CAP. XXV SISTEMAS DE GESTÃO

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1 CAP. XXV SISTEMAS DE GESTÃO 1/77 PROGRAMA 1. INTRODUÇÃO 2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO 3. BASE DE DADOS 4. SISTEMA DE DECISÃO 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO 5. CONCLUSÕES BIBLIOGRAFIA 2/77 1

2 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO 3/77 1. INTRODUÇÃO OBJECTIVOS gerir todo um património construído sistema racional de gestão das construções (gere a informação, organiza as acções de inspecções, trata os respectivos resultados e toma decisões baseadas em critérios técnico-económicos); forma como toda a informação recolhida na inspecção é armazenada e processada é importante; os fundos disponíveis para trabalhos de manutenção / pequena reparação ou mesmo de reabilitação / substituição são manifestamente insuficientes. 4/77 2

3 CAPÍTULO 2 BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO 5/77 2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO BASES divisão clara das várias fases do processo de gestão; normalização de todas as suas fases; possibilidade de armazenar toda a informação de forma fácil e com rápido acesso; recurso a critérios objectivos; optimização dos recursos financeiros disponíveis; minimização de processos burocráticos; transparência de todas as decisões tomadas. 6/77 3

4 2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO VISÃO GLOBAL fases da vida de uma edificação: concepção, construção, exploração, inspecção, manutenção, reparação, reforço estrutural / alargamento do tabuleiro e demolição / substituição. 7/77 2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO FUNÇÕES a) Armazenamento da informação recolhida a.1) dossier da obra (em suporte tradicional) a.2) base de dados informatizada b) Normalização de procedimentos e relatórios b.1) inspecção (manuais de inspecção; sistema classificativo das anomalias; fichas de anomalia e de reparação; fichas da base de dados) b.2) manutenção / reparação / reabilitação (critérios de classificação das anomalias detectadas e do procedimento normalizado adoptado nas análises económicas) c) Sistemas de decisão c.1) manutenção c.2) avaliação estrutural c.3) selecção do trabalho de reabilitação / substituição 8/77 4

5 2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO ARQUITECTURA GERAL I - ARMAZENAMENTO DE INFORMAÇÃO II - SISTEMA DE INSPECÇÃO III - SISTEMA DE DECISÃO BASE DE DADOS + DOSSIER DA OBRA SISTEMA DE INSPECÇÃO SISTEMA DE DECISÃO 9/77 2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO SISTEMA DE DECISÃO SISTEMA DE DECISÃO MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO AVALIAÇÃO ESTRUTURAL (SEI) SELECÇÃO DO TRABALHO 10/77 5

6 2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO OPÇÕES não fazer nada (eventualmente impondo limites de utilização); reparar (reconstituir a capacidade estrutural inicial); reforçar a estrutura; aumentar o número de pisos (em geral, com reforço da estrutura); demolir e substituir por uma nova construção; manter a construção existente e construir uma nova em paralelo. 11/77 2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO SUBMÓDULO DE ESTRATÉGIA DE INSPECÇÃO INSPECÇÃO PERIÓDICA POTENCIAL SITUAÇÃO GRAVE? NÃO SIM AVALIAÇÃO ESTRUTURAL SUBMÓDULO DE SELECÇÃO DO TRABALHO INSPECÇÃO PERIÓDICA SEGUINTE 12/77 6

7 2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO MÓDULOS INFORMÁTICOS a) base de dados, cuja função é armazenar, gerir e fornecer toda a informação de base e a obtida do sistema de inspecção e fornecê-la aos outros módulos; b) módulo de apoio à inspecção (MAI), cuja função é apenas apoiar o inspector no local não fornecendo informação directa ao terceiro módulo; c) módulo de apoio à decisão (MAD), que manuseia toda a informação obtida de forma a fornecer recomendações fundamentadas a todos os níveis do sistema de decisão. 13/77 2. BASES E ARQUITECTURA DO SISTEMA DE GESTÃO MÓDULOS INFORMÁTICOS BASE DE DADOS MAI MAD (APOIO À INSPECÇÃO) (APOIO À DECISÃO) 14/77 7

8 CAPÍTULO 3 BASE DE DADOS 15/77 3. BASE DE DADOS CARACTERÍSTICAS PRETENDIDAS facilidade de utilização; selectividade da informação; capacidade de produzir relatórios específicos; possibilidade de parte da sua informação ser transferida para computadores portáteis; existência de versões executáveis simplificadas; organização lógica mas económica da informação dentro do sistema; capacidade de fazer a sua própria manutenção; adaptação às necessidades do sistema. 16/77 8

9 3. BASE DE DADOS Informação contida na base de dados informação fixa - ficheiros / fichas de referência que, após a sua criação, não sofrem quaisquer alterações; informação semi-fixa - ficheiros / fichas relativos à construção que, em circunstâncias normais, não são alterados ou relativos a custos que são acrescentados / actualizados à medida que estes variam; informação variável - ficheiros / fichas em constante mutação ao longo da vida da construção. 17/77 3. BASE DE DADOS INFORMAÇÃO ADMINISTRATIVA SISTEMA CLASSIFICATIVO MATRIZES DE CORRELAÇÃO FICHAS DE ANOMALIA FICHAS DE REPARAÇÃO BASE DE DADOS INFORMAÇÃO FIXA MANUAIS DE INSPECÇÃO PONTUAÇÃO DAS ANOMALIAS QUANTIFICAÇÃO DE CUSTOS FIABILIDADE ESTRUTURAL CÁLCULO AUTOMÁTICO CAPACIDADE DE CARGA FICHAS DE IDENTIFICAÇÃO INFORMAÇÃO GRÁFICA FICHEIROS DE CUSTOS DE CARÁCTER GERAL FICHEIROS DE CUSTOS INDIVIDUALIZADOS INFORMAÇÃO SEMI-FIXA ORÇAMENTOS ANUAIS CAPACIDADE DE CARGA FICHAS DE ESTADO DE REFERÊNCIA INFORMAÇÃO VARIÁVEL FICHAS DE INSPECÇÃO 18/77 9

10 3. BASE DE DADOS Opções gerais da base de dados BASE DE DADOS OPÇÕES GERAIS MANUSEAMENTO DA INFORMAÇÃO PRODUÇÃO DE RELATÓRIOS AUTO-MANUTENÇÃO 19/77 3. BASE DE DADOS Blocos de informação incluídos na opção geral de manuseamento de informação da base de dados FICHA DE IDENTIFICAÇÃO INFORMAÇÃO GRÁFICA MANUSEAMENTO DA INFORMAÇÃO FICHA DE ESTADO DE REFERÊNCIA FICHAS DE INSPECÇÃO 20/77 10

11 3. BASE DE DADOS Opções particulares de manuseamento da informação contida nas fichas normalizadas MANUSEAMENTO DA INFORMAÇÃO OPÇÕES PARTICULARES 1 - CRIAR NOVA FICHA 2 - ALTERAR FICHA EXISTENTE 3 - ALTERAR PROTECÇÃO DE FICHA EXISTENTE 4 - LER FICHA EXISTENTE 5 - IMPRIMIR FICHA EXISTENTE 6 - ANULAR FICHA EXISTENTE 21/77 3. BASE DE DADOS Informação contida na ficha de identificação FICHA IDENTIFICAÇÃO LOCALIZAÇÃO INFORMAÇÃO GERAL DO PROJECTO INFORMAÇÃO DA FASE GERAL CONSTRUTIVA 22/77 11

12 3. BASE DE DADOS Informação contida na ficha de informação gráfica INFORMAÇÃO GRÁFICA VISTA GERAL PORMENORES 23/77 3. BASE DE DADOS Utilização de um zoom no acesso a informação gráfica sobre uma obra de arte específica 24/77 12

13 3. BASE DE DADOS mancha de humidade descasque / / varão corroído fenda transversal fenda diagonal 1 inspecção nº 1 a... 2 inspecção nº 2 a... 3 inspecção nº 3 a... Representação gráfica da evolução das anomalias no tabuleiro de uma ponte 25/77 3. BASE DE DADOS Informação contida na ficha e estado de referência situação base (estudos preliminares, características das vias no caso de pontes; solução estrutural e sobrecargas de utilização / tráfego de projecto); situação após a obra (alterações em relação à situação base, ensaios durante a construção e na entrega da obra, sobrecargas de utilização nos pisos/ tráfego na ponte). 26/77 13

14 3. BASE DE DADOS Informação contida na ficha de estado de referência ESTUDOS PRELIMINARES FICHA DE ESTADO DE REFERÊNCIA SITUAÇÃO BASE CARACTERÍSTICAS DAS VIAS NA OBRA DE ARTE SOLUÇÃO ESTRUTURAL TRÁFEGO DE PROJECTO ALTERAÇÕES EM RELAÇÃO À SITUAÇÃO BASE SITUAÇÃO APÓS A OBRA ENSAIOS DURANTE A CONSTRUÇÃO OU NA ENTREGA DA OBRA TRÁFEGO NA OBRA DE ARTE 27/77 3. BASE DE DADOS f) % f) % d) % d) % e) % e) % a) b) c) c) b) a) Hipótese de perfil transversal tipo de uma ponte em que o utilizador se limita a preencher os diversos campos de escrita 28/77 14

15 3. BASE DE DADOS Informação contida na ficha de inspecção FICHA DE INSPECÇÃO CARACTERÍSTICAS DA INSPECÇÃO ANOMALIAS DETECTADAS HISTÓRIA DAS INSPECÇÕES 29/77 3. BASE DE DADOS Exemplos de relatórios lista de todas as pontes cuja inspecção está programada para os próximos x meses; fichas de identificação, informação gráfica, estado de referência ou de inspecção de várias construções; versão simplificada do manual de inspecção; lista simplificada de todas as construções do sistema ou uma selecção das mesmas em função de diversos parâmetros; lista dos trabalhos de manutenção efectuados numa selecção de edificações num período seleccionado; lista idêntica para trabalhos de reparação; lista das construções cuja capacidade de carga estimada não obedece à regulamentação em vigor ou em estudo; lista das pontes em função da sua capacidade para serem utilizadas por de veículos excepcionalmente pesados; 30/77 15

16 3. BASE DE DADOS Exemplos de relatórios lista de disponibilidades de pessoal, equipamento e meios de acesso especiais num determinado período de tempo em função do distrito; orçamentos previstos para o ano corrente para manutenção e reparação; resultados do subsistema de decisão manutenção / pequena reparação. 31/77 3. BASE DE DADOS Manual do utilizador da base de dados descrição da organização geral da base de dados, dos seus objectivos, do tipo de informação que armazena e da forma como esta se insere nos vários módulos do sistema de gestão das construções; descrição das opções gerais de utilização da base de dados; descrição das opções particulares de utilização dentro das várias fichas que a base de dados prevê; descrição sumária da informação contida em cada uma dessas fichas. 32/77 16

17 CAPÍTULO 4 SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO 33/77 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO a) Sistema classificativo: No sentido de normalizar as inspecções e respectivos relatórios, é necessário começar por criar um sistema classificativo que englobe todas as anomalias (funcionais e estruturais) e causas prováveis, técnicas de reparação e métodos de diagnóstico. SISTEMA CLASSIFICATIVO ANOMALIAS CAUSAS POSSÍVEIS TÉCNICAS DE REPARAÇÃO FICHAS DE ANOMALIA FICHAS DE REPARAÇÃO MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO Sistema classificativo da inspecção RATEIO DOS MÉTODOS 34/77 17

18 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO A-C. ELEMENTOS EM BETÃO A-C1 mancha de ferrugem A-C2 eflorescência /mancha de humidade A-C3 concreção / intumescimento A-C4 escamação / desgaste / desintegração A-C5 vazios / zona porosa / ninho de inertes A-C6 estratificação / segregação A-C7 delaminação / descasque A-D. ARMADURAS / CABOS A-D1 varão à vista (descasque do recobrimento) A-D2 bainha à vista (descasque do recobrimento) A-D3 cabo à vista (descasque do recobrimento) A-D4 varão corroído A-D5 varão com diminuição de secção A-D6 varão cortado A-D7 cabo cortado A-D8 bainha deficientemente injectada A-H. DRENAGEM DE ÁGUAS A-H1 retenção de água A-H2 dreno obstruído A-H3 fuga numa ligação A-H4 estreitamento na tubagem A-H5 gárgula obstruída A-H6 drenagem directamente sobre elementos estruturais A-I. ELEMENTOS SECUNDÁRIOS A-I1 sinalização inadequada / inexistente A-I2 sinalização deteriorada A-I3 guarda-rodas / separador inexistentes A-I4 guarda-rodas / separador danificados A-I5 guarda-corpos danificados A-I6 deficiências da pintura A-I7 corrosão das partes metálicas A-I8 parafusos / rebites desapertados / partidos. 35/77 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO Ficha de anomalia: FICHA DE ANOMALIA (EXEMPLO) TIPO: ARMADURAS / CABOS FICHA: A-D5 DESIGNAÇÃO: varão com diminuição de secção DESCRIÇÃO: varão de armadura ordinária colocado à vista por descasque do recobrimento e apresentando perda de secção transversal CAUSAS -descasque provocado por choque (C-D2) POSSÍVEIS: -carbonatação (C-F2, C-G2) -corrosão da armadura -presença de iões cloro (C-F3, C-G3, C-B6) -recobrimento insuficiente (C-A14, C-B11, C-A28, C-B1, C-B2, C-B26) -áreas demasiadamente expostas / concepção geométrica inadequada (C-A20) -drenagem deficiente (C-A24, C-A23, C-A25, C-B20, C-B26, C-H5) -infiltração de água (estanqueidade deficiente) (C-F1, C-G1, C-A26, C-B5, C-B9, C-B17, C-E2, C-E3, C-E4) CONSEQUÊNCIAS -descasque progressivo do betão devido a aumento de volume da ferrugem POSSÍVEIS: -fendilhação -perda de resistência da secção -perda de aderência do varão -deformação da estrutura -estética afectada 36/77 18

19 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO Ficha de anomalia (cont.): ASPECTOS A -cor da ferrugem negra: (origem provável: iões cloro=>maiores perdas de secção) ou INSPECCIONAR: avermelhada (origem provável: carbonatação => menor perigo) -estado de corrosão dos varões vizinhos -aderência do recobrimento -carbonatação, presença de iões cloro, infiltrações de água -estado da estanqueidade -fissuração na zona observada -deformações -estado do sistema de drenagem -proximidade do mar -utilização no presente ou no passado de sais anti-congelantes PARÂMETROS -cor predominante da ferrugem: negra (S / N) / avermelhada (S / N) DE INSPECÇÃO: -localização da secção com perda de área de varão: zona de esforços máximos (S/N) zonas intermédias (S / N) -perda máxima localizada de secção: ( % ) CLASSIFICAÇÃO DA ANOMALIA: Em termos de Urgência de Actuação 0 - ferrugem predominantemente negra em zona(s) de esforços máximos com perda máxima localizada de secção superior a x % 1 - ferrugem predominantemente negra em zona(s) de esforços máximos com perda máxima localizada de secção inferior a x % 2 - ferrugem predominantemente negra em zonas intermédias 3 - ferrugem predominantemente avermelhada Em termos de Importância para a Estabilidade da Estrutura A - varão pertencente ao tabuleiro, vigas principais, pilares, encontros e fundações C - varão pertencente ao guarda-corpos, guarda-rodas, revestimento do passeio e lajes de transição Em termos do Volume de Tráfego Afectado pela Anomalia g - assumindo que esta anomalia não perturba o normal funcionamento do tráfego 37/77 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO C-A. ERROS DE PROJECTO C-A20 áreas expostas em excesso dos elementos estruturais / concepção geométrica inadequada C-A21 não previsão da substituição de elementos sujeitos a deterioração intensa C-A22 dificuldade / impossibilidade de inspeccionar partes da estrutura C-A23 não previsão de uma inclinação mínima em superfícies quase-horizontais C-A24 drenagem directamente sobre betão, junta de dilatação, aparelho de apoio ou ancoragem C-A25 outros erros de concepção da drenagem. C-C. ACÇÕES DE ACIDENTE NATURAIS C-C1 sismo C-C2 incêndio C-C3 aguaceiro C-C4 cheias C-C5 movimentos de terras C-C6 avalanche de neve. C-B. ERROS DE EXECUÇÃO C-B8 cofragem deficiente / utilizada vezes excessivas C-B9 compactação / cura deficiente do betão C-B10 junta de betonagem mal executada C-B11 posicionamento / pormenorização pouco rigorosos das armaduras C-B12 pré-esforço inadequado C-B13 injecção deficiente das bainhas dos cabos de pré-esforço. C-F. AGENTES AGRESSIVOS NATURAIS C-F1 água (ciclos seco / molhado) C-F2 dióxido de carbono C-F3 sal / água salgada (cloretos) C-F4 ácidos / água pura C-F5 sais de amónio / magnésio C-F6 sulfatos C-F7 reacção álcali-sílica 38/77 19

20 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO R-C. ELEMENTOS EM BETÃO R-C1 reparação cosmética - manutenção R-C2 aplicação de betão em áreas localizadas (com remoção do betão deteriorado) - reparação R-C3 injecção de fendas - reparação R-C4 preenchimento de fendas com calda de cimento - reparação. R-D. ARMADURAS / CABOS R-D1 aplicação de betão em áreas localizadas (com limpeza das armaduras expostas) - reparação R-D2 aplicação de betão em áreas localizadas (com empalme / substituição das armaduras expostas) - reparação R-H. DRENAGEM DE ÁGUAS R-H1 remoção de detritos / asfalto obstruindo sarjeta / drenos - manutenção R-H2 reparação de ligação em dreno - manutenção R-H3 extensão de gárgula para cima / baixo - manutenção. R-I. ELEMENTOS SECUNDÁRIOS R-I1 instalação / substituição de sinalização - manutenção R-I2 instalação / substituição de guarda-rodas / separador - manutenção R-I3 limpeza a jacto de ar / areia e pintura das partes metálicas - manutenção. 39/77 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO M-B. TÉCNICAS MECÂNICAS Classificação de métodos de diagnóstico M-A. OBSERVAÇÃO VISUAL DIRECTA M-A1 sem equipamento (para além de réguas, régua de M-J1 dinamómetro fendas, compasso, craveira, relógio e equipamento afim) M-J2 extensómetros mecânicos M-A2 com binóculos, micrómetro, máquina fotográfica ou M-J3 extensómetros eléctricos vídeo M-J4 células de carga (macacos).. M-B1 martelar a superfície / arrastar correntes M-B2 esclerómetro M-B2.1 esclerómetro de Schmidt M-B2.2 pistola de Williams M-B2.3 esclerómetro de Frank M-B2.4 pêndulo de Einbeck.. M-F. TÉCNICAS ULTRASÓNICAS E ELECTROMAGNÉTICAS M-F1 ultra-sons M-F2 ressonância M-F3 reflexão da vibração (pulse echo ).. M-J. TÉCNICAS FORÇA / DEFORMAÇÃO M-M. ENSAIOS DE CARGA M-M1 medição de deformações / tensões M-M1.1 carga estática M-M1.2 carga dinâmica M-M1.3 curta duração M-M1.4 longa duração M-K. INDICADORES QUÍMICOS M-K1 fenolftaleína M-K2 nitrato de prata M-K3 detector rápido de cloretos M-K4 detector rápido de álcalis 40/77 20

21 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO Critérios de rateio dos métodos de diagnóstico: A - baixos custos; B - fácil e rápida utilização in situ; C - grande quantidade de informação útil; D - fácil interpretação dos resultados; E - carácter não-destrutivo; F - equipamento portátil; G - desnecessária qualquer fonte de energia (ou energia facilmente acessível in situ); H - mão de obra e conhecimentos não excessivamente especializados; I - fiabilidade dos resultados; J - (sempre que possível) ausência de trabalho laboratorial; K - nenhum (ou pequeno) impedimento ao funcionamento normal da ponte. 41/77 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO Rateio dos métodos de diagnóstico (exemplo): Pontuação: 2 - não obedece ao critério; 1 - obedece apenas em parte ao critério; 0 - não obedece ao critério. 42/77 21

22 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO b) Matrizes de correlação: De forma a auxiliar o diagnóstico feito em obra pelo inspector, deve ser criado um conjunto de matrizes de correlação das anomalias detectáveis durante a inspecção. MATRIZES DE CORRELAÇÃO ANOMALIAS - CAUSAS PROVÁVEIS ANOMALIAS - TÉCNICAS DE REPARAÇÃO ANOMALIAS - MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO Matrizes de correlação que integram o sistema de gestão 43/77 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO Exemplo de matriz de correlação (anomalias - causas prováveis) 0 - SEM RELAÇÃO - não existe qualquer correlação (directa ou indirecta) entre a anomalia e a causa; 1 - PEQUENA CORRELAÇÃO - causa indirecta (primeira) da anomalia relacionada apenas com os primeiros passos do processo de deterioração; causa secundária do processo de deterioração não necessária para o seu desenvolvimento; 2 - GRANDE CORRELAÇÃO - causa directa (próxima) da anomalia associada à fase final do processo de deterioração; quando a causa ocorre, é uma das causas principais do processo de deterioração e é indispensável ao seu desenvolvimento. 44/77 22

23 4. SISTEMAS DE INSPECÇÃO E DIAGNÓSTICO Correlação entre anomalias - técnicas de reparação: 0 - SEM RELAÇÃO - não existe qualquer correlação (directa ou indirecta) entre a anomalia e a técnica de reparação; 1 - PEQUENA CORRELAÇÃO - técnica preventiva de eliminação da causa ou causas da anomalia mas não da deterioração; 2 - GRANDE CORRELAÇÃO - técnica curativa de eliminação da deterioração na área em que a anomalia foi detectada. Correlação entre anomalias - métodos de diagnóstico: 0 - SEM RELAÇÃO - não existe qualquer correlação (directa ou indirecta) entre a anomalia e o método de diagnóstico; 1 - PEQUENA CORRELAÇÃO - o método de diagnóstico pode vir a ser útil como segunda escolha de um método com grande correlação quando este não pode ser efectuado ou fornece resultados inconclusivos; pode também ser útil para fornecer alguns dados secundários sobre a extensão e a causa da anomalia; 2 - GRANDE CORRELAÇÃO - o método de diagnóstico é, em princípio, indispensável para a inspecção da anomalia; fornece informação essencial em relação à extensão, gravidade e causa da anomalia. 45/77 CAPÍTULO 4 SISTEMA DE DECISÃO 46/77 23

24 4. SISTEMA DE DECISÃO Manutenção Domínio de aplicação - todas as técnicas de reparação que são definidas como de manutenção no documento sobre o sistema classificativo das anomalias. Oportunidade de aplicação - sempre que uma inspecção corrente ou detalhada se efectue. 47/77 4. SISTEMA DE DECISÃO Manutenção Critérios de decisão - todas as anomalias detectadas no decurso das inspecções são classificadas de acordo com três parâmetros básicos: urgência de actuação, importância para a estabilidade da estrutura e volume de tráfego afectado pela anomalia (no caso das pontes); a anomalia mais pontuada indica a primeira construção sobre a qual se deve actuar; devem ser efectuados todos os trabalhos de manutenção relativos a anomalias do mesmo tipo detectadas nessa construção (mesmo que menos pontuadas) e a todas as que possam ser eliminadas de forma económica com a mesma técnica de reparação; os custos totais relativos a estes trabalhos são calculados e deduzidos do orçamento global disponível para a manutenção; de seguida, deve-se repetir o processo para a construção na qual foi detectada a anomalia com a segunda maior pontuação e assim sucessivamente. 48/77 24

25 4. SISTEMA DE DECISÃO Reparação Domínio de aplicação - todas as técnicas de reparação / reabilitação que são definidas como de reparação estrutural no documento sobre o sistema classificativo das anomalias; Oportunidade de aplicação - sempre que uma avaliação estrutural se efectue; Critérios de decisão - as decisões tomadas são basicamente o resultado de uma análise económica que pode ser feita a três níveis diferentes: nível 1 - a eliminação da anomalia; nível 2 - a reparação da construção; nível 3 - a gestão da totalidade do património. 49/77 4. SISTEMA DE DECISÃO CEI = ( C R + C F B ) reparar ( C R + C F B ) nada fazer ACEI i = i C j CEI j j = 1 i C j j = 1 i C j j = 1 AC i = 50/77 25

26 CAPÍTULO 5 SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO 51/77 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Pressupostos sempre que houver necessidade de realizar uma avaliação estrutural, a eliminação das anomalias que lhe deram origem é englobada no subsistema de reparação; se a decisão de avançar com quaisquer trabalhos que sejam necessários for feita apenas com base na informação obtida nas inspecções periódicas, essa decisão deve obedecer aos critérios do subsistema de manutenção. 52/77 26

27 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Urgência de Actuação 0 - necessária actuação imediata; 1 - necessária actuação a curto prazo (até a um máximo de 6 meses); 2 - necessária actuação a médio prazo (até a um máximo de 15 meses correspondente à visita seguinte); 3 - necessária actuação a longo prazo (na próxima visita, reclassifica-se a anomalia que deve ser registada na ficha de inspecção). 53/77 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Ficha de anomalia: FICHA DE ANOMALIA (EXEMPLO) TIPO: ARMADURAS / CABOS FICHA: A-D5 DESIGNAÇÃO: varão com diminuição de secção DESCRIÇÃO: varão de armadura ordinária colocado à vista por descasque do recobrimento e apresentando perda de secção transversal CAUSAS -descasque provocado por choque (C-D2) POSSÍVEIS: -carbonatação (C-F2, C-G2) -corrosão da armadura -presença de iões cloro (C-F3, C-G3, C-B6) -recobrimento insuficiente (C-A14, C-B11, C-A28, C-B1, C-B2, C-B26) -áreas demasiadamente expostas / concepção geométrica inadequada (C-A20) -drenagem deficiente (C-A24, C-A23, C-A25, C-B20, C-B26, C-H5) -infiltração de água (estanqueidade deficiente) (C-F1, C-G1, C-A26, C-B5, C-B9, C-B17, C-E2, C-E3, C-E4) CONSEQUÊNCIAS -descasque progressivo do betão devido a aumento de volume da ferrugem POSSÍVEIS: -fendilhação -perda de resistência da secção -perda de aderência do varão -deformação da estrutura -estética afectada 54/77 27

28 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Ficha de anomalia (cont.): ASPECTOS A -cor da ferrugem negra: (origem provável: iões cloro=>maiores perdas de secção) ou INSPECCIONAR: avermelhada (origem provável: carbonatação => menor perigo) -estado de corrosão dos varões vizinhos -aderência do recobrimento -carbonatação, presença de iões cloro, infiltrações de água -estado da estanqueidade -fissuração na zona observada -deformações -estado do sistema de drenagem -proximidade do mar -utilização no presente ou no passado de sais anti-congelantes PARÂMETROS -cor predominante da ferrugem: negra (S / N) / avermelhada (S / N) DE INSPECÇÃO: -localização da secção com perda de área de varão: zona de esforços máximos (S/N) zonas intermédias (S / N) -perda máxima localizada de secção: ( % ) CLASSIFICAÇÃO DA ANOMALIA: Em termos de Urgência de Actuação 0 - ferrugem predominantemente negra em zona(s) de esforços máximos com perda máxima localizada de secção superior a x % 1 - ferrugem predominantemente negra em zona(s) de esforços máximos com perda máxima localizada de secção inferior a x % 2 - ferrugem predominantemente negra em zonas intermédias 3 - ferrugem predominantemente avermelhada Em termos de Importância para a Estabilidade da Estrutura A - varão pertencente ao tabuleiro, vigas principais, pilares, encontros e fundações C - varão pertencente ao guarda-corpos, guarda-rodas, revestimento do passeio e lajes de transição Em termos do Volume de Tráfego Afectado pela Anomalia g - assumindo que esta anomalia não perturba o normal funcionamento do tráfego 55/77 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Importância para a Estabilidade da Estrutura A -anomalia de características eminentemente estruturais, associada a elementos estruturais principais (tabuleiro, lajes, vigas, pilares, encontros e fundações); B -anomalia de características semi-estruturais, associada a elementos estruturais principais ou anomalia estrutural, associada a elementos estruturais secundários (aparelhos de apoio, juntas de dilatação, etc.); C -anomalia de características semi-estruturais, associada a elementos estruturais secundários ou anomalia em elementos não estruturais (revestimentos e impermeabilizações, sistema de drenagem, passeios, guarda-corpos, guarda-rodas, etc.) ou anomalia de características não estruturais. 56/77 28

29 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Volume de Tráfego Afectado pela Anomalia α - v.t. x c.d. x k n 1 [n.º de veículos km / dia]; β - n1 > v.t. x c.d. x k n 2 [n.º de veículos km / dia]; γ - v.t. x c.d. x k < n 2 [n.º de veículos km / dia]. v.t. - volume de tráfego diário sobre a ponte (em ambos os sentidos) [n.º de veículos / dia]; c.d. - comprimento do desvio médio provocado pelo impedimento total da ponte [km]; k - coeficiente que fornece o grau de impedimento do tráfego normal na ponte provocado por cada anomalia (ou pela anomalia mais condicionante em cada ponte); n 1, n 2 - parâmetros fixos definidos pela entidade gestora das pontes e calibrados ao longo do tempo. 57/77 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Classificação pseudo-quantitativa das anomalias em pontes de betão 58/77 29

30 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Grupos de prioridade de actuação 59/77 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Pontuação global para cada grupo de prioridade de actuação 60/77 30

31 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Classificação tipo / Grupo de prioridade de actuação 61/77 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Sequência de procedimento todas as anomalias detectadas na inspecção classificadas nos grupos 0 ou 1 em termos de urgência de actuação, devem levar a uma estimativa grosseira, feita pelo inspector, dos trabalhos de manutenção necessários para as colmatar e respectivas quantidades; todas as anomalias classificadas nos grupos 1 e 2 de prioridade de actuação, devem também ser objecto de estudo semelhante; 62/77 31

32 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Sequência de procedimento deve-se actuar em primeiro lugar na construção que tenha a anomalia mais pontuada; serão colmatadas na mesma construção todas as anomalias do mesmo tipo (ainda que menos pontuadas) e todas as anomalias que a entidade gestora considere poderem também ser eliminadas com o mesmo equipamento e mão-de-obra de forma económica; a decisão final deverá sempre pertencer ao inspector ou a um especialista em reparação e ser introduzida na base de dados ( Trabalho de Manutenção Necessário ); os custos totais relacionados com as tarefas acima referidas serão deduzidos do orçamento global disponível; deve-se actuar seguidamente na construção que tenha a segunda anomalia mais pontuada e assim sucessivamente. 63/77 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO INSPECÇÕES CORRENTES / DETALHADAS BASE DE DADOS FICHAS DE INSPECÇÃO MATRIZ DE CORRELAÇÃO FACTOR HUMANO CUSTOS UNITÁRIOS ORÇAMENTO CORRELAÇÃO ANOMALIA / TÉCNICA DE REPARAÇÃO FICHAS DE TRABALHO DE MANUTENÇÃO NECESSÁRIO SELECÇÃO DO TRABALHO LISTAS COM A PRIORIDADE DO TRABALHO A SER EXECUTADO TRABALHO DE MANUTENÇÃO SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Fluxograma do subsistema de manutenção / pequena reparação 64/77 32

33 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Input do subsistema fichas de inspecção com a classificação de todas as anomalias detectadas nas inspecções correntes e detalhadas; fichas de trabalho de manutenção necessário preparadas pelo inspector com estimativas grosseiras de quantidades de trabalho; correlação entre cada anomalia detectada e, pelo menos, uma técnica de reparação que a elimina; lista de preços unitários para cada técnica de reparação considerada no âmbito de manutenção (de preferência em homem hora / a unidade mais adequada); custo do homem hora para o ano corrente (não há necessidade de planear a manutenção com mais de um ano de antecedência); orçamento do ano corrente para a manutenção. 65/77 5. SUBSISTEMA DE MANUTENÇÃO / PEQUENA REPARAÇÃO Output do subsistema lista de trabalhos de manutenção a serem executados durante o ano corrente de acordo com a sua prioridade de actuação; lista de trabalhos de manutenção necessários que não poderão ser executados durante o ano em curso devido a limitações orçamentais; o deficit ou superavit do orçamento para a manutenção. 66/77 33

34 CAPÍTULO 6 SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO 67/77 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Pressupostos a) existe um conjunto de construções que é regularmente inspeccionado; b) um determinado número de entre estas têm anomalias estruturais ou funcionais importantes; c) idealmente, cada uma destas construções foi objecto de uma avaliação estrutural em que as anomalias foram não só identificadas mas também quantificadas; a avaliação estrutural fornece uma lista de trabalhos necessários (o anexo Trabalho de Reparação Necessário da ficha de inspecção respectiva na base de dados) para restaurar as características originais da construção; 68/77 34

35 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Pressupostos d) para cada uma das construções, devem ser identificadas as insuficiências de serviço actuais e futuras; devem ser estudadas soluções para eliminar essas insuficiências, o que obriga à preparação de estudos preliminares de tráfego (em pontes) e estruturais; e) idealmente, quando a decisão tiver de ser tomada, deve-se possuir toda a seguinte informação sobre as construções incluídas na análise: o uma estimativa dos trabalhos de reparação necessário de acordo com as fichas de reparação; por multiplicação de cada tarefa pelo respectivo preço unitário, obtém-se uma estimativa grosseira do custo da operação; 69/77 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Pressupostos o uma estimativa dos trabalhos de melhoramento necessários e um orçamento aproximado preparado pelo departamento gestor; o uma proposta para substituição da construção existente (se essa for uma possibilidade em estudo) com dimensões aproximadas e um orçamento grosseiro da nova construção; o para cada uma destas opções, deve ser estudada mais que uma solução; se para tal houver tempo, o estudo de mais soluções fornecerá, em princípio, uma solução melhor. 70/77 35

36 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Níveis de análise nível 1 - a eliminação da anomalia; nível 2 - a reparação da construção; nível 3 - a gestão da totalidade do património. 71/77 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Nível 1 A decisão não deve ser baseada unicamente nos custos imediatos da opção (isto é, menores custos melhor solução) mas deve também entrar em linha de conta com os benefícios que daí possam advir; o objectivo é maximizar benefícios - custos (ou minimizar custos - benefícios) e não apenas minimizar custos. CEI = ( C R + C F B ) reparar ( C R + C F B ) nada fazer C R - custos de reparação [$]; C F - custos de rotura [$]; B - benefícios [$]. 72/77 36

37 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO C R = C R S A + C R S R C RSA - custos da avaliação estrutural [$]; C RSR - custos de reparação estrutural [$]. RL 2 = SL 2 RL 1 RL 2 - vida útil residual do elemento após a passagem do tempo RL1, caso a opção de reparar seja escolhida no instante da decisão [ano]; SL 2 - vida útil esperada do elemento caso a opção de reparar seja a escolhida [ano]; RL 1 - vida útil residual do elemento caso se opte por nada fazer [ano]. 73/77 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO C F = C FSF + C FFF C FSF - custos de rotura estrutural [$]; C FFF - custos de rotura funcional [$]. É possível obter um índice CEI para cada técnica de reparação considerada plausível para um determinado tipo de anomalia da construção; a opção com o valor máximo do CEI é, em princípio, a melhor escolha. 74/77 37

38 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Nível 2 75/77 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Nível 2 A decisão ao nível 2 consiste em reparar em primeiro lugar o tipo de anomalia com o valor CEI máx mais elevado (CEI 1 ) e assim sucessivamente; do orçamento atribuído à construção em análise são consecutivamente deduzidos os custos C 1, C 2, etc., até se esgotar o orçamento; se o orçamento da construção é função do orçamento geral do conjunto do património gerido, passa-se ao nível 3 de decisão. 76/77 38

39 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Nível 3 i C CEI j j ACEI = j = 1 i i C j j = 1 AC i = i C j j = 1 77/77 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Nível 3 O valor ACEI i representa o índice de eficiência de custo de realizar todas as reparações necessárias para eliminar os tipos de anomalia 1 a i e, logicamente, diminui com o número de tipos de anomalia reparados; a decisão ao nível 3 consiste em realizar em primeiro lugar a reparação (ou conjunto de reparações) com o índice ACEI mais elevado (de entre todas as construções incluídas na rede) e assim sucessivamente; do orçamento global é retirado o custo acumulado da reparação com o ACEI mais elevado e assim sucessivamente. 78/77 39

40 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO AVALIAÇÃO ESTRUTURAL BASE DE DADOS MATRIZ DE CORRELAÇÃO FACTOR HUMANO CUSTOS UNITÁRIOS PREVISÃO DA VIDA ÚTIL FICHAS DE INSPECÇÃO CORRELAÇÃO ANOMALIA / TÉCNICA DE REPARAÇÃO FICHAS DE TRABALHO DE REPARAÇÃO NECESSÁRIO SELECÇÃO DAS TÉCNICAS DE REPARAÇÃO ÓPTIMAS NÍVEL 1 LISTAS ORDENADAS POR CEI'S E CUSTOS DAS TÉCNICAS DE REPARAÇÃO Fluxograma do submódulo de selecção do trabalho do subsistema de reabilitação / substituição (para obras de arte) 79/77 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO DADOS ECONÓMICOS DADOS DE TRÁFEGO DADOS SOBRE A CAPACIDADE ESTRUTURAL ORÇAMENTO DA OBRA DE ARTE ORÇAMENTO DA REDE SELECÇÃO DO TRABALHO DE REPARAÇÃO DENTRO DE CADA OBRA DE ARTE LISTAS ORDENADAS POR ACEI'S E CUSTOS ACUMULADOS DOS CONJUNTOS DE TÉCNICAS DE REPARAÇÃO DENTRO DE CADA OBRA DE ARTE SELECÇÃO DE TRABALHO DE REPARAÇÃO NA REDE LISTAS ORDENADAS DO TRABALHO DE REPARAÇÃO NA REDE NÍVEL 2 NÍVEL 3 TRABALHO DE REPARAÇÃO 80/77 40

41 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Input do submódulo de reparação estrutural fichas de inspecção com a identificação, gravidade e extensão de todas as anomalias estruturais detectadas na avaliação estrutural; fichas de trabalho de reparação necessário preparadas pelo inspector com estimativas relativamente rigorosas de quantidades de trabalho; correlação entre cada anomalia estrutural detectada e pelo menos uma técnica de reparação que a elimina; lista de preços unitários para cada técnica de reparação considerada no âmbito da reparação (de preferência em homem hora / a unidade mais adequada); dados económicos para o ano corrente (custo do homem hora, custos do atraso do tráfego, etc.); taxas de actualização e inflação previstas para os anos futuros; 81/77 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Input do submódulo de reparação estrutural dados económicos para o ano corrente (custo do homem hora, custos do atraso do tráfego, etc.); no caso das pontes, dados sobre o tráfego no ano corrente e futuros; no caso dos edifícios, dados sobre a taxa de ocupação da área habitada no ano corrente e futuros; no caso das pontes, capacidade da obra de arte para cargas móveis quer no presente, quer no futuro; no caso dos edifícios, sobrecarga de utilização permissível nos vários pisos quer no presente, quer no futuro; modelos matemáticos fiáveis para os mecanismos de deterioração ou, em alternativa, tabelas simplificadas para prever vidas úteis totais ou residuais para cada técnica de reparação e para a opção de nada fazer; orçamento do ano corrente para a reparação. 82/77 41

42 6. SUBSISTEMA DE REABILITAÇÃO / SUBSTITUIÇÃO Output do submódulo de reparação estrutural lista de trabalhos de reparação a serem executados durante o ano corrente de acordo com a sua prioridade de actuação; lista de trabalhos de reparação necessários que não poderão ser executados durante o ano em curso devido a limitações orçamentais. 83/77 CAPÍTULO 7 CONCLUSÕES 84/77 42

43 5. CONCLUSÕES DO MÓDULOM Não é possível gerir correctamente um conjunto de património edificado sem uma base de dados eficiente; a eficiência desta passa pela sua informatização, pela segurança no armazenamento dos dados e na introdução de nova informação, na facilidade de acesso à mesma dos utilizadores (inspectores) com uma selecção eficaz da informação efectivamente necessária, na implementação de um conjunto alargado de ferramentas (informação de especialistas, sistemas classificativos, manual de inspecção, critérios de decisão, programas de gestão de informação, etc.) especificamente adaptadas a cada sistema (e não importadas de outros sistemas geralmente estrangeiros) e, sobretudo, num trabalho árduo de aferição do sistema; 85/77 5. CONCLUSÕES DO MÓDULOM assim, a implementação de uma base de dados deste tipo é um processo moroso e gradual, no qual é preciso investir muito tempo, recursos e paciência, já que os resultados não serão imediatos; é preciso recordar que, em Portugal, se vai partir praticamente do zero, em redes viárias e conjuntos patrimoniais com milhares de estruturas com dezenas de anos, sujeitas a uma inexistente ou deficiente inspecção e manutenção ao longo de praticamente toda a sua vida; o sistema de decisão deve permitir, com base em critérios muito objectivos e susceptíveis de ser defendidos numa perspectiva puramente técnica, dar orientações sobre o grau de prioridade das várias possíveis intervenções; no entanto, essas orientações não devem ser interpretadas como uma verdade divina, já que não é possível introduzir num sistema lógico todas as ilógicas pressões a que o decisor está sujeito, sobretudo quando os fundos disponíveis são muito limitados; 86/77 43

44 5. CONCLUSÕES DO MÓDULOM a proposta apresentada para selecção dos trabalhos de manutenção corrente e de reparação estrutural / substituição pretende ser uma base de trabalho para futura adaptação às necessidades específicas de cada um dos principais donos de património edificado em Portugal, sendo adaptável às mais diversas tipologias estruturais, materiais de construção e tipo de utilização / tráfego. 87/77 BIBLIOGRAFIA 88/77 44

45 BIBLIOGRAFIA Jorge de Brito, Desenvolvimento de um Sistema de Gestão de Obras de Arte em Betão, Tese de Doutoramento em Engenharia Civil, IST, Lisboa, 1992 D. Andrey, Maintenance des Ouvrages d Art: Méthodologie de Surveillance, Tese de Doutoramento, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne, 1987 A. Sørensen e F. Berthelsen, Implementation of Bridge Management and Maintenance Systems (BMMS) in Europe and the Far East, Bridge Management Conference, Guildford, N. Aylon, The Comprehensive Management of a Bridge population - A Case Study, Developments in Short and Medium Span Bridge Engineering 90, Toronto, R. Reel e M. Muruganandan, Structural Financial Analysis Manual", Ontario Ministry of Transportation, Structural Office, Bridge Management Section, Ontario, /77 BIBLIOGRAFIA Jorge de Brito, Fase Pós-Inspecção / Manutenção, Seminário de Inspecção e Manutenção de Pontes (FUNDEC), Lisboa, 2001 Jorge de Brito e Fernando Branco, Sistema de Gestão de Obras de Arte de Betão, Revista Portuguesa de Engenharia de Estruturas, n.º 37, Lisboa, 1994 Fernando Branco e Jorge de Brito, Handbook of Concrete Bridge Management, American Society of Civil Engineers (ASCE) Press, USA, /77 45