Diagnóstico e Inspecção das Torres da Sé do Porto

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1 Diagnóstico e Inspecção das Torres da Sé do Porto Paulo B. Lourenço, Francisco Fernandes Relatório 02-DEC/E-3 O presente trabalho foi realizado por solicitação do Instituto Português do Património Arquitectónico (IPPAR) O presente trabalho foi financiado parcialmente pela Fundação para a Ciência e Tecnologia através do projecto POCTI-C-ECM Data: Setembro 2002 Nº de páginas: desenhos Escola de Engenharia Departamento de Engenharia Civil Universidade do Minho Azurém, Guimarães - Tel Fax secg@civil.uminho.pt

2 Índice Geral 1 Introdução Considerandos Gerais Aspectos Relevantes Constituição das Paredes de Alvenaria Fendilhação e Empenos Compressão na Base da Torre Esquerda Outros Aspectos Relevantes Conclusões Recomendações para a Intervenção Anexos Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 2/15

3 1 Introdução O Instituto Português do Património Arquitectónico (IPPAR) requereu à Universidade do Minho uma vistoria técnica relativa à estabilidade das torres da Sé do Porto, com carácter de urgência, devido aos trabalhos em curso da empreitada de recuperação / reabilitação, tendo o empreiteiro procedido já à colocação de andaimes numa das torres. Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 3/15

4 2 Considerandos Gerais A propósito do comportamento das torres antigas, refere-se que o seu colapso exclui a possibilidade de comportamento dúctil. Efectivamente, numa torre não existem possibilidades de redistribuição de esforços entre diferentes secções críticas e a ruína de uma secção é, em geral, suficiente para conduzir ao colapso total da construção. Este comportamento, associado ao risco estrutural elevado devido à natureza intrínseca das torres (a sua altura conduz a cargas verticais muito significativas e tensões elevadas na base), deveria ter como consequência uma margem de segurança mais elevada nestas construções do que a margem de segurança que se encontra nas estruturas antigas correntes. A construção de torres resulta geralmente da necessidade de criar um símbolo ou de desafiar a estabilidade estrutural. A interpretação deste desejo de construir tão alto quanto possível e a diminuição de segurança intrínseca foram deixadas ao cuidado dos construtores da antiguidade, sem qualquer base científica. É significativo que a maior parte das torres altas da antiguidade em Itália, por exemplo em Pavia e Bolonha, já não existem. A realidade italiana é que poucas destas construções sobreviveram até aos nossos dias, quer devido a colapsos estruturais, quer à destruição causada por raios ou mesmo demolições (em muitos casos por precaução, associada ao receio de que o colapso viesse a ocorrer). Na história recente italiana, salientam-se os casos do Campanário de São Marcos em Veneza, colapso em 1902, e da Torre Cívica de Pavia, colapso em No primeiro caso, o colapso foi gradual, tendo decorrido dois dias desde o primeiro alarme e 20 minutos desde a queda dos primeiros tijolos. No segundo caso, a ruína ocorreu sem aviso, em poucos segundos, e causou quatro mortos. Ainda que a alvenaria italiana, de tijolo e argamassa de cal, seja em geral de fracas características mecânicas, o caso recente do colapso da torre sineira da igreja de Goch na Alemanha (1993) é um exemplo claro que o segurança das torres não é um problema exclusivamente italiano. Com estes considerandos iniciais não se pretende transmitir uma visão alarmista mas, entende-se que o elevado risco estrutural destas construções justifica estudos aprofundados e intervenções particularmente cuidadosas nos casos em que existam dúvidas sobre o seu comportamento estrutural. No caso particular das torres da Sé do Porto, a sua altura total é de cerca de 35 m, o que representa um valor médio e conduzirá a uma tensão vertical instalada média de cerca de 1.0 MPa. Este valor é relativamente baixo para cantaria de granito mas é francamente elevado para pedra irregular com juntas espessas de argamassa ou alvenaria irregular de pedra com junta seca. Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 4/15

5 3 Aspectos Relevantes As torres em análise possuem espessura variável, com um valor mínimo de 1.7 m na base, com planta essencialmente quadrada de aresta exterior igual a aproximadamente 10.0 m e uma altura acima do solo de cerca de 35.0 m. Na fachada principal existem dois contrafortes em cada torre, ver Figura 3.1. A construção sofreu modificações importantes ao longo do tempo, referindo-se que a estrutura das torres é particularmente complexa, não apresentando uma estrutura comum para os vários níveis e resultando praticamente incompreensível. Por outro lado, a estrutura da torre esquerda e direita são, essencialmente, distintas. Finalmente, salienta-se que os sinos estão colocados na torre esquerda. Torre Esquerda Torre Direita Figura 3.1 Aspecto da fachada principal da Sé do Porto. 3.1 Constituição das Paredes de Alvenaria Foi efectuada uma tentativa de caracterização da alvenaria que constitui as torres, recorrendo a uma inspecção visual com recurso pontual a uma câmara boroscópica, ver Figura 3.2. Face a esta inspecção parece ser possível concluir, com reservas, que a parede é de três panos, possuindo os panos exteriores uma espessura entre 0.45 e 0.70 m em pedra aparelhada de granito, enquanto que o pano interior é constituído por bugalhada e / ou saibro, ver Figura 3.3. Uma definição mais cuidadosa da constituição das paredes necessitaria de recorrer à execução de carotes. Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 5/15

6 (a) (b) Fenda longitudinal na parede (c) (d) (e) Figura 3.2 Inspecção visual tendo em vista definir a constituição das paredes: (a) câmara boroscópica; (b) imagem interior de furo realizado numa junta de argamassa de assentamento; (c) material de enchimento (saibro, pedra miúda e restos de tijolo) que existe no interior da parede nascente da torre direita, (d) ausência de pano interior da parede e visão do enchimento interior (bugalhada) na parede poente da torre esquerda, e (e) visão do interior da bugalhada (ausência de argamassa). Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 6/15

7 Granito Bugalhada Figura 3.3 Constituição possível para as paredes da torre (corte transversal). 3.2 Fendilhação e Empenos As torres apresentam um padrão de fendilhação generalizado e empenos significativos dos paramentos que se traduzem num quadro de gravidade moderada. As anomalias existentes conduziram à colocação (antiga) de três tirantes de secção significativa mas em estado avançado de corrosão, ver Figura 3.4. Salienta-se que o tirante T 1 apresenta deformação significativa na ancoragem, ver Figura 3.5a, e o tirante T 3 se encontra partido, ver Figura 3.5b, tendo a torre direita continuado o movimento de separação entre a fachada poente e nascente após a ruína deste tirante. T 1 T 1 T 2 T 3 Figura 3.4 Tirantes existentes na torre. Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 7/15

8 (a) Figura 3.5 Detalhes dos tirantes: (a) T 1 e (b) T 3. (b) A torre direita parece encontrar-se significativamente mais afectada que a torre esquerda. Na Figura 3.6 representam-se as barrigas para o exterior dos paramentos da torre direita. Na fachada principal, é provável que a existência de contrafortes tenha impedido a ocorrência desta anomalia. No entanto, uma análise semelhante da torre esquerda não é possível, uma vez que a mesma se encontra rodeada por andaimes. Salienta-se que estas barrigas não parecem ter correspondência no interior. Em particular, verificou-se que o paramento interior da parede a nascente possui também uma barriga para fora, i.e. para o interior da torre, até cerca de 2% de inclinação, o que indica claramente um esbarrondamento interno. Por outro lado, o paramento interior da parede a sul parece possuir deslocamentos francamente inferiores aos deslocamentos do paramento exterior, o que indicia a separação longitudinal entre os dois panos de parede. Estas observações preliminares deveriam ser confirmadas com recurso a um levantamento topográfico. A separação entre o pano interior e exterior das paredes das torres parece ainda ser confirmada pelas fendas longitudinais observadas na generalidade dos vãos, com aberturas até alguns centímetros, ver Figura 3.7. Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 8/15

9 (a) (b) (c) Figura 3.6 Torre direita, zonas com barrigas para o exterior visíveis sem equipamento auxiliar de medição (a sombreado): (a) paramento sul, (b) paramento nascente (representado no paramento poente) e (c) paramento norte (representado no alçado lateral da torre esquerda) Figura 3.7 Detalhes das fendas longitudinais nas paredes das torres observadas em diversos vãos. As fendas estão geralmente preenchidas com argamassa de cimento e apresentam uma abertura posterior ao refechamento das juntas. Associado ao afastamento entre paredes opostas das torres que conduziu à colocação dos tirantes, existe fendilhação apreciável nas paredes, ver Figura 3.8. Uma caracterização suplementar das anomalias encontra-se indicada nos desenhos em anexo. Salienta-se, em particular, a separação das paredes, da torre direita, na direcção nascente poente e, da torre esquerda, na direcção norte sul. Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 9/15

10 A fenda existe na parede a poente e a nascente (a) (b) Figura 3.8 Fendilhação mais gravosa nas torres: (a) torre direita e (b) torre esquerda. 3.3 Compressão na Base da Torre Esquerda Tal como se referiu anteriormente, a arquitectura interior das torres é complexa e resultante de diversas épocas de construção. A base da torre esquerda é uma estrutura fortemente maciça, com uma escada interior muito estreita, ver Figura 3.9, parecendo ser constituída por duas paredes distintas: uma exterior (associada à torre existente) e outra interior (possivelmente associada a uma torre anterior). A parede interior, com a espessura aproximada de 0.90 m, apresenta fendilhação vertical generalizada que parece resultar de tensões verticais de compressão excessivas, ver Figura Entende-se que as condições de estabilidade desta parede deverão merecer especial atenção. Espessura total Espessura que se verifica na torre direita Figura 3.9 Planta da base na torre esquerda. Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 10/15

11 (a) (b) Figura 3.10 Aspecto da fendilhação na parede interior, ao nível da base da torre esquerda. 3.4 Outros Aspectos Relevantes A construção em geral das torres parece ter sido realizada com pouco cuidado de execução, verificando-se que alguns dos detalhes construtivos resultam de improviso, no local, e que foram aplicadas correcções e reforços localizados. Em particular, salientam-se, pela negativa: Estrutura em ferro das cúpulas em muito avançado estado de corrosão, requerendo substituição integral, ver Figura 3.11; Balaustrada e pináculos em estado de deficiente segurança devido a corrosão nos gatos e cavilhas, associado a movimentos muito significativos, ver Figura 3.12; Concepção e estado actual da estrutura de apoio aos sinos e relógio (torre esquerda), ver Figura Figura 3.11 Aspecto da corrosão na estrutura de ferro das cúpulas. Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 11/15

12 Figura 3.12 Aspecto da corrosão nos gatos das balaustradas. (a) (b) (c) Figura 3.13 Aspecto da estrutura de apoio aos sinos e relógio (torre esquerda): (a) coluna central, (b) apoio das escoras diagonais e (c) apoios da laje de pedra. Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 12/15

13 4 Conclusões As torres da Sé do Porto apresentam anomalias diversas, nomeadamente: Fendilhação e empenos generalizados. Salienta-se, em particular: (a) a separação entre paredes opostas na torre direita, direcção nascente poente, e na torre esquerda, direcção norte sul, e (b) fendilhação longitudinal das paredes com previsível esbarrondamento interno; Um tirante partido e um tirante claramente em carga; Corrosão generalizada dos elementos metálicos diversos; Paredes (interiores) na base da torre esquerda em possível ruína; Pormenores construtivos deficientes resultantes, presumivelmente, de improviso no local de construção. As patologias nas torres são antigas, verificando-se a existência de tirantes e gatos diversos. Julga-se que a causa da fendilhação e empenos resulta da associação dos seguintes factores: Alteração sucessivas da sua arquitectura; Deficiente execução das paredes, com insuficiente embricamento interior recorrendo a travassos ou sobreposição adequada entre os panos de ambas as faces exteriores; Excesso de infiltrações de água nas torres, pelas coberturas ou juntas, com consequente lavagem de argamassas e do material de enchimento no interior da parede. Neste contexto, verifica-se que a aproximadamente ¾ da altura da torre direita, existe uma pequena redução da espessura da parede pelo interior, provavelmente associada a uma cobertura anterior a este nível. Parece que imediatamente abaixo desta redução de espessura, se verificam movimentos elevados do paramento, que poderão estar associados a essa cobertura anterior. Fundações deficientes; Eventuais obras geotécnicas na envolvente das torres. 4.1 Recomendações para a Intervenção Tomando em consideração as condicionantes associadas ao facto da intervenção geral se encontrar em curso, recomenda-se a abordagem a seguir descrita Medidas Associadas à Intervenção em Curso Colocação de tirantes na torre direita (direcções nascente poente e norte sul); Colocação de tirantes na torre esquerda (direcção norte sul); Execução de pregagens na torre direita (parede nascente); Colocação de um sistema de monitorização das torres, incluindo temperatura, vento, humidade, abertura de fendas e inclinações. Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 13/15

14 4.1.2 Estudo para Decisão sobre Eventual Intervenção Futura Numa fase preliminar, importa recolher informação sobre eventuais inspecções e ensaios já realizados sobre a Sé do Porto. Entende-se que um estudo adequado sobre eventuais intervenções futuras deverá possuir um carácter de urgência (prazo estimado para execução doze meses): Investigação histórica para conhecer a evolução das torres ao longo do tempo; Levantamento geométrico das torres, com medição das inclinações e deslocamentos transversais (idealmente pelo exterior e interior); Levantamento geotécnico e inspecção das fundações das torres, com recurso a poços e escavações com acompanhamento arqueológico; Plano de ensaios não destrutivos nas paredes das torres, incluindo, no mínimo, ensaios sónicos generalizados nas paredes, com o objectivo de verificar a existência de separação generalizada entre os dois panos exteriores das paredes, ensaios de macacos planos na base da torre esquerda, com o objectivo de verificar as tensões verticais existentes na parede interna (antiga?) e na parede externa (da torre actual?), e ensaios dinâmicos, para caracterizar o comportamento estrutural global das torres. Autoria: Paulo B. Lourenço; Engº Civil, Doutor em Engª Civil, Professor Associado Francisco Fernandes; Engº Civil Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 14/15

15 Anexos Lista de Desenhos: Desenho Nº 1 Fachada Poente - Anomalias nas Paredes a Poente Desenho Nº 2 Fachada Poente - Anomalias nas Paredes a Nascente Desenho Nº 3 Fachada Sul - Anomalias na Parede Sul da torre Desenho Nº 4 Fachada Sul - Anomalias na Parede Norte da torre Desenho Nº 5 Fachada Norte - Anomalias na Parede Norte da torre Relatório da Vistoria Preliminar às Torres da Sé do Porto / IPPAR 15/15

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