Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos

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1 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos José Miguel Rodrigues Tuna Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Presidente: Doutor Augusto Martins Gomes Orientador: Doutora Inês dos Santos Flores Barbosa Colen Orientador: Doutor Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito Vogal: Doutora Teresa Cláudio Diaz Gonçalves Outubro de 2011

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3 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Resumo A ocorrência de manifestações visíveis de sais solúveis em construções é uma das anomalias mais comuns, reflectindo-se a vários níveis: de habitabilidade, estético e, em último caso, estrutural. A recuperação de paredes afectadas pela presença de sais é muitas vezes problemática, sendo que a maioria das intervenções é de reduzido sucesso, surgindo novamente o mesmo tipo de anomalias. O presente estudo tem como objectivo principal avaliar a presença de sais em paredes. Paralelamente, pretende-se conhecer e aplicar de forma aprofundada as técnicas de avaliação de eflorescências e outros compostos salinos. É definida uma metodologia de diagnóstico que é aplicada aos vários casos de estudo. A interacção entre as diferentes técnicas aplicadas durante a dissertação pode melhorar de forma substancial a avaliação feita a paredes sujeitas à acção de sais. Estas técnicas podem ser divididas em três grupos: as técnicas de análise sensorial que utilizam, como o próprio nome indica, os sentidos do corpo humano, as técnicas de avaliação in-situ e as de laboratório. Neste sentido, pretende-se analisar a aplicabilidade das técnicas utilizadas, bem como a sua sensibilidade aos factores envolvidos nessa utilização. Como objectivo final, pretende-se associar aos diferentes tipos de eflorescências as respectivas causas, tornando práticas e eficazes as metodologias de inspecção e reabilitação. Foram analisados 10 casos de estudo distintos, sendo efectuadas 153 análises ao longo de todo o trabalho experimental através das técnicas de avaliação in-situ e em laboratório. A utilidade das técnicas de ensaio e da metodologia de diagnóstico na avaliação da presença de sais em paramentos foi comprovada. Palavras-chave: Análise sensorial; ensaios in-situ; metodologia de avaliação; sais solúveis; técnicas de laboratório i

4 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Abstract The occurrence of visible manifestations of soluble minerals (salt) is one of the most common anomalies in building construction. When it is not taken seriously it can have negative impact on living, esthetical and, ultimately, structural conditions. The rehabilitation of walls affected by salt can frequently be problematic. Experience indicates that interventions only have a temporary effect since symptoms of the phenomenon usually reappear over time. The present thesis main objectives can be resumed as understanding the efflorescence phenomena, contributing to enrich the knowledge on the evaluation techniques concerning this anomaly and other saline compounds. To apply in various case studies, a diagnosis methodology is defined. Interaction between the different techniques applied during this thesis can substantially increase the quality of the evaluation of walls affected by salts. These techniques can be divided into three groups: sensorial analysis, which use, as its name suggests, the human body senses, in-situ evaluation and laboratorial techniques. The applicability of the techniques used, as well as their sensitivity to various factors involved, are also studied. The last objective is to associate different types of efflorescences to the corresponding causes, leading to more efficient and practical inspection and rehabilitation methodologies. Ten distinct case studies were analyzed, resulting in 153 analyses throughout the experimental work using laboratorial and in-situ evaluation techniques. The utility of testing techniques and diagnosis methodologies to asses the presence of salts in walls was confirmed. Key Words: Sensorial analysis; in-situ techniques; evaluation methodology; soluble salts; laboratorial techniques. ii

5 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Agradecimentos Esta dissertação é o resultado de um longo período de trabalho. Durante este período, diversas pessoas contribuíram, a diferentes níveis mas de forma decisiva, para a sua realização, merecendo por isso o meu sincero agradecimento: À Professora Inês Flores-Colen, minha orientadora científica, pela energia e empenho demonstrados ao longo de todo o trabalho, pela partilha de conhecimento sobre o tema e, sobretudo, pela atenção e disponibilidade constantes na análise de resultados e na revisão do texto. Ao Professor Jorge de Brito, meu co-orientador científico, pela disponibilidade, informação e conhecimento transmitido e, especialmente, pelo rigor e espírito crítico colocados no desenvolvimento e revisão de todo o trabalho. Ao Doutor Manuel Francisco Costa Pereira, pela sua colaboração, disponibilização de utilização de equipamentos do Laboratório de Mineralogia e Petrologia do IST (LAMPIST) pertencente ao Centro de Petrologia e Geoquímica (CEPGIST), e ainda pela sua dedicação e disponibilidade. À Doutora Elisabete Silva e ao laboratório de Engenharia Química do IST, pela disponibilidade e pela possibilidade de realizar a formulação das soluções padrão dos vários tipos de iões. Ao senhor Leonel Silva o apoio e ao laboratório de construção do DECivil / IST, pela possibilidade de realização dos ensaios das fitas colorimétricas e kit de campo. A todos os autores e investigadores que, com o seu trabalho, contribuíram para um melhor conhecimento do tema e para o desenvolvimento de todo este trabalho. A todos os colegas e amigos do Instituto Superior Técnico, pelo apoio, amizade e disponibilidade ao longo de todo o meu percurso académico. À minha família mais próxima que, de algum modo, ajudou na realização deste trabalho. Agradeço, em especial, aos meus pais, pela ajuda preciosa na revisão do texto e pelo esforço realizado durante estes anos de curso, assim como pelo amor, apoio e compreensão que sempre souberam dar. Finalmente, à Patrícia, pelo apoio incondicional, compreensão e paciência durante todos os momentos que dediquei a este trabalho. iii

6 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Índice geral Resumo... i Abstract... ii Agradecimentos... iii Índice geral... iv Índice de figuras... vii Índice de quadros... xi Abreviaturas... xiv Simbologia... xv 1. Introdução Enquadramento e justificação da investigação Objectivos e metodologia de investigação Estrutura e organização do texto Caracterização das eflorescências e da sua origem Considerações gerais Caracterização de eflorescências Mecanismos de aparecimento de eflorescências Influência de sais solúveis na secagem dos materiais Consequências das eflorescências Formas de prevenção Gravidade e probabilidade de ocorrência Conclusões do capítulo Métodos de avaliação das eflorescências e de outros compostos salinos Considerações gerais Análise sensorial Inspecção visual e análise documental Avaliação olfactiva Avaliação táctil Avaliação gustativa Avaliação auditiva iv

7 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos 3.3. Técnicas in-situ Kit de campo Fitas colorimétricas Medidor de ph, condutividade e total de sólidos dissolvidos (TDS) Medidor de contaminação de sal Técnicas de laboratório Cromatografia iónica Difracção de raios X Espectrometria de fluorescência de raios X (EFRX) Lupa binocular Análise de espectroscopia de absorção de raios infravermelhos (FTIR) Conclusões do capítulo Trabalho de campo Considerações gerais Metodologia do trabalho de campo Material / equipamento de suporte à inspecção Técnicas utilizadas e parâmetros medidos Calibração do kit de campo e fitas colorimétricas Caracterização dos casos de estudo Caso de estudo I Caso de estudo II Caso de estudo III Caso de estudo IV Caso de estudo V Caso de estudo VI Caso de estudo VII Caso de estudo VIII Caso de estudo IX Caso de estudo X Ficha de inspecção tipo Conclusões do capítulo v

8 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos 5. Apresentação e discussão dos resultados Considerações gerais Resultados da calibração do kit de campo e das fitas colorimétricas Casos de estudo Caso de estudo I Caso de estudo II Caso de estudo III Caso de estudo IV Caso de estudo V Caso de estudo VI Caso de estudo VII Caso de estudo VIII Caso de estudo IX Caso de estudo X Síntese e discussão geral dos resultados obtidos Conclusões do capítulo Conclusões e desenvolvimentos futuros Considerações finais Conclusões gerais Desenvolvimentos futuros Bibliografia Anexos Anexo I - Ficha de ensaio kit de campo... I Anexo II - Ficha de ensaio fitas colorimétricas... VI Anexo III - Formulação das soluções padrão... IX Anexo IV - Ficha de inspecção - exemplo... XII Anexo V - Relatório da análise com difractómetro de raios X (DRX) - exemplo do caso de estudo VIII... XVII Anexo VI - Gráfico de uma análise de espectrometria de fluorescência de raios X (EFRX) - exemplo do caso de estudo VII... XVIII Anexo VII - Gráfico de uma análise de espectroscopia de absorção de raios infravermelhos (FTIR) - exemplo do caso de estudo III da amostra 2... XIX vi

9 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Índice de figuras Figura Eflorescências na superfície de azulejos... 5 Figura Eflorescências na superfície da placa cerâmica e nas juntas... 5 Figura Eflorescências em pinturas rupestres... 6 Figura Escultura afectada pela cristalização de sais... 6 Figura Eflorescência em pintura ou fresco... 6 Figura Agregado radial de cristais aciculares de trona... 8 Figura Cristal prismático subédrico de fosfato de cálcio... 8 Figura Eflorescência fluffy... 8 Figura Eflorescência pulverulenta... 9 Figura Fluxograma do mecanismo de degradação de sais Figura Representação esquemática da humidade no interior das paredes devido a várias causas Figura Modelo que relaciona a presença de água ou de uma solução salina com a ascensão capilar em paredes: a preto parede seca; a azul água no esquema à esquerda e solução salina no esquema à direita Figura Cristalização na 1ª fase de secagem provocando eflorescências Figura Cristalização na 2ª fase de secagem provocando criptoflorescências Figura Eflorescência Figura Princípios de funcionamento dos vários tipos de revestimentos Figura Distribuição, numa parede, da migração ascensional, das soluções salinas mais comuns Figura Kit de campo Figura Etapas principais do kit de campo Figura Fitas colorimétricas: procedimento simplificado Figura Medidor de ph e TDS Figura Medição da quantidade de sal através da condutividade Figura Equipamento para difracção de raio X Figura Eflorescência retirada em estado puro Figura Restante material retirado do local Figura Processo de trituração da amostra Figura Ampola onde é colocada a amostra Figura Introdução da amostra na ampola Figura Preparação da superfície para introdução Figura Introdução da cápsula na máquina Figura Modelo de funcionamento da DRX vii

10 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Gráfico com os picos de maior intensidade Figura Gráfico onde são apresentadas as substâncias mais abundantes na amostra Figura Equipamento de espectrometria de fluorescência de raios X Figura Preparação da amostra antes de a inserir na máquina Figura Introdução da cápsula na máquina de análise Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos átomos presentes na amostra Figura Lupa binocular Figura Secções fotografadas através da lupa binocular Figura Espectro electromagnético Figura Exemplo de resultado obtido por análise FTIR Figura Fluxograma com os vários métodos de avaliação de eflorescências Figura Fotos da anomalia e sua envolvente Figura Exemplo da análise gustativa Figura Exemplo de uma análise à textura Figura Exemplo da recolha de amostras Figura Relação entre a concentração em mg/l e mg/kg Figura Fluxograma ilustrativo da metodologia de diagnóstico proposta Figura Material de apoio à inspecção Figura Pesagem do sal na balança digital Figura Dissolução do sal em água destilada Figura Frascos de armazenamento das soluções padrão referentes ao ião sulfato Figura Frascos de armazenamento das soluções padrão referentes ao ião cloreto Figura Frascos de armazenamento das soluções padrão referentes ao ião nitrato Figura Foto exterior do edifício (a anomalia esta localizada na parte interior da parede da zona assinalada a vermelho) Figura Foto geral da anomalia Figura Anomalia detectada Figura Fachada do edifício referente ao caso de estudo Figura Parede afectada pela presença de sais Figura Aspecto da anomalia Figura Foto do local onde foi detectada a anomalia Figura Desprendimento de azulejos na fachada exterior do edifício Figura Eflorescência presente no reboco Figura Eflorescência presente no revestimento pétreo Figura Restantes locais afectados viii

11 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Fotos da anomalia Figura Eflorescência hidratada em Janeiro de Figura Localização de toda a anomalia presente na parede Figura Pormenor da formação de bolhas e empolamentos da pintura da parede Figura Pilar afectado pela presença de sais Figura Foto da parede onde foi detectado a anomalia Figura Foto do edifício relativo ao caso de estudo Figura Local de recolha da amostra de estuque e sal na entrada do edifício Figura Local da recolha da amostra de pó Figura Local da recolha da amostra no painel de gesso cartonado Figura Elementos a registar na ficha de inspecção (página 1 / 4) Figura Elementos a registar na ficha de inspecção (página 2 / 4) Figura Elementos a registar na ficha de inspecção (página 3 / 4) Figura Elementos a registar na ficha de inspecção (página 4 / 4) Figura Foto geral da anomalia detectada no caso de estudo I Figura Local de recolha da amostra Figura Local de recolha da amostra Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos átomos de cálcio, magnésio, cloro, potássio e enxofre da amostra 2 de reboco segundo a análise EFRX Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos compostos identificados na amostra 2 de reboco pela análise DRX Figura Local de recolha da amostra Figura Local de recolha da amostra Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos átomos de sódio e cloro segundo a análise EFRX da amostra de tijolo Figura Empolamento da tinta e reboco Figura Eflorescência fofa, no local de recolha da amostra Figura Local de recolha da amostra Figura 5.12 Local de recolha da amostra Figura Gráfico representativo do espectro de infra-vermelhos da análise FTIR da amostra 1 de eflorescência fofa Figura Eflorescência fofa Figura Foto representativa do elevado volume das eflorescências Figura Empolamento da tinta Figura Local de recolha da amostra ix

12 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos átomos de cálcio, sódio, potássio e enxofre da amostra de eflorescência segundo a análise EFRX Figura Recolha da amostra Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos compostos identificados na amostra de pela análise DRX Figura Recolha e etiquetação da amostra Figura Etiquetação da amostra Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade do composto identificado na amostra de eflorescência pela análise DRX Figura Empolamento da tinta devido à presença de sais Figura Empolamento e bolhas na tinta Figura Local onde foi recolhido o betão destacado do pilar Figura Local da recolha da amostra Figura Parede afectada pela presença de sais Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos átomos de cálcio, sódio, cloro e enxofre segundo a análise EFRX Figura Foto do local onde foi retirada a amostra de eflorescência na entrada do edifício Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos compostos identificados na amostra 1 de reboco na entrada do edifício através da análise DRX Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos compostos identificados na amostra 2 de sal da entrada do edifício através da análise DRX Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos compostos identificados na amostra 3 de sal recolhida no quarto através da análise DRX Figura Fluxograma ilustrativo da metodologia de diagnóstico utilizada na avaliação de eflorescências x

13 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Índice de quadros Quadro Eflorescências - Composição, nome, solubilidade em água e fonte de contaminação Quadro Eflorescências - Composição, nome, solubilidade em água e fonte de contaminação Quadro Pressão de cristalização do cloreto de sódio e do sulfato de sódio Quadro Parâmetros em serviço medidos pelo kit de sais fitas colorimétricas e medidor de ph Quadro Quadro resumo das técnicas utilizadas Quadro Quadro resumo das soluções padrão realizadas Quadro Resultado das análises efectuadas com as soluções padrão Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 1 (eflorescência fofa) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 2 (reboco) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX, FTIR e DRX da amostra 1 (eflorescência fofa) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX, FTIR e DRX da amostra 2 (reboco) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 1 (tijolo) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 2 (reboco) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra 1 (tijolo) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra 2 (reboco) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 1 (eflorescência fofa) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 2 (reboco) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 3 (tinta, reboco e outros constituintes) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra 1 (eflorescência fofa) xi

14 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra 2 (reboco) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra 3 (tinta, reboco e outros constituintes) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (eflorescência fofa) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e DRX da amostra (eflorescência fofa) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (eflorescência) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e DRX da amostra (eflorescência) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (eflorescência) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e DRX da amostra (eflorescência) Quadro Resultado dos testes efectuados através das fitas colorimétricas (eflorescência) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e DRX da amostra (eflorescência) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (betão, tinta e eflorescência) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e DRX da amostra (betão, tinta e eflorescência) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (rocha degradada) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra (rocha degradada) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (estuque da entrada do edifício) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (eflorescência da entrada do edifício) Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (eflorescência recolhida no quarto) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise DRX da amostra 1 (estuque) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise DRX da amostra 2 (eflorescência da entrada do edifício) xii

15 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise DRX da amostra 3 (eflorescência recolhida no quarto) Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise DRX da amostra 4 (pó recolhido no exterior) Quadro Limites de concentrações dos vários iões para amostras de reboco Quadro Quadro resumo das análises sensoriais e dos testes efectuados in-situ e em laboratório aos vários casos de estudo Quadro Quadro resumo das análises sensoriais e dos testes efectuados in-situ e em laboratório aos vários casos de estudo (continuação) xiii

16 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Abreviaturas APFAC - Associação Portuguesa dos Fabricantes de Argamassas de Construção CRAT - Centro Regional de Artes Tradicionais DECivil - Departamento de Engenharia Civil DRX - Difracção de raios X EFRX - Espectrometria de fluorescência de raios X ENCORE - Encontro sobre Conservação e Reabilitação de Edifícios FCT - Faculdade de Ciências e Tecnologias FEUP - Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto FTIR - Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier IST - Instituto Superior Técnico LAMPIST - Laboratório de Mineralogia e Petrologia LNEC - Laboratório Nacional de Engenharia Civil UNL - Universidade Nova de Lisboa xiv

17 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Simbologia Alfabeto latino c - concentração do soluto na solução super saturada [Cl - ] - concentração dos iões cloreto (mg/l) - condutividade de uma solução desionizada - condutividade da amostra contaminada com sais c s - concentração do soluto numa solução saturada d - espaçamento entre planos reticulares paralelos (angstroms) HR - humidade relativa (%) HR eq - humidade relativa de equilíbrio (%) máx. - valor máximo dos resultados experimentais n - representa a ordem de reflexão [NO - 3 ] - concentração dos iões nitrato (mg/l) p cr - pressão nas paredes dos poros de crescimento de cristal (MPa) ph - valor de ph p l - pressão ambiente (MPa) Psi - unidade de pressão no sistema inglês R - gás ideal constante (8,3145 MPa.cm 3. Mol -1.K -1 ) [SO 2-4 ] - concentração dos iões sulfato (mg/l) T - temperatura (K) TDS - total de sólidos dissolvidos V c - volume molar da fase sólida do sal (cm 3. mol -1 ) Alfabeto grego - pressão de cristalização (MPa) θ - ângulo de incidência λ - comprimento de onda dos raios X Σ (C+N+S) sais - teor de iões cloreto, nitrato e sulfato (mg/l) xv

18 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos xvi

19 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos 1. Introdução 1.1. Enquadramento e justificação da investigação Ao longo das últimas décadas, tem-se verificado um aumento exponencial do património imobiliário em Portugal, sendo improvável que este crescimento se possa manter num futuro próximo. Assim, reconhece-se que a reabilitação e manutenção de imóveis serão uma necessidade premente. As fachadas dos edifícios são, como o próprio nome indica, a pele destes, pelo que devem ser tratadas com bastante responsabilidade e prudência. Se tal não acontecer, o património nacional poderá estar em risco de degradação precoce. Nos tempos mais longínquos, considerava-se os rebocos como camadas de sacrifício, sendo natural proceder à sua substituição com uma certa regularidade. Esta necessidade foi-se alterando ao longo dos tempos, não sendo viável nos dias de hoje a substituição integral dos rebocos das fachadas com frequência semelhante à que ocorria. Para tal, é necessário estabelecer métodos e sistemas que visam a reabilitação das fachadas. Os edifícios correntes, os monumentos e, de um modo geral, todas as construções executadas com materiais rochosos e similares poderão estar sujeitas ao processo de alteração que tem por base a cristalização dos sais solúveis. Muitos autores consideram a cristalização de sais como uma das principais causas de destruição dos materiais porosos de construção, onde poderão estar incluídos a pedra, os materiais cerâmicos, as argamassas e o betão (Rodrigues e Gonçalves, 2005). 1

20 Capítulo 1 - Introdução A vida útil das fachadas de edifícios é um tema em constante discussão no âmbito da reabilitação. Este facto deve-se a um vasto conjunto de características que estão associadas às fachadas. De modo a possibilitar uma avaliação eficaz, deve ser feita em separado a avaliação dos diferentes elementos que as constituem. O trabalho descrito na dissertação baseia-se em diversos estudos efectuados sobre a temática da cristalização de sais em paredes, com vista a simplificar as futuras inspecções e diagnósticos a anomalias relacionadas com eflorescências. De acordo com Menezes et al. (2006), eflorescências são depósitos salinos que se formam na superfície de materiais cerâmicos, resultantes da migração e posterior evaporação de soluções aquosas salinizadas. O estudo efectuado na dissertação tem por base a avaliação de eflorescências e compostos salinos presentes em fachadas rebocadas. Este tema foi tratado por outros investigadores nacionais dos quais se salienta Flores-Colen (2009) e Gonçalves (2007a). No âmbito da dissertação, são utilizadas várias técnicas de diagnóstico tais como: análises sensoriais, que permitem fazer uma primeira análise das eflorescências, despistando sempre que possível algumas das causas para a ocorrência deste tipo de fenómenos; a técnica sensorial terá um melhor desempenho à medida que a experiência do inspector aumenta; análises in-situ expeditas, através de um kit de campo e das fitas colorimétricas; o kit de campo é utilizado como uma forma expedita, com valores quantitativos para os vários tipos de iões que se pretende analisar; as fitas colorimétricas permitem a avaliação semi-quantitativa que fornece as concentrações das soluções iónicas através de escalas de concentração; ambas as técnicas apresentam os resultados obtidos em mg/l, que posteriormente são transformados em mg/kg, de acordo com Flores-Colen (2009); estas técnicas necessitam da recolha de amostras in-situ em pequenas quantidades (até 2 g); análises de compostos salinos em laboratório; as técnicas laboratoriais utilizadas neste estudo são a difracção de raios X, espectrometria de fluorescência de raios X e a análise de espectroscopia de absorção de raios infravermelhos; são técnicas com maior grau de fiabilidade, mas ao mesmo tempo mais dispendiosas Objectivos e metodologia de investigação O presente estudo tem como objectivo principal avaliar a presença de sais em paredes. Paralelamente, pretende-se conhecer e aplicar de forma aprofundada as diferentes técnicas de avaliação de eflorescências. É definida uma metodologia de diagnóstico, que é aplicada aos vários casos de estudo de modo a avaliar / validar as potencialidades das técnicas aplicadas a 2

21 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos vários compostos salinos em paredes. A interacção entre as diferentes técnicas aplicadas durante a dissertação pode melhorar de forma substancial a avaliação feita a paredes sujeitas à acção de sais. Como objectivo final, pretende-se associar aos diferentes tipos de eflorescências as respectivas causas, de modo a normalizar estas situações, tornando práticas e eficazes as metodologias de inspecção e de reabilitação. No final de cada caso de estudo, é proposta uma forma de intervenção face às origens das anomalias estudadas. Através destas propostas, pretende-se eliminar de forma permanente, sempre que possível a raiz das anomalias. O trabalho de investigação que resultou na presente dissertação foi precedido de uma ampla pesquisa bibliográfica. Deste modo, pretendeu-se adquirir um conhecimento global sobre o tema e ganhar sensibilidade para a avaliação dos resultados obtidos na campanha experimental. Seguiu-se a redacção dos capítulos do estado da arte com base na pesquisa bibliográfica realizada anteriormente. Foi elaborada a planificação da campanha experimental, tendo em conta, a escolha de casos de estudo com características distintas. De seguida, foi dado início à campanha experimental que numa primeira fase passou pela avaliação dos casos de estudo, no próprio local e pela recolha de amostras, que posteriormente foram analisadas no laboratório de construção do DECivil / IST sendo também realizada uma análise complementar às amostras no LAMPIST. No decorrer da campanha experimental foi também realizado o tratamento, análise e discussão dos resultados obtidos dos diversos casos de estudo. Por último, foi efectuada a redacção dos capítulos de análise de resultados, as conclusões e o capítulo introdutório da dissertação, procurando-se sintetizar todas as informações e dados adquiridos ao longo da campanha, de forma clara e objectiva Estrutura e organização do texto A dissertação encontra-se dividida em seis capítulos. Inicialmente, são tecidas considerações sobre o tema abordado e explicitada a importância do mesmo, é feita um enquadramento da temática a desenvolver, assim como traçados os objectivos a atingir. No final de cada capítulo, é feita uma breve descrição da estrutura e organização do texto. 3

22 Capítulo 1 - Introdução O segundo capítulo trata o estado da arte e descreve as características da problemática de eflorescências, com base em diferentes autores. São também explicados os mecanismos fundamentais do aparecimento de eflorescências, assim como são exemplificadas as principais consequências deste fenómeno. Neste capítulo, são ainda enumeradas algumas das formas para a prevenção da ocorrência de eflorescência. Este capítulo tem como objectivo explicar e esclarecer conteúdos relativos à temática abordada. O terceiro capítulo caracteriza as técnicas de diagnóstico de eflorescências utilizadas ao longo de todo o trabalho experimental, assim como outras técnicas que se considere relevantes e úteis para a caracterização de compostos salinos. É dada uma importância relevante às análises sensoriais, por se tratar de técnicas de utilização prática, podendo em alguns casos contribuir para a caracterização de eflorescências. As técnicas de análise in-situ e em laboratório são também utilizadas e descritas ao longo do capítulo. No quarto capítulo, é descrita e desenvolvida a metodologia do trabalho de campo proposta, com a apresentação dos casos em estudo, assim como exposta e analisada a ficha de inspecção proposta. É apresentada e descrita a forma de verificação proposta com o intuito de validar a fiabilidade das fitas colorimétricas e do kit de campo utilizados no processo de avaliação de sais. No quinto capítulo, são apresentados e discutidos os resultados obtidos pelos vários métodos utilizados na análise dos casos de estudo É feita uma comparação e interacção entre os resultados obtidos através das diferentes técnicas utilizadas, assim como analisados os parâmetros que podem afectar a avaliação das técnicas utilizadas. No decorrer deste capítulo, são também apresentados os resultados do controlo de fiabilidade das fitas colorimétricas e do kit de campo. Neste capítulo, é ainda proposta uma forma de intervenção para caso de estudo. As considerações finais acerca da temática abordada são mencionadas no sexto capítulo e visam estabelecer a sistematização de toda a informação recolhida anteriormente. São apresentadas as conclusões finais e possíveis desenvolvimentos futuros. Por fim, enumeram-se as referências bibliográficas que serviram de base ao desenvolvimento do estudo exposto. Apresenta-se, em anexo, alguma informação complementar que se considere relevante, tal como procedimentos experimentais para o kit de campo e as fitas colorimétricas. No anexo III, são descritos os principais passos para a formulação das soluções padrão com concentrações conhecidas para os iões cloreto, nitrato e sulfato. O anexo IV é referente a uma ficha de inspecção devidamente preenchida relativa a um caso de estudo, sendo nos anexos V, VI e VII apresentados um relatório tipo da análise DRX e gráficos das análises EFRX e FTIR, respectivamente. 4

23 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos 2. Caracterização das eflorescências e da sua origem 2.1. Considerações gerais O fenómeno da cristalização de sais, denominado eflorescências, é observado há séculos, tal como indica Charola (2005), citando Heródoto ( AC), História, Livro II Observei ( ) que o sal saía do solo em tal quantidade que até danificava as pirâmides. Esta frase retrata a elevada gravidade que os sais podem ter nas construções, em particular nas mais antigas que na maioria das vezes são constituídas por materiais muito porosos e permeáveis. A presença de sais pode afectar os diversos tipos de materiais presentes nas construções. O estudo feito por Jungingere e Medeiros (2001) relata a problemática das eflorescências sobre o vidrado de placas cerâmicas (Figura 2.1). Outro estudo efectuado por Sabbatini et al. (2006) refere a formação de eflorescências em placas cerâmicas (Figura 2.2). Figura Eflorescências na superfície de azulejos (Junginger e Medeiros, 2001) Figura Eflorescências na superfície da placa cerâmica e nas juntas (Sabbatini et al., 2006) 5

24 Capítulo 2 - Caracterização das eflorescências e sua origem O estudo efectuado por Cavalcante et al. (2008) reflecte a problemática das eflorescências em pinturas rupestres e a forma como aquelas podem afectar a sua integridade (Figura 2.3). Woolfitt (2008) refere que os sais cristalizam e deste modo degradam as esculturas históricas. Os problemas neste tipo de esculturas podem ser a nível da imagem, apresentando manchas, mas também ao nível da integridade das próprias com o destacamento das partes constituintes (Figura 2.4). Figura Eflorescências em pinturas rupestres (Cavalcante et al., 2008) Figura Escultura afectada pela cristalização de sais (Woolfitt, 2008) As eflorescências podem também aparecer em pinturas murais, provocando elevados danos, uma vez que a sua limpeza é bastante complicada. Um estudo realizado por Lama et al. (2007) relata esta problemática, apresentando métodos de diagnóstico para avaliar a presença de sais em pinturas murais (Figura 2.5). Figura Eflorescência em pintura ou fresco (Lama et al., 2007) A presença de sais muitas vezes não é detectável, já que estes compostos se encontram numa fase inactiva durante um longo período de tempo, apesar de uma pequena mudança de condições ambientais leva à cristalização dos mesmos e provoca sérias mudanças no material onde se encontram. 6

25 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos A existência de sais pode degradar as superfícies a nível microscópico. Esta acção poderá durar décadas, ou mesmo séculos, até que as modificações a nível visual sejam significativas, podendo esta alteração, ser confundida com a degradação natural dos materiais (Woolfitt, 2008). Para que o fenómeno de eflorescências possa ocorrer, é necessária a presença de certos factores intervenientes (Edra, 2008), (Gonçalves, 2007a), (Cardeira, 2010): - uma fonte de contaminação de sais solúveis; - presença de água ou humidade nas condições necessárias; - a porosidade do material onde se vai dar a cristalização e a distribuição do tamanho dos poros. Este capítulo tem como objectivos compreender de forma sucinta o que são eflorescências, a razão para o seu aparecimento, como se manifestam, as implicações que têm no normal funcionamento de certos elementos construtivos, as suas principais consequências, algumas propostas de modo a evitar o seu aparecimento e sua gravidade, o qual depende de vários factores Caracterização de eflorescências As eflorescências são depósitos de sais à superfície de paredes ou qualquer outro elemento causado pela evaporação de água, provocando deste modo a cristalização dos sais. Este fenómeno é chamado muitas vezes de salitre (Flores-Colen, 2009), (Cardeira, 2010). Quando a cristalização ocorre no interior dos elementos (nos poros), este fenómeno é denominado de criptoflorescências (Gonçalves, 2003). Arnold e Kueng (1985) diferenciam três tipos de eflorescências conforme a sua forma: - eflorescências de cristais pontiagudos que são constituídas por cristais individuais erectos, prismáticos ou aciculares (em forma de agulhas) (Figura 2.6 e 2.7), e apresentam um número reduzido de cristais isométricos. Os cristais aciculares são direitos e apresentam uma espessura de alguns mícrons. O seu comprimento varia entre 1000 μm (< 1 mm) e μm (> 1 cm). Por outro lado, os cristais colunares apresentam espessura próxima de 10 μm e comprimento até μm. Os cristais são muitas vezes encurvados, distorcidos ou mesmo espiralados, exibindo, no entanto, sempre a mesma orientação cristalográfica ao longo de todo o grão. Este tipo de eflorescência encontra-se pouco solidificado com o substrato numa primeira fase, fortalecendo-se essa ligação ao longo do tempo, e pode também apresentar brilho; 7

26 Capítulo 2 - Caracterização das eflorescências e sua origem Figura Agregado radial de cristais aciculares de trona (Cardoso, 2008) Figura Cristal prismático subédrico de fosfato de cálcio (Cardoso, 2008) - eflorescências fofas denominadas fluffy que são facilmente removidas uma vez que são constituídas por finos pêlos ou fibras e muitas vezes apresentam um elevado volume numa fase hidratada. Os cristais são aciculares e normalmente só produzem um efeito estético desagradável, não degradando o substrato a que se encontram ligados (Figura 2.8); Figura Eflorescência fluffy (Gonçalves, 2007b) - eflorescências pulverulentas que formam agregados pouco coesos com o substrato e apresentam grãos muito finos Este tipo de eflorescências normalmente deriva de outro em fases hidratadas, em que os cristais diminuem de volume devido a desidratação destes (Figura 2.9). Existem certos factores intrínsecos à ocorrência de eflorescências, entre os quais os mais influentes são a humidade relativa de equilíbrio (HR eq ) e a solubilidade que os sais apresentam. A temperatura também influencia o processo de cristalização. A conjugação destes factores determina a facilidade de ocorrência de eflorescências (Gonçalves, 2007a). Pelo contrário, quando um conjunto de cristais se encontra na presença de uma humidade relativa do ambiente superior à humidade de equilíbrio, os sais vão ter tendência a absorver água, 8

27 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos dissolvem-se e formam uma solução salina (Gonçalves, 2007). Figura Eflorescência pulverulenta (Cardoso, 2008) A humidade relativa de equilíbrio (HR eq ) de uma solução salina constituída por vários sais não surge geralmente como um valor único, mas como uma gama de valores, uma vez que necessariamente os diferentes sais têm diferentes valores de HR eq. Os valores limite da HR eq da solução não estão necessariamente enquadrados entre os valores da HR eq dos diferentes sais que constituem a solução (Charola, 2000). Os diversos sais apresentam humidades relativas de equilíbrio diferentes pelo que em condições semelhantes nem todos vão cristalizar (Gonçalves, 2007). Este facto deve-se a possuírem HR eq diferentes à mesma temperatura. No caso dos nitratos e cloretos de cálcio e magnésio, estes só poderão cristalizar em casos particulares em que exista uma HR relativamente baixa, pois têm uma HR eq de aproximadamente 53%, a 20 ºC. No entanto a maioria dos sais apresenta HR eq entre 75 e 96%, para 20 ºC, descendo cerca de 2% para 30 ºC, e subindo cerca de 2% para 10 ºC (Arnold e Zehnder, 1987). De uma forma simples, pode-se dizer que a solubilidade é a capacidade que o sal tem de se dissolver num solvente e é expressa quantitativamente como a quantidade máxima de sal que consegue ser dissolvida a uma certa temperatura. Quando uma solução se encontra na presença de humidade relativa inferior à sua, tem tendência a expelir a água, evaporando-se, tornando-se cada vez mais concentrada, até chegar a um ponto de equilíbrio e de formação de cristais. O processo de cristalização é constituído por duas fases distintas: a nucleação e o crescimento dos cristais. - a nucleação corresponde a uma fase em que as moléculas que vão originar o sal e estão dispersas no solvente se juntam formando aglomerados. Estes necessitam de atingir um certo 9

28 Capítulo 2 - Caracterização das eflorescências e sua origem tamanho, dependendo de vários factores, como a temperatura e humidade. Se esse tamanho não for atingido, os núcleos voltam à forma original e ficam dissolvidos no solvente; - numa fase distinta da anterior, o crescimento de cristais, não é mais do que o aumento de tamanho do aglomerado formado na nucleação, até este atingir o tamanho de um cristal. Esta fase surge muitas vezes em simultâneo com a anterior. Os Quadros 2.1 e 2.2 apresentam algumas características de sais. Quadro Eflorescências - Composição, nome, solubilidade em água e fonte de contaminação Bianchin (1999) citando Uemoto (1984) e [w1] Tipo Composição Nome Solubilidade Fonte provável Foto NaCl Cloreto de sódio ou halite Muito solúvel Água do mar ou produtos de salga Cloretos CaCl 2.n(H 2O) Cloreto de cálcio ou sinjarite Muito solúvel Se for usado anticongelante na formulação de betão ou argamassas Cloreto de Se a água do mar é MgCl 2.n(H 2O) magnésio ou Muito solúvel usada como água de biscovite mistura KCl Cloreto de potássio ou silvite Muito solúvel A partir de sais de descongelamento Ca(NO 3)2(H 2O) Nitrato de cálcio Parcialmente solúvel Reacção das substâncias orgânicas do N com o Ca 2+ Nitratos Mg(NO 3)2. 6(H 2O) Nitrato de magnésio Muito solúvel Reacção do nitrato com o magnésio KNO 3 Nitrato de potássio Solúvel Esgotos, excrementos de animais e fertilizantes 10

29 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Quadro Eflorescências - Composição, nome, solubilidade em água e fonte de contaminação Bianchin (1999) citando Uemoto (1984) e [w1], continuação Tipo Composição Nome Solubilidade Fonte provável Foto Sulfato de Se a água do mar é MgSO 4.n(H 2O) magnésio ou Solúvel usada como água de meridianiite mistura CaSO 42(H 2O) Sulfato de cálcio dihidratado ou anidrite Parcialmente solúvel Sulfatos alcalinos que reagem com a cal ou com o ar Sulfato de sódio Proveniente do cimento, Na 2SO 4.10(H 2O) hidratado ou Muito solúvel cal hidráulica, tijolos ou mirabilite água de amassadura Sulfato de sódio Proveniente do cimento, Sulfatos Na 2SO 4 ou tenardite Muito solúvel cal hidráulica, tijolos ou água de amassadura K 2 Ca [SO 4] 2. 2H 2O Sulfato de cálcio e potássio ou singenite Muito solúvel Proveniente do cimento utilizado na formulação da argamassa K 2Ca 2Mg(SO 4) 4 2(H 2O) Sulfato de potássio e cálcio e magnésio ou polialite Muito solúvel O sulfato proveniente do cimento dissolve-se e agrega-se a outros compostos K 3 Na (SO 4) 2 Sulfato de potássio e sódio ou aftitalite Muito solúvel O sulfato proveniente do cimento dissolve-se e agrega-se a outros compostos Carbonatos CaCO 3 Carbonato de cálcio ou vaterite Pouco solúvel CaMg(CO 3) 2 Dolomite Pouco solúvel Ca(OH) 2 que reage com o CO 2 atmosférico Carbonatação do hidróxido de cálcio do cimento Hidróxido de Hidróxido Ca(OH) 2 cálcio ou Solúvel Lixiviação do betão portlandite 11

30 Capítulo 2 - Caracterização das eflorescências e sua origem 2.3. Mecanismos de aparecimento de eflorescências Os sais podem ser divididos em dois grandes grupos, sais solúveis (eflorescências, criptoflorescências) e não solúveis (manchas carbonatadas). - no grupo dos sais solúveis, os mais comuns são constituídos por iões cloretos, sulfatos e nitratos. Cada um destes sais tem normalmente diversas origens sendo possível em alguns casos relacionar o ião presente com a causa de aparecimento das eflorescências; - as eflorescências e criptoflorescências são depósitos cristalinos, normalmente de cor branca, pouco aderentes que se formam na superfície do revestimento ou no interior, normalmente originadas por migração e evaporação da água (Flores-Colen, 2009), (Rodrigues e Gonçalves, 2005). - as manchas carbonatadas são a presença de incrustações de cor branca, à superfície de sais de carbonato de cálcio insolúveis em água, resultante do hidróxido de cálcio provenientes do cimento. Com a exposição ao dióxido de carbono atmosférico, forma-se um composto insolúvel, tornando difícil a sua remoção (Flores-Colen et al., 2005), (Carballo et al., 2005); - outro dos sais não solúveis tem origem na sílica (SiO 2 ), presente em agregados que, reagindo com a água, provoca um sal de branco (H 2 SiO 3 ) (Silveira et al., 2002). Alguns autores não fazem a distinção entre estes dois grupos de sais, englobando os sais solúveis e os não solúveis, embora tenham algumas características diferentes, como o mecanismo de formação e as técnicas de limpeza e remoção. No fluxograma da Figura 2.10, apresenta-se um esquema simples, exemplificando o mecanismo de actuação dos sais, adaptado de Gonçalves (2007a). A ascensão por capilaridade de águas provenientes de solos é uma das principais causas para a formação de eflorescências; nesta situação, a contaminação com iões nitrato poderá ocorrer devido à presença de fossas perto do local da construção. Existe também a possibilidade de contaminação de paredes em parte ou na totalidade enterradas no solo, em que o nível freático se encontra mais elevado. Caso não exista uma adequada protecção, pode ocorrer a absorção de água, transportando consigo iões dissolvidos entre outras substâncias nefastas (Freitas, 1992). Outra causa que leva à formação de eflorescências ocorre em resultado de partículas transportadas através do ar. Junto à faixa costeira, a brisa marítima criada forma uma atmosfera que afecta as construções, mesmo que se encontrem mais afastadas da costa (Flores-Colen, 2009). A brisa marítima contaminada com iões cloreto vai depositar-se nas fachadas, contaminando as paredes com este tipo de iões. As partículas resultantes da 12

31 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos poluição atmosférica têm uma acção nefasta sobre as fachadas, depositam-se e, com a evaporação das partículas de água, originam fenómenos de eflorescências. Os materiais de construção, por vezes, encontram-se contaminados por razões diversas (Silveira et al., 2002): - a areia que forma a argamassa pode não ser convenientemente lavada; esta situação é mais relevante quando se utiliza areias marinhas; - os tijolos constituintes das alvenarias, quando expostos aos agentes atmosféricos durante um período de tempo; Materiais Condições Água Sais solúveis de construção ambientais porosos Factores predisponentes - necessária a presença simultânea dos dois componentes Factores físicos - características que influenciam o processo de decadência Factores coadjuvantes - condições da ocorrência de danos - influência de processos de decadência Eflorescências Causa Criptoflorescências Degradação de sais Indício Anomalia Padrões de decadência: - eflorescências - coloração - humidade - pulverização Más condições de salubridade, danos estéticos, perda de material histórico, redução da resistência mecânica dos materiais e elementos - descasque, entre outras Figura Fluxograma do mecanismo de degradação de sais, adaptado de Gonçalves (2007a) 13

32 Capítulo 2 - Caracterização das eflorescências e sua origem - tijolos com nódulos de calcário ou elevado teor de sais; - areias com partículas argilosas, salitrosas ou ferruginosas; - quando os materiais utilizados em alvenaria estão contaminados por agentes biológicos, nomeadamente dejectos de animais, esta contaminação gera eflorescências, em que os nitratos são os principais iões constituintes dos sais que cristalizam; - o aparecimento de eflorescências também pode ser originado por infiltrações em coberturas no caso de terraços, ou em coberturas inclinadas com os diferentes tipos de revestimento (telha cerâmica ou qualquer tipo de chapas de revestimento); - casos pontuais, como rupturas em tubagens, também fomentam o aparecimento de eflorescências; - a utilização de pigmentos de terra natural na pintura tradicional pode também influenciar o mecanismo de formação de eflorescências, em especial na pintura a fresco Influência de sais solúveis na secagem dos materiais Sendo a humidade um factor intrínseco à presença de eflorescências, o estudo da influência de sais na secagem dos materiais onde se depositam é um tema de elevada importância. Segundo Perez (1988), existem diversas formas de manifestação de humidade conforme a Figura Figura Representação esquemática da humidade no interior das paredes devido a várias causas (Posser, 2004, citando Kunzel, 1995) 14

33 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos - humidades de obra - proveniente dos trabalhos na construção de edifícios; - humidade de infiltração - originada da água da chuva, que é absorvida pelos elementos construtivos dos edifícios; - humidade por condensação - proveniente do vapor da água que se forma em certas divisórias dos edifícios; esta humidade condensa-se na superfície dos elementos mais frios; - humidade acidental - devido a rupturas em canalizações e a outros acidentes; - humidade ascensional - devido à absorção de água existente no solo pela parede. De acordo com Henriques (2007), o processo normal de secagem dos materiais de construção tem três etapas distintas: a primeira em que a água superficial evapora rapidamente, a segunda que é mais lenta quando a água dos poros maiores é evaporada e por último, a terceira que acontece quando a água evapora dos poros com pequenos diâmetros; esta última pode ocorrer durante vários anos. Segundo Gonçalves et al. (2009), a presença de sais solúveis provoca um aumento no tempo de secagem dos materiais contaminados. Este facto pode ser explicado pois, ao cristalizar, os sais vão ficar alojados nos poros, dificultando assim a troca de humidade entre o material e o meio ambiente. No caso de existir ascensão capilar em alvenarias, o facto de existir uma contaminação com sais vai provocar uma secagem mais lenta e um aumento de altura na ascensão capilar. Este facto pode agravar problemas relacionados com a humidade em alvenarias (Figura 2.12) (Cardeira, 2010). Figura Modelo que relaciona a presença de água ou de uma solução salina com a ascensão capilar em paredes: a preto parede seca; a azul água no esquema à esquerda e solução salina no esquema à direita (Gonçalves, 2007b) 15

34 Capítulo 2 - Caracterização das eflorescências e sua origem Os sais cristalizam na frente húmida. Quando se dá a 1ª fase de secagem, o sal cristaliza à superfície provocando eflorescências. A frente de secagem está na superfície do material (Figura 2.13). Por outro lado, se a frente húmida recuar, está-se na presença da 2ª fase de secagem formando-se assim criptoflorescências (Figura 2.14) (Gonçalves, 2007b). As criptoflorescências cristalizam no interior do material, formando camadas de cristais. Quando os paramentos se encontram em fase de secagem, retêm alguma da humidade, dificultando deste modo a secagem do material. A presença prolongada de humidade nos rebocos leva muitas vezes a uma degradação antecipada deste revestimento. Figura Cristalização na 1ª fase de secagem provocando eflorescências (Gonçalves 2007b) Figura Cristalização na 2ª fase de secagem provocando criptoflorescências (Gonçalves 2007b) 2.5. Consequências das eflorescências Os efeitos e consequências resultantes da cristalização de sais devem ser divididos em dois tipos, os causados por eflorescências e os devidos a criptoflorescências: - as eflorescências originam normalmente problemas estéticos, como a formação de manchas, geralmente de cor esbranquiçada (Figura 2.15), flocos cristalinos de aspecto pulverulento ou películas de aspecto vítreo (Silveira et al., 2002); outro dos possíveis problemas ligado à formação de eflorescências é a humidade na superfície das paredes, que por sua vez provoca a diminuição das condições de habitabilidade ou funcionalidade, conforme os casos; - as criptoflorescências têm normalmente um efeito mais gravoso, podem estar presentes de uma forma passiva, durante um grande período de tempo, até que existam as condições necessárias para que comecem a actuar e a degradar os paramentos onde se encontram; a deterioração é produzida quando as tensões internas ultrapassam a resistência à tracção do material; este é um processo cíclico que provoca a fadiga dos materiais e o progressivo 16

35 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos incremento da degradação; este processo é proporcional ao grau de saturação e inversamente proporcional à solubilidade do sal (Gonçalves e Rodrigues, 2005). Figura Eflorescência (Santos e Filho, 2008) Os principais efeitos são a fendilhação, a formação de crostas, a separação dos materiais da alvenaria em camadas e a perda de coesão ou a pulverulência no reboco ou mesmo nos tijolos cerâmicos (Cardeira, 2010). A formação de crostas é frequente, principalmente em sais menos solúveis. A humidade influencia a forma de cristalização dos sais. Existem diversas formas de cristalização, sendo a mais comum a prismática em forma de agulhas ou com grão isométrico. Assim, um sal cristaliza, formando crostas de grãos isométricos em local de maior humidade e, em zona menos húmida, em conjuntos de agulhas (Silveira et al., 2002). Os efeitos provocados pela cristalização de sais podem ser influenciados pelo tipo de reboco presente. Assim, ao escolher o reboco a ser aplicado, deve ser tido em conta o tipo de utilização prevista para o espaço (Puim, 2010) Formas de prevenção Em relação à cristalização de sais, os principais tipos de revestimentos são: selantes, hidrorepelentes, revestimentos de mais ou menos transporte capilar e, por último, de acumulação de sais (Gonçalves e Rodrigues, 2005) (Figura 2.16): - os revestimentos selantes têm como principal função evitar a migração de humidade no estado líquido e de vapor; assim, as soluções salinas líquidas não conseguem migrar do suporte até à superfície; com o passar dos anos neste tipo de revestimento, começa a gerar-se fissuras, deixando o revestimento selante de cumprir uma das suas funções, permitindo através das fissuras uma troca de humidade. 17

36 Capítulo 2 - Caracterização das eflorescências e sua origem Figura Princípios de funcionamento dos vários tipos de revestimentos (Gonçalves, 2007b) Se existir uma solução salina, a sua humidade poderá começar a ser evaporada através das fissuras, provocando a cristalização dos sais junto às mesmas, na interface entre o suporte (alvenaria) e o reboco. Se este tipo de revestimento não for contínuo, na ligação com outro tipo de revestimento poderá ocorrer uma migração de soluções salinas para estas zonas, provocando aí uma elevada taxa de cristalização e, por consequência, uma elevada degradação dessas zonas. - os revestimentos hidro-repelentes ou de bloqueio de sal têm uma baixa absorção capilar; deste modo, a humidade líquida tem muita dificuldade em migrar neste tipo de revestimentos; assim, é criada uma barreira à passagem de líquidos, podendo apenas migrar até à superfície do revestimento numa fase gasosa. Com a aplicação deste tipo de revestimentos, a formação de eflorescências vai ser difícil, mas ocorrerão facilmente criptoflorescências. Tal como no tipo de revestimento anterior, as soluções salinas vão ter tendência a procurar caminhos onde possam migrar livremente, sendo necessário especial cuidado em proteger materiais hidrófilos adjacentes ao reboco. Pode-se optar por aplicar num reboco previamente existente uma solução de hidrófugo, ficando o reboco com uma camada hidro-repelante de espessura correspondente à absorção deste produto. Esta é uma solução bastante semelhante à aplicação de um reboco com características hidro-repelentes. - os rebocos de transporte de sais têm como principal função, tal como o próprio nome indica, fazer o transporte das soluções salinas do suporte até a superfície. Com este tipo de reboco, não vai existir cristalização de sais na interface entre o suporte e o reboco (criptoflorescências). Os sais têm tendência a migrar até à superfície do reboco, podendo formar eflorescências. Existem rebocos com mais ou menos transporte capilar, variando em função da percentagem de cimento e cal aérea. Deste modo, rebocos com elevada percentagem de cimento e baixa percentagem de cal têm um baixo transporte capilar e vice-versa. - por último, os rebocos de acumulação de sais são mais elaborados, possuindo no mínimo duas camadas distintas. A camada interior deve ser bastante absorvente e ter um elevado número de macro poros, para poderem albergar os cristais depois de cristalizar. Esta característica pode ser promovida aplicando introdutores de ar, por exemplo. A camada exterior 18

37 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos deve possuir uma função de acabamento, sendo necessário que impeça a passagem de água em fase líquida mas facilite a passagem de vapor, para que a solução possa ficar muito concentrada e forme cristais nos poros da camada absorvente. Segundo Gonçalves e Rodrigues (2005), para revestimento sujeitos à acção de sais solúveis, os mais adequados são de acumulação de sais, já que de um modo geral a superfície fica isenta de danos e sem humidade, podendo ser utilizados em habitações e outros tipos de edifícios com elevada exigência de salubridade. Revestimentos com elevado transporte capilar podem também corresponder às exigências esperadas, nomeadamente quando é necessário existir uma protecção ao suporte ou quando se pretende que o revestimento tenha um período de vida alargado, uma vez que outros tipos de revestimentos irão esgotar a sua capacidade de acumulação de sais. A dissertação de mestrado desenvolvida por Cardeira (2010) analisa dois modificadores de cristalização. Esta opção também deve ser considerada uma solução para baixar a taxa de cristalização em paramentos. De modo a evitar problemas causadores de degradação de alvenarias devido à presença de sais, podem ser recomendados vários cuidados (Bianchin, 1999): - fazer ensaios em laboratório às argamassas utilizadas em obra de modo a controlar as impurezas e os sais presentes nestas; - não utilizar tijolos e blocos com elevado teor de sulfatos; - no projecto, evitar a acumulação de água tendo tubagens bem dimensionadas para encaminhar as águas e proteger a alvenaria logo após o termo da execução desta; - proceder a uma correcta impermeabilização das fundações e de todas as paredes enterradas; - controlar quimicamente as águas de fabrico de argamassas e outros componentes; - utilizar cimentos com baixos teores de hidróxido de cálcio Gravidade e probabilidade de ocorrência A gravidade que as eflorescências podem apresentar varia conforme o local onde se depositam os sais. As eflorescências em geral não apresentam danos que possam pôr em causa a integridade das paredes em questão podendo originar apenas danos estéticos e problemas de humidade em paredes. No entanto, estes sais podem ser reabsorvidos e migrarem para o interior das paredes e por sua vez recristalizarem criando criptoflorescências. 19

38 Capítulo 2 - Caracterização das eflorescências e sua origem Segundo Barros (2001), os sais ao cristalizarem possuem uma distribuição peculiar, dependente dos sais. Assim, nas zonas mais baixas, encontram-se os sais menos solúveis e higroscópicos (sulfatos e carbonatos). Por outro lado, os sais mais solúveis e higroscópicos como os cloretos e os nitratos migram até níveis mais elevados (Figura 2.17). Figura Distribuição, numa parede, da migração ascensional, das soluções salinas mais comuns (Barros, 2001) Quando os sais possuem moléculas de água na sua estrutura, são chamados de hidratados, como por exemplo a mirabilite (Na 2 SO H 2 O). Quando não apresentam água na sua estrutura, são denominados sais anidros como por exemplo a tenardite (Na 2 SO 4 ) (Cardeira, 2010) (Posser, 2004). A equação 2.1 permite determinar a pressão de cristalização exercida nos poros (Correns e Steinborn, 1939): (Eq. 2.1) Em que, Δp é a pressão de cristalização responsável (MPa), p cr a pressão nas paredes dos poros de crescimento de cristal (MPa), p l a pressão ambiente (MPa), T a temperatura (K), V c o volume molar da fase sólida do sal (cm 3. mol -1 ), R (8,3145 MPa.cm 3. Mol -1.K -1 ) o gás ideal constante, c s a concentração do soluto numa solução saturada e c a concentração do soluto na solução super saturada. Depois de Correns e Steinborn (1939), vários estudos forem feitos, chegando a maioria deles a equações similares à anterior (Cardeira, 2010). Bianchin (1999) refere a pressão exercida devido à cristalização, por dois tipos de sais a diferentes temperaturas e com diferentes quantidades de sal (Quadro 2.3). 20

39 Sulfato de sódio (Na2SO4) Cloreto de sódio (NaCl) Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos O fenómeno de criptoflorescências provoca bastantes estragos em paredes antigas, uma vez que são normalmente constituídas por materiais porosos e hidrófilos, sendo de fácil absorção e acumulação de água no seu interior. Estas paredes também têm tendência a acumular sais no seu interior. No que se refere à resistência mecânica destas paredes, elas são normalmente constituídas por argamassas com pouca coesão, estando susceptíveis às pressões que as criptoflorescências exercem. Na maioria dos edifícios antigos, as paredes exteriores onde muitas vezes se apresentam os sais que originam danos gravosos têm funções estruturais tornando os efeitos dos sais ainda mais gravosos. Quadro Pressão de cristalização do cloreto de sódio e do sulfato de sódio (Bianchin, 1999) Sal c/cs Temperatura (ºC) Pressão (MPa) , , , , , , , ,0 Obs.:c/cs = valor de sobresaturação da solução, onde: c = quantidade de sal total na solução, em g; cs = quantidade de sal até atingir o pondo de saturação, em g Conclusões do capítulo O revestimento exterior e interior de paredes está sujeito ao longo do seu período de vida a bastantes agentes agressivos, dos quais se destaca o ataque por sais. A presença de sais origina problemas, quer a nível estético quer a nível da integralidade dos rebocos. Existem dois grupos distintos de ataques de sais, as denominadas eflorescências e as criptoflorescências. As primeiras estão normalmente associadas a problemas de salubridade de paredes, como a presença de humidade constante, e a problemas estéticos. As criptoflorescências originam o descasque e desprendimento de fragmentos de rebocos, levando a rotura dos elementos construtivos. Em algumas situações, em fase avançada e em particular em edifícios antigos, a degradação leva a problemas a nível estrutural de um edifício pois normalmente estes são constituídos por paredes maciças, de elevada espessura constituídas por materiais porosos e hidrófilos, que facilitam a ascensão da água por capilaridade a partir do solo. 21

40 Capítulo 2 - Caracterização das eflorescências e sua origem Distinguem-se sais solúveis de sais não solúveis: os primeiros são denominados de eflorescências e são normalmente de mais fácil remoção, relativamente aos segundos (manchas carbonatadas), ou de criptoflorescências que podem causar estragos importantes. Os sais têm comportamentos distintos, sendo uns mais nefastos do que outros. Existem diversos tipos de mecanismos de aparecimento de eflorescências. De acordo com a experiência acumulada pelos autores referidos, a presença de certos tipos de sais relaciona-se com a sua origem. Como tal, torna-se mais fácil em alguns casos, sem recorrer a métodos mais exactos, determinar a razão do aparecimento das eflorescências e assim actuar, se possível directamente na fonte de contaminação. Verificou-se que a presença de sais provoca um aumento do tempo de secagem dos materiais. Assim, a humidade irá permanecer mais tempo, acelerando a processo de degradação dos elementos construtivos. Podem ser dadas algumas recomendações a ser utilizadas de modo a dificultar as manifestações patológicas resultantes da presença de sais na construção, que se podem resumir a um controlo de qualidade apertado de todos os materiais intervenientes nos processos construtivos e a ter especial cuidado na fase de projecto com pormenorizações relativas a tubagens, isolamentos de coberturas e fundações. Existem diferentes tipos de reboco com comportamentos distintos (por exemplo, selante, hidrorepelente, de transporte de sais e de acumulação de sais). A aplicação destes pode ser um método de mitigação ou eliminação da acção de sais solúveis. Para se proceder à escolha do tipo de reboco a aplicar, é necessário saber que tipo de utilização irá ter o espaço. Para rebocos em que exista a presença de sais, os revestimentos aconselhados são rebocos para acumulação de sais ou rebocos que facilitem o transporte de sais. Para se proceder a uma correcta interpretação dos sais presentes em eflorescências, existem alguns métodos que podem ser utilizados, começando por uma mera análise sensorial e evoluindo progressivamente para métodos mais precisos. No capítulo seguinte, são abordados diferentes métodos para avaliação de eflorescências e de outros compostos salinos. 22

41 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos 3. Métodos de avaliação das eflorescências e de outros compostos salinos 3.1. Considerações gerais Os métodos de avaliação de eflorescências são um meio indispensável para uma correcta avaliação do fenómeno de eflorescências em paredes. Neste capítulo, pretende-se focar, numa primeira parte, a importância da utilização de técnicas de análise sensorial, as quais podem ser divididas em análise visual, avaliação táctil, gustativa, auditiva e até olfactiva. A avaliação destes parâmetros depende significativamente da experiência do técnico que efectua a avaliação. Na segunda parte do capítulo, são abordadas as técnicas in-situ que podem ser utilizadas na avaliação de eflorescências, ou seja, as fitas colorimétricas, o kit de campo, o medidor de ph, condutividade e total de sólidos dissolvidos (TDS) e o medidor de contaminação de sais. Por último, são analisadas as diferentes técnicas de laboratório que podem servir como um meio auxiliar às técnicas referidas, podendo muitas vezes servir como técnicas de validação de resultados devido ao seu maior grau de fiabilidade nas medições efectuadas. Os objectivos do presente capítulo passam por sintetizar os conhecimentos de base sobre a utilização de técnicas de ensaio, em especial aquelas que interessam a este trabalho, 23

42 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências resumindo tanto as principais características da sua utilização como as vantagens, limitações e campo de aplicação Análise sensorial Na inspecção de um edifício, a análise sensorial pode ser efectuada recorrendo aos cinco sentidos. Embora existam sentidos mais importantes, nesta análise, tal como na inspecção visual, todos os outros podem ser utilizados como formas auxiliares à inspecção. Neste tipo de análise, é avaliada a necessidade de recorrer a alguns testes complementares. Estas análises podem contribuir para uma mais eficaz avaliação dos métodos de tratamento a paredes afectadas por sais Inspecção visual e análise documental A inspecção visual é uma das técnicas mais antigas no sector da construção para detecção de anomalias. Geralmente, deve ser o primeiro método não destrutivo de análise a efectuar. Esta deve ser feita de forma cuidadosa, sendo acompanhada do preenchimento de uma ficha de inspecção, em que são considerados os aspectos gerais do edifício ou do objecto a analisar. Deve, igualmente, ter-se em consideração o estado geral de edifícios que se encontram na proximidade do edifício em análise (Flores-Colen, 2009). Neste tipo de inspecção, são recolhidos dados históricos do edifício e realizadas entrevistas aos utentes do mesmo. No caso de existirem intervenções anteriores, é importante recolher os relatórios elaborados das anomalias e das reparações. Esta recolha de informação pode ser bastante útil na preparação da inspecção a realizar no local Avaliação olfactiva A avaliação olfactiva pode ser um meio auxiliar na detecção da presença de eflorescências, em especial quando estas se encontram num meio húmido. Se a humidade for continuada, o cheiro a podridão pode ser detectado pelo olfacto. Este tipo de diagnóstico é bastante subjectivo, pois depende intrinsecamente da experiência do utilizador Avaliação táctil O tacto é um dos principais meios que o ser humano utiliza para interagir com o exterior e é através deste que é possível detectar diferentes texturas e temperaturas. Como tal, pode ser um meio complementar na avaliação de eflorescências. 24

43 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos A presença de humidades em paredes pode ser detectada através da passagem com as costas das mãos nessa superfície (Flores-Colen, 2009). Existem vários tipos de eflorescências, apresentando texturas diferentes: eflorescências fofas que apresentam um elevado volume e pouca densidade; eflorescências pulverulentas com agregados pouco coesos e eflorescências com cristais individuais, podendo estar mais ou menos solidificadas com o substrato. Através do tacto e da apalpação, pode ser diferenciado cada um desses tipos Avaliação gustativa Em certos casos, para utilizadores com alguma experiência, consegue-se perceber que os diferentes sais têm sabores diferentes. Por exemplo, o sulfato de sódio proveniente da reacção entre o reboco e o tijolo tem um sabor salgado, enquanto que o sulfato de cálcio de origem do tijolo não tem sabor (Flores-Colen, 2009). Esta análise requer bastantes cuidados na sua utilização uma vez que certos sais contêm níveis de toxicidade consideráveis por exemplo, o nitrato de potássio [w3] Avaliação auditiva No caso de existirem algumas dúvidas em relação à integridade dos paramentos, aplicando uma pequena pancada, pode ser detectada a presença de ocos. Esta é apenas uma técnica complementar de diagnóstico que pode ser mais aplicada para verificar a presença de criptoflorescências Técnicas in-situ Estes ensaios constituem um meio complementar à análise sensorial e permitem uma melhor caracterização da anomalia em questão. As técnicas de análise in-situ que irão ser descritas são: o kit de campo, as fitas colorimétricas, o medidor de ph e condutividade e o medidor de contaminação de sal. Todas as técnicas são expeditas, podendo ser utilizadas no local de recolha das amostras, assim como em laboratório. Ao longo do trabalho de campo realizado apenas foram utilizados o kit de campo e as fitas colorimétricas. Embora possam ser utilizadas em campo, devido a razões práticas, na campanha experimental as duas técnicas foram aplicadas em laboratório Kit de campo O kit de campo é uma técnica de análise in-situ. Tem como função detectar os sais mais comuns em fachadas rebocadas ou em qualquer outro tipo de superfície. Apenas é necessário 25

44 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências retirar uma pequena amostra para se proceder à análise, sendo então uma técnica com baixo grau de intrusividade. Esta técnica baseia-se numa análise colorimétrica, que associa os diferentes comprimentos de onda das cores apresentadas às concentrações de iões a analisar. Os resultados das concentrações são apresentados em mg/l. O kit é composto por uma mala com vários reagentes, conforme o ião a pesquisar, e um espectrofotómetro que determina as concentrações das soluções (Figura 3.1). As determinações são feitas recorrendo a uma emissão de luz azul (480 nm), verde (565 nm), amarela (585 nm) e vermelha (635 nm). O zero é calibrado recorrendo a uma amostra de água destilada. Figura Kit de campo Após a recolha da amostra, adiciona-se num copo 2 g da mesma e dissolve-se em 50 ml de água destilada. No caso de a amostra recolhida não ser suficiente para fazer o procedimento, é colocada uma menor quantidade (por exemplo 1 g) para fazer a preparação da solução aquosa, sendo o resultado multiplicando por um factor correctivo. Após a diluição, é necessário proceder à agitação da solução e, por fim, fazer uma filtragem de modo a retirar o material não solúvel. Este é o procedimento básico utilizado para a realização de uma solução aquosa, que se encontra no manual do equipamento. Seguidamente, conforme o ião que se pretenda, é apresentado o procedimento tipo para os vários iões a identificar (Figura 3.2) (Anexo I). Segundo Flores-Colen (2009), o kit mede concentrações para as seguintes gamas de valores: para cloretos de 2 a 100 mg/l e para sulfatos de 40 a 500 mg/l. Se as leituras forem superiores à gama de valores, as amostras devem ser diluídas de 1 para 10, necessitando os resultados de ser multiplicados por um factor correctivo. 26

45 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Etapas principais do kit de campo (Flores-Colen, 2009) Um estudo efectuado por Marques et al. (2005), recorrendo ao kit de campo, permitiu identificar vários sais localizados no claustro e na capela do Mosteiro de Santa Cruz, em Coimbra. No decorrer deste trabalho, comprovou-se a fiabilidade do fotómetro, assim como a sua rapidez de utilização. Segundo os autores, num dia de trabalho é possível localizar, recolher e analisar 10 amostras de eflorescências, de modo a ter uma base de comparação. As amostras foram também analisadas através da cromatografia iónica, de modo a poderem ter um grau de comparação mais fiável. Conclui-se que os resultados obtidos pelo fotómetro variam entre 8,5% e 13% em relação aos resultados da cromatografia iónica, para os sais compostos por iões cloretos, nitratos e sulfatos. As vantagens deste kit são poder ser facilmente transportável, os reagentes utilizados na análise terem custos módicos, relativamente a outras técnicas efectuadas em laboratório e proporcionar um grau de fiabilidade aceitável. Um estudo feito por Flores-Colen et al. (2010), ainda que careça de um maior número de casos de estudo, estabelece alguns parâmetros de referência para o teor em sais e ph em argassas pré-doseadas utilizadas em rebocos exteriores (Quadro 3.1). Quadro Parâmetros em serviço medidos pelo kit de sais fitas colorimétricas e medidor de ph (Flores- Colen et al., 2010) Parâmetros em serviço Critérios Unidades Concentração de cloretos [Cl - ] 50 [Cl - ] 300 mg/kg Concentração de nitratos [NO - 3 ] 75 [NO - 3 ] 500 mg/kg Concentração de sulfatos [SO 4 2- ] 1000 [SO 4 2- ] 5000 mg/kg Concentração total de sais 1125 Σ sais (C+N+S) 5800 mg/kg Valor de ph de amostras em solução aquosa 10 ph

46 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências Fitas colorimétricas Tal como a técnica anterior, a análise com fitas colorimétricas é uma técnica expedita, podendo ser utilizada no local de recolha das amostras ou em laboratório. As fitas colorimétricas permitem uma análise a sais que contenham iões cloretos, nitratos e sulfatos. No processo de recolha das amostras, deve existir o cuidado de apenas retirar a eflorescência, de modo a ter uma amostra em estado puro. O procedimento que deve ser realizado para a preparação da solução aquosa a analisar é igual ao efectuado no kit de campo. Deste modo, ao serem realizados os testes, apenas é produzida uma vez a solução aquosa, o procedimento desta técnica encontra-se em detalhe no anexo II. De seguida, retira-se uma pequena quantidade da solução aquosa para um copo, introduz-se as fitas durante aproximadamente um segundo, e é feita a sua leitura após um minuto. Para se proceder à leitura, apenas é necessário colocar a fita lado a lado com a embalagem que as contém e fazer a comparação visual com as escalas de cor apresentadas (Figura 3.3). As escalas para os cloretos variam entre [mg/l]: ; Nitratos: ; Sulfatos: Esta é uma técnica semi-quantitativa, ou seja, por patamares, pois apresenta os resultados em escalas de concentração em mg/l. As fitas permitem também determinar a dureza carbonatada da solução, expressa em termos de carbonado de cálcio (Flores-Colen, 2009). Fitas colorimétricas Introdução da fita na solução aquosa Comparação do resultado com a escala da embalagem Figura Fitas colorimétricas: procedimento simplificado (Flores-Colen, 2009) 28

47 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Medidor de ph, condutividade e total de sólidos dissolvidos (TDS) Tal como os métodos anteriores, para se proceder à análise, é necessária uma pequena raspagem da superfície contaminada. Esta técnica baseia-se num processo electrométrico, conseguido a partir da diluição da amostra. O aparelho de medição é constituído por dois eléctrodos, um para medição do ph e outro para a condutividade e TDS (Figura 3.4). Figura Medidor de ph e TDS (Flores-Colen, 2009) Esta técnica pode ser utilizada para completar outras ou identificar a presença de sais em fachadas. O TDS tem um vasto leque de aplicações: avaliação de solos contaminados, ou avaliação de diferentes tipos de águas. Para se proceder a uma análise cuidada dos indicadores, deve ser feita uma calibração recorrendo a soluções padrão previamente conhecidas. Este aparelho pode ser usado em três campos de aplicação. i) Medidor de ph: Este indicador permite identificar se a solução tem um carácter ácido em que predominam os iões H +, um carácter alcalino em que os iões predominantes são OH - ou, por último, um carácter neutro. O ph varia de 0 a 14 para qualquer tipo de solução e é determinado pela equação (Eq. 3.1). (Eq. 3.1) As recomendações do LNEC (1980), ficha de ensaio FE Pa 06, para determinar o ph de uma solução são as seguintes: diluição de 5 g da amostra sob a forma de pó em 100 ml de água bidestilada; realização de duas ou três leituras, agitando a solução durante a realização desta. 29

48 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências A temperatura pode ser um factor que influencia os resultados, devendo a solução contaminada estar à mesma temperatura da solução da calibração. Se tal não acontecer, o eléctrodo que mede o ph possui um sensor de temperatura que permite a compensação automática desta, transmitindo assim resultados mais fiáveis. A variação de ph é um factor relacionado com a carbonatação. Como tal, sabendo que uma argamassa em estado fresco, quando misturada com água, tem em média um ph entre 11 e 12 devido à existência de hidróxido de cálcio (Ca(OH) 2 ), a medição deste factor em tempo real pode relacionar-se com a velocidade de carbonatação da argamassa (Flores-Colen, 2009). Sabe-se que o ph de um reboco pode descer até cerca de 7. Assim, à medida que a frente de carbonatação avança, este parâmetro faculta indicações acerca do comportamento no reboco, como por exemplo, a sua porosidade. Considera-se como normal um período de 6 meses para o processo de endurecimento e carbonatação (Schmid, 1988). Conforme o ph das superfícies, estas podem estar mais ou menos sujeitas a diversos tipos de agentes agressores. As bactérias desenvolvem-se num ph óptimo entre 4 e 6, os fungos entre 7 e 9 e a maioria das algas em ph de 8 (Flores-Colen, 2009) (Gewehr, 2004). A poluição atmosférica ácida provoca muitas vezes problemas relacionados com a diminuição de ph, conduzindo a um avanço da frente de carbonatação. ii) Medidor da condutividade eléctrica: O medidor permite identificar, numa solução, a maior ou menor facilidade em transmitir corrente eléctrica. Esta medição pode ser relacionada com a presença de electrólitos na solução. A condutividade de uma solução contaminada pode ser comparada com a de uma solução desionizada, podendo ser apresentada em forma de percentagem (Lanzón et al., 2008) (Eq. 3.2). (Eq. 3.2) Em que: é a condutividade da amostra contaminada com sais; é a condutividade de uma solução desionizada. iii) Medidor de total de sólidos dissolvidos Por último, a presença de sólidos dissolvidos é avaliada recorrendo a uma relação com a condutividade. Para uma condutividade < 1000 mho.cm -1, o TDS é dado por 0.68 condutividade (Flores-Colen,2009). 30

49 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Medidor de contaminação de sal Esta técnica tem como objectivo medir a pureza de uma superfície, detectando a quantidade de sais presentes na área de aplicação da técnica. Sendo uma técnica de ensaio in-situ que apresenta um elevado grau de portabilidade, pesando o kit apenas 1,5 kg, não necessita de ligação à corrente eléctrica pois funciona a pilhas. Este equipamento permite efectuar a medição de sais fundamentalmente compostos por iões cloretos, sulfatos e nitratos. Contudo, o equipamento não permite a distinção destes 3 tipos de iões, apresentando o resultado como o somatório do conjunto em μg.cm -2. Pode ser aplicado para verificar se a superfície onde se vai aplicar uma qualquer camada de revestimento se encontra limpa ou, na presença de uma anomalia associada à presença de sais, para medir a quantidade de sais presentes no elemento afectado. De forma a medir a quantidade de sal, esta técnica tem como equipamentos um aparelho que mede a condutividade (Figura 3.5), com uma gama de actuação de μg.cm -2. Figura Medição da quantidade de sal através da condutividade [w2] Compreende um conjunto de 100 discos de papel de alta pureza, um frasco de água destilada, seringas entre outros acessórios menos relevantes. A área que serve de amostra é aproximadamente um círculo com 11 cm de diâmetro. A técnica tem como base a colocação sobre a área afectada um disco de papel previamente humedecido com água destilada. Deste modo, o disco irá absorver os sais presentes no paramento. Após a recolha, o disco é inserido no aparelho que permite fazer a medição da condutividade presente no disco onde se encontra a amostra. A partir do valor medido, pode ser feita uma estimativa da quantidade de iões presentes. 31

50 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências 3.4. Técnicas de laboratório De modo a poder averiguar a eficiência das técnicas descritas, podem ser utilizadas técnicas complementares de maior exactidão, embora mais dispendiosas e morosas. As técnicas em questão são a cromatografia iónica, a difracção de raios X, a espectrometria de fluorescência de raios X, a lupa binocular e a análise FTIR Cromatografia iónica A cromatografia iónica é uma técnica de permuta iónica associada a uma detecção automática, utilizando correntemente a condutividade. A amostra introduzida no equipamento é arrastada pela fase móvel, ou eluente, passando pela coluna com enchimento à base de resinas sintéticas poliméricas, de composição específica, em função das espécies iónicas que se pretende separar. A medição da condutividade do eluente que sai da coluna permite a identificação dos iões presentes (cada ião tem um tempo de absorção / reabsorção característico, designado por tempo de retenção) (Veiga et al., 2004). O kit de campo e a cromatografia iónica têm o mesmo tipo de outputs (mg/l). Desta forma, algumas das amostras recolhidas devem ser analisadas através da cromatografia iónica a fim de averiguar a exactidão do kit tal como foi feito por Flores-Colen (2009). O equipamento utilizado na cromatografia tem um fluxo de 2 ml/min a 20 ºC e a uma pressão de 1700 psi. O eluente consiste numa solução de bicarbonato e carbonato de sódio. O método quantitativo é baseado numa calibração com padrões de concentração conhecida versus área do pico detectada para cada um dos iões no cromatograma. A integração dos picos e os algoritmos para a calibração são tratados através de software adequado (Flores-Colen, 2009) Difracção de raios X A difracção de raios X (DRX) é uma das técnicas mais utilizadas na identificação de minerais. Apesar do seu alargado uso, esta técnica tem como principal condicionante só identificar minerais cristalinos. Logo, deve ser complementada com outras técnicas a fim de poder também identificar materiais amorfos (Pozo e Carretero, 2007). Esta máquina faz um varrimento com determinados ângulos de incidência de raios X e expressa os seus resultados em contagens (Figura 3.6). Ao serem colhidas as amostras, deve-se ter alguns cuidados. Sempre que possível, deve ser identificado com maior rigor o tipo de substrato em que a amostra se formou. Deste modo, é 32

51 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos possível que, ao serem encontrados os resultados, seja feita uma filtragem destes, retirando assim os minerais de que são compostos os paramentos. Para se proceder à identificação, é necessário recolher uma amostra do local contaminado. Neste processo, deve existir um cuidado em retirar apenas a eflorescência (Figura 3.7), evitando a extracção de substâncias que não a constituem (Figura 3.8). Este cuidado permite ao utilizador que irá fazer a análise reduzir o tempo de identificação dos minerais que constituem o reboco. Figura Equipamento para difracção de raio X A amostra necessita de ser triturada em finas partículas, antes de ser colocada na cápsula (Figura 3.10), de modo a se obter uma fina película (Figura 3.9). Figura Eflorescência retirada em estado puro Figura Restante material retirado do local Figura Processo de trituração da amostra No caso de não existir eflorescências em estado puro, devem ser recolhidas amostras de reboco que apresentem sinais de degradação. Neste caso, no espectro apresentado pela 33

52 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências máquina, para além dos sais que podem estar presentes, são também apresentados os minerais que constituem o reboco recolhido. Para se proceder à análise dos elementos, é necessário existir uma base de dados, que permita reconhecer de que tipo de minerais é composta a amostra. Após a trituração, é introduzida a amostra numa cápsula (Figura 3.11), sendo depois compactada deixando uma superfície lisa onde irão ser reflectidos os raios X (Figura 3.12). Figura Ampola onde é colocada a amostra Figura Introdução da amostra na ampola Figura Preparação da superfície para introdução A ampola que irá ser utilizada para fonte emissora é de cobre, embora se possa utilizar outro tipo de material na ampola. Após a amostra ser preparada, esta é introduzida no equipamento que irá fazer a análise, (Figura 3.13). Figura Introdução da cápsula na máquina Através do computador, é dada a ordem de início do processo de incidência de ondas raio X. 34

53 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos O sistema de detecção é constituído por uma fonte de emissão e um feixe de raios X que incide na amostra. Este feixe excita os átomos, que interagem entre si, que por sua vez vibram e emitem ondas. As ondas são absorvidas, sendo o resultado enviado para o computador. Este fenómeno chama-se difracção (Figura 3.14). Cada substância sólida cristalina tem um padrão característico de difracção de raios X, dependendo dos átomos que a constituem, das ligações entre estes e da estrutura do composto (Lama et al., 2007). Figura Modelo de funcionamento da DRX (Pozo and Carretero, 2007) O software que faz a leitura apresenta um gráfico onde são visíveis os picos com maior intensidade (Figura 3.15). Figura Gráfico com os picos de maior intensidade 35

54 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências Após um tratamento dos resultados, é então apresentado um gráfico com os compostos que se encontram em maior quantidade (Figura 3.16). Existindo uma base de dados com as características das variadas estruturas cristalinas, os resultados podem ser comparados e, deste modo, reconhecer que compostos se encontram na amostra. Figura Gráfico onde são apresentadas as substâncias mais abundantes na amostra A equação 3.3 que relaciona a relação entre a estrutura do composto e a radiação que incide na amostra denomina-se lei de Bragg. (Eq. 3.3) Em que é o comprimento de onda da radiação utilizada, n é um número inteiro, d é a distância entre planos atómicos (interplanar) e o ângulo de incidência dos raios X. Apesar de ser um método que identifica com clareza os minerais a analisar, não pode ser considerado um método quantitativo pois os resultados apresentados são expressos em contagens. Assim, é possível verificar quais os minerais que se encontram em maior quantidade relativamente aos restantes, embora não representem a quantidade específica que se encontra na amostra. Pode-se assim afirmar que é um método semi-quantitativo. 36

55 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Espectrometria de fluorescência de raios X (EFRX) Esta técnica baseia-se na emissão de raios X numa amostra que se pretende analisar. Os átomos, ao serem expostos à incidência de raios X, excitam-se, reflectindo ondas com determinados comprimentos, característicos de cada elemento. Através de um receptor, os raios reflectidos são recebidos e, utilizando uma base de dados, são identificados os elementos constituintes da amostra. A máquina que permite a análise é apresentada na Figura Figura Equipamento de espectrometria de fluorescência de raios X Tal como o método anteriormente descrito, as amostras devem, sempre que possível, ser recolhidas em estado puro, isto é, ser retirada apenas a eflorescência. Neste método, as amostras a analisar não necessitam de ser trituradas, podendo ser analisadas em partículas de maior dimensão. Para a preparação da amostra, é necessário um conjunto de cilindros, algodão e papel de velcro (Figura 3.18). Figura Preparação da amostra antes de a inserir na máquina 37

56 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências É então introduzida a amostra (dentro da cápsula) na máquina (Figura 3.19), onde é feita a análise, apresentando-se o resultado em gráficos. Existem vários varrimentos correspondentes aos pesos ou números atómicos dos determinados átomos. Assim, o primeiro varrimento apresenta resultados desde o sódio (Na) ao magnésio (Mg), o segundo desde o cloro (Cl) ao alumínio (Al), o terceiro desde o ferro (Fe) ao potássio (K) e o último desde o níquel (Ni) aos átomos mais pesados. Figura Introdução da cápsula na máquina de análise Embora permita identificar toda esta sequência de átomos, a máquina não identifica os átomos mais leves desde o hidrogénio (H) ao néon (Ne). Esta situação torna-se importante na identificação de substâncias como o sódio, bastante presente em eflorescências. A conjugação desta técnica com a análise de difracção de raios X (DRX) ou com a análise de espectroscopia de absorção de raios infravermelhos (FTIR), torna-se extremamente importante pois em conjunto podem identificar com maior grau de precisão os compostos salinos que afectam os paramentos. A máquina permite identificar os átomos que constituem a amostra, apresentando o resultado em contagens por cada átomo. Este número de contagens é proporcional à intensidade de raios que são absorvidos. Para verificar que átomos se encontram em maior quantidade, é feita uma comparação dos gráficos apresentados (Figura 3.20). Pode-se concluir que este método é também semiquantitativo. 38

57 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos átomos presentes na amostra Lupa binocular Este equipamento (Figura 3.21) pode surgir como um complemento aos métodos anteriormente descritos. Não sendo um equipamento especificado para a análise de sais, pode contribuir na avaliação visual das amostras, podendo estabelecer, para utilizadores experimentados, um padrão característico de eflorescências. Figura Lupa binocular (Cruz e Silva, 2006) Através da lupa binocular, podem ser feitos cortes estratigráficos de uma amostra, possibilitando o isolamento das diversas camadas e, consequentemente, uma análise diferenciada destas. De modo a poder ser feita a observação, é necessário, antes de recolher as amostras, proceder a uma consolidação destas, através da utilização de uma resina. 39

58 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências Os estudos feitos por Rodrigues et al. (2005) e Tavares e Veiga (2003) utilizaram este instrumento de modo a poderem reconstituir e entender a constituição das camadas presentes na amostra. Através deste meio, é ainda possível entender a forma, o tamanho, a cor e a transparência ou opacidade dos cristais que formam as eflorescências. Para além das aplicações atrás descritas, com a utilização da lupa binocular pode ser feita a reconstituição da história do colorido da fachada, além de outras informações sobre processos tecnológicos empregues (Figura 3.22). Figura Secções fotografadas através da lupa binocular (Cruz e Silva, 2006) Análise de espectroscopia de absorção de raios infravermelhos (FTIR) A espectroscopia de raios infravermelhos é uma importante técnica de caracterização de materiais, sendo muito utilizada na identificação da natureza química dos componentes cristalinos e amorfos de eflorescências. A radiação infravermelha corresponde à região do espectro electromagnético com comprimentos de onda ( ) entre 0.78 a 1000 µm, correspondendo ao número de vezes que a onda atinge a mesma fase entre 1300 e 10 cm-1. Esta gama de radiação situa-se entre a região do visível e a região das microondas (Silva et al., 2007) (Figura 3.23). Figura Espectro electromagnético (Silva et al., 2007) Este método baseia-se na incidência de raios infravermelhos, com diferentes comprimentos de onde, sendo posteriormente absorvidos. As vibrações impostas às moléculas por este equipamento permitem identificar as componentes, assim como a configuração. O resultado faculta a impressão digital do composto (Silva et al., 2007). 40

59 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Na estrutura de funcionamento de um espectrofótometro FTIR, podem ser identificados dois equipamentos principais, a bancada óptica e o computador. Na bancada óptica, é colocada a amostra onde a radiação irá incidir, sendo posteriormente absorvida. Após este passo, o computador recebe a informação sobre todas as frequências presentes na radiação e, utilizando a operação matemática da transformada de Fourier, descodifica a informação apresentando os resultados num gráfico (Figura 3.24). A banca óptica é constituída por um laser, a fonte, o interferómetro e o detector (Silva et al., 2007). Na identificação de compostos orgânicos e inorgânicos, é necessário que exista uma biblioteca espectral, digital ou em suporte de papel, que permita a comparação com os espectros dos compostos desconhecidos. Para a realização deste ensaio, é necessário, tal como nos métodos anteriormente descritos, uma pequena amostra, recolhida por raspagem sobre a superfície afectada. As técnicas de preparação das amostras mais usuais são a película e a pastilha de brometo de potássio. A vantagem deste método comparado com o DRX é a capacidade de analisar amostras com fases cristalinas ou amorfas. Figura Exemplo de resultado obtido por análise FTIR (Nascimento et al., 2009) 41

60 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências 3.5. Conclusões do capítulo No presente capítulo, são abordadas as principais técnicas de avaliação de eflorescências. Estas técnicas podem ser divididas, em 3 grupos distintos, consoante o seu tipo de aplicação (Figura 3.25): - as técnicas de análise sensorial podem ter uma interpretação subjectiva, pois dependem em grande parte da experiência que o técnico de inspecção acumula; estes métodos permitem, em certos casos, identificar os factores de risco para a ocorrência de eflorescências e, em outros casos, identificar o tipo de eflorescência presente; estas não são intrusivas, pois não necessitam da recolha de amostras; - no segundo grupo, englobam-se as técnicas expeditas efectuadas in-situ; têm como principais vantagens os custos módicos da sua utilização, um grau de fiabilidade aceitável e um baixo grau de intrusividade pois necessitam apenas de pequenas amostras; o kit de campo e as fitas colorimétricas analisam as amostras, e apresentam como resultados a concentração de iões, sendo necessário depois fazer a correspondência com os tipos de eflorescências presentes nas amostras; o medidor de ph, condutividade e TDS podem servir como um meio auxiliar às técnicas descritas; a técnica que permite verificar o nível de contaminação de sal tem como output o somatório do total de sais presentes nos paramentos; esta técnica não irá ser utilizada no trabalho de campo pois não permite a identificação dos tipos de sais que constituem a eflorescência, não estando também disponível o equipamento; - o terceiro grupo é constituído pelas técnicas de laboratório que apresentam elevado grau de fiabilidade, embora tenham custos superiores às anteriores; estas técnicas têm também um baixo grau de intrusividade, pois necessitam de pequenas amostras; as técnicas de laboratório apresentam outputs diferentes. A cromatografia iónica apresenta nos seus resultados a concentração dos iões que constituem a amostra a analisar, necessitando posteriormente de fazer a correspondência com o tipo de eflorescência presente. A difracção de raios X tem como resultado um gráfico em que os picos mais elevados correspondem aos compostos que se encontram em maior quantidade. A maior condicionante deste método é só poder analisar amostras com estrutura cristalina. 42

61 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Inspecção visual Avaliação gustativa Análise sensorial Avaliação táctil Avaliação auditiva Avaliação olfactiva Kit de campo Métodos de avaliação de eflorescências Técnicas in-situ Fitas colorimétricas Medidor de ph, condutividade e TDS Medidor de contaminação de sal Cromatografia iónica DRX Técnicas de laboratório EFRX Lupa binocular Análise FTIR Figura Fluxograma com os vários métodos de avaliação de eflorescências A análise FTIR é uma técnica que pode ser utilizada na caracterização de compostos com estruturas cristalinas e amorfas. Através do espectro transmitido, podem ser identificados os constituintes da amostra, recorrendo a bases de dados para fazer a comparação. 43

62 Capítulo 3 - Métodos de avaliação de eflorescências Na maioria dos estudos efectuados acerca da problemática das eflorescências, os métodos mais utilizados para a detecção dos sais são a cromatografia iónica e a DRX (Costa e Rodrigues, 2005), (Silva et al., 2005), (Marques et al., 2005), (Gonçalves, 2007a), entre outros. Embora estes métodos tenham um elevado grau de fiabilidade comprovado, são bastantes dispendiosos, comparados com outros, sendo impossível a realização deste tipo de testes insitu. Na avaliação de eflorescências, os métodos descritos neste capítulo devem ser utilizados de uma forma complementar. A análise começa com métodos mais simples, evoluindo para métodos mais complexos gradualmente até poder ser feita uma análise completa da eflorescência ou do composto salino. No capítulo seguinte, é descrita e analisada a metodologia de análise de eflorescências proposta, assim como a caracterização do trabalho de campo, que inclui as seguintes técnicas de análise: análises sensoriais (visão, táctil, olfactiva, gustativa e auditiva); análise in-situ (fitas colorimétricas e kit de campo); e análises de laboratório (EFRX, FTIR e DRX). 44

63 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos 4. Trabalho de campo 4.1. Considerações gerais A campanha experimental teve como principal objectivo validar a metodologia de diagnóstico proposta. Esta utiliza como principais meios as técnicas de análise sensorial e as técnicas de análise in-situ na avaliação de eflorescências em fachadas rebocadas. Neste sentido, pretende-se analisar a utilidade destas técnicas, discutindo a sua sensibilidade e a metodologia mais adequada para essa avaliação. De modo a calibrar e aferir a fiabilidade das técnicas, recorreu-se também a técnicas de laboratório Metodologia do trabalho de campo A escolha dos locais em que são realizados as análises é realizada de diferentes formas. Na maioria, as anomalias são localizadas devido a queixas efectuadas por parte dos utilizadores. A outra das formas de escolha desses locais baseia-se na observação visual onde é detectada a presença de anomalias associadas ao fenómeno de eflorescências, sendo depois feita a análise se os proprietários dos locais assim o permitirem. As anomalias a analisar podem localizar-se em fachadas, paredes divisórias ou muros. A metodologia do trabalho de campo é composta por etapas distintas. Numa primeira fase, é feita uma abordagem geral às características gerais do edifício a analisar, o seu tipo de utilização, o número de pisos elevados e enterrados, o tipo de estrutura do edifício e é desenhada de uma forma simples a configuração do edifício em planta assim como a sua orientação. Outros dados importantes na inspecção de anomalias associadas a sais são a distância a que o edifício se encontra do mar, o ambiente de exposição a que se encontra 45

64 Capítulo 4 - Trabalho de campo sujeito, o tipo de solo, a presença de vegetação e o nível freático na proximidade do edifício. Todos estes dados são registados numa ficha de inspecção (Figuras 4.23, 4.24 e 4.25). Quando é detectada a anomalia, ou no caso de se tratar de uma reclamação, é verificada a situação e registada em que fachada ou parede se encontra a anomalia. Nas anomalias associadas ao fenómeno de eflorescências, é essencial entender o tipo de evolução das anomalias. Como tal, é necessário comunicar com os utilizadores dos locais de modo a estes relatarem se a eflorescência aumenta ou diminui de tamanho em função das condições meteorológicas e quando foi detectada pela primeira vez a sua presença. As informações são registadas na ficha de inspecção associada a cada caso de estudo. A anomalia é caracterizada recorrendo a uma análise sensorial onde são descritos os aspectos desta e são tiradas várias fotos à eflorescência e ao local onde está localizada. Na análise sensorial, em primeiro lugar, é visualizada a anomalia e a sua envolvente (Figura 4.1) e são registados o tipo de revestimento, o substrato, a altura e a zona da fachada a que se encontra a anomalia. Figura Fotos da anomalia e sua envolvente A cor, o tamanho, o sabor (Figura 4.2), a textura (Figura 4.3), a humidade e, em alguns casos, o cheiro são características que devem ser registadas nas fichas de inspecção referentes a cada caso de estudo. Figura Exemplo da análise gustativa Figura Exemplo de uma análise à textura 46

65 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Os tipos de revestimentos onde são encontradas as eflorescências variam de forma significativa. Na maioria, são fachadas rebocadas, embora possam ser localizadas em revestimentos de pedra, cerâmicos ou outros. Com esta análise, pretende-se, sempre que possível, detectar o tipo de eflorescência presente e, consequentemente, a causa para a ocorrência. Se tal não for possível, a eflorescência é analisada recorrendo a técnicas de ensaio in-situ como as fitas colorimétricas, o kit de campo e, de forma complementar, o medidor de ph, condutividade e TDS. Para se proceder à execução das técnicas de análise in-situ, é necessária a recolha de pequenas amostras, não pondo em causa a integridade dos locais de onde são retiradas as amostras (Figura 4.4). Figura Exemplo da recolha de amostras De uma forma geral, para avaliar uma anomalia, são retiradas duas ou três amostras distintas, de preferência uma que retire apenas a eflorescência, outra em que é apenas extraído o reboco contaminado e degradado pela presença de sais e uma amostra mais geral onde é retirada uma maior quantidade, podendo apresentar o reboco, a eflorescência propriamente dita e a tinta se for o caso. Esta diferenciação de amostras permite uma avaliação mais eficaz dos resultados facultados pelas técnicas de análise. As fitas colorimétricas e o kit de campo são técnicas principais de diagnóstico, pois permitem a identificação dos iões mais comuns presentes em eflorescências. Os princípios destas técnicas foram descritos nos capítulos precedentes. Por outro lado, a medição de ph, condutividade e TDS são técnicas auxiliares de diagnóstico que, conjuntamente com as técnicas anteriores, podem avaliar a presença de sais nas anomalias analisadas. As características destas técnicas são também descritas no capítulo anterior. Na análise das amostras recorrendo ao kit de campo e às fitas colorimétricas, é necessário preparar uma solução aquosa que posteriormente é analisada. Esta solução é composta por uma quantidade de amostra em estado sólido e água destilada. Esta porção é normalmente de 47

66 Capítulo 4 - Trabalho de campo 2 g, variando em certos casos pois os materiais recolhidos têm densidades diferentes, não sendo possível, ao analisar um sal em estado puro, pesar 2 g por apresentarem um elevado volume. Outra razão para analisar diferentes quantidades de amostra é o facto de o kit de campo possuir uma gama de leituras relativamente baixa. No caso dos cloretos, mede concentrações de 2 a 100 mg/l, para sulfatos de 40 a 500 mg/l e para iões nitratos de 0.5 a 50 mg/l. Com a experiência adquirida ao longo da campanha experimental, foi possível perceber que as amostras que continham sal em estado puro ultrapassavam largamente o limite de concentração do kit nomeadamente no caso dos iões sulfatos, sendo necessário recorrer a várias diluições 1:10 (1 ml de solução para 10 ml de água destilada) para obter um valor de concentração dos iões. Assim, neste tipo de casos, ao ser preparada a solução aquosa, é adicionado uma menor quantidade de amostra, multiplicando o resultado por um factor correctivo. Conforme feito por Flores-Colen (2009), os resultados obtidos em mg de ião por l de água, ao serem multiplicados por 25, passam a ser expressos em mg de ião por kg de argamassa (Figura 4.5). Concentração em mg/l Concentração em mg/kg 25 Figura Relação entre a concentração em mg/l e mg/kg Esta constante de multiplicação foi deduzida da seguinte forma: 1. A solução inicial é composta por uma amostra normalmente de 2 g em 50 ml de água destilada; então, em 50 ml de solução, tem-se uma quantidade do anião de x mg. Solução da amostra 2 g de amostra em 50 ml de água destilada Quantidade anião em mg em 50 ml da solução da amostra 48

67 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos 2. Após a medição pelo kit ou pelas fitas, tem-se uma quantidade do anião em mg em 1000 ml de solução; caso se passe a ter apenas 50 ml de solução, tem-se x mg de anião em 50 ml de solução da amostra 3. Ao dividir as x mg de anião em 50 ml de solução pelo peso da amostra, passa-se a ter uma concentração da seguinte forma, x mg de anião por kg de amostra. Desta forma, se forem utilizadas diferentes quantidades nas amostras, os resultados das concentrações podem ser comparados pois são multiplicados por factores correctivos. Como exemplo, no caso de existirem duas soluções aquosas em que são utilizadas 2 e 0.5 g da amostra para 50 ml de água destilada, e os resultados da análise de cloreto com o kit de campo forem de 100 e 50 mg/l respectivamente, multiplicando o resultado da primeira amostra por 25, ficará com uma concentração de 2500 mg de ião cloreto por kg de amostra. No caso da segunda amostra, de forma ao resultado desta ser comparado com o da primeira, é necessário multiplicar os 50 mg/l por 25 e depois por 4 uma vez que só foi pesada ¼ em relação à primeira amostra, dando mg de ião cloreto. Por último, de modo a ser comprovada a eficácia das técnicas atrás referidas, são realizados ensaios de laboratório, como a análise DRX, a análise EFRX e a análise FTIR. De seguida, é apresentada de forma esquemática a metodologia de inspecção das zonas afectadas pela presença de sais (Figura 4.6). 49

68 Capítulo 4 - Trabalho de campo Escolha dos locais a inspeccionar Interacção com o utilizador do espaço e registo da informação descrita Registo fotográfico Análise sensorial visual Conclusão sobre o tipo de eflorescência táctil olfactiva gustativa auditiva Elaboração de um relatório Recolha de amostras Análise in-situ: Sim Conclusão sobre o tipo de eflorescência Elaboração de um relatório Não Análise através de técnicas de laboratório: fitas colorimétricas kit de campo DRX EFRX FTIR Conclusão sobre o tipo de eflorescência Sim Elaboração de um relatório Não Nova análise Figura Fluxograma ilustrativo da metodologia de diagnóstico proposta 50

69 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Material / equipamento de suporte à inspecção O diagnóstico de eflorescências requer o seguinte equipamento / material (Araújo et al., 2008) (Figura 4.7): fichas de inspecção; manual de inspecção; máquina fotográfica (devem ser registados, além das fotos que irão ser colocadas nas fichas de inspecção, fotos complementares a ser guardadas em pastas etiquetadas); fita métrica; martelo; bússola (como meio auxiliar para definir a orientação dos elementos construtivos); mala de equipamentos para recolha de amostras, (espátula, sacos com etiquetas); kit de campo; fitas colorimétricas. Ficha de inspecção Máquina fotográfica Fita métrica e martelo Bússola Material para colheita de amostras Kit de campo Fitas colorimétricas Figura Material de apoio à inspecção 51

70 Capítulo 4 - Trabalho de campo Técnicas utilizadas e parâmetros medidos As técnicas utilizadas para avaliar a presença de eflorescências podem ser divididas em dois grupos: as técnicas principais são utilizadas sempre que é detectada uma anomalia, podendo a avaliação ser completada com uma ou várias técnicas auxiliares. Quadro Quadro resumo das técnicas utilizadas Técnica utilizada Parâmetro avaliado Análise visual Aspecto visual Técnicas principais Avaliação táctil Fitas colorimétricas Textura e humidade Tipo de ião e quantidade Kit de campo Tipo de ião e quantidade Avaliação gustativa Sabor Avaliação auditiva Som de percussão (avaliação da presença de ocos) Técnicas auxiliares Avaliação olfactiva DRX Presença de podridão Tipo de composto presente e quantidade EFRX Tipo de átomos presentes e quantidades FTIR Tipo de composto presente e quantidade 4.3. Calibração do kit de campo e fitas colorimétricas Com o evoluir da campanha experimental, considerou-se necessário verificar a veracidade dos resultados obtidos nos testes efectuados recorrendo às fitas colorimétricas e ao kit de campo. Como tal, existiam duas formas de realizar a verificação: realização de soluções padrão com concentrações definidas para os sais compostos com iões, cloretos, sulfatos e nitratos, seguindo-se uma análise das soluções padrão preparadas com as fitas colorimétricas e o kit de campo; realização de testes a amostras com as fitas colorimétricas e o kit de campo e posteriores testes complementares recorrendo à cromatografia iónica; estes diferentes métodos apresentam resultados com o mesmo tipo de outputs; sendo a cromatografia um teste com elevado grau de fiabilidade, pode ser utilizado como meio de calibração 52

71 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos dos testes referidos anteriormente; este tipo de testes foi realizado por Flores-Colen (2009). Devido a razões monetárias, optou-se pela realização das soluções padrão. Estas foram efectuadas no Laboratório de Engenharia Química com a ajuda de um técnico responsável. Foram feitas 6 soluções padrão, duas por cada tipo de ião (Quadro 4.2). Deste modo, é possível fazer uma calibração dos equipamentos utilizados de forma mais correcta. Quadro Quadro resumo das soluções padrão realizadas Concentrações (mg/l) Solução de iões sulfatos 400 ± ± 75 Solução de iões cloretos 200 ± ±40 Solução de iões nitratos 50 ±2,5 100 ±5 Após serem feitos os cálculos, é pesada uma quantidade de sal (Figura 4.8) e diluída em água destilada de modo a representar a concentração pretendida. A dissolução dos sais pode ser mais ou menos simples dependendo da facilidade que os sais têm em se dissolver em água (Figura 4.9). Figura Pesagem do sal na balança digital Figura Dissolução do sal em água destilada O procedimento realizado na formulação das soluções padrão foi semelhante para as diferentes soluções, variando apenas a quantidade e os tipos de sais que são utilizados para fazer as soluções. O erro experimental associado à formulação das soluções padrão é de aproximadamente 5%. Esta atribuição foi definida com base na maioria dos trabalhos deste tipo. 53

72 Capítulo 4 - Trabalho de campo Para a solução referente ao ião sulfato, foi utilizado um sal de sulfato de sódio (Na 2 SO 4 ). Este processo foi repetido utilizando uma quantidade diferente, apresentando assim duas soluções com concentrações de 400 e 1500 mg/l de iões sulfatos (Figura 4.10). De modo a realizar a solução padrão referente aos iões cloretos, foi utilizado um sal de cloreto de potássio (KCl). As soluções padrão realizadas têm uma concentração de 200 e 800 mg/l de iões cloretos (Figura 4.11). Relativamente à solução padrão composta por iões nitratos, foi utilizado um sal de nitrato de alumínio hidratado (Al(NO 3 ) 3.9H 2 O). O procedimento que foi utilizado para preparar as soluções foi semelhante aos anteriores, sendo efectuadas duas soluções com concentrações de 50 e 100 mg/l de iões nitratos (Figura 4.12). No anexo III, são apresentados os cálculos efectuados para a preparação das soluções padrão. Figura Frascos de armazenamento das soluções padrão referentes ao ião sulfato Figura Frascos de armazenamento das soluções padrão referentes ao ião cloreto Figura Frascos de armazenamento das soluções padrão referentes ao ião nitrato 4.4. Caracterização dos casos de estudo Ao longo do trabalho experimental, foram analisados 10 casos de estudo, localizados em sítios distintos e com diferentes características. Neste capítulo, são descritos os aspectos gerais de cada caso de estudo sendo os resultados apresentados no capítulo seguinte. Todos os casos apresentavam evidentes sinais de degradação Caso de estudo I O presente caso de estudo é referente a um edifício de habitação situado na localidade de Alcorríol, povoação pertencente ao concelho de Torres Novas. O edifício apresenta dois pisos, térreo e primeiro andar (Figura 4.13). 54

73 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Foto exterior do edifício (a anomalia esta localizada na parte interior da parede da zona assinalada a vermelho) A anomalia está localizada no primeiro piso do edifício, junto a uma abertura de uma janela (Figura 4.14). Figura Foto geral da anomalia Tratando-se de um edifício construído por volta dos anos 60, de modo a permitir manter um nível de habitabilidade, necessitou de obras de recuperação. A estrutura inicial do edifício é de pedra com paredes de elevada espessura, mas ao mesmo tempo bastante porosas e permeáveis. O caso de estudo encontra-se situado numa aldeia, com um ambiente de exposição rural, excluindo-se desde logo que a causa associada à presença de eflorescências estivesse ligada ao seu ambiente de exposição. Relativamente ao solo que rodeia o edifício, não é detectável a presença de humidade causadora de eflorescências. Neste caso, a vegetação presente não influencia este tipo de patologia. 55

74 Capítulo 4 - Trabalho de campo Caso de estudo II O caso de estudo situa-se na povoação de Alcorríol pertencente ao concelho de Torres Novas, trata-se de uma construção destinada ao armazenamento de bens, que se encontra num ambiente de exposição rural. Apesar de estar localizado na mesma povoação do caso de estudo I, este não apresenta qualquer ligação ao anterior. Devido ao elevado estado de degradação em que este espaço se encontra, está impossibilitado de ser utilizado para os fins a que estava destinado. A construção apresenta 50 anos de idade em que apenas foram feitas obras pequenas de manutenção. A estrutura e a cobertura deste edifício não foram intervencionadas. Tem apenas piso térreo, não sendo notória a presença de humidade no terreno. A anomalia é detectada apenas na parte superior de uma das paredes e em uma parte da laje (Figura 4.15). A parede onde é detectada a anomalia é divisória, constituída por um pano de alvenaria de tijolo e por uma argamassa cimentícia e a laje é constituída por vigotas de betão e por tijoleiras, não estando exposta directamente às condições meteorológicas pois está protegida por uma cobertura tradicional em telha. Figura Anomalia detectada Caso de estudo III O presente caso de estudo é referente a um edifício de habitação situado na cidade de Lisboa, na zona do Intendente. Trata-se de um edifício da época de 1900 já com um elevado valor histórico. O edifício tem quatro pisos elevados sendo o caso de estudo referente a uma parede no piso térreo (Figura 4.16). 56

75 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Fachada do edifício referente ao caso de estudo Apesar de se encontrar num ambiente de exposição urbano, este factor não influencia a anomalia pois esta situa-se na face interior de uma parede contígua ao edifício adjacente (Figura 4.17). Figura Parede afectada pela presença de sais Embora a anomalia esteja situada num piso térreo é notória a presença de humidade. Segundo o utilizador do espaço, o edifício contíguo tem um terraço à altura da laje entre o piso térreo e o primeiro piso do edifício afectado, podendo ser uma das causas para a presença de humidade o mau isolamento e encaminhamento de águas. Em 2004, a parede em questão foi intervencionada não sendo conhecidos os detalhes desta intervenção. Na realidade, tal como em muitos casos, o problema não foi resolvido mas sim disfarçado. No inverno seguinte, voltaram a formar-se eflorescências, tomando cada vez dimensões maiores com o passar do tempo. Durante o inverno, este problema agrava-se, o empolamento da tinta e a presença de eflorescências fofas toma proporções maiores sendo 57

76 Capítulo 4 - Trabalho de campo toda a parede atingida. No entanto, esta situação só é verificada na parede desta divisão já que, o resto da habitação não apresenta quaisquer indícios da presença de eflorescências ou de humidades. Trata-se portanto de um caso pontual no edifício Caso de estudo IV O presente caso de estudo é referente a uma anomalia localizada numa parede do Museu do pavilhão de Minas, situado no Instituto Superior Técnico. Trata-se de um edifício com alguma idade, inaugurado em 1936, com uma estrutura porticada em betão armado, inovadora para a época em questão. O edifício apresenta 4 pisos elevados localizando-se a anomalia em questão no piso dois referente ao museu. Esta anomalia conduz a uma avançada degradação da parede, manifestada por descasque da tinta e empolamentos (Figura 4.18). Figura Aspecto da anomalia Em alguns locais da parede, o reboco encontra-se bastante degradado estando a anomalia presente ao longo de toda a parede. Segundo um utilizador do espaço, em função das condições meteorológicas, existe uma variação da gravidade do problema. Em anos mais chuvosos e húmidos, os empolamentos e a formação de eflorescências são mais visíveis. Como se trata de uma situação presente há bastante tempo, as constantes cristalização / recristalização e hidratação / desidratação levaram a que em alguns locais o reboco se tenha destacado, acabando por cair. 58

77 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Caso de estudo V O caso de estudo IV está localizado no edifício do departamento de química no piso um, situado no Instituto Superior Técnico em Lisboa. Trata-se de um edifício inaugurado no ano 2000, composto por duas partes, a principal com uma estrutura metálica e outra, onde está localizada a anomalia, com uma estrutura em betão armado. A anomalia está situada na face interior de uma fachada do edifício (Figura 4.19) e foi detectada por observação visual. Figura Foto do local onde foi detectada a anomalia A fachada encontra-se protegida por um revestimento cerâmico, tendo sido observado um desprendimento de alguns desses azulejos (Figura 4.20). Este facto pode não ser alheio à ocorrência de eflorescências pois pode permitir uma mais fácil absorção da água proveniente das chuvas. Figura Desprendimento de azulejos na fachada exterior do edifício No decorrer da dissertação, os azulejos em falta foram repostos embora não tenha sido removidas as eflorescências. 59

78 Capítulo 4 - Trabalho de campo Apesar de ser uma anomalia localizada, encontra-se em dois materiais distintos: no reboco provocando bolhas e empolamentos da tinta (Figura 4.21) e no revestimento de pedra provocando descasque e fendilhação do revestimento (Figura 4.22). Figura Eflorescência presente no reboco Figura Eflorescência presente no revestimento pétreo Caso de estudo VI O presente caso de estudo situa-se no pavilhão central do Instituto Superior Técnico. Trata-se de um edifício inaugurado no ano lectivo de 1936/37, sendo uma construção bastante inovadora para a época. A anomalia foi detectada por simples análise visual, sendo posteriormente feita uma análise sensorial e retiradas amostras. Ao longo do corredor do piso -1 do pavilhão central, encontram-se várias zonas afectadas (Figura 4.23). As paredes atingidas por este fenómeno estão em contacto com um pátio interior, pertencente ao pavilhão. Este pátio tem o seu revestimento coberto por betão betuminoso, sendo nesse caso difícil a infiltração das águas pluviais pelo solo, o que pode ser uma causa para a ocorrência das eflorescências. Figura Restantes locais afectados A zona que foi analisada encontra-se bastante afectada, sendo visível um descasque e empolamento na tinta. O estuque também se encontra desagregado (Figura 4.24). 60

79 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Fotos da anomalia De modo a poder ser feita a comparação da anomalia em diferentes períodos do ano, foram retiradas algumas fotografias no dia 30 de Janeiro de 2011 precisamente 5 meses antes da recolha da amostra. Naquela altura do ano, as condições meteorológicas eram de chuva abundante, o que provoca a hidratação das eflorescências (Figura 4.25). Figura Eflorescência hidratada em Janeiro de Caso de estudo VII Este caso de estudo é referente a uma anomalia localizada numa parede no interior do edifício do laboratório de análises químicas, localizado no Instituto Superior Técnico. Trata-se do mesmo edifício do caso de estudo V, embora a anomalia esteja localizada no piso 4. Pelo que foi dado a conhecer, através das pessoas presentes no edifício, a anomalia apresenta alguma evolução, embora esta esteja perfeitamente delimitada apenas à parede em causa (Figura 4.26). 61

80 Capítulo 4 - Trabalho de campo Figura Localização de toda a anomalia presente na parede São visíveis empolamentos da tinta (Figura 4.27) e, após pequena recolha do material no interior, foi possível observar a presença de um sal branco. Figura Pormenor da formação de bolhas e empolamentos da pintura da parede Caso de estudo VIII O caso de estudo VIII está localizado na biblioteca do DECivil, no IST. Trata-se de um edifício com 18 anos de existência apresentando em alguns locais um elevado estado de degradação. O pilar onde se encontra a anomalia é formado por um conjunto de dois pilares com uma junta na sua ligação. Esta apresenta fendilhação sendo também nesse local visível a presença de empolamentos na tinta. A anomalia encontra-se visível apenas numa das faces de um pilar (Figura 4.28). Segundo um utilizador do espaço em dias chuvosos, neste local ocorrem escorrências. A ocorrência de precipitação dentro do pavilhão dá-se em outros locais podendo ser observada a presença de eflorescências. 62

81 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Pilar afectado pela presença de sais Caso de estudo IX O caso de estudo IX encontra-se localizado numa aldeia pertencente ao concelho de Torres Novas. Esta anomalia encontra-se localizada perto do caso de estudo II, embora apresente características diferentes e, como tal, foi enquadrada em outro caso de estudo. A anomalia é referente a uma parede em pedra reabilitada recentemente em que foi retirado todo o reboco que cobria a alvenaria e cheias as juntas entre as pedras com uma argamassa cimentícia (Figura 4.29). Figura Foto da parede onde foi detectado a anomalia 63

82 Capítulo 4 - Trabalho de campo A parede apenas apresenta sinais evidentes da presença de sais num dos cantos, estando a restante parede em perfeito estado de conservação. No local, é notório que as pedras nesse local estão a desintegrar-se Caso de estudo X O presente caso de estudo está localizado numa zona histórica da cidade de Lisboa, mais precisamente na zona da Lapa. Trata-se de um edifico com aproximadamente 150 anos de existência com 3 pisos, estando a habitação a inspeccionar localizada no piso térreo (Figura 4.30). Figura Foto do edifício relativo ao caso de estudo Embora o edifício exteriormente se encontre com alguns sinais de degradação, a habitação analisada foi remodelada durante o ano de No decorrer das obras, sendo visível que algumas paredes apresentavam bastantes problemas com humidades, foram colocadas paredes adicionais em gesso cartonado com uma caixa-de-ar entre as paredes originais. Durante a inspecção ao edifício, foram localizadas duas zonas que apresentavam sinais de degradação associados à presença de sais. Na entrada do edifício e em uma parede da habitação. Foram retiradas 4 amostras distintas, 2 na entrada do edifício, de estuque que se encontra destacado e outra de sal que foi possível recolher abaixo da camada de tinta e de estuque (Figura 4.31). As restantes amostras foram recolhidas na face exterior (Figura 4.32) e interior (Figura 4.33) de uma parede do quarto da habitação, sendo a primeira composta por pó e argamassa desagregada e a segunda amostra por fibras de gesso cartonado e por a eflorescência. 64

83 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Local de recolha da amostra de estuque e sal na entrada do edifício Figura Local da recolha da amostra de pó Figura Local da recolha da amostra no painel de gesso cartonado 4.5. Ficha de inspecção tipo A ficha de inspecção é um importante instrumento de apoio ao trabalho de campo, pois permite o registo de toda a informação de forma detalhada, do mesmo modo que possibilita seguir a metodologia de diagnóstico prevista na campanha experimental. Para que tal fosse possível, foi elaborada uma ficha de ensaio em que se inseriu, ao longo da inspecção, toda a informação relevante. Tal como é apresentado, as fichas de inspecções dividem-se em vários campos. Na primeira parte da ficha, encontram-se os campos I, II e III que correspondem à identificação da ficha a analisar, seguindo-se o campo que corresponde à caracterização geral do edifício e, por último, o campo III onde são mencionadas as condições ambientais em que o edifício se encontra, o tipo de solo, a presença de humidade e vegetação no terreno e se foram realizadas intervenções anteriores que possam estar associadas à formação da anomalia em questão. Este tipo de informações serve como um despiste inicial a certos factores que podem estar ligados à formação de eflorescências. A Figura 4.34 representa a primeira parte da ficha de inspecção tipo, onde são apresentados os campos I, II e III. Na segunda parte da ficha de inspecção, são apresentados os campos IV V e VI onde são descritas as características principais da anomalia em questão. Estas características são compostas pela avaliação do tipo revestimento e substrato onde a anomalia está localizada. Nesta parte da ficha, é colocada uma foto da anomalia de modo a ser identificável numa futura visita ao local (Figura 4.35). 65

84 Capítulo 4 - Trabalho de campo Campo I - Identificação da ficha de inspecção Campo II - Recolha das características principais da parede a inspeccionar Campo III - Campo de registo das condições ambientais, tipo de terreno Figura Elementos a registar na ficha de inspecção (página 1 / 4) Definida a localização da anomalia, é preenchido o campo V ou VI referente a anomalias no interior de uma parede ou, se a anomalia estiver localizada na fachada, deve ser preenchido o campo correspondente VI. Estes campos encontram-se separados devido ao facto de estes tipos de localização de anomalias estarem normalmente associados a causas diferentes, o que justifica a diferenciação. Na terceira parte da ficha de inspecção, são apresentados a continuação do campo VI e os campos VII, VIII e IX (Figura 4.36). 66

85 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Campo IV - Características principais da anomalia detectada e sua localização Campo V - Campo a ser preenchido se a anomalia foi detectada no interior de um edifício Campo VI - Se a anomalia se localizar numa fachada, este campo pretende identificar as zonas afectadas Figura Elementos a registar na ficha de inspecção (página 2 / 4) O campo VII corresponde à análise sensorial efectuada na anomalia, sendo o campo VIII correspondente à análise através das fitas colorimétricas, do kit de campo e do medidor de ph, condutividade e TDS. Os resultados destas análises são registados em quadros. Se foram analisadas várias amostras, os resultados devem ser separados sendo necessário identificar a que amostra correspondem. Se, através destes sistemas de avaliação, for detectado com clareza o tipo de eflorescência presente, a análise termina, procedendo-se a uma conclusão final. Por outro lado, se a avaliação atrás descrita não for conclusiva, procede-se a uma avaliação das amostras recolhidas em laboratório, através da análise DRX, EFRX e FTIR. Este tipo de técnicas 67

86 Capítulo 4 - Trabalho de campo apresenta um elevado grau de fiabilidade devendo os resultados ser preenchidos na parte final do campo VIII. Campo VI - Se a anomalia se localizar numa fachada, este campo pretende localizar as zonas afectadas Campo VII - Registo da análise sensorial efectuada no local Campo VIII - Registo dos resultados obtidos para cada amostra relativos à análise in-situ e em laboratório Figura Elementos a registar na ficha de inspecção (página 3 / 4) Estas técnicas são em alguns casos complementares entre si, mas na maioria das vezes é combinada a análise DRX com a EFRX ou a análise FTIR com a EFRX. Após serem efectuadas estas análises, é complementada a informação com o resultado das técnicas de análise sensorial e in-situ e elaborado um relatório sobre o tipo de eflorescência que afecta o paramento, sendo em alguns casos identificada a causa para a ocorrência deste tipo de anomalia. Esta informação é relatada no campo IX (Figura 4.37). 68

87 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Campo VIII - Registo dos resultados obtidos para cada amostra relativos à análise in-situ e em laboratório Campo IX - Conclusão do tipo de eflorescência que afecta a zona Figura Elementos a registar na ficha de inspecção (página 4 / 4) 4.6. Conclusões do capítulo Neste capítulo, foi caracterizado o trabalho experimental realizado, sendo focado o planeamento e a execução. Foram analisados vários casos de estudo de modo a ter um leque de situações que possam identificar vários problemas associados à presença de sais em paramentos. O estudo focou-se essencialmente em paredes interiores com argamassas de revestimento com diferentes idades, características, estado de degradação e tipos de exposição. A avaliação recorreu a diversas técnicas de análise sensorial, in-situ e de laboratório. Em relação à análise sensorial, com o passar do tempo e do número de observações, este tipo de análise foi gradualmente aumentando o nível de sensibilidade podendo numa fase mais avançada avaliar de forma mais exacta as situações encontradas. Na análise in-situ, os principais meios de avaliação foram as fitas colorimétricas e o kit de campo, podendo ser complementadas estas técnicas com o medidor de ph condutividade e 69

88 Capítulo 4 - Trabalho de campo TDS. Estes ensaios foram efectuados com base nas directivas propostas pelos fabricantes e adaptadas em alguns casos. As técnicas de análise de laboratório permitiram avaliar de forma mais segura as amostras recolhidas, facultando uma quantidade de informação bastante relevante. Estava inicialmente previsto estas técnicas só serem utilizadas nas situações em que os resultados fornecidos pelas técnicas de análise sensorial e in-situ conferissem dúvidas mas, dado o elevado grau de informação que fornecem, foram utilizadas em toda a campanha experimental. Toda a informação recolhida foi registada em fichas de inspecção, elaboradas para esse efeito, de modo a sistematizar e organizar a informação recolhida. Através das técnicas de análise in-situ, foram realizadas 116 análises e 35 pelas técnicas de análise em laboratório. Estas análises correspondem a 10 casos de estudo distintos em que foram recolhidas 17 amostras. Foi também feita a calibração do kit de campo e das fitas colorimétricas sendo nestes casos efectuadas 32 medições. No geral, a campanha experimental permitiu analisar um conjunto de situações, em condições variáveis, o que permitirá inferir sobre a sensibilidade e utilidade das técnicas aplicadas na avaliação da presença de sais em paramentos. Foi produzida uma grande quantidade de informação útil, que interessa analisar e discutir, o que é feito no capítulo seguinte. 70

89 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos 5. Apresentação e discussão dos resultados 5.1. Considerações gerais A campanha experimental descrita no capítulo anterior permitiu analisar um conjunto de situações com diferentes características e condições, levando à recolha de um significativo volume de informação relevante. Os respectivos resultados são apresentados, sintetizados e discutidos no presente capítulo. As técnicas de avaliação que vão permitir o estudo das eflorescências são: a análise sensorial, que como referido recorre aos sentidos do corpo humano como a visão, sabor, tacto, audição e olfacto; as técnicas de análise in-situ, compostas pelas fitas colorimétricas e o kit de campo e, por último, as técnicas de laboratório, formadas pela EFRX (espectrometria de fluorescência de raios X), DRX (difracção de raios X) e FTIR (espectroscopia de absorção de raios infravermelhos). Os principais objectivos deste capítulo são: avaliar a potencialidade e a fiabilidade das técnicas de análise sensorial, in-situ e de laboratório utilizadas na análise dos casos de estudo; aplicar a metodologia de inspecção proposta para a avaliação de eflorescências e outros compostos salinos assim como as respectivas causas. 71

90 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras 5.2. Resultados da calibração do kit de campo e das fitas colorimétricas No decorrer da campanha experimental, foram executados testes, de modo a aferir a fiabilidade das fitas colorimétricas e do kit de campo. Sabendo o valor esperado da concentração para as várias soluções padrão preparadas, obtiveram-se os resultados apresentados no Quadro 5.1. Quadro Resultado das análises efectuadas com as soluções padrão Valor esperado (mg/l) Fitas (mg/l) Kit com reagentes fora do prazo de validade (mg/l) Kit com reagentes novos (mg/l) Solução de iões sulfatos Solução de iões cloretos Solução de iões nitratos 400 ± 20 > ; > ; 436; ± 75 > ; ; 1680; ± 10 [0, 500] 310; ; ± 40 [500; 1000] 760; ; ±2,5 [25; 50] 10; 13,2 9,3; 10,8 100 ± ; ; 124 Conforme verificado no Quadro 5.1, foram efectuados vários testes à validade das fitas colorimétricas e ao kit de campo. Na fase inicial, foram medidas as concentrações das soluções padrão recorrendo às fitas. Tal como exposto no caso dos iões sulfato, os valores apresentam coerência para uma concentração de 400 mg/l, o resultado expectável seria uma gama de concentração > 400 mg/l, tal como foi verificado, pois a escala abaixo é de < 200 e acima de > 800. No caso da concentração de 1500 mg/l de iões sulfato, o resultado mais expectável também corresponde àquele que foi observado, pois a gama abaixo é de > 800 e a gama acima de > Nos iões cloreto, os resultados também estão enquadrados com os valores esperados. As fitas colorimétricas para concentrações baixas, em iões cloretos, apresentam um grande intervalo de valores. Na solução com concentração de 200 mg/l, o resultado observado está na gama de valores [0, 500] e, para a concentração de 800 mg/l, o resultado também está enquadrado [500;1000]. Tal como acontece para os restantes iões, as medições efectuadas pelas fitas às soluções padrão de nitratos apresentam valores de acordo com o esperado. Conclui-se que a utilização das fitas colorimétricas conduz a resultados de acordo com o esperado, sendo garantida de certa forma a fiabilidade do método. Este recorre a uma análise colorimétrica visual por parte do utilizador, que está sempre associada a um erro que vai 72

91 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos diminuindo à medida que a experiência aumenta. Este método pode ser utilizado como meio auxiliar para determinação de sais e não é recomendável que seja o único utilizado para avaliar a presença de sais. A situação deve-se ao facto de as gamas de concentração terem um grande intervalo, não sendo possível distinguir uma eflorescência com 100 e 400 mg/l de iões cloreto, por exemplo. Nos testes efectuados recorrendo ao kit de campo, os resultados não foram tão bons. Este facto deve-se, provavelmente, ao facto de os reagentes utilizados na realização das análises estarem fora do prazo de validade há algum tempo. Como tal, foram realizados testes adicionais utilizando reagentes novos. Como se tratavam de soluções padrão, em alguns casos, com concentrações elevadas dos vários iões, foi necessário para se proceder à análise realizar a uma diluição da solução, sendo que este facto provoca necessariamente erros adicionais, tal como Flores-Colen (2009) referiu no seu trabalho. Relativamente à solução padrão de iões sulfatos com concentração de 400 mg/l, os resultados das medições com os reagentes fora do prazo de validade foram dispersos, não sendo necessário proceder à diluição da solução. No caso da concentração de 1500 mg/l de iões sulfatos, os resultados foram também dispersos, não se aproximando em nenhum caso dos resultados esperados. Na solução, foi necessário proceder a uma diluição de 1:10 com água destilada, pois o aparelho tem uma gama de medições até um máximo de 500 mg/l de iões sulfatos. Com a utilização de novos reagentes, os testes às soluções padrão foram repetidos, tendo sido apresentados resultados mais próximos do esperado. Na solução de 400 mg/l com um erro de 20, dois dos resultados encontram-se dentro da margem de erro, enquanto que o terceiro resultado de 436, está um pouco mais longe do valor esperado. Na análise da solução padrão com concentração de mg/l, com os novos reagentes obteve-se resultados um pouco superiores ao esperado. Tal como referido, neste caso foi necessário proceder a uma diluição desta solução, provocando erros adicionais. Comparando com os resultados obtidos por Flores-Colen (2009) no caso das soluções de sulfato, obtiveram-se bons resultados, provando que o kit tem uma boa fiabilidade para concentrações baixas. Nas soluções de elevada concentração, os resultados foram um pouco acima do expectável, embora da mesma ordem de grandeza. Nas suas análises às soluções padrão de iões sulfato, esta autora verificou que os resultados apresentam uma incerteza máxima de mg/l. Devem ser realizadas várias medições à mesma amostra, utilizando como valor a média dos resultados. Esta situação torna-se mais importante no caso das soluções de gama baixa (até 60 mg/l) e alta (mais de 300 mg/l). Se previamente forem realizadas diluições, devem existir métodos complementares de análise (insitu ou em laboratório). 73

92 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras As soluções padrão de iões cloretos apresentam uma concentração de cloretos acima do nível de medição do aparelho, máximo de 100 mg/l, pelo que foi necessário proceder à diluição de 1:10 nas várias análises com os reagentes fora do prazo. Na solução padrão de 200 mg/l de cloretos, os resultados obtidos com os mesmos reagentes, foram claramente superiores ao esperado, embora sejam relativamente aproximados entre si. Na solução de 800 mg/l, os resultados das medições já se encontram mais próximos do esperado. Os novos testes efectuados às soluções padrão de cloretos, com novos reagentes produziram resultados expectáveis, estando estes dentro da margem de erro admitida para as duas soluções. Desta forma, é garantida a fiabilidade do kit na análise aos iões cloretos. Flores-Colen (2009) realizou teste de aferição ao kit de campo através de soluções padrão de iões cloreto. Os testes revelam resultados fiáveis para gamas de concentração acima de 10 mg/l, com um grau de incerteza mg/l. Efectuando-se diluições, o erro pode aumentar bruscamente, sendo aconselhável a averiguação dos resultados com a utilização de métodos complementares. Ao contrário das soluções padrão de iões sulfatos e cloretos, na solução referente aos iões nitrato os resultados não estavam de acordo com o esperado. Para a concentração de 50 mg/l, o kit apresentou resultados relativamente mais baixos, cerca de 5 vezes menores, pelo que foi repetida a medição com reagentes novos, obtendo-se resultados da mesma ordem de valor. Desta forma, como foram obtidos valores da concentração através do kit de campo, com os reagentes novos e os reagentes fora do prazo de validade, considera-se que a solução padrão de nitratos com a concentração de 50 mg/l se encontra mal formulada, ou na preparação desta ocorreu algum erro. A situação pode também ser explicada pelo facto de o nitrato de alumínio hidratado (Al(NO 3 ) 3.9H 2 O) utilizado na formulação da solução ser composto por 9 moléculas de água de acordo com a informação escrita no frasco, mas na realidade este sal pode conter mais moléculas de água pelo simples facto de o frasco ter já sido aberto diversas vezes, podendo a humidade presente no ar, hidratar o sal. Outra possível explicação para a situação ocorrida pode ter passado pela introdução de erros na formulação da solução. Na solução com concentração de 100 mg/l, na primeira análise com os reagentes existentes, os resultados foram 18 e 25 mg/l. Os testes foram repetidos, dando resultados da mesma ordem de grandeza. Aquando da chegada dos novos reagentes, os testes às soluções padrão foram repetidos apresentando os resultados de 122 e 124 mg/l. Nesta análise, foi necessário recorrer a uma diluição (1:10) pois o kit só mede concentrações até 100 mg/l. Esta diluição pode ter implicado erros adicionais, considerando-se que o kit de campo apresenta também alguma fiabilidade na análise de iões nitrato. Na avaliação feita pela autora referida, nas soluções padrão de iões nitratos é aconselhável fazer várias medições para a mesma amostra e utilizar a média dos resultados. A incerteza de 74

93 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos cada resultado pode atingir um máximo de mg/l, sendo que a análise para gamas mais baixas (até 20 mg/l) deve ser cuidadosa devido à imprecisão de resultados. Sempre que forem feitas diluições, devem ser realizadas análises complementares. Numa fase inicial da campanha experimental, foram realizados análises através do kit de campo, em que os reagentes utilizados se encontravam fora do prazo de validade. Em alguns casos, obteve-se resultados diferentes do esperado, razão pela qual foram encomendados novos reagentes e repetidos os testes efectuados anteriormente, sempre que se considerou necessário. Nos quadros relativos aos testes efectuados com o kit de campo, são apresentados os resultados das análises com os reagentes existentes e com os novos. Sempre que a análise for efectuada com os novos reagentes, essa situação é referida nos quadros correspondentes Casos de estudo Ao longo do subcapítulo 5.3., são apresentados e discutidos os 151 resultados das análises insitu e em laboratório. Com o kit de campo e as fitas colorimétricas foram realizadas 116 análises e 35 através da EFRX, da FTIR e da DRX. Estas análises foram realizadas em 17 amostras de 10 casos de estudo distintos. As amostras foram recolhidas de vários sistemas de revestimentos, nomeadamente do reboco, de estuque, de revestimento em pedra e de tijolo Caso de estudo I Na entrevista com o proprietário da habitação, onde foram efectuadas as colheitas das amostras em estudo, foi revelado que, no ano de 2002, tinham sido realizadas obras de reabilitação da habitação de dois pisos. Aproximadamente três anos depois, foi notada a presença de eflorescências. Este tipo de manifestação só é visível em uma das paredes interiores da habitação. Confirma-se então a presença de uma anomalia localizada (Figura 5.1). Figura Foto geral da anomalia detectada no caso de estudo I 75

94 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras No decorrer das obras de reabilitação, foram feitas aberturas nas paredes para se proceder à execução de janelas. Verifica-se a redução da espessura das paredes, as quais originalmente tinham uma espessura considerável. Esta alteração pode não ter sido realizada da forma mais correcta, uma vez que possivelmente essas zonas não foram isoladas com o material adequado. Após ser detectada a anomalia, foi preenchida uma ficha de inspecção, em conjunto com o utilizador do espaço, examinando os aspectos gerais do edifício e da anomalia em questão. Foram tiradas várias fotos e recolhidas duas amostras, uma referente à eflorescência fofa (Figura 5.2) e outra do reboco afectado pela presença de sais (Figura 5.3). Figura Local de recolha da amostra 1 Figura Local de recolha da amostra 2 No local, foi realizada uma análise sensorial, em que não foi detectada a presença de um cheiro característico. Verificou-se que a eflorescência tem uma textura fofa, exibindo uma cor branca. Esta situação é mais visível pois o sal deve estar numa fase hidratada, apresentando mais volume. Através do tacto, não foi detectada a presença de humidade mas, pelo estado de podridão do rodapé, é plausível a presença de humidade no local onde é detectada a anomalia. Com as amostras recolhidas, foi analisada a presença de iões cloretos, nitratos e sulfatos através das fitas colorimétricas e do kit de campo. Os resultados são apresentados nos Quadros 5.2 e 5.3. Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 1 (eflorescência fofa) Amostra 1 - eflorescência fofa Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo (mg/kg) 267, Após ser feita a análise sensorial, não foi possível distinguir o tipo de sal presente na parede, pelo que foram realizados testes através do kit e das fitas. Estes testes, tal como é indicado 76

95 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos nos quadros, mostram uma quantidade elevada de iões sulfato, seguida de uma menor quantidade de iões nitrato e ainda menor de iões cloreto. Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 2 (reboco) Amostra 2 - reboco Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo (mg/kg) Comparativamente à amostra 1, a amostra 2 foi analisada utilizando apenas 0,5 g. Esta situação implicou que os resultados necessitavam de ser multiplicados por 4 de forma a poderem ser comparados com a amostra 1. Embora não exista uma convergência total entre os resultados dos testes efectuados com as fitas e os com o kit, a partir destes testes conclui-se que os iões sulfato e nitrato na primeira amostra e os iões sulfato e cloreto na segunda amostra se encontram em maioria. Flores-Colen (2009) estabeleceu limites de concentração para os iões cloretos, nitratos e sulfatos para amostras de reboco. Apenas é possível comparar esses valores com os resultados da amostra 2 de reboco pois a amostra 1 é composta apenas pela eflorescência, originando maiores concentrações. No caso dos iões sulfato, o limite de > mg de ião por kg de argamassa é definido como uma concentração desfavorável. Para iões cloreto, o limite definido é > 300 mg/kg e de > 500 mg/kg para iões nitrato. Os testes efectuados à amostra 2 de reboco apresentam todos os resultados enquadrados nos limites máximos definidos pela mesma autora. Tal situação está de acordo com o esperado pois o paramento apresenta elevada degradação conforme observação visual. De forma a poderem ser confirmados os resultados obtidos através da análise com o kit de campo e das fitas colorimétricas, realizou-se ensaios complementares através da análise EFRX, FTIR e DRX. Os resultados são apresentados nos Quadros 5.4 e 5.5. Nos resultados obtidos através da análise EFRX, apenas são apresentados nos quadros os átomos que podem estar relacionados com a presença de eflorescências, excluindo-se destes os átomos que aparentemente façam parte da amostra, como por exemplo o titânio. Este átomo é encontrado na maioria das amostras analisadas, sendo excluído devido ao facto de ser um dos constituintes da tinta comum. 77

96 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX, FTIR e DRX da amostra 1 Amostra 1 - eflorescência (eflorescência fofa) Resultados obtidos EFRX Potássio (K) ++ Magnésio (Mg) + Enxofre (S) ++ Cálcio (Ca) + Sódio (Na) - FTIR DRX Legenda: Polialite K 2 Ca 2 Mg [SO 4] 4. 2H 2O Polialite Nitrato de K 2 Ca 2 Mg [SO 4] 4. potássio KNO 3 2H 2O Calcite CaCO 3 Nitrato de potássio KNO 3 Singenite Aftitalite K 2 Ca [SO 4] 2. Calcite CaCO 3 K 3 Na (SO 4) 2 2H 2O ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. Os resultados obtidos através dos testes em laboratório para a amostra 1 vieram confirmar a presença de substâncias ricas em iões sulfato e nitrato, adicionando também a calcite como um dos constituintes da amostra. Na análise EFRX da amostra 1, detectou-se grandes picos de intensidade de átomos de potássio. Esta técnica não permite identificar os átomos de azoto (N) que correspondem aos iões nitrato. Foi também detectado um elevado pico de átomos de enxofre em conformidade com a análise feita pelo kit e pelas fitas. Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX, FTIR e DRX da amostra 2 Amostra 2 - reboco (reboco) Resultados obtidos EFRX Potássio (K) - Magnésio (Mg) + Enxofre (S) ++ Cloro (Cl) - Cálcio (Ca) ++ FTIR DRX Legenda: Gesso Ca SO 4. 2H 2O Gesso Ca SO 4. 2H 2O Calcite CaCO 3 Nitrato de potássio KNO 3 Calcite CaCO 3 ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. Na amostra 1, foram detectadas através da análise DRX e FTIR várias substâncias em que o grupo sulfato era comum. A situação reflecte a facilidade com que os iões sulfato se agrupam a outros quando se encontram sob a forma de solução. As substâncias presentes nas amostras apresentam uma composição bastante complexa, sendo difícil de definir as origens da formação destes compostos. Sabe-se que a presença de compostos em que o ião sulfato entra na composição está muitas vezes ligada ao cimento portland, utilizado na formulação da argamassa Bianchin (1999) citando Uemoto (1984). 78

97 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos A análise EFRX efectuada à amostra 2 de reboco confirma os resultados dos testes efectuados pela análise com o kit e as fitas. Neste caso, verificou-se elevados picos de intensidade de reflexão de átomos de enxofre correspondentes ao ião sulfato e menores picos de intensidade de átomos de cloro que correspondem à menor concentração de iões cloretos verificadas nas análises in-situ (Figura 5.4). Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos átomos de cálcio, magnésio, cloro, potássio e enxofre da amostra 2 de reboco segundo a análise EFRX Na amostra 2, as substâncias encontradas pela análise DRX são o nitrato de potássio, a calcite e o gesso (Figura 5.5). O último composto é o único que não se encontra na composição da amostra 1. Tal facto deve-se à amostra 2 conter uma parte de estuque, enquanto que a amostra 1 é composta fundamentalmente pela eflorescência. No anexo V, apresenta-se um relatório tipo da análise com o difractómetro de raios X (DRX). Após ser analisada a amostra, o software apresenta um conjunto de compostos que se podem encontrar na amostra, devendo o utilizador realizar depois o tratamento desses resultados. Os picos de intensidade são um indicador da concentração de cada mineral na amostra. No entanto, não é possível obter indicadores absolutos, pois cada mineral responde de forma diferente à DRX, pelo que, o facto de se obter maior percentagem de um mineral não significa que a amostra tenha mais quantidade desse mineral, mas sim apenas que esse mineral apresenta reflexões mais intensas do que os restantes, quando submetido à difracção de raios X. Foram utilizadas duas técnicas de laboratório para a identificação dos compostos, devido ao facto de a análise DRX se encontrar em manutenção durante um período da campanha 79

98 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras experimental. Este facto levou a ser feita a análise FTIR, que inicialmente não estava prevista. As duas técnicas apresentam algumas semelhanças, pois ambas identificam os compostos presentes nas amostras, no entanto a análise FTIR identifica compostos cristalinos e amorfos. No anexo VII, é apresentado um exemplo de um gráfico do espectro de uma amostra analisada pela FTIR. Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos compostos identificados na amostra 2 de reboco pela análise DRX Ao longo da campanha, foi notório que a análise DRX identifica mais compostos, comparativamente à análise FTIR. Tal pode dever-se ao facto de a base de dados utilizada na análise FTIR ser analisada pelo operador. Na análise DRX, existe uma base de dados dos compostos informatizada, devendo o operador fazer o tratamento de dados fornecidos pelo software. A partir da informação obtida através das técnicas de análise in-situ, é possível identificar o/os grupo/s a que a eflorescência pertence. As técnicas de laboratório são um meio de confirmar os resultados obtidos através das técnicas de análise in-situ, acrescentando informação sobre que substâncias em concreto se encontram nas amostras. A recolha de duas amostras distintas veio confirmar, através das análises efectuadas às mesmas, que a recolha de uma eflorescência pura torna a análise mais fácil e correcta. Na análise através das técnicas in-situ, a concentração dos iões é maior, sendo assim patente que ião ou iões se encontram em maioria na amostra. A vantagem desta recolha diferenciada torna-se ainda mais clara nas análises em laboratório. Tal como referido nos capítulos anteriores, se apenas for recolhida uma amostra de reboco degradado, as análises podem esconder os sais que provocam o mecanismo de degradação, 80

99 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos apresentando por vezes apenas os constituintes do reboco. Sempre que for visível a formação de eflorescências, deve ser recolhida uma amostra destas. Em muitos casos, a origem das substâncias ricas em iões nitrato deve-se a ascensão capilar, de águas provenientes do solo contaminadas com dejectos de animais ou com adubos fertilizantes (Freitas, 1992). Esta situação não é plausível neste caso, porque a eflorescência está localizada na parede do primeiro andar, não sendo observado qualquer tipo de contaminação abaixo do local onde foram recolhidas as amostras. Assim, a presença de compostos ricos em iões nitrato pode estar relacionada com o facto de a argamassa para as obras de reabilitação ter sido produzida no local, sem o melhor acondicionamento da areia. Segundo o proprietário, esta já se encontrava a algum tempo no local. A situação pode levar a que existam dejectos de animais a contaminarem partes da areia. No presente caso de estudo, comparando a análise DRX efectuada às duas amostras, verificase que a amostra de eflorescência pura apresenta mais quatro substâncias do que a amostra de reboco. Esta situação reflecte a necessidade das amostras serem recolhidas sempre que possível em estado puro. Embora a análise DRX apresente um elevado rigor, se forem recolhidas amostras de reboco contaminado e de sal, em alguns casos o sal não é detectado na análise pois encontra-se em minoria em relação ao reboco. Conclui-se, através das análises in-situ, que a eflorescência detectada é composta fundamentalmente por iões sulfato e nitrato. Pelas técnicas de laboratório, verifica-se que os compostos que compõem a eflorescência são o nitrato de potássio, a polialite, a singenite, a calcite e a aftitalite. Todas as substâncias à excepção do nitrato de potássio e da calcite são compostas pelo grupo sulfato que, ao se ligar com outros grupos, forma diversas formas de sais. Causas na anomalia As possíveis causas do aparecimento desta anomalia podem estar relacionadas com a utilização de cimento portland em elevado traço, na composição da argamassa utilizada no reboco. Paralelamente à causa descrita, é bastante provável que a argamassa de revestimento tenha na sua composição areia contaminada com dejectos de animais. Contudo, a infiltração de humidade na parede provocou que os sais presentes neste paramento pudessem aflorar à superfície provocando o fenómeno eflorescências. Eliminação das causas e reparação da anomalia Remoção de todo o reboco visivelmente afectado, assim como a área circundante. Verificar se a alvenaria também se encontra afectada pela presença de sais. Se tal acontecer, deverá ser 81

100 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras feita a reposição do volume afectado e, em último caso, substituir pontualmente os tijolos mais afectados. Deve ser também aplicada uma nova camada de reboco, com uma menor percentagem de cimento portland, devendo-se ter cuidado na escolha dos materiais utilizados na formulação da nova argamassa. O reboco utilizado na reparação da parede deverá permitir a acumulação de sais no seu interior, sendo composto no mínimo por duas camadas: a interior, com elevado número de macro poros e a exterior, que impeça a passagem da água em fase líquida mas facilite a passagem de vapor (Gonçalves e Rodrigues, 2005). A parede deverá ser pintada com uma tinta que permita a passagem de vapor de água sem sofrer danos Caso de estudo II Após a descrição feita por parte dos utilizadores do espaço, foi relatado que a anomalia começou a ser visível há cinco anos, evoluindo o seu estado de forma linear. O espaço era utilizado como armazenamento de produtos que continham cloreto de sódio, mais conhecido como sal de cozinha. A situação pode estar relacionada com a causa da anomalia detectada. Segundo Barros (2001), os sais cristalizam de forma diferente. Assim, atendendo à situação, é de supor que se pode estar na presença de eflorescências compostas fundamentalmente por iões cloretos ou nitratos, visto que são mais solúveis e higroscópicos. Sabe-se que, em geral, sais compostos fundamentalmente por iões carbonatos e sulfatos têm maior dificuldade em migrar até alturas superiores, por comparação com os cloretos e nitratos. Através da análise sensorial, não foi possível detectar a cor, o sabor ou o cheiro dos sais. Apenas foi possível verificar que tanto o reboco como as tijoleiras estavam a desintegrar-se, apresentando um elevado estado de degradação, sendo possível com uma leve raspagem retirar qualquer destes materiais. Depois da análise sensorial, procedeu-se à recolha de três amostras distintas, de modo a poder ser feita uma análise mais rigorosa. A primeira amostra foi retirada das abobadilhas (Figura 5.6) e a segunda do reboco (Figura 5.7) que cobre a laje de vigotas com abobadilhas cerâmicas. As amostras foram recolhidas através de uma raspagem, etiquetadas e conservadas em sacos fechados de modo a preservar a sua conservação. 82

101 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Local de recolha da amostra 1 Figura Local de recolha da amostra 2 As amostras foram analisadas recorrendo ao kit de campo e às fitas colorimétricas. Os resultados apresentados encontram-se nos Quadros 5.6 e 5.7. Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 1 (tijolo) Amostra 1 - tijoleira Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) < Kit de campo (mg/kg) > Nova análise com fitas colorimétricas (mg/kg) Kit de campo com reagentes novos (mg/kg) < ; < 1 000; < ; No presente caso, foram efectuadas análises às duas amostras através do kit e das fitas. Relativamente à amostra 1, composta por pedaços de tijoleira degradada, os resultados apresentados foram esclarecedores, mostrando uma elevada concentração de iões cloretos, tal como era esperado, e menores concentrações de iões nitrato e sulfato. Em relação à presença de cloretos, a utilização das fitas colorimétricas para detecção destes iões apresenta uma primeira gama de concentração bastante abrangente (0 a 500 mg/l que correspondem a 0 a mg/kg). Só para uma concentração muito elevada, como é o caso, é detectada a presença destes iões. Na introdução ao caso em estudo, foi relatado que o local onde foram recolhidas as amostras foi durante anos um local de armazenamento de produtos de salga Esta situação deve estar relacionada com a presença de iões cloretos, já que estes iões fazem parte da constituição do cloreto de sódio. Numa primeira análise à presença de iões sulfato, os resultados obtidos a partir do kit e das fitas não correspondiam, sendo depois realizados testes com os reagentes novos determinando uma baixa concentração destes iões. 83

102 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 2 (reboco) Amostra 2 - reboco Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > [500, 1250] Kit de campo (mg/kg) > 7000 > Na amostra 2, correspondente a uma porção de reboco degradado, foi encontrada uma elevada concentração de iões cloretos e sulfatos, não existindo uma convergência completa de resultados entre as fitas colorimétricas e o kit de campo, relacionada com a dificuldade das fitas colorimétricas em detectar a presença de iões cloretos com baixa concentração. Comparando com os limites de concentração para os vários iões definidos por Flores-Colen (2009) para as amostras de reboco, verifica-se que os iões cloreto e sulfato ultrapassam largamente o limite proposto como uma situação desfavorável. No caso dos iões nitrato, o limite máximo sugerido para uma situação desfavorável é > 500 mg/kg. Como foi identificada uma concentração de 550 mg/kg, é também ultrapassado esse limite. Esta análise mostra que são ultrapassados largamente os limites de concentração propostos e a anomalia encontra-se visivelmente em elevado estado de desenvolvimento. Foram realizadas análises em laboratório às amostras e os resultados são apresentados nos Quadros 5.8 e 5.9. Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra 1 (tijolo) Amostra 1 - Resultados obtidos tijolo EFRX Cloro (Cl) ++ Sódio (Na) ++ FTIR Sílica Calcite CaCO 3 DRX Halite Na Cl Legenda: ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. Recorrendo à análise FTIR, não foi possível identificar nenhuma substância ligada à presença de iões cloreto, como era de esperar, pois os modos de vibração que as moléculas de cloreto de sódio emitem não surgem na gama de leituras de infravermelhos estudada na análise FTIR. Devido a esta situação, foi então realizada uma análise DRX. Com este método, identificou-se com clareza a presença da halite, substância constituída por átomos de cloro e sódio. Assim, confirma-se que, através das técnicas de análise in-situ, esta estava correcta. Relativamente à 84

103 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos amostra de tijolo, as técnicas de laboratório confirmaram os resultados obtidos através do kit e das fitas. Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra 2 (reboco) Amostra 2 - Resultados obtidos reboco EFRX Cloro (Cl) + Sódio (Na) + Enxofre (S) + Cálcio (Ca) ++ FTIR Calcite CaCO 3 Legenda: DRX Gesso Ca SO 4. 2H 2O Calcite CaCO 3 Halite Na Cl ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. Na análise à amostra de tijolo através das técnicas de laboratório, é identificada uma elevada percentagem de átomos de cloro e sódio através da EFRX (Figura 5.8), em conformidade com as técnicas in-situ. Através desta técnica, foram também identificados átomos de ferro, magnésio, potássio, sílica e alumínio, sendo que estes átomos fazem parte da constituição normal do tijolo (Meira, 2001). Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos átomos de sódio e cloro segundo a análise EFRX da amostra de tijolo Na amostra de reboco, foram identificadas, através das técnicas de laboratório, substâncias relacionadas com a presença dos iões cloreto e sulfato, como é o caso da halite e do gesso. Através da EFRX, foi identificada uma elevada percentagem de átomos de cálcio e menores concentrações de átomos de cloro, sódio e enxofre. Apenas através da análise em laboratório das amostras, foi possível saber que compostos formados pelos grupos cloreto e sulfato se encontravam presentes na amostra. As técnicas de análise in-situ identificaram com clareza a elevada concentração de iões cloreto na amostra das abobadilhas. Na amostra de reboco, foram também identificadas elevadas concentrações de iões cloreto mas, nesta amostra, é de realçar a presença de iões sulfato 85

104 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras também com elevada concentração. Este caso de estudo comprova a fiabilidade do kit de campo e das fitas colorimétricas na avaliação da concentração de iões cloreto e sulfato. Conclui-se que as eflorescências que provocam a degradação nos materiais são, para as amostras de tijoleira e de reboco, compostas fundamentalmente por halite (cloreto de sódio). Na amostra de reboco, é notória a presença em menor quantidade de gesso e calcite. Causas na anomalia As causas do aparecimento desta anomalia estão relacionadas com a antiga utilização do espaço para armazenamento de produtos de salga. O cloreto de sódio, ao estar presente em grande concentração no reboco e no suporte, provocou uma degradação acelerada levando ao descasque destes elementos do paramento. Verificou-se que esta situação estava alastrada a todas as paredes e ao tecto da divisão. Eliminação das causas e reparação da anomalia Como se trata de um caso extremo de degradação, é aconselhável a remoção de todo o reboco e proceder à reposição dos volumes afectados na alvenaria. Sendo a laje constituída por vigotas pré-esforçadas e abobadilhas cerâmicas, profundamente contaminadas com a presença deste sal, pode-se recomendar que, posteriormente à remoção do reboco, seja verificado o estado das abobadilhas. Se for necessário, devem ser substituídas pontualmente. Tal como no caso de estudo anterior, recomenda-se a utilização de uma argamassa que permita a acumulação de sais, mantendo a integridade do reboco e da tinta Caso de estudo III Após a entrevista com o utilizador do espaço e o preenchimento dos dados gerais da ficha de inspecção, foi feita uma análise sensorial à anomalia. As eflorescências visíveis apresentam uma cor branca com uma textura fofa. Em alguns locais apenas é patente a presença de empolamentos, na tinta e no reboco (Figura 5.9), enquanto que noutros era evidente a presença de eflorescências com elevado volume semelhante a um conjunto de teias (Figura 5.10). As eflorescências apresentavam um sabor salgado e, através do toque, foi notória a existência de humidade. Em alguns sítios do paramento, é patente com um toque a presença de zonas ocas. Não foi detectada a presença de qualquer cheiro. 86

105 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Empolamento da tinta e reboco Figura Eflorescência fofa, no local de recolha da amostra 1 Depois de efectuada a análise sensorial, foram colhidas três amostras distintas, da eflorescência fofa (Figura 5.10), do reboco (Figura 5.11), e da tinta em conjunto com outros elementos (Figura 5.12). Este procedimento permite analisar isoladamente as três amostras, podendo ser avaliada de forma mais correcta o/os tipo/os de sais presentes no paramento. Figura Local de recolha da amostra 2 Figura 5.12 Local de recolha da amostra 3 As amostras recolhidas foram analisadas recorrendo ao kit de campo e às fitas colorimétricas. Os resultados são apresentados nos Quadros 5.10, 5.11 e Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 1 (eflorescência fofa) Amostra 1 - eflorescência fofa Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo (mg/kg) < Nova análise com fitas colorimétricas (mg/kg) Kit de campo com reagentes novos (mg/kg) - > < 200 >

106 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra 2 (reboco) Amostra 2 - reboco Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo (mg/kg) < 100 < Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da Amostra 3 - tinta, reboco e outros constituintes amostra 3 (tinta, reboco e outros constituintes) Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo (mg/kg) 875 > < 12,5 Após efectuados os testes recorrendo ao kit de campo e às fitas colorimétricas, verificou-se que a amostra 1 apresenta um elevado teor em iões sulfato > mg/kg e que a presença de iões cloreto e nitrato é somente residual, ou seja, < 200 e 250 mg/kg respectivamente. Como se tratava de uma amostra em estado puro, isto é, apenas foi recolhida e analisada a eflorescência fofa, não foi possível formular a solução com 2 g, tal como normalmente é feito. Assim, os resultados do kit e das fitas necessitaram de ser multiplicados por um factor correctivo, de modo a poderem ser comparados com as restantes amostras. Embora os resultados da análise com o kit para os iões cloreto e nitrato sejam de < 200 e 250 mg/kg respectivamente, considera-se que estes iões estão numa quantidade diminuta na amostra, pois, tal como referido, estes resultados foram multiplicados por um factor de diluição. Ao ser realizada a análise aos iões sulfato, foi necessário recorrer a uma diluição de 1:10 com água destilada. O procedimento, embora necessário para determinar a concentração, provoca erros adicionais. Após ser feita a diluição, procedeu-se à análise, estando o valor da concentração acima do máximo que o espectrofótometro permite ler. Optou-se por não se realizar mais uma diluição adicional, pois o resultado esperado seria composto por um somatório de erros acumulados, uma vez que já tinha sido verificado anteriormente um elevado teor em iões sulfato. As análises realizadas com o kit e as fitas determinaram que a eflorescência presente era composta por iões sulfato, faltando entender que tipo de sal era concretamente. Tal como referido no capítulo 2, as eflorescências mais comuns compostos por iões sulfato são (Bianchin, 1999, citando Uemoto, 1984): 88

107 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos sulfato de magnésio MgSO 4.n (H 2 O); sulfato de cálcio CaSO 4 2 (H 2 O); sulfato de sódio hidratado ou Mirabilite Na 2 SO 4.10 (H 2 O); sulfato de sódio ou tenardite Na 2 SO 4 ; sulfato de cálcio e potássio K 2 Ca [SO 4 ] 2. 2H 2 O; sulfato de potássio cálcio e magnésio K 2 Ca 2 Mg[SO 4 ] 4. 2H 2 O; sulfato de potássio e sódio K 3 Na (SO 4 ) 2. Nas amostras 2 e 3, os resultados obtidos através do kit e das fitas voltaram a destacar a presença de iões sulfato em dimensões consideráveis. Na amostra 2, o teste realizado com o kit aos iões sulfato não está de acordo com o teste feito pelas fitas. Neste caso, deve ser desprezado o resultado do kit, pois sabe-se que, recorrendo às técnicas de laboratório, a amostra apresenta elevada quantidade de substâncias ricas em sulfato. De uma maneira geral, verificou-se que os resultados dos testes efectuados com as fitas colorimétricas e o kit de campo estão em conformidade. Apenas nas análises realizadas ao ião cloreto esta situação não ocorre, pelo facto de as fitas apresentarem uma primeira gama de concentração bastante abrangente. Todas as amostras que apresentem uma concentração de iões cloreto inferior a mg/kg, os resultados dos testes efectuados com as fitas são de 0 mg/kg, pela razão explicada anteriormente. Comparando com os limites de concentração para os vários iões propostos por Flores-Colen (2009), na amostra 2 de reboco, apenas a concentração de iões sulfato se encontra em situação desfavorável, sendo portanto a elevada concentração deste ião a principal causa para a ocorrência de eflorescências. Ainda segundo a mesma autora, a concentração de iões cloreto e nitrato é moderada, não representando perigo efectivo para a formação de eflorescências. Na amostra 3 de reboco e outros constituintes, a concentração de iões cloreto e sulfato é desfavorável enquanto que, no caso dos iões nitrato, a concentração é favorável. Esta correlação entre os limites propostos por Flores-Colen (2009) e os resultados obtidos através do kit de campo deste caso de estudo só é possível para as amostras 2 e 3, pois a amostra 1 é constituída fundamentalmente por eflorescência pura e, os limites sugeridos estão definidos apenas para amostras de reboco. De forma a poderem ser confirmados os resultados obtidos através da análise com o kit de campo e as fitas colorimétricas, realizou-se ensaios recorrendo às técnicas de análise EFRX e FTIR estando os resultados apresentados nos Quadros 5.13, 5.14 e

108 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra 1 (eflorescência fofa) Amostra 1 - eflorescência fofa Resultados obtidos EFRX Sódio (Na) ++ Enxofre (S) ++ Cálcio (Ca) + Magnésio (Mg) - FTIR Tenardite Na 2SO 4 Mirabilite Na 2SO 4.10(H 2O) Legenda: ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra 2 (reboco) Amostra 2 - reboco Resultados obtidos EFRX Cálcio (Ca) ++ Enxofre (S) ++ Sódio (Na) - Magnésio (Mg) - FTIR Gesso Ca SO 4. 2H 2O Calcite CaCO 3 Tenardite Na 2SO 4 Legenda: ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. Os resultados obtidos da amostra 1 com a análise EFRX mostraram uma quantidade elevada de átomos de sódio e enxofre, uma menor quantidade de cálcio e a presença residual de magnésio. Com a análise FTIR, detectou-se a presença de mirabilite e tenardite. A análise através desta técnica apresenta bastantes dificuldades, pois para identificar os espectros apresentados no gráfico é necessário fazer uma comparação com uma base de dados em papel. Esta análise torna-se mais rigorosa e rápida à medida que a experiência do utilizador aumenta. Por exemplo, na Figura 5.13, é visível uma barriga do gráfico por volta das bandas de Esta curva é característica dos grupos sulfato. Após esta fase, é necessário saber que composto formado pelo grupo sulfato se encontra na amostra. Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra 3 (tinta, Amostra 3 - tinta. reboco e outros constituintes reboco e outros constituintes) Resultados obtidos EFRX Cálcio (Ca) ++ Enxofre (S) + Sódio (Na) - Magnésio (Mg) + FTIR Gesso Ca SO 4. 2H 2O Calcite CaCO 3 Legenda: ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. 90

109 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Gráfico representativo do espectro de infra-vermelhos da análise FTIR da amostra 1 de eflorescência fofa Segundo os vários autores consultados, os iões sulfato são na maioria dos casos provenientes do próprio cimento portland ou da cal hidratada. Sendo sais muito solúveis, a tenardite e a mirabilite dissolvem-se facilmente na água proveniente das chuvas, migrando até ao exterior da parede, cristalizando e formando eflorescências (Rodrigues, 2004). Tal como na amostra 1, apenas com os métodos de análise in-situ ficou definido que as amostras 2 e 3 eram constituídas maioritariamente por iões sulfato mas, assim como na amostra 1, foram realizados testes em laboratório, que detectaram, para além da tenardite, a presença de gesso e calcite. A última não poderia ter sido detectada através do kit e das fitas, pois estas técnicas não foram utilizadas para analisar carbonatos. O gesso, assim como a tenardite, podem ter origem no cimento utilizado na formulação da argamassa. Por outro lado, a calcite detectada pode ser proveniente do estuque utilizado no acabamento da parede. Pode-se concluir que a anomalia analisada é constituída maioritariamente por eflorescências, em que os principais sais constituintes são o sulfato de sódio simples e hidratado (tenardite e mirabilite). Pelas análises efectuadas às várias amostras através das técnicas de laboratório, conclui-se que a recolha de reboco e de outros constituintes pode camuflar a verdadeira presença das substâncias que provocam a anomalia. Causas na anomalia A presença de água causada por uma infiltração no edifício contíguo provoca o transporte de uma elevada quantidade de sais, constituídos por iões sulfato que cristalizam à superfície e no interior do reboco, provocando eflorescências e criptoflorecências. 91

110 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Eliminação das causas e reparação da anomalia Durante a realização da dissertação, realizaram-se obras de reabilitação nas paredes. Neste caso, removeu-se todo o reboco afectado sendo depois aplicado um produto para o combate de sais e aplicado um novo reboco. Contudo, a impermeabilização da infiltração no edifício contíguo não foi realizada, sendo provável o aparecimento de novas eflorescências após algum tempo. Para a eliminação efectiva da presença da anomalia, é urgente proceder-se à impermeabilização do terraço do edifício contíguo. Após esta intervenção, deverá proceder-se à remoção integral do reboco da parede aplicando nesta uma nova camada de reboco e de tinta, com as características descritas no caso de estudo I Caso de estudo IV Segundo um utilizador do espaço, em função das condições meteorológicas existe uma variação da gravidade do problema. Em anos mais chuvosos e húmidos, os empolamentos e a formação de eflorescências são mais visíveis. Como se trata de uma situação já presente há bastante tempo, as constantes cristalização / recristalização e hidratação / desidratação levaram a que, em alguns locais, o estuque se tenha destacado acabando por cair. No decorrer da entrevista com um utilizador do espaço e do preenchimento dos dados gerais da ficha de inspecção, foi feita uma análise sensorial à anomalia. As eflorescências visíveis exibem uma cor branca com uma textura fofa (Figura 5.14) e um elevado volume (Figura 5.15). Em alguns locais, apenas é patente a presença de empolamentos na tinta e no reboco (Figura 5.16). As eflorescências apresentam um sabor salgado e é notória a presença de humidade através do toque. Figura Eflorescência fofa Figura Foto representativa do elevado volume das eflorescências Figura Empolamento da tinta 92

111 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Em alguns pontos do paramento, é notória através do toque a presença de zonas ocas. Não foi detectada a presença de qualquer cheiro. A amostra foi recolhida e analisada (Figura 5.17) recorrendo ao kit de campo e às fitas colorimétricas e os resultados são apresentados no Quadro Figura Local de recolha da amostra Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (eflorescência fofa) Amostra 1 - eflorescência fofa Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo (mg/kg) ; Tal como no caso de estudo anterior, através do kit e das fitas, foi detectada uma grande quantidade de iões sulfato e apenas uma presença residual ou mesmo nula de iões cloreto e nitrato. Na análise à presença de sulfatos através do kit, foi necessário proceder a uma diluição de solução de 1:10, uma vez que a solução apresentava uma concentração muito superior à gama de leitura do espectrofótometro. Esta situação, tal como em casos de estudo anteriores, provocou erros adicionais na leitura do kit. De forma a poder confirmar os resultados obtidos através da análise com o kit de campo e as fitas colorimétricas, foram realizados ensaios complementares com recurso à análise EFRX e DRX. Os resultados são apresentados no Quadro Através da EFRX, foram identificados em muito elevada quantidade átomos de sódio e enxofre, em menor quantidade átomos de cálcio e, embora residual, também foi identificada a presença de átomos de potássio (Figura 5.18). 93

112 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Como se pretende saber o tipo de composto presente, foram realizados testes em laboratório sendo detectada a presença de mirabilite e tenardite. Este tipo de substâncias já tinha sido detectado no caso de estudo anterior, apresentando o mesmo aspecto e textura. Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e DRX da amostra Amostra 1 - eflorescência fofa (eflorescência fofa) Resultados obtidos EFRX Sódio (Na) ++ Cálcio (Ca) + Enxofre (S) ++ Potássio (K) - Legenda: DRX Mirabilite Na 2SO 4.10(H 2O) Tenardite Na 2SO 4 ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. Pode-se verificar que as eflorescências compostas por mirabilite e tenardite apresentam uma elevada concentração de iões sulfato, uma cor branca e uma textura fofa. A diferença entre estes dois compostos reside apenas em um se encontrar numa fase hidratada, enquanto que o outro não apresenta quaisquer moléculas de água. Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos átomos de cálcio, sódio, potássio e enxofre da amostra de eflorescência segundo a análise EFRX Neste caso de estudo, a utilização das técnicas de laboratório poderia ser dispensada porque, através das técnicas de análise in-situ, foi detectada uma elevada concentração de iões sulfato e, tendo a anomalia as mesmas características que o caso de estudo anterior, era bastante expectável tratar-se de uma eflorescência de sulfato de sódio. No entanto, como este se trata 94

113 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos de um trabalho académico e a fim de se poder ter uma maior certeza nos resultados, foram realizados testes em laboratório. Em futuras análises com o kit e as fitas, se for detectada uma elevada concentração em iões sulfato e residuais de iões cloreto e nitrato, assim como se a eflorescência apresentar uma cor branca, um elevado volume e um sabor salgado, pode-se concluir que se trata de um sal composto por sulfato de sódio. Causas na anomalia A presença de água na parede afectada pode ocorrer devido a várias origens. Uma das possíveis causas é a infiltração de águas da chuva através da caixilharia, que posteriormente são absorvidas pela parede, migrando até à superfície interior da parede contendo sais. Outra das possíveis causas de infiltração prende-se com as eventuais fissuras / juntas na parede exterior. As origens das substâncias compostas por iões sulfato podem estar relacionadas com a formulação da argamassa utilizada no reboco da parede que, através da passagem de água do exterior para o interior da mesma, dissolvem as substâncias e cristalizam na superfície da parede, ou no interior das camadas de revestimento denominando-se de criptoflorescências. Eliminação das causas e reparação da anomalia De modo a ser eliminada a presença de água, deverá ser feito o isolamento de todas as caixilharias e reparar as fissuras / juntas no exterior de edifício, caso existam. Tal como nos casos de estudo I e III, deverá ser substituído todo o reboco e aplicada uma camada de tinta com as recomendações atrás referidas Caso de estudo V A eflorescência apresenta uma cor branca tanto na pedra como no reboco. Na parte referente ao revestimento pétreo, esta encontra-se sólida e agarrada, não havendo indícios da presença de humidade. Por outro lado, a presença de sais provocou no revestimento descasque e empolamento na tinta, verificando-se através do toque a presença de humidade. Neste caso de estudo, apenas foi recolhida uma amostra composta pelo sal, que se encontra por baixo da tinta e junto ao reboco e o que está agarrado ao revestimento pétreo (Figura 5.19). 95

114 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Figura Recolha da amostra Após a recolha, as amostras foram analisadas recorrendo ao kit de campo e às fitas colorimétricas sendo os resultados apresentados no Quadro Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (eflorescência) Amostra 1 - eflorescência Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo (mg/kg) 190 > A análise através do kit e das fitas mostrou de forma clara que a eflorescência recolhida era constituída fundamentalmente por iões sulfato, apresentando concentrações de iões cloreto e nitrato apenas residuais. Para a análise, foi utilizada apenas uma quantidade de 1 g, em virtude de só ser recolhida a eflorescência branca com baixa massa volúmica. Como se trata de uma amostra composta fundamentalmente pela eflorescência, foi necessário proceder a uma diluição pois esta apresenta uma elevada concentração de iões sulfato. Esta introduziu erros adicionas na quantificação da concentração dos diferentes iões. De forma a poder confirmar os resultados obtidos através da análise com o kit de campo e as fitas colorimétricas, realizaram-se ensaios complementares através da análise EFRX e DRX, sendo os resultados apresentados no Quadro

115 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e DRX da amostra Amostra 1 - eflorescência (eflorescência) Resultados obtidos EFRX Potássio (K) + Cálcio (Ca) ++ Enxofre (S) ++ Magnésio (Mg) ++ DRX Gesso Ca SO 4. 2H 2O Epsomite MgSO 4 7H 2O Polialite K 2Ca 2Mg(SO 4) 4 2(H 2O) Calcite CaCO 3 Legenda: ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. Tal como nos casos de estudo anteriores, de modo a verificar que tipo de sulfato se encontrava a atacar a rocha e o reboco, a amostra recolhida foi analisada através da EFRX confirmando a elevada presença de átomos de enxofre. Esta situação está em conformidade com as análises feitas através do kit e das fitas. Também foi encontrada uma grande quantidade de átomos de cálcio, magnésio e uma menor de potássio. Por meio da análise DRX, verificou-se que a eflorescência é composta por quatro substâncias distintas, o gesso, a epsomite, a polihalite e a calcite (Figura 5.20). Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos compostos identificados na amostra de Legenda: pela análise DRX G - gesso; E - epsomite; P - polialite; C calcite Relativamente ao gesso, parece que a sua presença deve estar relacionada com a composição da argamassa utilizada no reboco. A presença de magnésio deve estar relacionada com a composição da rocha que, ao se ligar com o grupo sulfato, produz a epsomite. 97

116 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Sendo a polihalite uma substância relativamente complexa, torna-se difícil entender qual o mecanismo de formação deste composto. A presença dos grupos sulfato e magnésio que o compõem têm a origem explicada anteriormente. Pela análise ao caso de estudo, conclui-se que o kit de campo e as fias colorimétricas apresentam resultados em que fica claro que a eflorescência é composta apenas por iões sulfato. Contudo, como um dos objectivos da dissertação passa por saber que substâncias são compostas, as amostras foram realizados os ensaios em laboratório de modo a determinar os grupos de iões que estão ligados aos iões sulfato. Causas na anomalia O desprendimento de uma parte do revestimento cerâmico, na face exterior da parede, pode ter contribuído para a absorção de água e posterior transporte capilar até à superfície interior da parede. Este transporte pode ter arrastado sais ricos em iões sulfato localizados no interior da parede. Tendo os iões sulfato uma grande facilidade em ligar-se aos mais diversos tipos de catiões, o contacto com o revestimento pétreo localizado na superfície interior da parede pode ter levado à formação das substâncias encontradas através da análise DRX. Eliminação das causas e reparação da anomalia Em primeiro lugar, devem ser repostas as áreas em que o revestimento cerâmico se encontra deslocado na face exterior da parede. Posteriormente, é necessário proceder à remoção de reboco afectado, assim como substituir as placas de revestimento pétreo em que seja visível a presença de eflorescências. Deve também ser verificado se as caixilharias das janelas acima da anomalia se encontram totalmente isoladas, de modo a não permitirem a penetração de água Caso de estudo VI Ao ser analisada a anomalia, verificou-se que apresentava um pó branco, facilmente retirado, e não foi notória a presença de humidade. Após ser feita uma análise gustativa, verificou-se que o pó tinha sabor salgado, não sendo notória a presença de qualquer cheiro. Foram recolhidas amostras (Figura 5.21) e etiquetadas (Figura 5.22) para serem analisadas através das fitas colorimétricas e do kit de campo. 98

117 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Recolha e etiquetação da amostra Figura Etiquetação da amostra Esta foi analisada recorrendo às fitas colorimétricas e ao kit de campo, sendo apresentados os resultados no Quadro Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (eflorescência) Amostra 1 - eflorescência Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo (mg/kg) Tal como os casos de estudo III e IV, este caso de estudo também apresenta os mesmos sintomas, embora na altura da recolha da amostra as eflorescências não se encontrassem hidratadas; foi notória a presença de um pó branco por baixo da tinta. Através da análise com o kit e as fitas, detectou-se uma elevada concentração de iões sulfato e residual ou mesmo nula de iões cloreto e nitrato. Somente com uma simples análise in-situ é possível verificar que a eflorescência é composta por um sal rico em iões sulfato. Foram realizados ensaios complementares através da análise EFRX e DRX, sendo o resultado apresentado no Quadro Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e DRX da amostra Amostra 1 - eflorescência (eflorescência) Resultados obtidos EFRX Enxofre (S) ++ Sódio (Na) ++ Potássio (K) - DRX Tenardite Na 2SO 4 Legenda: ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. 99

118 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Através da EFXR, foi detectada a presença de uma elevada quantidade de átomos de enxofre e sódio que são os constituintes da tenardite, substância identificada através da DRX (Figura 5.23). Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade do composto identificado na amostra de eflorescência pela análise DRX Pela análise EFRX, foi também encontrada uma baixa quantidade de átomos de potássio, embora não fosse detectada nenhuma substância rica em potássio por meio da DRX. Foi também revelada a presença de átomos de titânio que é um dos principais constituintes da tinta branca. Este átomo não se encontra no quadro pois a sua existência não se relaciona com a formação de eflorescências. As técnicas de laboratório vieram confirmar as análises efectuadas através das técnicas de análise in-situ. Causas na anomalia Neste caso de estudo, foi encontrada uma vasta área afectada pela presença de eflorescências. As causas mais prováveis para a ocorrência desta anomalia encontram-se relacionadas com a existência de um pátio interior do edifício, deficientemente impermeabilizado, com algumas áreas jardinadas. Apenas as paredes interiores do edifício junto ao pátio se encontram afectadas, possivelmente pela deficiente impermeabilização das zonas singulares do pátio. Esta humidade é transportada até ao local onde são visíveis as eflorescências acumulando uma elevada concentração de sais ricos em iões sulfato, como a tenardite (sulfato de sódio), evaporando-se e provocando a cristalização dos sais nas superfícies das paredes. 100

119 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Eliminação das causas e reparação da anomalia De modo a ser efectuada uma intervenção efectiva sobre as anomalias, é necessário proceder à remoção da terra e de todos os constituintes, no interior do pátio, que se encontram em contacto com o exterior da parede e colocar uma camada impermeabilizante na superfície exterior da parede de modo a que não haja infiltração de água. Na superfície interior da parede, local onde são visíveis eflorescências e criptoeflorescências, é necessário proceder à substituição de todo o reboco afectado, devendo o novo reboco e a tinta utilizados possuir as características apresentadas no caso de estudo I Caso de estudo VII Aparentemente, numa pequena análise visual considerou-se estranha a localização da anomalia, pois esta apenas se encontrava exposta num lado da parede, não sendo visível em mais nenhum local do piso, e apresentava sinais de degradação ligados à presença de sais (Figura 5.24). Após ser efectuada a análise sensorial da anomalia, foi relatado por um utilizador do espaço que um aparelho de ar condicionado localizado numa divisão perto da parede afectada libertava pequenas quantidades de água, que posteriormente se dirigiam até à face não afectada da parede. A água poderá ter sido absorvida pela parede migrando até à face oposta, transportando sais dissolvidos. Considera-se que a causa mais provável para a formação do fenómeno de eflorescência é a evaporação da humidade presente na parede, transportando e ficando à superfície do estuque os sais visíveis. Figura Empolamento da tinta devido à presença de sais Não foi visível a presença de zonas ocas da parede, assim como também não foi notório qualquer odor. Após inspecção, foi recolhida uma amostra (pó do sal e tinta) para análise. 101

120 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras No presente caso de estudo, a amostra recolhida foi apenas analisada através das fitas colorimétricas, sendo o resultado apresentado no Quadro Quadro Resultado dos testes efectuados através das fitas colorimétricas (eflorescência) Amostra 1 - eflorescência Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Tal como nos casos de estudo anteriores, a análise efectuada pelas fitas colorimétricas detectou uma elevada concentração de iões sulfato comparativamente à presença de iões cloreto e nitrato. Na amostra, não foi efectuada a análise com recurso ao kit porque na altura da recolha e análise alguns dos reagentes utilizados encontravam-se esgotados. Foi utilizada toda a amostra para efectuar a análise com as fitas pelo que não foi possível efectuar novamente os testes com o kit de campo. A técnica de análise através da EFRX e da DRX teve os seguintes resultados (Quadro 5.23). Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e DRX da amostra (eflorescência) Amostra 1 - eflorescência Resultados obtidos EFRX Enxofre (S) ++ Sódio (Na) ++ Cálcio (Ca) + DRX Tenardite Na 2SO 4 Mirabilite Na 2SO 4.10(H 2O) Legenda: ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. Os resultados obtidos a partir da análise EFRX demonstram que os átomos existentes em maior quantidade na amostra são: o enxofre e o sódio, em conformidade com a análise com as fitas colorimétricas, seguindo-se o cálcio em quantidade mais reduzida. O gráfico do espectro da análise EFRX da amostra de eflorescência encontra-se exposto no anexo VI. A análise DRX veio confirmar a elevada concentração de iões sulfato, pois revelou que os sais que causam a degradação da parede são a mirabilite e a tenardite, constituídas por átomos de sódio e enxofre, sendo a primeira um sal em fase hidratada com 10 moléculas de água. Tal como em casos de estudo anteriores, a presença das substâncias compostas por iões sulfato relaciona-se com a formulação da argamassa de revestimento, que associado à presença de água desenvolve cristais de tenardite e mirabilite na superfície da parede. 102

121 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Causas na anomalia Devido à ruptura de tubagem de um ar condicionado junto à parede afectada, foi detectada a presença de água. Considera-se, assim, que a causa mais provável para a formação do fenómeno de eflorescências e criptoflorescências é a evaporação da humidade presente na parede, transportando e ficando à superfície do estuque os sais observados. Eliminação das causas e reparação da anomalia Deve ser verificado se a água proveniente do ar condicionado se encontra devidamente encaminhada ou se existe uma ruptura. Neste caso em particular, como não são visíveis zonas bastantes degradadas pela presença de sais, a superfície da parede deve ser escovada e posteriormente pintada, após eliminação das causas Caso de estudo VIII Os compostos salinos visíveis apresentam uma cor branca. Numa zona da parede, é perceptível a presença de bolor, aparentemente relacionada com o aparecimento de humidades durante o inverno. Ao ser feita a inspecção, foi notória a formação de bolhas e empolamentos na tinta (Figura 5.25). Ao ser retirada a tinta que estava afectada pelo empolamento, foi perceptível uma camada de pó branco bastante agarrada ao betão do pilar. Esse pó branco foi também recolhido através duma raspagem, embora com alguma dificuldade. Tal como em outros casos, foi notório que o sal tinha um sabor salgado e não apresentava qualquer cheiro. Figura Empolamento e bolhas na tinta Foram retiradas duas amostras, uma em que apenas continha tinta e a eflorescência em si e outra em que se retirou, para além do material anterior, também uma parte destacada de betão do pilar (Figura 5.26). 103

122 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Figura Local onde foi recolhido o betão destacado do pilar Apenas foi analisada a amostra que continha um parte de betão, tinta e a eflorescência através das fitas colorimétricas e do kit de campo a fim de medir a presença de iões cloretos, nitratos e sulfatos (Quadro 5.24). Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da Amostra 1 - betão, tinta e eflorescência amostra (betão, tinta e eflorescência) Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo com novos reagentes (mg/kg) 185; ; ,5; 102,5 Os testes efectuados com as fitas e o kit detectaram uma elevada quantidade de iões sulfato, comparativamente com a presença de iões cloreto e nitrato. Os resultados das duas técnicas estão em conformidade, definindo claramente que os compostos em predominância são compostos por iões sulfatos. Foram realizados testes adicionais em laboratório recorrendo às análises EFRX e DRX. Desta forma, pode ser determinado que compostos compõem a amostra Quadro Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e DRX da amostra (betão, tinta e Amostra 1 betão, tinta e eflorescência eflorescência) Resultados obtidos EFRX Enxofre (S) + Cálcio (Ca) ++ DRX Gesso Ca SO 4. 2H 2O Calcite CaCO 3 Legenda: ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. 104

123 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos A elevada concentração de iões sulfato confirma-se com a análise EFRX que, além de revelar a presença de átomos de enxofre, detectou uma quantidade ainda maior de átomos de cálcio. Com a DRX, verificou-se que as substâncias constituintes da amostra de eflorescência são o gesso e a calcite. Os dois constituintes provêm do cimento utilizado na constituição do betão do pilar. Causas na anomalia As causas desta anomalia podem estar relacionadas com a presença de dois constituintes do cimento, o gesso e a calcite, utilizado na constituição do betão do pilar. A água proveniente de infiltração conduziu à migração dos sais e posterior cristalização, por evaporação na superfície do pilar e a consequente formação de bolhas e empolamentos da pintura. Eliminação das causas e reparação da anomalia Deverá ser eliminada a infiltração causadora da humidade e da escorrência de água no pilar afectado. Para reparar a anomalia, deverá ser retirada toda a tinta e as zonas de betão contaminadas e com descasque. Posteriormente, deverá ser lavado todo o pilar e aplicada uma nova camada de tinta Caso de estudo IX Durante a recolha da amostra, observou-se que a pedra que compõe a parede se encontra deteriorada. Através de uma raspagem, facilmente se pode recolher pedaços de pedra desfeita (Figura 5.27). Esta situação chamou à atenção em virtude de apenas no canto da parede a situação ser visível (Figura 5.28). Não é detectada qualquer cor característica da presença de sais, assim como nenhum sabor ou cheiro. Figura Local da recolha da amostra Figura Parede afectada pela presença de sais 105

124 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras A amostra foi recolhida e analisada através das fitas colorimétricas e do kit de campo, sendo os resultados apresentados no Quadro Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da amostra (rocha degradada) Amostra - rocha degradada Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo (mg/kg) 8000 > Nova análise com fitas colorimétricas (mg/kg) Kit de campo com reagentes novos (mg/kg) 0 > ; ; ; 122,5 Esta é constituída por pedaços de rocha degradada, onde se identifica uma elevada concentração de iões sulfato, seguida de uma menor concentração de iões cloreto. O facto de ser identificada alguma quantidade de iões cloreto, deve-se provavelmente ao local da recolha desta rocha se encontrar bastante próximo da sala onde foram recolhidas as amostras do caso de estudo II. Através das fitas colorimétricas, não é possível identificar a presença de iões cloretos pois a primeira banda de detecção neste tipo de ião é grande, abrangendo a maior parte das amostras. Foram realizados testes adicionais em laboratório recorrendo às análises EFRX, DRX e FTIR. Desta forma, pode ser determinado que compostos compõem a amostra (Quadro 5.27). Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise EFRX e FTIR da amostra (rocha degradada) Amostra - rocha Resultados obtidos degradada EFRX Cloro (Cl) + Sódio (Na) + Enxofre (S) + Cálcio (Ca) ++ FTIR Calcite CaCO 3 Legenda: DRX Calcite CaCO 3 Gesso Ca SO 4. 2H 2O ++ muito elevada concentração; + elevada concentração; - baixa concentração. Através da análise EFRX, é confirmada a presença de átomos de cloro e enxofre, de acordo com os testes efectuados anteriormente com as fitas e o kit, sendo também identificada uma 106

125 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos elevada quantidade e átomos de sódio (Figura 5.29). Como se trata de uma amostra composta fundamentalmente por pedaços de rocha calcária fragmentada, é natural que o átomo que se encontra em maior quantidade seja o cálcio devido à própria constituição da rocha. Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos átomos de cálcio, sódio, cloro e enxofre segundo a análise EFRX Inicialmente, apenas foram identificados os compostos constituintes da amostra através da análise FTIR pois, durante algum tampo, o equipamento que permite realizar a análise DRX encontrou-se em manutenção. Através desta primeira análise, foi identificada apenas a calcite e, devido ao facto de através da análise EFRX serem encontrados átomos que não compõem a calcite, a mesma amostra foi analisada através da análise DRX confirmando a presença da calcite e gesso. Desta forma, concluiu-se que, para a análise deste tipo de compostos, é preferível utilizar a análise DRX em detrimento da análise FTIR. É de referir que a não identificação da presença de cloreto de sódio na análise DRX pode ser explicada por esta substância poder se encontrar numa fase líquida, sendo a análise DRX uma técnica que apenas permite a identificação de substâncias cristalinas. Causas na anomalia As causas do aparecimento desta anomalia podem estar relacionadas com a antiga utilização do espaço contíguo ao local onde é visível a anomalia, para armazenamento de produtos de salga, conforme referido no caso de estudo II. O cloreto de sódio, ao estar presente em grande concentração na argamassa das juntas e nas pedras que constituem a parede, provocou uma degradação acelerada destes materiais. 107

126 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Eliminação das causas e reparação da anomalia A argamassa degradada deve ser removida, assim como pontualmente as zonas das pedras que se encontram visivelmente afectadas. A argamassa das juntas que se encontre a desintegrar-se deve ser removida. Se o utilizador assim o entender, aconselha-se a aplicação de uma camada de verniz protector sobre as paredes da divisão, de modo a prevenir a entrada de sais Caso de estudo X Ao ser realizada uma entrevista com o utilizador da habitação, foi relatado que ao longo do tempo é notório um cheiro característico a esgoto na entrada do edifício. Esta situação pode estar relacionada com uma fuga numa conduta de esgoto. Também foi descrito que, independentemente das estações do ano, é perceptível a presença de humidade no soalho de madeira. O presente caso de estudo pode ser dividido em duas zonas distintas. A primeira situa-se na entrada do edifício, onde foram recolhidas uma amostra de estuque e outra de sal branco com algum grau de pureza. Neste local, existem algumas zonas com empolamentos da tinta e outras com descasque do próprio estuque; foram retiradas para análise com bastante facilidade algumas amostras de estuque. Ao ser realizada a análise sensorial às anomalias, verificou-se, tal como descrito pelo utilizador, um cheiro com alguma intensidade a esgoto, sendo também notório através do toque a presença de humidade. Devido ao cheiro a esgoto, optou-se por não realizar uma análise gustativa ao sal branco. Verificou-se que, ao retirar a amostra de eflorescência, este se encontrava bastante incrustado (Figura 5.30). A segunda zona analisada situa-se no interior da habitação. Nesse local, são visíveis manchas causadas pela presença de humidade, assim como uma parte em que a tinta já não se encontra no local. Foi também visível, na parte mais húmida, que a parede de gesso cartonado está a começar a se desfazer, sendo uma das amostras retirada dessa zona. A outra amostra analisada foi retirada da face exterior dessa parede. Nesta face, é visível a formação de bolhas com algum volume, situação que está relacionada com a tinta elástica de membrana utilizada na parede, que não permite a evaporação da humidade localizada no interior da mesma. Ao ser retirada a tinta nos locais que apresentam bolhas, verificou-se que o reboco da parede se tinha desintegrado em parte, sendo retirado para análise. 108

127 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Figura Foto do local onde foi retirada a amostra de eflorescência na entrada do edifício As amostras recolhidas foram analisadas através das fitas colorimétricas e do kit de campo, estando os resultados apresentados nos Quadros 5.28, 5.29 e Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da Amostra 1 - estuque da entrada do edifício amostra (estuque da entrada do edifício) Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo com novos reagentes (mg/kg) 190; 205 > ; Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da Amostra 2 - eflorescência da entrada do edifício amostra (eflorescência da entrada do edifício) Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo com novos reagentes (mg/kg) 475; ; ; Quadro Resultado dos testes efectuados através do kit de campo e das fitas colorimétricas da Amostra 3 - eflorescência recolhido no quarto amostra (eflorescência recolhida no quarto) Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) Kit de campo com novos reagentes (mg/kg) 250; 255 > ;

128 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Tal como esperado, os resultados das técnicas de análise in-situ demonstraram que a parede apresenta elevadas concentrações de iões nitrato. Contudo, também foi detectada uma elevada concentração de iões sulfato. Para a análise a estes tipos de iões, foi necessário proceder a diluições das soluções aquosas preparadas a partir das duas amostras, visto apresentarem concentrações superiores à gama medida pelo kit. A presença de iões cloreto é apenas residual, não sendo responsável pelo processo de degradação da parede. Na amostra 3 de sal, recolhida no interior do quarto da parede em gesso cartonado, os resultados dos testes de avaliação in-situ identificaram uma elevada concentração de iões sulfato e uma menor concentração de iões nitrato. Pela análise efectuada, pode-se considerar que a presença de iões cloreto é muito baixa. Não foi efectuado o teste aos iões sulfato com as fitas colorimétricas, pelo simples facto de as fitas terem acabado, sendo incompatível o tempo de encomenda de novas fitas com a elaboração desta dissertação. Os resultados dos testes efectuados com o kit e as fitas apresentam uma boa correlação. A partir dos resultados dos testes de análise in-situ, verifica-se que as elevadas concentrações de iões sulfato e nitrato provocam a degradação do paramento. De modo a realizar uma avaliação conclusiva foram realizadas análises DRX às quatro amostras, sendo os resultados apresentados nos Quadros 5.31, 5.32, 5.33 e Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise DRX da amostra 1 (estuque) Amostra 1 - estuque Resultados obtidos DRX Calcite CaCO 3 Gesso Ca SO 4. 2H 2O Tenardite Na 2SO 4 Darapskite Na 3 (NO 3) (SO 4). H 2O Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise DRX da amostra 2 (eflorescência da Amostra 2 - eflorescência da entrada do edifício entrada do edifício) Resultados obtidos DRX Calcite CaCO 3 Gesso Ca SO 4. 2H 2O Nitrato de potássio KNO 3 Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise DRX da amostra 3 (eflorescência Amostra 3 - eflorescência recolhida no quarto recolhida no quarto) Resultados obtidos DRX Halite NaCl Gesso Ca SO 4. 2H 2O Nitratine NaNO 3 110

129 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Quadro Resultado dos testes efectuados através da análise DRX da amostra 4 (pó recolhido no Amostra 4 - pó recolhido no exterior exterior) Resultados obtidos DRX Calcite CaCO 3 Quartzo SiO 2 Microcline KAlSi 3O 8 Os resultados da análise DRX à amostra 1 de estuque, confirmaram a presença de substâncias constituídas pelos iões sulfato e nitrato. A partir desta análise, não é possível quantificar os diferentes compostos, mas apenas verificar os compostos presentes na amostra (Figura 5.31). O gesso, a tenardite e a darapskite são compostos que apresentam na sua constituição o grupo sulfato, sendo a presença do grupo nitrato apenas verificada na darapskite. Para além dos compostos referidos, foi também identificada a presença da calcite. Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos compostos identificados na amostra 1 de reboco na entrada do edifício através da análise DRX Na análise DRX efectuada à amostra 2 de sal, verificou-se também a presença de compostos formados por iões nitrato e sulfato. Contudo, embora tenham sido identificados a calcite e o gesso, não residiam vestígios de tenardite e darapskite e, em vez da última, foi identificado o nitrato de potássio (Figura 5.32). Esta diferença nos compostos identificados reflecte a diferença de analisar apenas o sal ou uma amostra de estuque. A amostra 3 de sal, proveniente da parede de gesso cartonado do quarto, foi analisada através da DRX tendo revelado a presença de halite (NaCl), gesso (Ca SO 4. 2H 2 O) e nitratine (NaNO 3 ) (Figura 5.33). Estes compostos têm na sua composição iões cloreto, sulfato e nitrato. No entanto, através das técnicas de análise in-situ, apenas foram verificadas elevadas concentrações de iões sulfato e menores de iões nitrato. A situação confirma a importância das análises de laboratório, sem as quais seria impossível comprovar a presença de iões cloreto na parede. 111

130 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras A amostra 4, de reboco desagregado e pulverulento, apenas foi analisada através da DRX. Foi retirada da face exterior da parede do quarto. Na amostra, as substâncias encontradas através da análise DRX foram a calcite, o quartzo e a microcline. Ambos os compostos fazem parte da constituição da argamassa, embora seja visível que a argamassa se encontre degradada. Durante a análise ao caso de estudo, os equipamentos que permitem realizar as análises EFRX e FTIR encontravam-se em manutenção, sendo apenas feita a análise DRX às várias amostras do caso de estudo. Pode-se concluir que, através das várias análises efectuadas às amostras 1 e 2 da entrada do edifício, as substâncias que promovem a degradação são compostas por iões nitrato e sulfato. Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos compostos identificados na amostra 2 de sal da entrada do edifício através da análise DRX Figura Gráfico representativo dos picos de intensidade dos compostos identificados na amostra 3 de sal recolhida no quarto através da análise DRX Legenda: G - gesso; N - nitratine; H - halite; A alumínio 112

131 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Causas na anomalia A causa mais provável da formação de eflorescências pode estar relacionada com uma fuga na conduta de esgoto. Esta fuga, ao mesmo tempo que liberta alguma quantidade de substâncias ricas em iões nitrato, também liberta água que pode transportar os iões sulfato, pré-existentes nas paredes do edifício, até às superfícies das mesmas. Estes iões apenas vão provocar eflorescências devido à presença de água. Eliminação das causas e reparação da anomalia De modo a poder ser eliminada a causa da anomalia, deverá ser verificado se as condutas de esgoto se encontram estanques. Esta situação, embora morosa e dispendiosa, poderá ser a única forma de intervenção para que a anomalia seja reparada de forma duradoura. Posteriormente, deverão ser removidas as zonas de reboco afectado, assim como a área circundante. O reboco utilizado na reparação da parede deverá permitir a acumulação de sais no seu interior e ter as características apresentadas no caso de estudo I. Relativamente à reparação da anomalia situada no interior da habitação, deve ser verificada a existência da caixa-de-ar entre a parede de gesso cartonado e a parede previamente existente. No exterior da parede, são visíveis algumas zonas com bolhas na pintura Síntese e discussão geral dos resultados obtidos Os resultados dos testes efectuados nos diferentes estudos revelaram a formação de diversos tipos de eflorescências, apresentando estas, múltiplas origens. Na tese de doutoramento de Flores-Colen (2009), estabeleceram-se limites de concentração para amostras de reboco para os iões cloreto, nitrato e sulfato que normalmente constituem as eflorescências (Quadro 5.35). A concentração é expressão em mg de ião por kg de argamassa. Embora esta atribuição possa servir como uma orientação, não pode ser definida uma comparação com todos os resultados obtidos ao longo da dissertação, uma vez que, na análise através do kit e das fitas, foram utilizadas amostras na maioria das vezes de eflorescências em estado puro, apresentado valores de concentração muito superiores aos limites sugeridos por Flores-Colen (2009). Ao longo dos casos de estudo, apenas é feita a comparação dos limites sugeridos pela mesma autora com a concentração de amostras de argamassa. 113

132 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Quadro Limites de concentrações dos vários iões para amostras de reboco (Flores-Colen, 2009) Concentrações favoráveis (mg/kg) Concentrações moderadas (mg/kg) Concentrações desfavoráveis (mg/kg) Iões cloreto < < c < 300 > 300 Iões nitrato < < c < 500 > 500 Iões sulfato < < c < > Legenda: dos iões < < c < > Concentração favorável Concentração moderada Concentração desfavorável Nos Quadros 5.36 e 5.37, sintetizam-se os resultados mais relevantes das análises sensoriais e dos testes efectuados com as fitas colorimétricas, o kit de campo, a análise EFRX e as análises DRX e FTIR aos 10 casos de estudo. Os resultados dos testes com o kit de campo e as fitas colorimétricas realizados a amostras de argamassa são comparados com os limites de concentração atrás sugeridos, sendo marcados com as cores verde, laranja e vermelho conforme a concentração que apresentam. Ao serem realizadas as análises aos diferentes casos de estudo, verificou-se que a primeira etapa de interacção com o utilizador do espaço, definida na metodologia de inspecção, é de enorme relevo. Esta deve ser feita de forma meticulosa e precisa. Em alguns dos casos de estudo, foram recolhidas informações que se tornaram fundamentais para uma análise mais rigorosa às causas das anomalias. A análise sensorial realizada às diferentes anomalias, permitiu verificar que certas situações são recorrentes em vários casos de estudo que continham o mesmo tipo de compostos. Como exemplo disso, tem-se os casos de estudo em que a eflorescência é composta por sulfato de sódio. Nestes casos o sal apresenta sempre um sabor salgado, uma cor branca, uma textura fofa e um elevado volume se contiver água (fase hidratada - Mirabilite). Através do tacto e da visão, é verificada a textura da eflorescência. Este é um aspecto relevante na avaliação de compostos salinos em paramentos, em especial no tratamento e limpeza das anomalias pois permite avaliar a aderência que os sais têm com a parede. O tacto e a audição são bons mecanismos de avaliação da presença de ocos nas paredes. Através destes sentidos, pode ser diagnosticada a presença de criptoflorescências. A avaliação olfactiva realizada aos diferentes casos de estudo apenas revelou alguma utilidade prática no caso de estudo X. Nesta situação, foi detectado um cheiro característico de esgoto na entrada do edifício, sendo confirmada a suspeita da presença de iões nitrato através das análises com o kit de campo e das fitas. 114

133 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Quadro Quadro resumo das análises sensoriais e dos testes efectuados in-situ e em laboratório aos vários casos de estudo Fitas colorimétricas (mg/kg) Kit de campo (mg/kg) Análise sensorial EFRX DRX e FTIR Cl - SO 4 - NO 3 - Cl - SO 4 - NO 3 - Caso I amostra 1 eflorescência Caso I amostra 2 reboco Caso II amostra 1 tijolo Caso II amostra 2 reboco Caso III amostra 1 eflorescência Caso III amostra 2 reboco Caso III amostra 3 reboco e outros Caso IV eflorescência Legenda: Cor branca, sabor salgado, textura fofa; podridão da madeira; descasque da tinta; reboco degradado Sabor salgado; reboco e abobadilhas em elevado estado de degradação Cor branca, sabor salgado, paramento húmido, bolhas e empolamentos na tinta e estuque, textura fofa Cor branca, sabor salgado, paramento húmido, bolhas e empolamentos na tinta e estuque, textura fofa, elevado empolamento 0 > , K 2 Ca 2 Mg [SO 4] 4. 2H 2O; CaCO 3; K; Mg; S; Ca; KNO 3; K 2 Ca [SO 4] 2. 2H 2O; K 3 Na Na (SO 4) 2 0 > K; Mg; S; Cl; Ca Ca SO 4. 2H 2O; CaCO 3; KNO < ; 2 900; < Cl; Na Na Cl; CaCO 3 0 > > 7000 > Cl; Na; S; Ca CaCO 3; Ca SO 4. 2H 2O; Na Cl 0 < < 200 > Na; S; Ca; Mg Na 2SO 4; Na 2SO 4.10(H 2O) 0 > < 100 < Na; S; Ca; Mg Na 2SO 4; Na 2SO 4.10(H 2O); CaCO 3 0 > > < 12,5 Na; S; Ca; Mg CaCO 3; Ca SO 4. 2H 2O 0 > ; Na; Ca; S; K Na 2SO 4.10 (H 2O); Na 2SO 4 Concentração favorável Concentração moderada Concentração desfavorável 115

134 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Quadro Quadro resumo das análises sensoriais e dos testes efectuados in-situ e em laboratório aos vários casos de estudo (continuação) Análise sensorial Fitas colorimétricas (mg/kg) Cl - SO 4 - NO 3 - Kit de campo (mg/kg) Cl - SO 4 - NO 3 - EFRX DRX e FTIR Caso V eflorescência Cor branca, sais incrustados 0 > > K; Ca; S; Mg Ca SO 4. 2H 2O; MgSO 4 7H 2O; K 2Ca 2Mg (SO 4) 4 2(H 2O); CaCO 3 Caso VI eflorescência Cor branca, sabor salgado, empolamento e descasque da tinta 0 > S; Na; K Na 2SO 4 e reboco Caso VII eflorescência Pó branco, bolhas na tinta 0 > S; Na; Ca Na 2SO 4; Na 2SO 4.10 (H 2O) Caso VIII betão, tinta Bolhas e empolamentos na tinta, pó e eflorescência branco encrostado no pilar 0 > ; ,5; 102,5 S; Ca Ca SO 4. 2H 2O; CaCO 3 Caso IX rocha degradada Rocha e argamassa desagregada 0 > ; ; 122,5 Cl; Na; S; Ca Ca SO 4. 2H 2O; CaCO 3 Caso X amostra 1 estuque entrada Caso X amostra 2 eflorescência entrada Pó branco agarrado à argamassa, descasque da tinta e reboco, cheiro a esgoto 0 > ; 205 > > ; ; ; ; CaCO 3; Ca SO 4. 2H 2O; Na 2SO 4; - Na3(NO 3)(SO 4).H 2O; - CaCO 3; Ca SO 4. 2H 2O; KNO 3 Caso X amostra 3 sal quarto Caso X amostra 4 pó parede exterior Legenda: Paramento interior húmido com descasque da tinta, paramento exterior com bolhas e empolamentos da tinta ; 255 > ; NaCl; Ca SO 4. 2H 2O; NaNO CaCO 3; SiO 2; KAlSi 3O 8 Concentração favorável Concentração moderada Concentração desfavorável 116

135 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Na análise através das fitas colorimétricas ao ião cloreto, apenas na amostra de tijolo do caso de estudo II foi detectada a presença deste tipo de ião. A situação deve-se ao facto de a primeira escala de concentração apresentar uma gama bastante abrangente. É de realçar que, em todas as amostras analisadas, foram encontradas concentrações relativamente altas de iões sulfato. Este facto está necessariamente ligado à utilização de argamassas de base cimentícia na composição dos rebocos e, na maioria das argamassas utilizadas na construção. Relativamente aos iões nitrato, existe uma grande variação da concentração destes iões nas diversas amostras. Na maioria dos casos de estudo, apenas foram identificadas presenças residuais deste ião. Contudo, nos casos I e X, verificou-se que a presença de eflorescência estava relacionada com a existência deste ião. Numa primeira fase, foram analisados vários casos de estudo recorrendo ao kit tendo sido apresentados alguns resultados díspares. Este facto pode dever-se aos reagentes utilizados na análise, numa primeira fase se encontrarem fora do prazo de validade. De modo a poder ser realizada uma confirmação dos resultados do kit, foram, em alguns casos de estudo, repetidos os testes utilizando novos reagentes. Foram também realizados ensaios com soluções padrão de concentração conhecidas que permitiram verificar que o kit e as fitas apresentam boa fiabilidade. A recolha de diferentes amostras para a mesma anomalia revelou-se bastante vantajosa, sobretudo nas análises de laboratório. A situação reflecte-se nos resultados dos vários casos de estudo. Nos casos em que apenas for recolhida uma amostra de reboco contaminado com sais, apenas alguns dos compostos presentes que afectam o paramento são identificados nas análises de laboratório. É preferível efectuar a recolha da amostra em estado puro, a fim de melhorar a identificação dos compostos salinos. Nos testes efectuados com as fitas colorimétricas e o kit de campo, verificou-se que as análises realizadas a eflorescências puras podem ter um menor grau de rigor em comparação com as realizadas às amostras de reboco. A situação é causada pelo facto de as amostras apresentarem elevadas concentrações dos vários iões, sendo deste modo necessário proceder a várias diluições, que afectam a qualidade dos resultados devido à acumulação de erros. As técnicas de análise in-situ apresentam um elevado potencial de análise na avaliação do tipo de ião, que se encontra em maioria na amostra. No entanto, sempre que seja necessário quantificar com exactidão a concentração dos iões nas amostras, estas técnicas apresentam alguns condicionalismos. Embora ao longo do capítulo tenham sido apresentados os resultados das análises de laboratório em quadros simplificados, a análise destes resultados contém algumas 117

136 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras especificações. Ao serem analisados os espectros de resposta que os aparelhos apresentam, é necessário identificar que substâncias fariam parte da amostra se esta não se encontrasse contaminada com sais. Outra das situações normalmente encontradas nas análises EFRX, passa por avaliar se um certo pico de intensidade, que se encontra anormalmente alto, é devido aos materiais utilizados na formulação da argamassa, ou se esse acréscimo de intensidade reflecte a presença das substâncias que provocam a eflorescência, por exemplo. Nestes casos, a experiência do utilizador que faz a análise dos gráficos com os espectros de resposta, e a existência de uma base de dados comparativa são fundamentais. A análise das amostras através das técnicas de laboratório contribui significativamente para uma melhor avaliação das causas que provocam a anomalia. Verificou-se ao longo da dissertação que identificar apenas os iões que se encontram em maioria na amostra seria insuficiente para um diagnóstico correcto às causas que pode originar a formação de eflorescências. No decorrer da campanha experimental, verificou-se que a metodologia de inspecção aplicada aos vários casos de estudo forneceu as indicações necessárias à caracterização do tipo de eflorescências existentes nas amostras. No entanto, em alguns casos de estudo, apresenta algumas dificuldades na avaliação das causas para a ocorrência das anomalias. Estas dificuldades foram minimizadas pelo estudo no local da localização / caracterização das anomalias e recolha de informação pelo utilizador. A identificação das causas para o aparecimento de eflorescências pode contribuir activamente para uma correcta forma de limpeza e remoção de sais em paredes. Estes processos, se não forem acompanhados com uma metodologia de avaliação do tipo de eflorescências e das respectivas causas, levam normalmente a que o fenómeno se repita e se alastre a outras zonas. A correcta intervenção sobre o fenómeno da formação de sais em paredes pode ser feita de várias formas. A remoção da fonte contaminadora de sais é, na maioria dos casos, difícil de resolver, pois as próprias paredes dos edifícios estão repletas de sais. A simples lavagem das paredes afectadas pela presença de sais apenas pode ser útil se os sais forem suficientemente solúveis. Esta situação terá de ser feita de forma cíclica sempre que comece a ser visível a formação de eflorescências. Contudo, esta forma de actuar pode tornar as situações mais graves uma vez que se introduz na parede um acréscimo de humidade e pode não remover o sal totalmente. Na maioria dos casos em que apenas seja visível eflorescências numa percentagem residual, é recomendável a escovagem destas. 118

137 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Outra forma de intervenção passa pela remoção do reboco degradado e contaminado com sais e pela aplicação de um novo reboco de acumulação de sal com características distintas. Desta forma, a superfície da parede fica isenta de sal permitindo que a humidade do interior da parede seja libertada. Esta intervenção é bastante vantajosa em situações em que não exista um volume enorme de sais a aflorarem já que, se tal acontecer, o reboco pode não ter capacidade suficiente de acumulação de sais. À parte da introdução de uma nova camada de reboco, devem ser sempre que possível mitigadas ou mesmo anuladas as fontes causadores de sais. No caso de estudo X, foram aplicadas paredes em gesso cartonado com uma caixa-de-ar entre as paredes pré existentes. Esta situação pode esconder a formação de eflorescências mas, tal como aconteceu no caso de estudo, se a fonte de humidade não for minimizada e a caixa-de-ar convenientemente impermeabilizada e drenada, leva a que os sais sejam transportados até à nova parede de gesso cartonado, provocando nesta também fenómenos de eflorescências. Se for eliminada a presença de água ou humidade nas paredes, o mecanismo de actuação das eflorescências também será afectado. Para que ocorra a formação de eflorescências, é necessária água que transporte os sais até à superfície das paredes e que posteriormente esta evapore. Na formação de criptoflorescências, também é fundamental a existência de ciclos com maior e menor humidade relativa, de modo a que as moléculas dos sais cristalizem e hidratem / desidratem. Desta forma, se for possível controlar a humidade ambiente dos espaços em redor das paredes, é também viável precaver a formação de fenómenos de eflorescências e criptoflorescências. O caso de estudo III é o exemplo de uma incorrecta intervenção. Apesar de ter sido aplicada uma camada de produto de combate a sais e uma nova camada de reboco, voltaram a formarse eflorescências na superfície da parede. Neste caso em particular, é fundamental que exista uma interferência no sentido de ser interrompido o fluxo de água que transporta os sais. Ao longo da campanha experimental, verificou-se que certos aspectos da metodologia de diagnóstico proposta no capítulo 4 necessitaram de algumas alterações (Figura 5.34). A interacção com o utilizador do espaço revelou-se bastante útil na avaliação das causas que promoveram a formação de eflorescências. Como tal, foi dado um papel de maior importância a esta fase na metodologia. Com o acumular de experiência, a análise sensorial às anomalias tornou-se mais eficaz. Verificou-se também, que após serem feitas as análises sensórias, dificilmente é possível chegar a uma conclusão sobre o tipo de eflorescência presente e suas causas. 119

138 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Escolha dos locais a inspeccionar Recolha de toda a informação sobre a anomalia, incluindo processo de evolução da anomalia e possíveis causas diagnosticadas pelo utilizador Registo fotográfico Análise sensorial: visual táctil olfactiva gustativa auditiva Recolha de amostras Análise in-situ: Conclusão sobre o tipo de eflorescência fitas colorimétricas kit de campo Não Sim Elaboração de um relatório Análise através de técnicas de laboratório: DRX EFRX (confirma resultados da análise in-situ) FTIR (se indisponível a DRX) Conclusão sobre o tipo de eflorescência Sim Não Elaboração de um relatório e proposta de intervenção Nova análise Figura Fluxograma ilustrativo da metodologia de diagnóstico utilizada na avaliação de eflorescências 120

139 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Nas técnicas de análise in-situ, apenas foram analisadas as amostras recorrendo ao kit de campo e às fitas colorimétricas. O medidor de ph, condutividade e TDS não foi utilizado na campanha experimental. As várias amostras analisadas em laboratório permitiram verificar que a DRX identifica mais compostos comparativamente com a análise FTIR. Como tal, apenas foram analisadas as amostras com a FTIR aquando da indisponibilidade do equipamento que permite fazer a análise DRX. A análise EFRX permite quantificar de forma qualitativa a presença da maioria dos átomos das amostras. Desta forma, os resultados das técnicas de avaliação in-situ podem ser validados. Esta técnica serve também de apoio à análise dos resultados fornecidos pela DRX. O caso de estudo IX verificou a vantagem da interacção das análises DRX e EFRX, possibilitando através da análise EFRX a identificação de substâncias não identificadas através da DRX. Ao longo da campanha experimental não foram identificados carbonatos solúveis, embora sejam sais muito comuns em outros trabalhos experimentais (Posser, 2004) Pode-se concluir que a metodologia proposta está adequada às necessidades de avaliação de paramentos afectados pela presença de sais. Verificou-se que a conjugação de diferentes técnicas permite minimizar as incertezas associadas a cada uma, apesar de aumentar o tempo necessário para realização das análises Conclusões do capítulo Para ser entendida de forma correcta a problemática da cristalização de sais em paredes, é necessário proceder a uma análise de forma rigorosa às características do local que apresenta a anomalia. Ao longo da campanha experimental, foram apresentados e discutidos 151 resultados das análises in-situ e em laboratório. Estas análises foram realizadas a 17 amostras de 10 casos de estudo distintos. Para cada caso de estudo, foram realizadas análises sensoriais, de forma a poder ser feita uma melhor interpretação. A metodologia seguida para a análise dos diferentes casos de estudo passa por, primeiro ter uma pequena entrevista com o utilizador do espaço e entender como as anomalias se comportaram até ao momento. De seguida, preenche-se a ficha de inspecção com as características gerais do edifício, seguindo-se depois uma análise sensorial às anomalias. Depois desta fase, é feita uma análise através das técnicas de avaliação in-situ como é o caso do kit e das fitas. Se não se chegar a uma conclusão sobre o tipo de eflorescência, são realizadas análises laboratoriais, chegando-se nesta fase a uma conclusão sobre os constituintes da eflorescência e, se possível, determinar-se a causa da ocorrência destes fenómenos. 121

140 Capítulo 5 - Resultados, discussão e propostas futuras Verificou-se que a interacção entre as diferentes técnicas permite um melhor diagnóstico da anomalia. Desta forma, considera-se fundamental a interacção com o utilizador do espaço e reunir o maior número de informação disponível sobre a anomalia. A análise sensorial efectuada à anomalia, embora não permita efectuar o diagnóstico completo à anomalia, possibilita, em conjunto com uma análise através do kit e as fitas em alguns casos, determinar com elevado grau de certeza de que tipo de eflorescência é composta a anomalia. Ao longo do trabalho de campo, demonstrou-se que o kit de campo apresenta resultados muito credíveis se for pretendido avaliar o tipo de ião que compõe a eflorescência. A utilização das fitas colorimétricas permite ao utilizador ter um maior grau de confiança nos resultados obtidos. As fitas permitem ainda fazer a análise de soluções com concentrações elevadas sem ser necessário realizar diluições às soluções, desta foram não são introduzidos erros adicionais às análises. Se for pretendido identificar os compostos que compõem a eflorescência, concluí-se que a melhor conjugação de técnicas passa inicialmente por uma introdução e entendimento sobre a anomalia analisada, devendo, tal como referido, ser realizada em conjunto com o utilizador que tenha acompanhado o desenvolvimento da anomalia, passando depois para uma análise sensorial e pela recolha de amostras para uma análise com o kit e as fitas e, posteriormente, uma análise DRX. Comparativamente com as outras técnicas de laboratório, a DRX permitiu analisar de forma clara a maioria dos compostos identificados ao longo da campanha experimental. A análise EFRX, embora tenha possibilitado identificar e avaliar qualitativamente os átomos que compõem a amostra, não permite reconhecer como estão interligados esses átomos e, consequentemente não identifica os compostos que a amostra contém. Relativamente à análise DRX, a FTIR permite identificar substâncias cristalinas e amorfas. Contudo, ao longo da campanha experimental, verificou-se que as substâncias causadoras de eflorescências se encontram na forma cristalina. Desta forma, a análise FTIR apenas deve ser utilizada na identificação de sais aquando da indisponibilidade da análise DRX. Em alguns casos de estudo, ficou evidente que a análise FTIR não possibilita a identificação de algumas substâncias relevantes como por exemplo o cloreto de sódio (halite) na amostra de tijolo do caso de estudo II. A elevada concentração de iões cloreto relaciona-se, na maioria da vezes, com a presença de substâncias, como o cloreto de sódio perto do local onde são detectadas as anomalias ou em locais perto do mar que, através da atmosfera marinha, possam contaminar as paredes levando ao aparecimento de eflorescências ricas em iões cloreto. Este exemplo de eflorescências pode decorrer apenas da proximidade deste tipo de atmosfera e não necessita do contacto físico com substâncias poluidoras. 122

141 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos A formação de eflorescências compostas por iões nitratos está, na maioria das vezes, relacionada directamente com a presença de águas contaminadas de fossas, adubos e fertilizantes que possam migrar ascensionalmente até às paredes, provocando a formação de compostos salinos. Também podem existir eflorescências de iões nitrato devido à contaminação dos constituintes das argamassas com dejectos de animais. Esta situação está provavelmente relacionada com a contaminação que ocorreu no caso de estudo I. A presença de eflorescências ricas em iões sulfato foi a situação mais correntemente identificada ao longo da campanha experimental, sendo compostos salinos bastantes agressivos para as paredes que conduzem à formação de bolhas e empolamentos e, em casos mais graves, provocaram o destaque e a desagregação dos rebocos. As eflorescências de iões sulfato são normalmente oriundas do cimento utilizado na formulação das argamassas que, em contacto com água, levam ao transporte destas substâncias até à superfície das paredes onde cristalizam. Este tipo de iões apresenta uma elevada solubilidade, agrupando-se facilmente com muitos grupos de catiões formando os mais variados compostos, como por exemplo o sulfato de sódio (tenardite). De forma a ser caracterizado o tipo de eflorescência presente, é na maioria das vezes, necessário recorrer a análises de laboratório. Se tal não acontecer, apenas é possível determinar que tipo de ião predomina na amostra e não o composto salino. Ao serem analisados e discutidos todos os parâmetros representativos dos vários casos de estudo, verificou-se que nem sempre é possível entender e explicar com certeza algumas das causas de formação de certos compostos salinos. Contudo, torna-se evidente que a presença de água ou simplesmente humidade é um dos principais factores que desencadeia a formação de eflorescências. 123

142 Capítulo 6 Conclusões e desenvolvimentos futuros 124

143 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos 6. Conclusões e desenvolvimentos futuros 6.1. Considerações finais O presente estudo pretende alargar o conhecimento acerca do fenómeno da cristalização de sais em paramentos. Para tal, foi proposta uma metodologia de diagnóstico que incidiu na utilização de três grupos de técnicas de avaliação da presença de sais em paredes. O primeiro grupo é composto por uma análise sensorial às anomalias, avaliando de forma qualitativa os parâmetros da cor, da textura (consistência), do sabor, do cheiro e, por último, através da audição se o paramento se encontra oco. O segundo grupo é composto por técnicas de análise in-situ, que são métodos expeditos que permitem fazer uma análise de amostras e averiguar o tipo de ião que se encontra em maioria na amostra. As técnicas que compõem este grupo foram as fitas colorimétricas e o kit de campo. Por último, o grupo composto pelas técnicas de laboratório que possibilitam analisar as amostras com maior fiabilidade e podem servir para complementar as técnicas anteriormente referidas. Através da análise EFRX, são identificados os átomos que compõem as amostras, sendo definido uma escala qualitativa da presença desses átomos na amostra. Pelas análises DRX e FTIR, são identificados os grupos de compostos que compõem a amostra, cristalinas no caso da DRX e amorfas e cristalinas na FTIR. O estudo realizado nesta dissertação incluiu a análise de vários paramentos, distribuídos por 10 casos de estudo, em que foram realizadas 151 análises, situados em diversos locais. Os resultados obtidos foram analisados, obtendo-se diversas conclusões que a seguir se sintetizam. 125

144 Capítulo 6 Conclusões e desenvolvimentos futuros 6.2. Conclusões gerais A presença de sais em paredes é um problema há muito detectado por diversos investigadores. Neste sentido, é urgente que se proceda a uma adequada avaliação desta problemática. A presente dissertação visa contribuir para um aumento do conhecimento deste fenómeno e das técnicas de diagnóstico em serviço. A quantificação da presença de sais em paramentos torna-se cada mais um aspecto bastante relevante de análise de desempenho funcional de paredes. Como tal, considera-se necessário definir critérios de desempenho a partir de técnicas práticas que permitam quantificar o estado de degradação das paredes. Da mesma forma, será vantajoso o aparecimento, quanto antes, de procedimentos normalizados para a utilização das técnicas de ensaio in-situ de análise de sais em revestimentos, à semelhança do que já acontece com outros materiais, reduzindo a subjectividade da inspecção. A elaboração de uma metodologia apropriada, constituída por uma sequência de ensaios e pelo cruzamento de resultados das técnicas utilizadas, apresenta-se como uma ferramenta com potencial de sucesso na identificação e compreensão da maioria das anomalias relacionadas com sais. A campanha experimental realizada permitiu recolher bastante informação sobre a utilização das várias técnicas propostas na metodologia de diagnóstico, contribuindo para aprofundar o conhecimento existente nessa área. Foram analisados 10 casos de estudo, em que, para além das análises sensoriais às anomalias, foram recolhidas 17 amostras distintas. Todos os paramentos analisados se encontravam com sinais evidentes de degradação associados à presença de sais. No decorrer das investigações efectuadas pelas técnicas de avaliação insitu, com o kit de campo e as fitas colorimétricas, procedeu-se a 116 análises às amostras e 35 através das técnicas de laboratório, num total de 151 análises. O conjunto das técnicas (análise visual, táctil, gustativa, olfactiva e auditiva) que compõem a análise sensorial proposta na metodologia de inspecção requer alguma experiência por parte do utilizador. Estas análises apenas podem servir como um meio auxiliar de diagnóstico uma vez que apresentam um elevado grau de imprecisão, mas, em conjunto com outras técnicas, apresentam um elevado contributo para uma correcta análise. Estas técnicas contribuem fundamentalmente para uma intervenção de forma mais eficaz sobre as anomalias detectadas. As técnicas de análise in-situ utilizadas ao longo do trabalho de campo são compostas pelo kit de campo e pelas fitas colorimétricas, apresentam em geral, bons resultados. As fitas foram utilizadas na medição da concentração de iões cloreto, nitrato e sulfato. Nas medições efectuadas a iões cloretos, verificou-se que as fitas apresentam gamas bastante abrangentes na escala de concentração o que provoca imprecisão nos resultados. Na maioria dos casos de 126

145 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos estudo, esta análise apresentou uma concentração nula devido à gama acima ser de 500 mg/l, ou seja, muito díspares. As escalas de concentração para os iões nitrato e sulfato estão mais equilibradas levando a que os resultados dos testes se enquadrassem nas diferentes escalas. A fiabilidade dos resultados apresentados pelo kit de campo depende de alguns factores, sendo a concentração de iões que as amostras contêm o factor primordial. Caso seja necessário proceder a diluições das soluções analisadas, a fiabilidade da técnica diminui de forma abrupta pelo facto de os resultados desta técnica necessitarem de ser multiplicados por um factor de diluição (acumulação de erros). Pode-se concluir que as técnicas de análise in-situ apresentam bons resultados na caracterização do tipo de ião que se encontra em maior quantidade na amostra. Contudo, na quantificação da concentração dos iões, o grau de confiança nesses resultados não é muito elevado. Esta situação torna-se mais evidente para baixas concentrações devido às diferentes solubilidades que os vários iões apresentam e, para concentrações muito altas, devido ao facto de ser necessário proceder a diluições das soluções. De modo a minimizar os possíveis erros nas análises, estas técnicas foram utilizadas em laboratório. As técnicas de laboratório através da análise EFRX, DRX e FTIR mostram ser um importante meio de avaliação de compostos salinos. A análise EFRX foi utilizada com o intuito de confirmar a validade das análises com as fitas colorimétricas e com o kit de campo, pois a técnica avalia de forma qualitativa os átomos presentes na amostra. Ao ser utilizada, torna-se também mais fácil realizar a análise aos resultados da DRX. Verificou-se que a recolha de amostras diferenciadas nos vários casos de estudo contribui para uma mais fácil e correcta análise dos resultados obtidos pelas técnicas de laboratório. As análises DRX e FTIR permitem avaliar os tipos de compostos salinos que a amostra contém. Caracterizando as substâncias que são retiradas para análise através das análises sensoriais, é possível entender que compostos se encontram em excesso e provocam a degradação das paredes através das análises de laboratório. Estas análises são particularmente relevantes sempre que, pelas técnicas de avaliação in-situ e pelas análises sensoriais antes utilizadas, existam dúvidas sobre que tipo de eflorescência está presente na parede. Na elaboração de futuros planos de reabilitação a paredes afectadas pela presença de sais, a presente dissertação pode ser útil, uma vez que, se for seguida a metodologia de diagnóstico proposta, existe uma maior probabilidade de serem determinados com certeza os tipos de eflorescências presentes nos paramentos assim como as suas causas. Esta dissertação pode contribuir assim para uma actuação mais eficaz sobre as anomalias presentes. 127

146 Capítulo 6 Conclusões e desenvolvimentos futuros Pelo referido, o trabalho realizado atingiu os objectivos propostos à partida, uma vez que testemunha a utilidade das técnicas propostas na metodologia de diagnóstico proposta para a caracterização de eflorescências e outros compostos salinos nos diversos tipos de paramentos Desenvolvimentos futuros Apesar de se ter obtido resultados bastante interessantes e úteis na utilização futura das técnicas estudadas, o presente estudo pode ainda ser aprofundado em diversos aspectos. Assim, sugerem-se diversas linhas de investigação que podem complementar este trabalho: sabendo que os vários tipos de sais cristalizam a humidades relativas e temperaturas distintas, de modo a poderem ser estudadas as diferentes espécies mineralógicas presentes num caso de estudo, sugere-se que, para futuros trabalhos, sejam recolhidas e analisadas várias amostras, em diversas épocas do ano; desta forma, podem ser cobertas as diferentes condições meteorológicas que podem ser observadas no local; a recolha e análise de várias amostras no mesmo caso de estudo a diferentes alturas pode ser uma mais-valia para a determinação das origens dos sais, uma vez que se conhece que os sais provenientes do solo que migram através da humidade ascensional diminuem de concentração à medida que sobem através das paredes; esta situação pode não ocorrer necessariamente, mas, ao ser feito um mapeamento da concentração dos diferentes sais a várias alturas, tal poderia contribuir de forma mais eficaz para a determinação das causas das diferentes anomalias associadas à presença de sais; a recolha de amostras efectuada em profundidade recorrendo à utilização de um berbequim poderá contribuir para uma melhor caracterização das anomalias; deste modo, poderá ser feito um mapeamento da concentração dos sais a diferentes profundidades; recolher amostras para análise não contaminadas, em locais adjacentes não afectados por sais de modo a poderem ser analisadas e servirem como amostras padrão; estas amostras podem servir para entender o que faz realmente parte da parede e qual ou quais os elementos que estão associados à anomalia; esta situação pode ser útil na análise através das fitas colorimétricas do kit de campo, mas também para as técnicas de análise em laboratório como a EFRX, a DRX e a FTIR. 128

147 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Bibliografia Araújo, A.; Brito, J. de; Júlio, E. (2008) - Manual de inspecção de patologia exterior de construções edificadas em Portugal de 1970 a 1995, IST, Lisboa, Relatório ICIST - DTC n.º 12/08. Arnold, A.; Zehnder, K. (1985) - Crystallization and habits of salt efflorescences on walls I - methods of investigation and habits, International Congress on Deterioration and Conservation of Stone-Lausanne, London, pp Arnold, A.; Zehnder, K. (1987) - Monitoring wall paintings affected by soluble salts. The conservation of wall paintings. Symposium organized by the Courtauld Institute of Art and the Getty Conservation Institute, Sharon Cather editor, London, 181 p. Barros, L. (2001) - As rochas dos monumentos portugueses, tipologias e patologias. Instituto Português do Património Arquitectónico, Ministério da Cultura, Lisboa, Volume I, 335 p. Bianchin, A. (1999) - Influência do porporcionamento dos materiais constituintes no desempenho de argamassas para reboco de recuperação de alvenarias contaminadas por umidade e sais, Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Porto Alegre, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 153 p. Carballo, J.; Thenaisie C., S.; Monteiro, M. (2005) - Os efeitos nocivos resultantes da cristalização dos sais solúveis. O caso da Igreja de S. Pedro de Miragaia, Seminário sobre sais solúveis em argamassas de edifícios antigos. LNEC, pp Cardeira, A. (2010) - Análise macroscópica do efeito de dois modificadores de cristalização com baixa toxicidade, Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil na especialidade de Reabilitação de Edifícios, FCT / UNL, Lisboa, 139 p. Cardoso, F. (2008) - Estudo da deterioração da pedra na igreja de Paço de Sousa - Proposta de tratamento, Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, FUEP, Porto, 117 p. Cavalcante, L.; Abreu, R., Lage, M. (2009) - FUMDHAMentos VIII, Pigmentos pré-históricos e eflorescências salinas da toca do estevo III, Publicação da Fundação Museu do Homem Americano, No. 8, Brasil, pp Charola, A. (2000) - Salts in the deterioration of porous materials: an overview. Journal of the American Institute for Conservation, Vol. 39, No. 3, pp Charola, A. (2005) - Soluble salts in porous materials and the resulting deterioration, Seminário sobre sais solúveis em argamassas de edifícios antigos, LNEC, pp

148 Bibliografia Correns, C.; Steinborn, W. (1939) - Experimente zur Messung und Erklärung der sogennanten Kristallisationskraft. Zeitschrift für Kristallographie, pp Costa, D.; Rodrigues, J. (2005) - Sais solúveis nas alvenarias da Sé de Évora, Seminário sobre sais solúveis em argamassas de edifícios antigos, LNEC, pp Cruz, T., Silva, A., (2006) - Caracterização de argamassas da Igreja de Nossa Sr.ª da Assunção (Elvas) e do castelo da Amieira do Tejo (Nisa), Relatório LNEC 215/06-NMM, 113 p. Flores-Colen, I. (2009) - Metodologia de avaliação do desempenho em serviço de fachadas rebocadas na óptica da manutenção predictiva, Dissertação de Doutoramento em Engenharia Civil, IST, Lisboa, 487 p. Flores-Colen, I.; Brito, J. de; Freitas, V. P. (2005) - Técnicas de diagnóstico e de manutenção para remoção de manchas em paredes rebocadas, 1º Congresso Nacional de Argamassas de Construção, APFAC, Lisboa, 13 p. Flores-Colen, I.; Brito, J. de; Freitas, V. P. (2010) - Ensaios in-situ e em laboratório para caracterização do desempenho em serviço de rebocos pré-doseados aplicados em fachadas de edifícios correntes, 3º Congresso Português de Argamassas de Construção, Lisboa, 11 p. Freitas, V. (1992) - Transferência de humidades em paredes de edifícios, Dissertação de Doutoramento em Engenharia Civil, FEUP, Porto, 200 p. Gewehr, U. (2004) - Aplicabilidade e eficiência de dois métodos de saneamento de paredes degradadas por umidade e sais a partir de uma revisão bibliográfica e de um caso de estudo, Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 179 p. Gonçalves, T. (2003) - Colocação a descoberto de alvenarias antigas originalmente revestidas e sujeitas à acção de sais solúveis. Utilização de hidrófugos de superfície, 3º ENCORE, Encontro sobre Conservação e Reabilitação de Edifícios, LNEC, Lisboa, Vol.1, pp Gonçalves, T. (2007a) - Salt crystallization in plastered or rendered walls, Dissertação de Doutoramento em Engenharia Civil, IST, Lisboa, 262 p. Gonçalves, T. (2007b) - Cristalização de sais solúveis em materiais porosos. Apresentação ao Seminário Materiais em ambiente marítimo, Funchal. Versão de 20 de Junho de 2009, 72 p. 130

149 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Gonçalves, T.; Rodrigues, J. (2005) - Rebocos para paredes antigas afectadas por sais solúveis, patologia, princípios de funcionalidade e adequabilidade, Seminário sobre sais solúveis em argamassas de edifícios antigos, LNEC, Lisboa, pp Henriques, F. (2007) - Humidades em paredes, Colecção Edifícios No. 8, LNEC, Lisboa, 170 p. Junginger, M.; Medeiros, S. (2001) - Acção da eflorescência de carbonato de cálcio sobre o vidrado de placas cerâmicas, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 9 p. Kunzel, M. (1995) - Simultaneous heat and moisture transport in building components, Fraunhofer IRB Verleag Suttgart, Germany, 60 p. Lama, E.; Andrade, F.; Kihara,Y.; Tirello, R. (2007) - Estudo de eflorescências em pinturas murais de fulvio pennacchi, Revista Brasileira de Arqueometria, Restauração e Conservação, Campinas, Vol. 1, No. 3, pp Lanzón, M.; García-Ruiz, P. A. (2008) - Effectiveness and durability evaluation of rendering mortars made with metallic soaps and powdered silicone, Construction and Building Materials, Vol. 22, No.12, pp LNEC (1980) - Revestimentos com base em ligantes sintéticos. Determinação do ph, Ficha de ensaio FE Pa 06, LNEC, Lisboa, 6 p. Marques, M.; Tavares, M.; Rodrigues, M.; Blanes, F.; Costa, C. (2005) - Metodologia utilizada para uma identificação expedita, célere e de custos reduzidos, de iões de sais solúveis, existentes em eflorescências de argamassas antigas, Lisboa, Seminário sobre sais solúveis em argamassas de edifícios antigos, LNEC, pp Meira, J. (2001) - Argilas: o que são, suas propriedades e classificações, Lisboa, Comunicações técnicas, Visa consultores, 12 p. Menezes, R.; Ferreira, H.; Neves, G.; Ferreira, H. (2006) - Sais solúveis e eflorescência em blocos cerâmicos e outros materiais de construção, Campina Grande, Universidade Federal de Campina Grande, pp Nascimento, O.; Mansur, A.; Mansur, H. (2009) - Avaliação de incrustação em tubulação de PVC, XV COBREAP - Congresso Brasileiro de Engenharia de Avaliações e Perícias, 24 p. Perez, A. (1988) - Umidade nas edificações: recomendações para a prevenção da penetração de água pelas fachadas, Tecnologia das Edificações, São Paulo, pp

150 Bibliografia Posser, N. (2004) - Proporcionamento de argamassas para reboco de recuperação, Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 180 p. Pozo, M.; Carretero, M. (2007) - Mineralogía aplicada. Salud y medio ambiente, Ediciones Paraninfo, Madrid, 424 p. Puim, P. (2010) - Controlo e reparação de anomalias devidas à presença de sais solúveis em edifícios antigos, Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, IST, Lisboa, 95 p. Rodrigues, P. (2004) - Argamassas de revestimento para alvenarias antigas, Dissertação de Doutoramento em Engenharia Civil, Lisboa, Universidade Nova de Lisboa, 523 p. Rodrigues, P. (2005) - Resistências aos cloretos e aos sulfatos de argamassas de cal aérea e diferentes polozanas, Seminário sobre sais solúveis em argamassas de edifícios antigos, LNEC, Lisboa, pp Rodrigues, J.; Gonçalves, T. (2005) - Sais solúveis nas construções históricas introdução e relatório sumário, Seminário sobre sais solúveis em argamassas de edifícios antigos, LNEC, Lisboa, pp Sabbatini, F.; Melhado,S.; Aly, V.; Franco, L.; Barros, M (2006) - Manifestações patológicas em edificações, aula 33, Departamento de construção civil e urbana, Brasil, pp Santos, P.; Filho, A. (2008) - Eflorescência: causas e conseqüências, Universidade Católica de Salvador, Brasil, 17 p. Schmid, E. V. (1988) - Exterior durability of organic coatings. Surrey: FMJ International Publications Limited, 334 p. Silva, B.; Prieto, B.; Rivas, T. (2005) - Origin of gypsum in decayed granite building, Seminário sobre sais solúveis em argamassas de edifícios antigos, LNEC, Lisboa, pp Silva, H.; Rodrigues, M.; Eusébio, M. (2007) - Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Fundamentos e aplicação na caracterização de materiais de construção, LNEC, Lisboa, 69 p. Silveira, P.; Veiga, R. Brito, J. de (2002) - Eflorescências em estuques antigos, Ingenium, No. 68, Ordem dos Engenheiros, Lisboa, pp Tavares, M.; Veiga, M. (2003) - Conservação e restauro de antigos revestimentos exteriores: caracterização de alguns casos (do séc. XVII, XVIII e XIX na zona de Lisboa), V Seminário Brasileiro de Tecnologia das Argamassas, São Paulo, 10 p. 132

151 Caracterização in-situ de eflorescências e de outros compostos salinos em paramentos Teixeira, G.; Belém, M. (2006) - Diálogos de edificações estudo de técnicas tradicionais de construção, CRAT, 204 p. Veiga, M. R.; Silva, J. A. S.; Carvalho (2004) - Conservação e renovação de revestimentos de paredes de edifícios antigos, Colecção de Edifícios. Conservação e Reabilitação, LNEC, Lisboa, 126 p. Uemoto, L. (1984) - Patologia: Danos causados por eflorescências, Tecnologia de edificações, São Paulo pp Woolfitt, C. (2008) - Sais solúveis em alvenarias, Tradução por Araújo A. Versão de 24 de Junho de 2009, artigo de Building Conservation Directory, 5 p. Sites consultados [w1] - acedido em 15/11/2010 [w2] - acedido em 16/02/2011 [w3]

152 Bibliografia 134

153 Anexos

154

155 Anexo I - Ficha de ensaio kit de campo LABORATÓRIO DE CONSTRUÇÃO DO IST FICHA DE ENSAIO TÉCNICA: Kit de campo para determinação do teor em sais (elaborado por José Tuna) 1. Descrição geral Técnica que permite determinar os tipos de sais e as quantidades destes presentes numa solução de um litro (mg/l). 2. Campo de aplicação Técnica semi-destrutiva pois necessita de uma pequena amostra, utilizada na avaliação de paramentos, em laboratório ou in-situ, com aplicação a diversos tipos de revestimentos. 3. Adequabilidade para a utilização in-situ (quando aplicável) Equipamento com facilidade de transporte; fácil utilização in-situ; apenas necessita de um técnico; não necessita de fonte de alimentação pois funciona a pilhas. 4. Princípio da técnica Técnica que faz incidir nas amostras raios com 4 cores distintas que representam vários comprimentos de onda. 5. Limitações e condicionalismos Técnica que garantem resultados aceitáveis para cloretos e nitratos mas com algumas deficiências ao nível dos sulfatos. A.I

156 6. Parâmetros de medição / simbologia / unidades Concentração de iões cloretos, nitratos e sulfatos em mg/l. 7. Metodologia de ensaio 7.1. Localização dos ensaios Recolher amostras das zonas que apresentem anomalias relacionadas com o fenómeno de eflorescências Número de ensaios recomendados Devem ser analisadas todas as amostras recolhidas, sendo necessário efectuar análises aos três tipos de iões Equipamento de ensaio Aparelho de análise Spectro, reagentes necessários para os 3 iões, água destilada, funil, filtros, espátula, copos para recolha de amostras, tubos onde se coloca as soluções a analisar Procedimentos Procedimento para cloretos a. Retirar uma amostra da superfície afectada para um frasco ou um saco, devidamente limpo e seco. Para realizar a solução, deve ser utilizada uma área de 25 cm 2 da amostra, pois trata-se de um kit de campo, que corresponde a aproximadamente 2 gramas. Adicionar a um frasco e dissolver com uma pequena quantidade de água, menor possível (máx. 40 ml). Deve-se lavar o frasco de modo a retirar todo o material que fico aderido a este. No frasco onde se encontra a solução, acrescenta-se água destilada até completar 50 ml. b. Inserir 3 bolas cerâmicas no frasco e agitar vigorosamente durante 1 minuto de modo a homogeneizar a mistura, deixando repousar a solução durante 5 minutos; c. Filtrar a solução para outro copo graduado, passando o filtro com um pouco de água destilada; d. Retirar do frasco de 50 ml com a ajuda da seringa, uma porção de 5 ml para o recipiente B, e encher uma célula do fotómetro até meio com a solução aquosa; e. Adicionar 6 gotas de reagente de 1 à amostra B preparada anteriormente, fechar o recipiente e homogeneizar por agitação; A.II

157 f. Adicionar 6 gotas do reagente 2 à amostra B, fechar o recipiente e homogeneizar por agitação; g. Ligar o Spectro (botão ON) e pressionar a tecla azul; h. Colocar o tubo de calibração no fotómetro que tinha sido preenchido de acordo com o ponto 4, no eixo do fotómetro, colocar a tampa de protecção de luz e pressionar 0,000. No visor, irá aparecer o valor 0,000. Neste momento, o aparelho está calibrado; i. Retirar o recipiente de calibração do orifício do fotómetro. Em seguida, esvaziar a amostra, que foi elaborada em conformidade com os pontos 4, 5 e 6 da amostra B utilizando o funil, para dentro do recipiente do fotómetro. Fechar o recipiente e substitui-lo no respectivo orifício do fotómetro. Colocar a tampa de protecção à luz e anotar o número que aparece no campo de exibição Procedimento para nitratos a. Retirar uma amostra da superfície afectada para um frasco ou um saco, devidamente limpo e seco. Para realizar a solução, deve ser utilizada uma área de 25 cm 2 da amostra, pois trata-se de um kit de campo, que corresponde a aproximadamente 2 gramas. Adicionar a um frasco e dissolver com uma pequena quantidade de água, menor possível (máx. 40 ml). Deve-se lavar o frasco de modo a retirar todo o material que fico aderido a este. No frasco onde se encontra a solução, acrescenta-se água destilada até completar 50 ml; b. Inserir-se 3 bolas cerâmicas no frasco e agitar vigorosamente durante 1 minuto de modo a homogeneizar a mistura, deixando repousar a solução durante 5 minutos; c. Filtrar a solução para outro copo graduado, passando o filtro com um pouco de água destilada; d. Retirar do frasco de 50 ml com a ajuda da seringa, uma porção de 5 ml para o recipiente B, e encher uma célula do fotómetro até meio com a solução aquosa; e. Adicionar 1 nível da colher de medição (verde) do reagente 1 ao tubo de ensaio B. Agitar durante 30 segundos; f. Adicionar 1 nível da colher de medição (verde) do reagente 2 ao tubo de ensaio B. Agitar durante 30 segundos. Deixar repousar durante 5 minutos; g. Ligar o Spectro (botão ON) e pressionar a tecla azul; h. Colocar o tubo de calibração no fotómetro que tinha sido preenchido de acordo com o ponto 4 no eixo do fotómetro, colocar a tampa de protecção de luz e pressionar 0,000. No visor, irá aparecer o valor 0,000. Neste momento, o aparelho está calibrado; A.III

158 i. Retirar o recipiente de calibração do orifício do fotómetro. Em seguida, esvaziar a amostra, que foi elaborada em conformidade com os pontos 4, 5 e 6 da amostra B utilizando o funil, para dentro do recipiente do fotómetro. Fechar o recipiente e substitui-lo no respectivo orifício do fotómetro. Colocar a tampa de protecção à luz e anotar o número que aparece no campo de exibição Procedimento para sulfatos a. Retirar uma amostra da superfície afectada para um frasco ou um saco, devidamente limpo e seco. Para realizar a solução, deve ser utilizada uma área de 25 cm 2 da amostra, pois trata-se de um kit de campo, que corresponde a aproximadamente 2 gramas. Adicionar a um frasco e dissolver com uma pequena quantidade de água, menor possível (máx. 40 ml). Deve-se lavar o frasco de modo a retirar todo o material que fico aderido a este. No frasco onde se encontra a solução, acrescenta-se água destilada até completar 50 ml; b. Inserir 3 bolas cerâmicas no frasco e agitar vigorosamente durante 1 minuto de modo a homogeneizar a mistura, deixando repousar a solução durante 5 minutos; c. Filtrar a solução para outro copo graduado, passando o filtro com um pouco de água destilada; d. Retirar do frasco com 50 ml com a ajuda da seringa, uma porção de solução aquosa, encher o frasco A até ao primeiro nível, e encher com solução aquosa o recipiente do fotómetro até metade; e. Adicionar 10 gotas do reagente 1 ao tubo de ensaio A. Agitar durante 30 segundos; f. Adicionar 2 níveis da colher de medição (verde) do reagente 2 ao tubo de ensaio A. Agitar durante 2 minutos. Deixar repousar durante 2 minutos; g. Ligar o Spectro (botão ON) e pressionar a tecla verde; h. Colocar o tubo de calibração no fotómetro que tinha sido preenchido de acordo com o ponto 6 no eixo do fotómetro, colocar a tampa de protecção de luz e pressionar 0,000. No visor, irá aparecer o valor 0,000. Neste momento, o aparelho está calibrado; i. Retirar o recipiente de calibração do orifício do fotómetro. Em seguida, esvaziar a amostra, que foi elaborada em conformidade com os pontos 4, 5 e 6 da amostra B utilizando o funil, filtrando novamente a amostra com um filtro dobrado duas vezes para dentro do recipiente do fotómetro. Fechar o recipiente e substitui-lo no respectivo orifício do fotómetro. Colocar a tampa de protecção à luz e anotar o número que aparece no campo de exibição. A.IV

159 8. Interpretação dos resultados Se as amostras recolhidas conterem impurezas como restos de tintas ou outro tipo de impurezas orgânicas, estas podem afectar a qualidade dos resultados 9. Combinação com outras técnicas A utilização de fitas calorimétricas como primeira análise pode permitir a dispensa de análise a alguns tipos de iões. A.V

160 Anexo II - Ficha de ensaio fitas colorimétricas LABORATÓRIO DE CONSTRUÇÃO DO IST FICHA DE ENSAIO TÉCNICA: Fitas colorimétricas para determinação do teor em sais (elaborado por José Tuna) 1. Descrição geral Técnica que permite determinar os tipos de sais e as quantidades destes em escalas de concentração, presentes numa solução de um litro (mg/l). 2. Campo de aplicação Técnica semi-destrutiva pois necessita de uma pequena amostra, utilizada na avaliação de paramentos, em laboratório ou in-situ, com aplicação a diversos tipos de revestimentos. 3. Adequabilidade para a utilização in-situ (quando aplicável) Equipamento com facilidade de transporte; fácil utilização in-situ; apenas necessita de um técnico. 4. Princípio da técnica A fita é introduzida na solução mudando de cor. Para se obter o resultado, apenas é necessário fazer a comparação com as escalas de referência. 5. Limitações e condicionalismos Técnica que garantem resultados aceitáveis. A.VI

161 6. Parâmetros de medição / simbologia / unidades Concentração de iões cloretos, nitratos e sulfatos em mg/l. 7. Metodologia de ensaio 7.1. Localização dos ensaios Recolher amostras das zonas que apresentem anomalias relacionadas com o fenómeno de eflorescências Número de ensaios recomendados Devem ser analisadas todas as amostras recolhidas, sendo necessário efectuar análises aos três tipos de iões Equipamento de ensaio Fitas colorimétricas, água destilada, funil, filtros, espátula, copos para recolha de amostras, frascos onde se coloca as soluções a analisar Procedimentos Procedimento para cloretos a. Retirar uma amostra da superfície afectada para um frasco ou um saco, devidamente limpo e seco. Para realizar a solução, deve ser utilizada uma área de 25 cm 2 da amostra, pois trata-se de um kit de campo, em que não é possível realizar uma pesagem in-situ, que corresponde a aproximadamente 2 gramas. Adicionar a um frasco e dissolver com uma pequena quantidade de água, o menor possível (máx. 40 ml). Deve-se lavar o frasco de modo a retirar todo o material que fico aderido a este. No frasco onde se encontra a solução, acrescenta-se água destilada até completar 50 ml; b. Colocar a fita correspondente no frasco durante 1 segundo, retirar e deixar secar durante 1 minuto; c. Comparar as cores apresentadas na fita com a escala de referência que se encontra na embalagem que contêm as fitas Procedimento para nitratos a. Retirar uma amostra da superfície afectada para um frasco ou um saco, devidamente limpo e seco. Para realizar a solução, deve ser utilizada uma área de 25 cm 2 da amostra, pois trata-se de um kit de campo, que corresponde a aproximadamente 2 gramas. Adicionar a um frasco e dissolver com uma pequena quantidade de água, o A.VII

162 menor possível (máx. 40 ml). Deve-se lavar o frasco de modo a retirar todo o material que fico aderido a este. No frasco onde se encontra a solução, acrescenta-se água destilada até completar 50 ml; b. Colocar a fita correspondente no frasco durante 1 segundo, retirar e deixar secar durante 1 minuto; c. Comparar as cores apresentadas na fita com a escala de referência que se encontra na embalagem que contêm as fitas Procedimento para sulfatos a. Retirar uma amostra da superfície afectada para um frasco ou um saco, devidamente limpo e seco. Para realizar a solução, deve ser utilizada uma área de 25 cm 2 da amostra, pois trata-se de um kit de campo, que corresponde a aproximadamente 2 gramas. Adicionar a um frasco e dissolver com uma pequena quantidade de água, o menor possível (máx. 40 ml). Deve-se lavar o frasco de modo a retirar todo o material que fico aderido a este. No frasco onde se encontra a solução, acrescenta-se água destilada até completar 50 ml. b. Colocar a fita correspondente no frasco durante 1 segundo, retirar e deixar secar durante 1 minuto; c. Comparar as cores apresentadas na fita com a escala de referência que se encontra na embalagem que contêm as fitas. A.VIII

163 Anexo III - Formulação das soluções padrão Soluções padrão de iões nitrato Para realizar esta solução, recorre-se a um sal de nitrato de alumínio hidratado Al(NO 3 ) 3 9H 2 O. Peso molar de Al(NO 3 ) 3 9H 2 O: Para 100 mg/l de iões nitrato, tem-se: Numa mole de Al (NO 3 ) 3 9H 2 O, tem-se 186 mg de NO 3 : Esta amostra é diluída em 250 ml de água destilada, ficando a solução com uma concentração de 100 mg de iões nitrato em 1 litro de água. Para 50 mg/l de iões nitrato, tem-se: Numa mole de Al (NO 3 ) 3 9H 2 O, tem-se 186 mg de NO 3 : Esta amostra é diluída em 250 ml de água destilada, ficando a solução com uma concentração de 50 mg de iões nitrato em 1 litro de água. A.IX

164 Soluções padrão de iões cloreto Para realizar esta solução, recorre-se a um sal de cloreto de potássio KCl. Peso molar de KCl Peso de K : Peso de Cl : Para 200 mg/l de iões cloreto, tem-se: Numa mole de KCl, tem-se 35,452 mg de Cl: Esta amostra é diluída em 250 ml de água destilada, ficando a solução com uma concentração de 200 mg de iões cloreto em 1 litro de água destilada. Para 800 mg/l de iões cloreto, tem-se: Numa mole de KCl, tem-se 35,452 mg de Cl: Esta amostra é diluída em 250 ml de água destilada, ficando a solução com uma concentração de 800 mg de iões cloreto em 1 litro de água destilada. A.X

165 Soluções padrão de iões sulfato Para realizar esta solução, recorreu-se a um sal de sulfato de sódio Na 2 SO 4. Peso molar de Na 2 SO 4 Peso de Na 2 : Peso de SO 4 : Para 400 mg/l de iões sulfato, tem-se: Numa mole de Na 2 SO 4, tem-se 96,04 mg de SO 4: Esta amostra é diluída em 250 ml de água destilada, ficando a solução com uma concentração de 400 mg de iões cloreto em 1 litro de água destilada. Para 1500 mg/l de iões sulfato, tem-se: Numa mole de Na 2 SO 4,tem-se 96,04 mg de SO 4 : Esta amostra é diluída em 250 ml de água destilada, ficando a solução com uma concentração de 1500 mg de iões cloreto em 1 litro de água destilada. A.XI

166 Anexo IV - Ficha de inspecção - exemplo Data: 05/03/2011 Hora: 18 :00 Realizada por: José Tuna Ficha de inspecção Nº I Informação geral do edifício Nome / Localização do edifício: Alcorriol (Torres Novas) Ano de construção: Por volta de 1960 Tipo de utilização do edifício: Habitação Serviços Outros N.º de pisos elevados: N.º de pisos enterrados: 2 0 Tipo de estrutura do edifício: Betão armado Outra Foto do edifício: Configuração do edifício em planta / orientação: A N C D B Proximidade ao mar: Ambiente de exposição: Tipo de solo: < 0.5 km Urbana Aluviões 0,5 a 2 km Marítima Calcários 2 a 20 km Industrial Granitos > 20 km Rural Outros A.XII

167 Presença de vegetação: Sim Não Humidade no terreno: Sim Não Intervenções anteriores: Sim Não Data: 2002 Observações: Reabilitação de todo o edifício, sendo aplicado um reboco em todas as paredes. A maioria dos elementos do edifício foi substituída ou reabilitada Caracterização geral da anomalia Anomalia detectada: Degradação em fase avançada do revestimento. Foto: Tipo de revestimento: Reboco Pedra Revestimento cerâmico Tipo de substrato: Alvenaria de tijolo Alvenaria de pedra Betão armado Localização: Exterior Interior Localizada na fachada B Anomalia localizada no interior do edifício Parede exterior Parede divisória Altura da anomalia (cm): Localizada no 1º piso do edifício A.XIII

168 Tamanho: Desde o chão até aproximadamente 1,5 metros Data em que começou: Provavelmente há 6 anos Evolução: Evoluiu de forma linear com o tempo Aumenta ou diminui em função das condições meteorológicas: Não foram relatadas quaisquer alterações Análise sensorial Cor: Branca Textura: Fofa Sabor (se aplicável): A eflorescência fofa tem um sabor salgado Cheiro (se aplicável): Não detectado Humidade: Embora na altura da inspecção não tenha sido detectada a presença de humidade, em face da podridão apresentada no rodapé é natural a presença de humidades Presença de ocos: Sim Não Registos das técnicas de análise in-situ e em laboratório Amostra 1 Foto: Local onde foi retirada a amostra: Parede onde se encontra a anomalia. Descrição da amostra: Eflorescência fofa com algum volume, em estado puro. Quantidade utilizada na realização da solução aquosa: 2 g Amostra 1 - eflorescência fofa Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/l) 0 > Kit de campo (mg/l) 10, A.XIV

169 Amostra 1- eflorescência fofa Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > Kit de campo (mg/kg) 267, Amostra 1 - eflorescência Resultados obtidos EFRX Potássio (K) ++ Magnésio (Mg) + Enxofre (S) ++ Cálcio (Ca) + Sódio (Na) - FTIR DRX Polialite K 2 Ca 2 Mg [SO 4] 4. 2H 2O Polialite Nitrato de K 2 Ca 2 Mg [SO 4] 4. potássio KNO 3 2H 2O Calcite CaCO 3 Nitrato de potássio KNO 3 Syngenite Aphthitalite K 2 Ca [SO 4] 2. Calcite CaCO 3 K 3 Na (SO 4) 2 2H 2O Amostra 2 Foto: Local onde foi retirada a amostra: Parede onde se encontra a anomalia. Descrição da amostra: Reboco degradado Quantidade utilizada na realização da solução aquosa: 0,5 g Amostra 2 - reboco Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/l) 0 > 800 [100, 250] Kit de campo (mg/l) ,3 Amostra 2 - reboco Cloretos Sulfatos Nitratos Fitas colorimétricas (mg/kg) 0 > [10 000, ] Kit de campo (mg/kg) A.XV

170 Amostra 2 - reboco Resultados obtidos EFRX Potássio (K) - Magnésio (Mg) + Enxofre (S) ++ Cloro (Cl) - Cálcio (Ca) ++ FTIR DRX Gesso Ca SO 4. 2H 2O Gesso Ca SO 4. 2H 2O Calcite CaCO 3 Nitrato de potássio KNO 3 Calcite CaCO 3 Possível tipo de eflorescência: Na amostra 1 (eflorescência), foram identificadas elevadas concentrações de iões sulfato e um pouco menos mas ainda relevante presença de iões nitrato. Através das análises de laboratório, foram identificados átomos de potássio, magnésio, sódio, enxofre e cálcio e substâncias como a polialite, a calcite, o nitrato de potássio, a syngenite e a aphthitalite. Quanto à amostra 2 de reboco, foram identificadas elevadas concentrações de sulfato sendo bastante menores as concentrações de iões cloro e nitrato. Na análise EFRX efectuada, detectou-se a presença dos mesmos átomos da amostra anterior à excepção de encontrar cloro ao invés de sódio. Nesta amostra, apenas foram identificados os compostos de nitrato de potássio, calcite e gesso, diferindo bastante da amostra anterior por ser composta fundamentalmente por reboco. A.XVI

171 Calcite, Gypsum, syn; syn Microcline Dolomite; Microcline Anatase, syn Quartz, syn; Microcline Microcline Gypsum, syn Gypsum, syn; Microcline Gypsum, syn Anexo V - Relatório da análise com difractómetro de raios X (DRX) - exemplo do caso de estudo VIII Counts Gypsum, Dolomite; syn; Microcline Calcite, syn Gypsum, syn Gypsum, syn Gypsum, syn Gypsum, syn; Dolomite Calcite, syn; Gypsum, syn Gypsum, syn; Quartz, syn Gypsum, syn; Dolomite Gypsum, syn Dolomite Calcite, syn Gypsum, syn Gypsum, syn Dolomite Gypsum, Quartz, syn; syn Microcline Calcite, syn; Quartz, syn Gypsum, syn Calcite, syn; Microcline Calcite, syn Gypsum, syn Calcite, syn Calcite, syn Dolomite; Microcline Quartz, Gypsum, syn syn Gypsum, syn; Quartz, syn; Microcline Gypsum, syn; Dolomite Gypsum, syn; Anatase, syn Gypsum, syn Gypsum, Calcite, syn Gypsum, Calcite, syn syn Calcite, syn; Gypsum, syn Dolomite tuna bibliot civil Position [ 2Theta] (Copper (Cu)) Pattern List: (Bookmark 4) Visible Ref. Code Score Compound Name Displacement [ 2Th.] Scale Factor Chemical Formula * Calcite, syn Ca C O3 * Gypsum, syn Ca S O4!2 H2 O Quartz, syn Si O2 * Anatase, syn Ti O Dolomite Ca Mg ( C O3 ) Microcline K Al Si3 O8 A.XVII

172 Anexo VI - Gráfico de uma análise de espectrometria de fluorescência de raios X (EFRX) - exemplo do caso de estudo VII A.XVIII

173 Anexo VII - Gráfico de uma análise de espectroscopia de absorção de raios infravermelhos (FTIR) - exemplo do caso de estudo III da amostra 2 A.XIX