Recuperação e Reforço Estrutural: Da Degradação à Intervenção

SIM, É POSSÍVEL!

Toda edificação poderá ter sua estrutura monitorada por amostragem e com certa facilidade, com a instalação de equipamentos específicos no concreto armado para facilitar a medição do potencial de corrosão ao longo do tempo. O ideal é que essas medições sejam efetuadas de forma periódica para constatar a ausência ou não da corrosão, ou acompanhar a sua evolução, caso o processo físico-químico já tenha iniciado, podendo reduzir consideravelmente os custos com os reparos estruturais, dependendo da fase da descoberta do processo corrosivo.

Para que ocorra uma corrosão é necessário o início de certas reações químicas e eletroquímicas onde a armadura do aço se transforma em diversas formas de óxidos de ferro, conhecidas popularmente por ferrugem. Segundo (CASCUDO, 1997), a evolução desse processo pode provocar um aumento de volume no aço corroído entre 3 a 10 vezes o seu volume original, proporcionando tensões internas no concreto da ordem de 15 Mpa que podem causar fissuras, acelerando a absorção de elementos químicos prejudiciais que geralmente estão presentes no microclima local, retroalimentando o processo corrosivo.

Os principais elementos químicos presentes na maior parte das reações de corrosão são: água (H2O), oxigênio (O2) e gás carbônico (CO2) para a maioria das regiões, acrescentando o cloreto de sódio (NaCl) nas áreas próximas ao mar . Outras substâncias ácidas ou alcalinas, sulfatos, sais e outras formas de cloretos também podem contribuir para o processo de corrosão. Várias reações físico-químicas complexas ocorrem na degradação do concreto armado, porém há um mecanismo comum em todos os casos que caracteriza o processo de corrosão que é a formação de uma diferença de potencial entre uma zona anódica (aço que corrói) e uma zona catódica (aço que não se corrói), sendo tecnicamente conhecido por potencial de corrosão. A mensuração desse potencial se faz através de um eletrodo de referência denominado semi-célula de cobre / sulfato de cobre e um conjunto de equipamentos mecânicos e eletrônicos para proceder as medições que determinam a probabilidade da evolução do processo corrosivo ou a indicação de que o mesmo ainda não teve início, de acordo com os procedimentos internacionais constantes na norma ASTM C 876.

O mais importante é que esse procedimento é simples e não há a necessidade de destruição do concreto armado, sendo necessário apenas uma pequena incursão de um condutor em um ponto das armaduras que poderá ficar embutido na própria estrutura para facilitar as medições periódicas. Ao ser identificado com antecedência o processo da corrosão e sua intensidade, as intervenções para reabilitação estrutural poderão ter custos baixíssimos. Caso a recuperação estrutural ocorra após o surgimento visual da corrosão, seus custos poderão aumentar em até 25 vezes (Lei de Sitter), onerando muito os serviços.

Para complementar o monitoramento estrutural de uma forma eficaz, todos os procedimentos deverão ser acompanhados por um engenheiro especialista com a realização de vistorias gerais na edificação, além da execução de outros ensaios no concreto investigado, quando necessário, dentre os quais se destacam a frente de carbonatação, perfil de cloretos, resistência mecânica e módulo de elasticidade.

Geralmente um ambiente industrial é submetido a um elevado nível de contaminantes químicos, podendo apresentar sulfatos, sulfetos, materiais ácidos e alcalinos, além de outros contaminantes, dependendo da atividade da fábrica. A exposição das estruturas de aço e concreto armado em ambientes agressivos, geralmente causa desgastes de forma prematura, reduzindo a vida útil das mesmas.

A oxidação no aço em estruturas metálicas externas e a e corrosão em armaduras no concreto armado ou protendido constituem os principais fatores de origem das degradações estruturais em indústrias de todos os portes.A degradação estrutural em si é um fenômeno natural dos materiais de construção onde os seus elementos tentam a retornar ao estado de menor energia (carbonatação de estruturas de concreto e a oxidação de metais), cujo processo se dá em função das ligas metálicas retornarem as formas originais de óxidos.

A simples execução de procedimentos de manutenção preventiva em estruturas de uma fábrica pode contribuir para a redução de interrupções indesejáveis na linha de produção, aumentando a vida útil do sistema estrutural e contribuindo para que possa atingir a sua vida útil de projeto. Para tanto, faz-se necessário um conjunto de procedimentos preventivos e investigações técnicas por vistorias e inspeções para detectar a presença de anormalias que poderão ser confirmada ou não nos procedimetos periciais, procedimentos esses que são capazes de identificar as causas, efeitos e mecanismos das degradações. Geralmente a perícia técnica estrutural é executada apenas por especialistas onde geralmente utilizam equipamentos especiais e ensaios tecnológicos "in loco" e em laboratório.

As principais causas que contribuem para o a degradação estrutural em um ambiente industrial podem ser divididos didaticamente em dois grupos:

A manutenção preventiva regular e periódica em estruturas de sustentação, coberta, suporte de máquinas e equipamentos é essencial para garantir a integridade das peças, evitando acidentes e até mesmo colapsos estruturais que podem impactar na paralisação ou diminuição da produção industrial, causando perdas financeiras e até mesmo perda de competitividade para os concorrentes, além de ocorrência de acidentes de trabalho impactando ainda mais a imagem da empresa e sanções trabalhistas.

Da mesma forma que uma máquina industrial necessita de manutenção adequada para não parar de funcionar, fora da programação planejada, as estruturas físicas de uma fábrica necessitam também de cuidados especiais para que não proporcionem interrupções não programadas da produção, decorrentes de instabilidades que poderão impactar no funcionamento das próprias máquinas.

Os principais fatores da eficiência na manutenção de estruturas de fábricas podem reduzir significativamente os problemas estruturais, semelhante aos procedimentos que se usam para que as máquinas industriais não parem. Não adianta apenas manter as máquinas funcionando adequadamente se as estruturas que as ancoram ou as protegem não forem também tratadas adequadamente. Em resumo, as investigações técnicas estruturais e os procedimentos de manutenção preventiva, corretiva e preditiva, são fundamentais para garantir a segurança, a durabilidade e o desempenho contínuo das estruturas industriais, podendo evitar as interrupções não programadas tão indesejáveis nas fábricas.

Os materiais que compõe os sistemas construtivos estruturais não têm vida eterna e em algum momento na linha do tempo irá atingir a sua vida útil. Obviamente esse processo dependerá dos "fatores do sistema - "PPEEU (Planejamento, Projeto, Execução, Entrega e Uso) idealizado pelo Prof. Tito Lívio (Gomide, 2015).

Quando uma estrutura apresenta uma anomalia ou perda de estabilidade, a sia recuperação estrutural não é tarefa para leigos e requer muito conhecimento técnico-científico, sendo imprescindível a consultoria de um especialista e uso indispensável de procedimentos investigativos, incluindo a realização de ensaios tecnológicos para o embasamento do diagnóstico, onde serão explicadas cientificamente as relações de nexo causal com diagnóstico e prognóstico.

Se construir uma estrutura para o funcionamento de uma fábrica já é uma tarefa complexa de engenharia, recuperá-la é algo mais complexo ainda porque requer expertise e equipamentos específicos que geralmente não fazem parte do escopo técnico de engenheiros do meio industrial e nem dos próprios construtores, por mais competentes que sejam esses profissionais nas suas áreas de atuação.

Toda obra em alguma fase da sua vida útil necessitará de intervenções estruturais para garantir o seu desempenho mínimo, visando a estabilidade e os aspectos estéticos. É claro que as obras projetadas e construídas adequadamente necessitarão de menos intervenções do que outras que não primaram pela qualidade de projetos e da própria construção.

No Brasil, quando algumas estruturas começam a apresentar sintomas de problemas estruturais é quase intuitiva ao administrador ou proprietário em promover cotações com diversas construtoras para as devidas reparações. Geralmente, em um processo de degradação estrutural o que se percebe visualmente são seus efeitos e não as suas causas que devem ser identificadas antes de tudo. Tentar recuperar uma estrutura com causas desconhecidas não garante o sucesso do processo e, às vezes, poderá mascarar problemas complexos, causando aceleração da degradação e até mesmo colapso em uma estrutura que se apresenta aparentemente em ordem, mas que continua “doente” internamente.

Muitas causas podem ser apontadas como fatores de degradação do concreto armado ou de estruturas metálicas, dentre as quais se destacam as ações degradantes no concreto e do aço, perda de desempenho estrutural proveniente de falhas no projeto ou de execução, novas cargas não previstas, envelhecimento natural, envelhecimento acelerado, alteração no tipo de uso da edificação, obsolescência e ausência ou deficiência de manutenção.

As ações degradantes no concreto armado podem ter origem física, química ou eletroquímica e constituem as principais causas para procedimentos de recuperação estrutural contribuindo para a corrosão nas armaduras, dentre as quais as mais importantes são: perfis de cloretos, ataque por ácidos, ataque por sulfatos, ataque por sulfetos, carbonatação e reação álcali-agregado.

Já as ações degradantes em estruturas metáçicas, geralmente têm origem na oxidação dos metais ou nos processos de corrosão nas interfaces do concreto x aço ou solo x aço, como também pode ser decorrente de ataque por ácidos ou materiais alcalinos, ataque por sulfatos, ataque por sulfetos ou outros contaminantes, quase sempre associado a ausência e/ou ineficiência de processos de manutenção.

Em função do grau de complexidade que pode ocorrer nas reações de degradação, recompor uma estrutura com materiais semelhantes ou até mais resistentes, às vezes piora a situação, caso os procedimentos não sejam orientados por especialista com todo aparato técnico-científico que usa equipamentos especiais, exames de laboratório com amostras indeformadas e diversos procedimentos investigativos “in loco”. Para tanto, é necessária a compreensão das propriedades e da qualidade do concreto que está sendo analisado antes de indicar qualquer procedimento de recuperação.

Determina a frente de carbonatação e a presença de íons cloretos no concreto, respectivamente.

O desgaste natural de materiais utilizados em sistemas estruturais é algo que faz parte da própria natureza. Nenhum material tem existência eterna e para atingir a sua vida útil necessita de um plano de manutenção adequado. É de fundamental importância que os projetos sejam produzidos de acordo com as normas técnicas e especifiquem materiais de boa qualidade, contemplando inclusive a periodicidade com que os sistemas construtivos deverão ser monitorados.

Os procedimentos das vistorias técnicas são imprescindíveis, pois serão registrados todos os indícios de manifestações patológicas, cujos custos com os reparos poderão ser até 25 vezes menores, caso os serviços sejam executados na fase inicial dos problemas (Lei de Sitter).

A vida útil de uma obra nada mais é do que o tempo em que a mesma desempenhará suas funções de forma satisfatória, tanto no que se refere a segurança, quanto aos aspectos de conforto e saúde das pessoas que a habitam. Pode ser definida também como o tempo compreendido entre o início de operação e uso de uma edificação até o momento em que o seu desempenho deixe de atender às exigências mínimas, sendo influenciada pela qualidade dos projetos, pelo processo construtivo e também pelas ações de uso e manutenção.

A partir de 2013 o conceito de vida útil vem impactando cada dia mais as relações contratuais entre incorporadoras, construtoras, projetistas, fornecedores de material de construção e usuários, mediante a publicação das normas brasileiras de desempenho - NBR 15573/2013 que define a vida útil como "uma medida temporal da durabilidade de um edifício ou de suas partes”.

Mesmo que uma edificação seja produzida com excelente qualidade, a sua vida útil poderá ser comprometida se não ocorrer adequadamente os processos de manutenção e suas devidas correções ao longo do tempo.