões indicando que, pela idade da edificação, a velocidade de corrosão é muito lenta, sugerindo que a agressividade do meio ambiente é fraca.

8 Fig. 9 Ensaios de verificação de perda de seção. A NBR 6118/2003 [1], nos itens 6 e 7, fornece recomendações sobre diretrizes e critérios de projeto que visam à durabilidade das estruturas de concreto. Obras antigas, construídas antes do advento desta norma, tinham como foco principal a segurança, com menos ênfase à durabilidade e com isso muito delas hoje estão mais propensas a apresentarem patologias diversas. Estudos de patologias e do comportamento das estruturas e dos materiais podem fornecer bons subsídios para orientar a escolha dos parâmetros de projeto que norteiem o projetista na classificação da Classe de Agressividade Ambiental a ser admitida nos projetos estruturais. 5 Referências Referências [1] Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto Procedimento. ABNT; [2] Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR Concreto de cimento Portland Preparo, controle e recebimento Procedimento. ABNT; [3] Helene P R L. Manual prático para reparo e reforço de estruturas de concreto. São Paulo. Editora Pini Ltda, 1988, p.60.