Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

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1 Relatório realizado no âmbito da disciplina Projecto FEUP A Supervisora: Eng.ª Ana Sofia Guimarães O Monitor: Pedro Paupério Outubro 2012

2 Mestrado Integrado em Engenharia Civil Tema: A Supervisora: Eng.ª Ana Sofia Guimarães O Monitor: Pedro Paupério Turma 6 Grupo 3 Carlos Seixas Cláudia Lourenço Daniel Pontes Diogo Guimarães José Gonçalves 2

3 Resumo A humidade constitui uma das principais causas de patalogias que causam degradação nos edifícios. De entre os vários tipos de humidades, destacam-se a humidade de construção, ascensional, de precipitação, de infiltração, de condensação, devida a fenómenos de higroscopicidade e devida a causas fortuitas. [1] O principal objectivo deste relatório é identificar as várias fontes de humidade, as técnicas e dispositivos para detectá-la, a diferenciação entre os tipos de humidade e as respectivas patologias associadas a eles. Posto isto, o relatório vai-se encontrar dividido em três subtemas: fontes de humidade nos edifícios, técnicas de detecção de humidade nos edifícios e formas de manifestação de humidade nos edifícios e respectivas patologias. Por fim, ambiciona-se apresentar um caso de estudo real e presente na região que retrate na generalidade os temas abordados no resto do relatório. 3

4 Agradecimentos À supervisora Eng.ª Ana Sofia Guimarães e ao monitor Pedro Paupério por todo o suporte e tempo disponibilizado. Aos professores que participaram nos congressos da primeira semana de aulas da FEUP, pelos conteúdos temáticos relacionados com a elaboração de um relatório de modo a que fosse possível, de forma mais apropriada, a realização deste trabalho. 4

5 Índice 1. Introdução 6 2. Fontes de humidade nos edifícios 7 3. Técnicas de detecção de humidade nos edifícios 8 4. Formas de manifestação de humidade nos edifícios e respectivas patologias 4.1. Humidade de construção Humidade ascensional Humidade de precipitação Humidade de infiltração Humidade de condensação Humidade devida a fenómenos de higroscopicidade Humidade devida a causas fortuitas Caso de estudo Conclusão Referências bibliográficas 22 5

6 1. Introdução No âmbito da unidade curricular Projecto FEUP foi-nos proposto que desenvolvessemos o tema A Humidade nos Edifícios. Com este trabalho pretendemos mostrar os diferentes tipos de humidade, e as consequentes patologias associadas, bem como as várias fontes de humidade e as técnicas e dispositivos para detectá-la. Para isso, investigamos as diferentes fontes e tipos de humidade existentes, bem como as patologias consequentes e as técnicas de detecção, tendo sido a maior dificuldade, a selecção da informação vasta que se encontra acerca do tema. 6

7 2. Fontes de humidade nos edifícios São muitas as fontes de humidade que influenciam o ambiente interior e exterior nos edifícios. As pessoas, plantas, actividades tais como cozinhar e tomar banho influenciam o ambiente interior. [2] Actividade Vapor de água (g/dia) Banho (por pessoa) 200 Lavagem (loiça) 400 Lavagem (roupa) 500 Secagem (roupa) 1500 Cozinhar (electricidade) 2000 Cozinhar (gás) 3000 Tabela 1: Produção de vapor de água em actividades domésticas [3] A ventilação proveniente do ar exterior, as diferenças de temperatura, as infiltrações e a troca de vapor com as paredes e mobiliário (imagem 1) também modificam a forma como os ambientes interiores são afectados. [2] Imagem 1: Transferência de calor numa casa [4] A chuva dirigida, associação do vento à chuva, influencia o ambiente exterior, contribuindo para o processo de degradação dos edifícios. [5] 7

8 3. Técnicas de detecção de humidade nos edifícios As medições de gases ou da humidade ambiente são cada vez mais importantes. Os melhoramentos constantes nos processos técnicos, maiores exigências na qualidade e poupança de energia requerem um procedimento de medição exacto, estável e acessível para medir a humidade ambiente. [6] Métodos de medição Descrição Imagem Higrómetro de cabelo É um dos métodos mais antigos utilizados para medir a humidade. O comprimento dos cabelos muda de acordo com a humidade ambiente. Psicrómetro É um aparelho constituído por dois termómetros idênticos colocados um ao lado do outro, que serve para avaliar a quantidade de vapor de água dissolvida no ar. 8

9 Espelho de ponto de orvalho É um espelho que é arrefecido até que mostre a condensação depois de ter atingido a temperatura de ponto de orvalho. A condensação no espelho é monitorizada e o ponto de orvalho é medido. Sensores capacitivos Sensores resistivos São sensores que mudam a sua capacidade com base na humidade relativa da envolvente ar. Quando a humidade relativa do ar aumenta a capacidade também aumenta. São sensores que medem a alteração da resistência eléctrica de um material, devido à humidade. As propriedades do material também tendem a depender tanto de humidade relativa e temperatura, o que significa que o sensor tem de ser combinado com um sensor de temperatura. São menos sensíveis do que os sensores capacitivos. 9

10 Sensores de condutividade térmica São sensores que medem a mudança na condutividade térmica do ar, devido à humidade. Ensaios de estanqueidade em redes de águas Este ensaio destina-se à detecção de eventuais fugas nas redes de águas. Realiza-se através da colocação em carga das respectivas redes e da medição de variações de pressão através de manómetros adequados. Tabela 2: Técnicas de detecção de humidade nos edifícios [6] 10

11 4. Formas de manifestação de humidade nos edifícios e respectivas patologias A humidade pode-se manifestar de sete formas diferentes: humidade de construção, ascensional, de precipitação, de infiltração, de condensação, devida a fenómenos de higroscopicidade e devida a causas fortuitas. [7] 4.1. Humidade de construção Características: - Resulta do processo construtivo onde a água faz parte da composição de muitos materiais e em processos de construção; - Além da humidade resultante do próprio processo construtivo ainda têm-se de acrescentar aquela proveniente da água das chuvas ocorridas enquanto a construção não tem cobertura, nem com qualquer outro tipo de revestimento; - É o excesso de humidade que todos os elementos construtivos apresentam, até ao fim das construções, e que tem como origem a introdução de água durante a sua própria realização. Patologias associadas: - Expansões ou destaques de alguns materiais; - Aparecimento de manchas (imagem 2); - Aparecimento de condensações. [8] Imagem 2: Humidade de construção 11

12 4.2. Humidade ascensional Características: - Os valores que o coeficiente de capilaridade dos materiais de construção usualmente utilizados, por vezes são elevados, fazendo com que, em contacto com a água ou com o solo húmido provoque a ascensão capilar, podendo atingir elevadas alturas; - Resulta da ascensão da água numa parede que cresce até ao nível em que se verifica o equilíbrio entre a água evaporada através da superfície da parede e a absorvida do solo por capilaridade. Patologias associadas: - Manchas de humidade atingindo uma maior altura nas paredes interiores do que nas paredes exteriores, devido às condições de evaporação serem menos favoráveis; - Manchas na base das construções; - Destruição dos rebocos e da argamassa de ligação, pela formação de sulfatos e pela sua consequente subida (imagem 3); - Formação de bolores; - Aumento da dispersão de calor proveniente do interior do edifício; - Alvenarias das paredes mais frias onde se verificam com muita facilidade fenómenos de condensação; Imagem 3: Humidade ascensional - Destacamento das camadas superficiais nalgumas pedras e no tijolo, por efeito da cristalização de sais. [9] 12

13 4.3. Humidade de precipitação Características: - Resulta da trajetória da chuva que passa a ter uma componente horizontal, devido à acção do vento; - Pode assumir diversas componentes: - A energia cinética das gotas de água pode provocar a penetração directa, sempre que haja incidência dessas gotas em fissuras ou juntas mal vedadas; - A acção continuada da chuva sobre a parede dá origem a formação de uma cortina de água que, ao escrever pela superfície, pode penetrar nela por gravidade. Patologias associadas: - Aparecimento de manchas de humidade de dimensões variáveis nos paramentos interiores das paredes (imagem 4); - Aumento do risco de ocorrência de condensações. [10] Imagem 4: Humidade de precipitação 13

14 4.4. Humidade de infiltração Características: - Resulta da penetração directa de água no interior das construções através das suas paredes; - Após a passagem da água pela superfície do solo, a camada superior atinge um alto teor de humidade, enquanto que as camadas inferiores apresentam-se ainda com baixos teores de humidade. Há então, uma tendência de um movimento descendente da água provocando um molhamento das camadas inferiores (redistribuição). Patologias associadas: - Destruição da estrutura da edificação (imagem 5). [10] Imagem 5: Humidade de infiltração 14

15 4.5. Humidade de condensação Características: - Resulta do vapor que é arrefecido, pode ocorrer em sistemas fechados quando o vapor é comprimido ou quando entra em contacto com superfícies mais frias, sendo que ambas as situações dependem somente do equilíbrio entre a pressão e a temperatura; - Dá-se no ponto ou temperatura de orvalho. Se se baixar progressivamente a temperatura do ar, a massa de vapor de água (humidade absoluta) permanece constante, mas a humidade relativa aumenta até que uma certa quantidade de vapor passe ao estado líquido (quando ultrapassa a curva de saturação); - Verifica-se inicialmente em zonas onde o isolamento térmico é menor (pontes térmicas), assim como em locais onde a ventilação é fraca ou mesmo inexistente; Gráfico 1: Diagrama Psicométrico - As pontes térmicas (imagem 6) podem aparecer em diversas zonas da construção e por diversas formas, sendo as mais correntes: - Ligação parede exterior com pavimento interior; - Ligação parede exterior com pavimento exterior; 15

16 - Zona de ligação entre duas paredes exteriores; - Ligação entre parede exterior e parede divisória; - Zona de descontinuidade do material de isolamento nos paramentos da envolvente. Imagem 6: Localização das pontes térmicas Patologias associadas: - Apodrecimento dos materiais orgânicos; - Destaque de materiais (imagem 6). [10] Imagem 6: Humidade de condensação 16

17 4.6. Humidade devida a fenómenos de higroscopicidade Características: - Resulta da existência de sais no interior das paredes que, quando em contacto com água, se dissolvem e acompanham a migração da água até à superfície; - Quando os sais cristalizam (a humidade relativa do ar encontra-se abaixo dos 65-75%), sob a forma de fluorescências (cristalização à superfície) ou de criptoefluorescências (cristalização sob o revestimento da parede), dá-se um aumento do volume. Patologias associadas: - Aparecimento de manchas de humidade em locais de grande concentração de sais higroscópicos; - Destruição do revestimento das paredes (imagem 7). [10] Imagem 7: Humidade devida a fenómenos de higroscopicidade 17

18 4.7. Humidade devida a causas fortuitas Características: - Resulta de defeitos de construção, falhas de equipamentos, acidentes ou falha de manutenção. - Exemplos: roturas de canalizações, entupimento de caleiras, deficiência na cobertura das paredes emergentes Patologias associadas: - As patologias podem manifestar-se muito longe da fonte de origem, devido às frequentes migrações da água no interior dos diversos elementos da construção. [10] 18

19 5. Caso de estudo Como caso de estudo deste relatório, escolheu-se um edifício situado no Bairro da Areosa, Porto, Portugal. A humidade localiza-se no tecto de um dos quartos do apartamento. Imagem 8: Vista de frente do edifício Imagem 9: Compartimento onde se encontra a humidade 19

20 30 cm Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Imagem 10: Humidade localizada no tecto Imagem 11: Régua utilizada para comparação Elemento: Teto Componente: Revestimento Anomalia: Humidade Causa/Manifestação: Infiltração Descrição sumária da anomalia: Humidificação acentuada no tecto, manifestando-se no destacamento de revestimento. Causas possíveis: O facto de no piso superior se encontrar uma casa de banho, dá origem a variações de temperatura e à existência de equipamentos sanitários que provocam infiltrações fortuitas. Consequências: Degradação progressiva do revestimento. Estratégias de reabilitação: Substituição das canalizações que dão origem às infiltrações, seguida de secagem, saneamento e reparação do revestimento afectado. 20

21 6. Conclusão Através deste trabalho adquirimos conhecimentos e competências mais profundos acerca do tema, sendo possível identificar e distinguir os diferentes tipos de humidade existentes, bem como as patologias que advêm e as técnicas que se podem utilizar para medir a humidade. A humidade é uma realidade frequente e preocupante nas construções da nossa região e é um tema que vale a pena ser trabalhado de forma a se encontrarem soluções para evitar maior degradação nos edifícios existentes e para prevenir danos em futuras construções. 21

22 7. Referências bibliográficas [1]Freitas, V.P. de Torres, M.I.M., Guimarães, A.S. Humidade Ascencional, FEUP edições; 2008 [2] (acedido a 06/10/2012) [3] (acedido a 06/10/2012) [4] (acedido a 20/10/2012) [5] (acedido a 20/10/2012) [6] (acedido a 06/10/2012) [7] e%20edif%c3%adcios%20%e2%80%93%20isabel%20torres&source=web&c d=1&cad=rja&ved=0ccoqfjaa&url=https%3a%2f%2fwoc.uc.pt%2fefs%2fg etfile.do%3ftipo%3d2%26id%3d415&ei=ousfuo_floen0awpm4cibq&usg =AFQjCNHHxU3BvkLFktWARiDimJIBgl3hSw (acedido a 20/10/2012) [8] Humidade_Constru%C3%A 7%C3%A3o.pdf (acedido a 06/10/2012) [9] (acedido a 06/10/2012) [10]Henriques, F.M.A.- Acção da Humidade em Paredes, Tese de Doutoramento, UTL,