SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO EM EDIFÍCIOS

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1 SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO EM EDIFÍCIOS Jorge de Brito * jb@civil.ist.utl.pt Resumo A necessidade de inspeccionar e diagnosticar as anomalias existentes em edifícios correntes leva à criação de procedimentos normalizados que permitam reduzir a subjectividade geralmente associada a estas tarefas. Na presente conferência, apresenta-se uma metodologia sistémica de inspecção e diagnóstico de edifícios que compreende um sistema classificativo das ocorrências (anomalias, suas causas, técnicas de diagnóstico e de manutenção / reabilitação), um conjunto de matrizes de correlação entre essas mesmas ocorrências, um conjunto de fichas normalizadas de anomalias, técnicas de diagnóstico e de manutenção / reabilitação e de inspecção e uma fase de validação de todos estes elementos técnicos através de uma campanha representativa de casos de estudo (com recurso também a fichas normalizadas), conducente a análises estatísticas válidas. Esta metodologia foi já aplicada num conjunto de trabalhos de investigação em edifícios (envolvente não estrutural, impermeabilizações de coberturas em terraço, revestimentos cerâmicos aderentes em pavimentos e paredes, revestimentos epóxidos em pisos industriais, paredes de alvenaria, revestimentos de pisos lenhosos, revestimentos em pedra natural em pavimentos e paredes, divisórias em gesso laminado e estuques correntes em paramentos interiores) e obras de arte (juntas de dilatação e aparelhos de apoio). Palavras-chave: Inspecção, Patologia, Diagnóstico, Reabilitação, Validação. 1 Introdução É hoje em dia consensual que, quer do ponto de vista económico quer em termos de sustentabilidade ambiental, prolongar a vida útil dos edifícios tanto quanto a sua degradação física natural (envelhecimento) o permitir é a opção mais correcta. Assim sendo, a manutenção e reabilitação dessas infraestruturas ganha uma importância ainda maior num contexto de análise de ciclo de vida. É também consensual a necessidade de uma manutenção assídua e atempada, minimizando as situações em que, por não se ter actuado preventivamente, os trabalhos de reabilitação, de carácter reactivo, acabam por ter um peso económico excessivo. Neste contexto, a capacidade de acompanhar através de inspecções que retratem com algum rigor o quadro patológico dos edifícios e * Prof. Catedrático do IST. Presidente do ICIST.

2 perspectivem a sua evolução é fundamental para o diagnóstico das situações. Entre outros factores, a objectividade da informação recolhida durante estas inspecções é uma condições indispensável à tomada de decisões racionais, sabendo-se à partida que existem limitações orçamentais que obrigarão a que os recursos sejam aplicados de forma criteriosa, identificando-se portanto os trabalhos que exigem maior urgência de actuação. Assim sendo, neste trabalho advogam-se as vantagens de uma abordagem sistémica ao problema, com o desenvolvimento de um conjunto de ferramentas técnicas de trabalho (um sistema classificativo das anomalias e suas causas e das técnicas de diagnóstico e manutenção / reabilitação, um conjunto de matrizes que relacionam estas diversas entidades entre si e ainda fichas normalizadas de anomalia, técnica de diagnóstico e técnica de reabilitação), devidamente validadas através de um extenso trabalho de campo. Estas ferramentas devem ser desenvolvidas sectorialmente, isto é, por elementos de construção tipo e ser posteriormente integradas num sistema global de inspecção e diagnóstico de edifícios (Figura 1). ANOMALIAS FICHAS DE ANOMALIA SISTEMA CLASSIFICATIVO CAUSAS PROVÁVEIS MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO TÉCNICAS DE REPARAÇÃO FICHAS DOS MÉTODOS FICHAS DE REPARAÇÃO Figura 1: Organização do sistema de inspecção e diagnóstico de edifícios [1]. Este objectivo tem vindo a ser concretizado através de um conjunto de trabalhos de investigação nos seguintes domínios em edifícios: Envolvente não estrutural [2]; Impermeabilizações de coberturas em terraço [3]; Revestimentos cerâmicos aderentes em pavimentos e pisos [4]; Revestimentos epóxidos em pisos industriais [5]; Paredes de alvenaria [6]; Revestimentos de pisos lenhosos [7]; Revestimentos em pedra natural em pavimentos e paredes [8]; Divisórias em gesso laminado [9]; Estuques correntes em paramentos interiores [10] [11];

3 Revestimentos em coberturas inclinadas (em curso); Pinturas em rebocos e estuques [em curso); assim com em obras de arte / pontes: Obras de arte rodoviárias em betão [1]; Juntas de dilatação em pontes rodoviárias [12]; Aparelhos de apoio em pontes rodoviárias [13]. 2 Patologia O sistema classificativo das ocorrências inclui as anomalias susceptíveis de serem detectadas durante as inspecções, as causas possíveis das mesmas (directas ou indirectas), as técnicas de diagnóstico susceptíveis de serem utilizadas in situ e as técnicas de manutenção / reabilitação que podem ser utilizadas para eliminar as anomalias e/ou as suas causas. No que se refere às anomalias, as que são susceptíveis de serem detectadas nas inspecções correntes são as superficiais, já que se parte do princípio de que a principal forma de detecção das mesmas é a observação visual sem recurso a ensaios. Qualquer classificação deve ser exaustiva mas evitar repetições, ter uma organização lógica, evitar um excesso de detalhe que acaba por ser contraproducente e ser baseada num critério classificativo claro e coerente. Nesta metodologia, advoga-se que esse critério seja o aspecto visual e não, como acontece noutros sistemas, a causa ou a localização das anomalias ou uma mistura destes critérios (Tabela 1). Tabela 1: Classificação de anomalias de estuques em paramentos interiores [10]. A-F - ANOMALIAS DE NATUREZA FÍSICA A-F1 humidade A-F2 sujidade A-Q - ANOMALIAS DE NATUREZA QUÍMICA A-Q1 biodeterioração A-Q2 eflorescências / criptoflorescências A-Q3 perda de aderência A-Q3.1 descolamento A-Q3.3 destacamento A-Q3.2 abaulamento A-M - ANOMALIAS DE NATUREZA MECÂNICA A-M1 fissuração A-M1.1 fissuração superficial / mapeada A-M1.2 fissuração média A-M1.3 fissuração de linearidade muito marcada / profunda A-M2 golpes e impactos A-M3 perda de coesão / desagregação No que se refere às causas prováveis das anomalias, é preconizada uma organização cronológica das mesmas (Figura 2), considerando todas as fases da construção em que podem ocorrer anomalias: concepção / selecção dos materiais, execução e utilização (em termos ambientais e humanos).

4 Sistema classificativo das causas a) Erros de projecto b) Erros de execução c) Acções de origem mecânica exterior d) Acções ambientais e) Falhas de manutenção f) Alteração das condições iniciais Figura 2: Classificação de causas de anomalias de revestimentos cerâmicos aderentes [4]. É possível relacionar as anomalias com as suas causas em termos de matrizes que traduzem um grau de correlação como o seguinte: 0 - Sem relação: não existe qualquer relação (directa ou indirecta) entre a causa e a anomalia; 1 - Pequena relação: causa indirecta (primeira) da anomalia relacionada com o despoletar do processo de degradação; 2 - Grande relação: causa directa (próxima) da anomalia, associada à fase final do processo de degradação. A partir de uma manipulação numérica da matriz assim obtida, é ainda possível construir uma matriz de correlação inter-anomalias em que correlação percentual entre anomalias tem o significado físico de uma probabilidade de ocorrência de uma determinada anomalia em face da detecção de uma outra. Para cada anomalia incluída no sistema classificativo, é preparada uma ficha de anomalia contendo a seguinte informação: designação da anomalia; descrição da anomalia; causas prováveis (directas e indirectas); consequências possíveis; aspectos a inspeccionar; ensaios a realizar; parâmetros de classificação; nível de gravidade / urgência de reparação. 3 Diagnóstico De forma a sistematizar a selecção dos métodos de diagnóstico a utilizar nas inspecções, preconiza-se a existência de uma classificação dos mesmos (Tabela 2), na qual, para além da observação visual, são incluídas exclusiva-

5 mente técnicas / ensaios realizados in situ. Preferencialmente, todas as técnicas seleccionadas devem ser rápidas, baratas, com resultados fiáveis, fáceis de interpretar e úteis (qualitativa e quantitativamente), com equipamento portátil, sem fontes de energia exteriores, sem mão-de-obra especializada, com carácter não destrutivo e não incomodativos para os utentes. O critério de classificação preconizado é o princípio de funcionamento da técnica, ao invés do tipo de anomalia diagnosticado ou a localização do procedimento, como acontece noutros sistemas. Tabela 2: Classificação de técnicas de diagnóstico de revestimentos de piso lenhosos [7]. T-ND ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS (ND) T-ND.1 ANÁLISE VISUAL ASSISTIDA T-ND1 avaliação de planimetria T-ND3 avaliação de outras singularidades T-ND2 medição de fissuras e/ou fendas T-ND4 alterações de tipo biológico T-ND5 utilização de lâmina metálica T-ND.2 ENSAIOS ND TRADICIONAIS T-ND7 medição de humidade (superficial e/ou ambiente) T-ND6 utilização de martelo T-ND.3 ENSAIOS ND NÃO TRADICIONAIS T-ND8 medição da temperatura (superficial e/ou ambiente) T-ND9 determinação da dureza superficial T-D ENSAIOS DESTRUTIVOS T-D1 ensaio de tracção (pull-off) T-D2 medição de humidade em profundidade À semelhança do que se passa com as causas das anomalias, também se preconiza a construção de uma matriz de correlação entre as anomalias e as técnicas de diagnóstico, de acordo com o seguinte critério: 0 - Sem relação; 1 - Pequena relação (método adequado à caracterização da anomalia, mas com limitações, em termos de execução técnica ou de custo); 2 - Grande relação (método adequado à caracterização de determinada anomalia, exigência técnica mínima e equipamento acessível). Também se preconiza a elaboração de uma ficha de método de diagnóstico por cada técnica incluída no sistema classificativo, incluindo a seguinte informação: designação da técnica; objectivos; equipamento / materiais necessários; descrição do método; vantagens; limitações. 4 Reabilitação As técnicas de reabilitação (assim como as de manutenção) também devem ser objecto de uma classificação que tenha em conta duas vertentes: a preven-

6 tiva (eliminação da causa) e a curativa (eliminação da anomalia). O critério de classificação preconizado é o tipo de anomalia intervencionado (Tabela 3), ao invés da tecnologia utilizada ou da localização da área reabilitada, como é defendido por outros autores. Tabela 3: Classificação de técnicas de reabilitação de paredes de alvenaria [6]. R-A.1 criação de apoios suplementares (rp) R-A.2 execução de ligações não rígidas aos elementos estruturais (rp) R-A.3 substituição / reforço de elementos da alvenaria (rp) R-A.4 substituição / colocação dos grampos de ligação dos panos (rp) R-A.5 preenchimento / colmatação das fissuras (rc) R-A.6 reparação dos tubos da caixa-dear (rp) Também para estas técnicas se preconiza a elaboração de uma matriz que as correlacione com as anomalias, segundo o seguinte critério: 0 - Sem relação; 1 - Pequena relação (técnica adequada, dentro de determinadas limitações, para reparar anomalia ou eliminar a causa da sua ocorrência); 2 - Grande relação (técnica adequada para reparar anomalia ou eliminar a causa da sua ocorrência). Cada técnica de manutenção / reabilitação deve ser objecto de uma fichatipo (Figura 3) contendo a seguinte informação: localização da anomalia a reparar; designação da técnica de reparação; descrição sumária da técnica de reparação; características dos materiais; descrição dos trabalhos; pessoal necessário; equipamento necessário; prazos mínimos de execução; estimativa de custos. 5 Validação do sistema R-A PAREDE DE ALVENARIA R-A.7 introdução de barreiras estanques através de corte na parede (rp) R-A.8 introdução de produtos impermeabilizantes (rp) R-A.9 electro-osmose (rp) R-A.10 drenos atmosféricos (rp) R-A.11 construção de panos de paredes que ocultem as paredes afectadas (rc) R-A.12 melhoria do isolamento térmico (rf) R-A.13 melhoria do isolamento acústico (rf) Após a preparação das ferramentas técnicas descritas acima, a metodologia impõe a sua validação através de uma campanha de inspecções. Esta tem os seguintes objectivos: Validar os sistemas classificativos das anomalias, das causas (Figura 4), dos métodos de diagnóstico e das técnicas de reparação; Validar as matrizes de correlação teóricas (Tabela 4); Recolher um número extenso de casos (estatisticamente representativos

7 do universo real - Figura 5) e efectuar a análise estatística dos mesmos (Figuras 6 e 7). FICHA DE REPARAÇÃO R-J1 1.ELEMENTO: JUNTAS DO RPN 2.DESIGNAÇÃO: Substituição do material de preenchimento das juntas e/ou limpeza das juntas 3.CARACTERÍSTICAS DOS MATERIAIS: O material de preenchimento das juntas deve ter capacidade de deformação, de modo a que a fendilhação seja minimizada. Em interiores, é recomendada a utilização de produtos de presa e secagem rápida. O material a usar poderá ser resina epóxida. As juntas elásticas devem ser preenchidas com material resiliente. 4.DESCRIÇÃO DOS TRABALHOS: Remoção do material de preenchimento das juntas degradadas, fissuradas ou dessolidarizadas nas áreas afectadas, através de meios mecânicos. Limpeza do local e preenchimento da junta com novo material adequado à exposição e utilização em causa, consoante instruções do fabricante. 5.MÃO-DE-OBRA E PRAZO DE EXECUÇÃO ESTIMADO: 1 pedreiro ou ladrilhador x 1 hora: remoção e colocação de novo material em cerca de 10 m. 6.EQUIPAMENTO NECESSÁRIO: Novo produto a colocar na junta, espátula ou outro equipamento adequado para a aplicação do produto. 7.CUSTO ESTIMADO i : 15 a 20 /m (apenas remoção, preparação e colocação do novo material de preenchimento da junta). 8.RESULTADO EXPECTÁVEL: Média exigência técnica. Eliminação de possíveis causas de anomalias (como por exemplo infiltrações) que existiam, desde que a reparação seja realizada de acordo com as recomendações do fabricante. Eficácia na preservação da durabilidade do revestimento pétreo. 9.PROBLEMAS ESPECIAIS: Ao proceder-se à remoção das juntas, deve ter-se cuidado para evitar danos nos elementos de fixação. O novo material de preenchimento deve ser adequado à porosidade da pedra onde é aplicado. As juntas merecem especial atenção, dado ser desejável evitar fenómenos de repatologia e consequente progressão de fenómenos anómalos à superfície corrente. Figura 3: Ficha de reparação de revestimentos em pedra natural [8]. Tabela 4: Validação da matriz de correlação inter-anomalias teórica para revestimentos de pisos epóxidos industriais [5].

8 Frequências das Técnicas Recomendadas 100 Frequência de ocorrência (%) R-A1 R-A2 R-A3 R-A4 R-A5 R-B1 R-B2 R-B3 R-B4 R-B5 R-B6 R-C1 R-D1 Técnicas Recomendadas Figura 4: Validação do sistema classificativo das causas de anomalias de impermeabilizações em coberturas em terraço [3]. Restaurante 9% Hotel 18% Hospital 5% Habitação 9% Ginásio 5% Escritório 14% Escola 5% Loja 18% C. Comercial 14% 0% 5% 10% 15% 20% Figura 5: Amostra das divisórias em gesso laminado inspeccionadas [9]. A.1-a 2% 34% 48% 79% 85% 100% 0% 37% 60% A.2-a 16% 39% 47% 54% 61% 8% A-b 2% 28% 73% 70% 80% 77% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Erros de fabrico Erros de execução Acções de origem biológica Condições de utilização Erros de concepção Acções de origem mecânica exterior Acções ambientais Figura 6: Análise estatística da contribuição relativa dos grupos de causas para a ocorrência dos grupos de anomalias de revestimentos de piso lenhosos [7].

9 Figura 7: Análise estatística da urgência de reparação de anomalias em estuques em paramentos interiores [11]. Para o efeito, devem ser elaboradas fichas específicas de validação e de inspecção. 6 Conclusões A metodologia proposta provou ser susceptível de ser aplicada a qualquer elemento da construção em edifícios e permite análises aprofundadas sobre esses mesmos elementos. Após a conclusão da implementação dos sistemas por elemento, torna-se necessária uma integração numa perspectiva de análise global mas menos aprofundada de um edifício. A metodologia permite a criação de bases de dados e a retirada de conclusões quantitativas e qualitativas sobre as várias fases da construção. Revela-se uma ferramenta indispensável à implementação de uma estratégia de manutenção pró-activa. 7 Bibliografia [1] Brito, J. Desenvolvimento de um sistema de gestão de obras de arte em betão, Tese de Doutoramento em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, [2] Gonçalves, C. Anomalias não estruturais em edifícios correntes. Desenvolvimento de um sistema de apoio à inspecção, registo e classificação. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, Coimbra, [3] Walter, A. Sistema de classificação para inspecção de impermeabilizações de coberturas em terraço. Dissertação de Mestrado em Construção, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, 2002.

10 [4] Silvestre, J. Sistema de apoio à inspecção e diagnóstico de anomalias em revestimentos cerâmicos aderentes. Dissertação de Mestrado em Construção, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, [5] Garcia, J. Sistema de inspecção e diagnóstico de revestimentos epóxidos em pisos industriais. Dissertação de Mestrado em Construção, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, [6] Gonçalves, A. Reabilitação de paredes de alvenaria. Dissertação de Mestrado em Construção, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, [7] Delgado, A. Sistema de apoio à inspecção e diagnóstico de revestimentos de piso lenhosos. Dissertação de Mestrado em Construção, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, [8] Neto, N. Sistema de apoio à inspecção e diagnóstico de anomalias em revestimentos em pedra natural. Dissertação de Mestrado em Construção, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, [9] Gaião, C. Sistema de apoio à inspecção e diagnóstico de anomalias em paredes de placas de gesso laminado. Dissertação de Mestrado em Construção, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, [10] Pereira, A. Sistema de inspecção e diagnóstico de estuques correntes em paramentos interiores. Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, [11] Palha, F. Tecnologia e reabilitação de estuques correntes em paramentos interiores. Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, [12] Marques Lima, J. Juntas de dilatação em pontes rodoviárias. Desenvolvimento de um sistema de gestão. Dissertação de Mestrado em Construção, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, [13] Freire, L. Sistema de inspecção e diagnóstico de aparelhos de apoio em pontes rodoviárias. Dissertação de Mestrado em Construção, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, 2008.