SISTEMA INTEGRADO DE APOIO À MANUTENÇÃO DE COBERTURAS INCLINADAS Integrated decision system for management of roofs maintenance

Transcrição

1 SISTEMA INTEGRADO DE APOIO À MANUTENÇÃO DE COBERTURAS INCLINADAS Integrated decision system for management of roofs maintenance Pedro Vaz Paulo Assistente Instituto Superior Técnico Lisboa - Portugal ppaulo@civil.ist.utl.pt F. A. Branco Professor Catedrático Instituto Superior Técnico Lisboa - Portugal fbranco@civil.ist.utl.pt Jorge de Brito Professor Associado Instituto Superior Técnico Lisboa - Portugal jb@civil.ist.utl.pt Resumo A intervenção de manutenção em edifícios torna-se cada vez mais urgente, pela segurança e comodidade dos proprietários em geral pelas exigências económicas dos mesmos. Assim, torna-se fulcral gerir eficazmente o património edificado nacional para optimizar a sua vida útil, saber quando e como se deve intervir correctamente para minimizar o custo global e garantir que o edifício apresenta níveis de funcionalidade e de segurança definidos pelo gestor do edifício. Apresenta-se a arquitectura de um módulo, dedicado às coberturas inclinadas, do sistema de apoio à decisão à manutenção de edifícios. Palavras-chave: Sistema inteligente de manutenção, reabilitação, vida útil, patologia. Abstract Buildings maintenance becomes each time more urgent for safety comfort and economy related reasons. Thus, it has become essential to efficiently manage the building to optimize its service life, to know when and how one must intervine to minimize global costs and guarantee the building will present levels of functionality and safety established by the manager of the building. The architecture of a module, concerning roofs, of the decision system for buildings maintenance is presented. Keywords: Information based system, maintenance, service life, durability. 1 Introdução A necessidade de definir condições mínimas para sustentar o desenvolvimento dos trabalhos de inspeção de edifícios surge em virtude da diversidade de parâmetros e variáveis envolvidas. Este artigo é parte integrante de um trabalho de investigação que consiste em estabelecer modelos de degradação, ou seja, apresentar um diagnóstico geral do estado de conservação e grau de urgência da correcção das anomalias identificadas nas edificações. Este módulo, dedicado às coberturas inclinadas, é integrado num sistema que comportará fichas de registo, bases de dados e o sistema de apoio à decisão com base em modelos de degradação previstos. As fichas de registo permitirão que, aquando das inspecções, dos diagnósticos ou das manutenções, se possam registar os dados fundamentais para caracterizar a envolvente que origina o aparecimento da(s) anomalia(s). As bases de dados serão agrupadas em 7 áreas com descrições detalhadas de anomalias, ensaios, manutenção, inspecções, reparação, materiais e sistemas construtivos e fichas de edifícios. 2 Arquitectura do sistema O módulo das coberturas inclinadas é um dos que compõem o sistema de gestão do património edificado (Figura 1):

2 fundações; caves; superestrutura; paredes; revestimento de paredes; cobertura; revestimento de pavimentos; janelas e portas; instalações eléctricas e mecânicas; redes de águas prediais e esgotos; eficiência energética. telha permite-lhe suportar o aumento de volume da água no estado sólido, actuando como um conjunto de câmaras de compensação, o que constitui vantagem comparativa em relação a outros materiais equivalentes. Fig. 2 - Arquitectura do sistema de gestão de edifícios Fig. 1 - Elementos a manter num edifício O sistema encontra-se dividido em bases de dados fixas, bases de dados dinâmicas, fichas de registo e relatórios de saída de dados (Figura 2). 3 Anomalias Uma das bases de dados é a referente a anomalias em cobertura descritas de seguida Descasque por acção do gelo-degelo A existência de ciclos frequentes de variações de temperatura provoca variações de volume na água remanescente na massa da telha e, consequentemente, pode originar a destruição da telha no caso de não ser possível a troca de calor e de humidade com o exterior, fenómeno que também ocorre em telhas que possam estar mais protegidas para este problema. A ventilação é uma condição necessária, mas não sufuciente, para que as trocas de energia sejam efectuadas, evitando assim o descasque por acção do gelo-degelo. Se a cobertura apresentar uma orientação geográfica a Norte, sujeita a ventos fortes, este mecanismo ganha ainda maior importância. Contudo, se a telha gelar, não é garantido que a mesma tenha descasques. A própria porosidade da A cumeeira é uma das zonas críticas que se agrava se for assente com argamassa. Como liberta de forma paulatina a humidade absorvida, a argamassa de assentamento das cumeeiras desempenha a função de humidificador, deixando-as mais expostas a ciclos de gelo degelo e diminuindo consequentemente a sua durabilidade Desenvolvimento prematuro de musgos e de verdete A acumulação e deposição de detritos, musgos, microoganismos e outros materiais sobre o telhado pode comprometer gravemente a exigência principal de um telhado que é a da estanqueidade à água (Figura 3). Geralmente, as vegetações parasitárias originam a formação de zonas húmidas podendo mesmo provocar a infiltração da água sempre que a sua quantidade ou os ventos incidentes possam exercer influências desfavoráveis nesse sentido Degradação da estrutura e materiais acessórios A degradação das estruturas de suporte dos telhados (Figura 4) provoca inicialmente uma irregulariedade da linha de escoamento que, com o

3 evoluir da anomalia, pode originar a perda de resistência total e respectivas consequências directas. É nas estruturas de madeira em asnas ou vigamentos que este tipo de anomalia ocorre com maior frequência. Fig. 3 - Aparecimento de verdetes 5). Por vezes, o incorrecto encaixe das telhas implica a aplicação excessiva de argamassa para colmatar essas falhas, sendo prejudicial para o bom funcionamento do telhado Sobreposição das telhas Outro factor que diminui a durabilidade de um telhado é a insuficiente sobreposição das telhas. Esta anomalia resulta de espaçamentos do ripado não compatíveis com as telhas que irão ser aplicadas. Como a maioria dos modelos de telha permite de alguma forma a sua montagem com tolerância, adaptando se a sobreposições diferentes das recomendadas pelos fabricantes, é frequente encontrarem se coberturas com deficiências de sobreposição que irão comprometer a sua estanqueidade. Aquando da montagem da cobertura, deve evitarse colocar as telhas a cobrir a maior área possível comprometendo a correcta sobreposição, sendo igulamente de evitar a situação contrária forçando a sua sobreposição Desalinhamento das fiadas Fig. 4 - Aprodecimento da estrutura de suporte Quando o ripado não é executado com rigor, normalmente quando é feito com cordões de argamassa, as fiadas das telhas formam alinhamentos irregulares. De igual forma, caso não se proceda ao alinhamento transversal e longitudinal das telhas, não será possível garantir a funcionalidade e a cobertura ficará esteticamente comprometida Quantidade de argamassas de assentamento Fig. 5 - Telhas incorrectamente encaixadas devido a fractura dos seus apoios 3.4. Encaixe das telhas O correcto encaixe das telhas é fundamental para garantir o correcto desempenho do telhado (Figura Para a resolução de problemas de encaixe e de alinhamento das telhas e de remates de certas áreas da cobertura (em especial linhas de cumeeira, rincões e bordos laterais), recorre-se, erradamente, a quantidades excessivas de argamassa que, sob a acção da humidade, se comporta de forma totalmente diferente dos materiais cerâmicos. As telhas em contacto com a argamassa, depois de uma chuvada, irão secar de forma lenta proporcionando condições favoráveis ao desenvolvimento de fungos e musgos (Figura 6). Outra possível anomalia resultante da quantidade excessiva de argamassa é o aparecimento de fissuras ou fendas na argamassa, por onde se registam, no futuro, infiltrações de humidade.

4 em resultado disso, aparecerem variações de tons inerentes ao processo de fabrico [7]. É uma anomalia (discutível) que tem acção apenas ao nível estético da cobertura e que muitas vezes é realizada com intenção. Fig. 6 - Quantidade de argamassas excessiva na cumeeira 3.8. Telhas fracturadas As telhas podem sofrer várias acções físicas, quer durante a sua aplicação, quer durante a sua vida útil, que podem provocar a sua ruptura e, consequentemente, comprometer a durabilidade da cobertura e do edifício. As acções que podem originar essas fracturas são a queda de granizo, objectos pesados, ferramentas, o peso excessivo exercido sobre a cobertura, movimentos fortes, movimentação de cargas e pessoas. Estas zonas podem facilmente originar infiltrações ou até entrada de água (Figura 7). Fig. 8 - Diferenças de tonalidade devido à substituição de telhas Deslocamento das telhas O deslocamento das telhas é gerado, normalmente, por condições atmosféricas, inclinações demasiado acentuadas, pela falta aderência entre as telhas e o sistema de colagem (Figura 9), ou pela quebra do apoio de fixação da telha. Em regiões com ocorrência de ventos fortes, é conveniente considerar a possibilidade de deslocamento das telhas e prever a fixação mecânica (orelha de aramear - gancho) de um certo número de telhas da cobertura. Fig. 7 - Telhas fracturadas 3.9. Diferenças de tonalidades As diferenças de tonalidade ocorrem, quer por acção dos agentes atmosféricos, quer pelo processo de fabrico, quer ainda pela substituição parcial durante sua vida útil (Figura 8). Na cozedura das telhas, podem ocorrer situações normais de gradientes de temperatura ou de atmosfera óxi redox e, Fig. 9 - Fixação de telhas de canudo com mástique 3 Níveis de desempenho O objectivo principal do sistema integrado de gestão é o de gerar modelos de degradação simplificados que consigam traduzir o comportamento dos

5 materiais / sistemas construtivos ao longo da sua vida útil em função de determinadas variáveis. É inevitável que os modelos aproximados de degradação (MAD) tenham lacunas por não serem totalmente abrangentes. No entanto, representam as situações correntes do ciclo da vida útil dos elementos da construção. Para tal, tem sido realizado um levantamento estatístico a edifícios com intuito de vistoriar: as anomalias que existem nos diversos elementos construtivos; as exigências funcionais que deixam de estar garantidas parcial ou totalmente. Desse modo foram estabececidos vários níveis de desempenho que correspondem ao estado de conservação da cobertura do edifício em análise com vista à elaboração dos MAD (Figura 10). Fig.10 - Níveis de desempenho Os modelos de degradação para as coberturas são distintos para: estrutura de suporte - são analisados os fenómenos de degradação para cada sistema construtivo existente, vigotas pré-esforçadas, laje maciça de betão, asnas em madeira, vigamento em madeira ou estruturas metálicas; revestimento - que se divide também em função do material que o constitui, telha cerâmica, fibrocimento ou chapa metálica. 4 Plano de Inspecção O objectivo essencial de um telhado é o de evitar a entrada de água para o interior do edifício. Assim, para que o desempenho da cobertura possa ser deteminado, é fundamental observar os seguintes aspectos: drenagem (algerozes e tubos de queda); inclinação do telhado; estrutura de suporte; telhas e peças acessórias; rufos. Devem-se inspeccionar os seguintes elementos: remates de cumeeira e rincões; remates com paredes (emergentes ou não) e chaminés; larós (zona de convergência de águas); encaixes das telhas; remates e inclinações de beirados. Os procedimentos a realizar nas inspecções deverão ser os seguintes: verificação do dimensionamento dos tubos de queda e algerozes com a finalidade de verificar se os mesmos são adequados ao caudal necessário, tal como verificação da limpeza e estado de conservação dos mesmos (nomeadamente as ligações entre elementos); verificação da forma de fixação e estado de conservação dos rufos; verificação da inclinação dos telhados em função do modelo de telha, exposição e desenvolvimento da vertente; quando a inclinação das coberturas é insuficiente, não há um correcto escoamento das águas o que pode provocar infiltrações, formação de musgos, acumulação de lixos, e outros agentes com interferência na eficácia de funcionamento da cobertura; por outro lado, quando a inclinação é demasiado elevada, o deslocamento das telhas pode ser iminente (e ser agravado pela acção do vento), compromentendo a estanqueidade da cobertura, sendo necessário o recurso à fixação das telhas para corrigir tal anomalia; verificação do estado de conservação da estrutura, condições do madeiramento, dos perfis metálicos, dos elementos de betão armado e dos elementos de fixação; verificação da ausência e/ou existência de telhas quebradas ou fragilizadas pela exposição às intempéries; verficação da sobreposição entre fiadas;

6 verificação do nível de ventilação. Deve ser analisado o número de renovações de ar sob a cobertura de modo a avaliar correctamente quais os riscos que a cobertura pode correr nomeadamente, descasque das telhas, susceptilidade de condensações (consequente degradação da estrutura de suporte) e desenvolvimento de musgos, fungos e verdetes. Na inspecção, deverão ser fotografadas as várias anomalias que existem no edifício e identificada perfeitamente a sua localização. Deve também ser ilustrado o estado de conservação e grau de urgência na sua reparação com fotografias mais detalhadas, para além de uma fotografia geral das fachadas. Devem também constar na ficha de inspecção os dados gerais do edifício: caracterização do edifício; condições exteriores: o zonas climáticas; o acção do vento; o pluviosidade. condições interiores; comportamento energético; histórico de intervenções. 5 Bibliografia [1] SHEN, Q.P., 1999, A computer-aided priorisation framework for planned maintenance management, Durability of Building Materials and Components 8, pp [2] HITCHCOCK, R. J., PIETTE, P.A., SELKOWITZ, S.E., 1999, A building life-cycle information system for tracking building performance metrics, Durability of Building Materials and Components 8, pp [3] CHEW, Michael Y. L., 2003, Maintainability of Buildings, 2nd International Symposium on Building Pathology, Durability and Rehabilitation, LNEC, pp [4] SANTO, Fernando Ferreira, 2003, The Prevention of patologies in buildings, 2 nd International Symposium on Building Pathology, Durability and Rehabilitation, LNEC, pp [5] RODRIGUES, Rui Calejo, 2003, Sistema pericial de apoio ao diagnóstico de patologias em edifícios, PATOREB, FEUP. [6] ANTUNES, Marisa, CORVACHO, Helena, 2003 Desenvolvimento de fichas de diagnóstico e de intervenção no âmbito da manutenção correctiva num sistema integrado de manutenção de edifícios de habitação, PATOREB, FEUP. [7] BRANCO, Fernando, A., 2003, Conceber edifícios duráveis, PATOREB, FEUP. [8] GONÇALVES, Carlos, de BRITO Jorge, PEREIRA, Telmo Dias, 2003, Desenvolvimento de um sistema de apoio à inspecção de edifícios correntes, 3º Encore, LNEC, pp [9] Manual de Aplicação de Telhas Cerâmicas, Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro.