Patologias das Estruturas – Perícia em Nova Lima

Patologias das Estruturas – Perícia em Nova Lima

  • O CONCEITO DE PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS

Desde os primórdios da civilização que o homem tem se preocupado com a construção de estruturas adaptadas às suas necessidades, sejam elas habitacionais (casas e edifícios), laborais (escritórios, indústrias, silos, galpões, etc.), ou de infra-estrutura (pontes, cais, barragens, metrôs, aquedutos, etc.). Com isto, a humanidade acumulou um grande acervo cientifico ao longo dos séculos, o que permitiu o desenvolvimento da tecnologia da construção, abrangendo a concepção, o cálculo, a análise e o detalhamento das estruturas, a tecnologia de materiais e as respectivas técnicas construtivas.

O crescimento sempre acelerado da construção civil, em alguns países e épocas, provocou a necessidade de inovações que trouxeram, em si, a aceitação implícita de maiores riscos. Aceitos estes riscos, ainda que dentro de certos limites, posto que regulamentados das mais diversas formas, a progressão do desenvolvimento tecnológico aconteceu naturalmente, e, com ela, o aumento do conhecimento sobre estruturas e materiais, em particular através do estudo e análise dos erros acontecidos, que têm resultado em deterioração precoce ou em acidentes.

Apesar disto, e por ainda existirem sérias limitações ao livre desenvolvimento científico e tecnológico, além das ainda inevitáveis falhas involuntárias e casos de imperícia, tem sido constatado que algumas estruturas acabam por ter desempenho insatisfatório, se confrontadas com as finalidades a que se propunham. Este complexo conjunto de fatores gera o que é chamado de deterioração estrutural.

Objetivamente, as causas da deterioração podem ser as mais diversas, desde o envelhecimento “natural” da estrutura até os acidentes, e até mesmo a irresponsabilidade de alguns profissionais que optam pela utilização de materiais fora das especificações, na maioria das vezes por alegadas razões econômicas. A soma de tantos fatores pode levar a que se considere estar-se a viver uma época de grandes preocupações, pois embora se possa argumentar com a tese de que tais problemas tenham nascido com o próprio ato de construir, é certo que nas primeiras construções tais questões não se revestiam de caráter sistemático, ficando restritas a alguns poucos problemas ocasionais.

Sabe-se que um dos critérios diretos para a determinação da necessidade ou não de revisão de qualquer processo de produção é a quantidade de produtos que são rejeitados, ou aceitos sob condições, ou ainda com baixo desempenho. Tais considerações, aplicadas à Engenharia de Estruturas e associadas à análise de todos os fatos expostos, implicaram, dentro dos meios técnicos, necessidade de se promover a indispensável alteração de métodos, a começar pela sistematização dos conhecimentos nesta área, apontando, então, para o desenvolvimento de um novo campo, cujo objetivo é abordar, de maneira científica, o comportamento e os problemas das estruturas.

Designa-se genericamente por PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS esse novo campo da Engenharia das Construções que se ocupa do estudo das origens, formas de manifestação, conseqüências e mecanismos de ocorrência das falhas e dos sistemas de degradação das estruturas. No entanto, a Patologia das Estruturas não é apenas um novo campo no aspecto da identificação e conhecimento das anomalias, mas também no que se refere à concepção e ao projeto das estruturas, e, mais amplamente, à própria formação do engenheiro civil.

O que ocorre é que todo o aprendizado da engenharia de estruturas tem sido feito, em nível de projeto e execução, pela abordagem das estruturas a serem construídas. Assim, a necessidade de reabilitar e manter estruturas existentes, ditada por razões tão diversas quanto as de fundo econômico, social, patrimonial ou histórico, está criando uma nova escola no que respeita à concepção e ao projeto estrutural, em que a avaliação do que já existe, em termos de capacidade de desempenho futuro (segurança, servicibilidade e vida útil), tornou-se um dado fundamental.

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A novidade destas questões e a velocidade com que perguntas ainda mais novas são freqüentemente colocadas, inclusive com dados tirados de estruturas ainda bastante jovens, assim como a conhecida e variadíssima gama de causas e conseqüências para os desempenhos insatisfatórios das construções, levam à necessidade do estabelecimento da mais adequada sistematização dos conhecimentos nesta área, para que, efetivamente, venha a ser alcançado o objetivo básico, qual seja, o de abordar, de maneira científica, a problemática do comportamento estrutural ao longo do tempo, isto é, desde a concepção até a manutenção da estrutura, com o necessário enfoque sobre as etapas de projeto e construção.

Esta sistematização proposta para o estudo da Patologia das Estruturas levará os problemas patológicos a serem classificados como simples, cujo diagnóstico e profilaxia são evidentes, e complexos, que exigem uma análise individualizada e pormenorizada. Os problemas patológicos simples são os que admitem padronização, podendo ser resolvidos sem que o profissional responsável tenha obrigatoriamente conhecimentos altamente especializados. Já os problemas patológicos complexos não convivem com mecanismos de inspeção convencionais e esquemas rotineiros de manutenção, obrigando a uma análise pormenorizada e individualizada do problema, sendo então necessários profundos conhecimentos de Patologia das Estruturas.

Embora muita coisa ainda precise ser estudada, por se tratar de um campo muito vasto e interdisciplinar, os conhecimentos relacionados à Patologia das Estruturas têm avançado ao longo do tempo, com especial ênfase nos últimos 20 anos, não só como resultado das lições emanadas do dia-a-dia das construções, mas também pela justificação científica alcançada por pesquisas realizadas em diversas instituições e universidades nacionais e estrangeiras.

Assim sendo, os conceitos modernos implicam a consideração de que uma obra de Engenharia não estará apenas relacionada ao seu usuário direto, mas também à coletividade na qual se insere e, assim, às exigências desta coletividade (satisfação da clientela) com relação à obra, que devem ser plenamente atendidas, quer sejam de natureza programática, quer sejam exigências essenciais de construção.

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No entanto, as necessidades do usuário quanto ao conforto, e, na grande maioria dos casos, quanto à durabilidade das estruturas, têm sido menos consideradas, porque não são tão facilmente mensuráveis os prejuízos conseqüentemente ocasionados, assim como por não existirem critérios normativos suficientemente elaborados e difundidos, e, finalmente, porque a pesquisa sobre estes aspectos ainda não é tão intensa. Da mesma forma, os conceitos de qualidade da construção e de garantia desta qualidade são sérias questões a carecer de análise mais atualizada, assim como, e em especial, a segurança estrutural.

Esta, em particular, por estar diretamente relacionada à pressão que a opinião pública exerce e aos riscos de enormes prejuízos humanos e materiais. Assim, vamos aqui, inicialmente, analisar a conceituação de modelo, cujo estabelecimento é o primeiro passo que o engenheiro estrutural dá ao projetar uma estrutura, já que a concepção de uma estrutura e o seu comportamento diante de solicitações mecânicas (carregamentos estáticos e dinâmicos) ou decorrentes da natureza (temperatura, sismos, corrosão, desgaste, etc.), e, conseqüentemente, o estabelecimento dos critérios de segurança, começam pela modelização da estrutura.

Um modelo é definido pelo conjunto de hipóteses que idealizam os diversos aspectos relevantes para o equacionamento e a solução do problema em questão. A escolha dos modelos, no campo da engenharia civil, depende mais da sua utilidade do que da sua “exatidão”. Os valores a serem considerados na escolha de um modelo podem ser de três tipos: de coerência lógica (valorização sintática), de poder descritivo (valorização semântica) c de utilidade prática (valorização pragmática). Do ponto de vista da coerência lógica, ou da valorização sintática, os modelos são encarados como teorias que relacionam um conjunto de proposições a um conjunto de hipóteses, sendo sintaticamente correto quando esse relacionamento obedece às regras da matemática ou da lógica.

O poder descritivo de um modelo, ou seja, sua valorização semântica, envolve as correspondências entre as variáveis do modelo e os aspectos da realidade que ele pretende descrever. Assim, necessariamente, o desenvolvimento desta valorização deve ser feito pela experimentação. Por fim, a valorização pragmática de um modelo relaciona-se à sua utilidade prática no apoio à tomada de decisões.

Desta forma, a modelização, em última instância, é que deverá definir a estrutura e os materiais a utilizar, e fatores das mais diversas ordens (recursos computacionais, custos da análise e da construção, tempo de análise e de construção, fronteiras do conhecimento tecnológico, etc.) influem decisivamente na elaboração do modelo e, conseqüentemente, na segurança da estrutura que este irá representar. Um modelo mal elaborado levará sempre ao desperdício, por um lado, ou à falta de segurança, por outro. Paralelamente à evolução da modelização estrutural, mas também contribuindo para esta, e em função da maior disponibilidade de meios computacionais e das técnicas de análise, os problemas relativos ao desempenho insatisfatório das estruturas, e à Patologia das Estruturas, como um todo, começam também a ser mais bem entendidos, por passarem a se situar dentro do contexto global da construção, não mais sendo deixados apenas para análises particulares, como se fossem defeitos eventuais, fazendo com que a Engenharia Estrutural trabalhe também na criação de uma metodologia capaz de avaliar melhor estas questões.

A Patologia das Estruturas está, desta forma, iniciando seu caminho pelo cadastramento da situação existente e pelo estudo detalhado de alguns casos de sintomas patológicos. Para o seu maior desenvolvimento, é imperativa a homogeneização de conceitos e métodos, de forma que os conhecimentos sobre esta área tão vasta e ainda pouco explorada possam ser aprimorados.

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Pericia de Engenharia em Nova Lima

Perícia de Engenharia em Nova Lima. O diagnóstico adequado e completo é aquele que esclarece todos os aspectos do problema, a saber:

Pericia de Engenharia em Nova Lima – Sintomas

Os problemas patológicos, salvo raras exceções, apresentam manifestação externa característica, a partir da qual se pode deduzir qual a natureza, a origem e os mecanismos dos fenômenos envolvidos, assim como pode-se estimar suas prováveis consequências. Esses sintomas, também denominadas de lesões, danos, defeitos ou manifestações patológicas, podem ser descritos e classificados, orientando um primeiro diagnóstico, a partir de minuciosas e experientes observações visuais. Os sintomas mais comuns, de maior incidência nas estruturas de concreto, são as fissuras, as eflorescências, as flechas excessivas, as manchas no concreto aparente, a corrosão de armaduras e os ninhos de concretagem (segregação dos materiais constituintes do concreto). Conforme apresentado na figura abaixo, certas manifestações têm elevada incidência (como as manchas superficiais) embora, do ponto de vista das consequências quanto a comprometimento estrutural e quanto ao custo da correção do problema, uma fissura de flexão ou a corrosão das armaduras sejam mais significativas e graves.

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Mecanismos

Todo problema patológico, chamado em linguagem jurídica de vício oculto ou vício de construção, ocorre a partir de um processo, de um mecanismo. Por exemplo: a corrosão de armaduras no concreto armado é um fenômeno de natureza eletroquímica, que pode ser acelerado pela presença de agentes agressivos externos, do ambiente, ou internos, incorporados ao concreto. Para que a corrosão se manifeste é necessário que haja oxigênio (ar), umidade (água) e o estabelecimento de uma célula de corrosão eletroquímica (heterogeneidade da estrutura), que só ocorre após a despassivação da armadura (vide figura a baixo)

Conhecer o mecanismo do problema é fundamental para uma terapêutica adequada. É imprescindível, por exemplo, saber que devem ser limitadas as sobrecargas ou reforçadas as vigas quando as fissuras são consequência de momento fletor. Neste caso, não basta a injeção das fissuras, pois estas poderiam reaparecer em posições muito próximas das iniciais.

 

Origem

O processo de construção e uso pode ser dividido em cinco grandes etapas: planejamento, projeto, fabricação de materiais e componentes fora do canteiro, execução propriamente dita e uso, esta última etapa mais longa, que envolve a operação e manutenção das obras civis (vide figura a baixo).

Se, por um lado, as quatro primeiras etapas envolvem um período relativamente curto (em geral menos de dois anos) por outro lado, as construções devem ser utilizadas durante períodos longos (em geral mais de cinquenta anos para edificações e mais de duzentos para barragens e obras de arte).

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Os problemas patológicos só se manifestam após o início da execução propriamente dita, a última etapa da fase de produção. Normalmente ocorrem com maior incidência na etapa de uso. Certos problemas, como por exemplo os resultantes de reações álcali-agregados, só aparecem com intensidade após seis a doze anos. Há casos de corrosão de armadura em lajes de forro/piso de apartamentos que se manifestaram intensamente, inclusive com colapso parcial, depois de treze anos do “Habite-se”.

Um diagnóstico adequado do problema deve indicar em que etapa do processo construtivo teve origem o fenômeno. Por exemplo, umas fissura de momento fletor em vigas tanto pode ter origem num projeto inadequado, quanto na qualidade inferior do aço; tanto na má execução com concreto de resistência inadequada, quanto na má utilização, com a colocação sobre a viga de cargas superiores às previstas inicialmente. Para cada origem do problema há uma terapia mais adequada, embora o fenômeno e os sintomas possam ser os mesmos.

Cabe ressaltar que a identificação da origem do problema permite também identificar, para fins judiciais, quem cometeu a falha. Assim, se o problema teve origem na fase de projeto, o projetista falhou; quando a origem está na qualidade do material, o fabricante errou; se na etapa de execução, trata-se de falha na mão-de-obra e a fiscalização ou a construtora foram omissos; se na etapa de uso, a falha é da operação e manutenção.

Uma elevada percentagem das manifestações patológicas tem origem nas etapas de planejamento e projeto, conforme mostra a Fig. 1.4. As falhas de planejamento ou de projeto são, em geral, mais graves que as falhas de qualidade dos materiais ou de má execução. É sempre preferível investir mais tempo no detalhamento e estudo da estrutura que, por falta de previsão, tomar decisões apressadas ou adaptadas durante a execução.

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