Sistema construtivo em alvenaria utilizado na
Região Metropolitana do Recife, Nordeste do
Brazil: Razões técnicas de sua inviabilidade
1
1
Carlos Welligton A. P. Sobrinho , Lucyana V. de Mélo
1
18th to 20th September 2002
Belo Horizonte, Brazil
Fundação Instituto Tecnológico do Estado de Pernambuco
Av. Prof. Luiz Freire, 700, Recife, Brazil
e-mail: [email protected], web page: http://www.itep.br
ABSTRACT: This work presents some pertinent considerations about the constructive system on masonry used
in the Northeast of Brazil. In the last nine years this system has been presenting problems of stability, carrying
some buildings to the ruin. Such considerations reflect the position of the researchers from the Fundação
Instituto Tecnológico of Pernambuco State and has the purpose of elucidate some doubts on this subject and to
alert for the need of rethinking the use of this system, in the ambit of the Northeast of Brazil. Here are included:
a brief historical of the ruin of some buildings located in the Metropolitan Area of Recife, an evaluation of the
problem and an analysis of the factors that contribute to the instability of the constructive system used in this
area.
Key words: Masonry, Ruin of buildings, Factors of instability
1 INTRODUÇÃO
O sistema construtivo comumente empregado na
construção de edifícios de até quatro pavimentos, na
Região Metropolitana do Recife (RMR), conhecido
regionalmente como "edifício caixão”, é estruturado em
elementos de alvenaria com blocos de vedação
executados em concreto ou cerâmica. Estima-se que
hoje existem entre 4.000 a 6.000 prédios com essas
características construídos na RMR.
Este tipo de construção teve grande impulso a partir da
década de 70 quando cooperativas habitacionais públicas
e privadas foram incentivadas pelas políticas de
aplicação de recursos oriundos do FGTS e das
cadernetas de poupança para a execução de projetos
habitacionais.
Alguns edifícios, construídos utilizando este sistema,
têm apresentado problemas de estabilidade e nos últimos
9 anos 5 edifícios ruíram provocando a morte de 12
pessoas, deixando centenas de desabrigados e milhares
de pessoas, residentes em edifícios semelhantes, em
estado de pânico.
Este trabalho apresenta as características do sistema
construtivo utilizado em edifícios de até 4 pavimentos na
RMR e discute alguns aspectos que contribuem para sua
instabilidade.
2 BREVE HISTÓRICO SOBRE A RUÍNA DE
EDIFÍCIOS NA RMR
Um dos primeiros edifícios a ruir na RMR foi o Edifício
Aquarela, localizado no bairro de Piedade na cidade de
Jaboatão dos Guararapes. Seu desabamento, ocorrido em
1992, não deixou vítimas, graças à constatação
antecipada da ruptura parcial da fundação e à existência
de cintas de amarração na sua estrutura.
Em março de 1994, um dos blocos do Conjunto
Residencial Bosque das Madeiras, localizado no bairro
de Engenho do Meio, na cidade do Recife, ruiu ainda na
fase de construção, sem deixar vítimas.
Em novembro de 1999, o Edifício Érika, localizado no
bairro de Jardim Fragoso, na cidade de Olinda, ruiu
bruscamente deixando 5 vítimas fatais (CODECIPE,
2000a)
Em dezembro de 1999, o Bloco B do Conjunto Enseada
do Serrambi, localizado também no bairro de Jardim
Fragoso, na cidade de Olinda, ruiu bruscamente
deixando 7 vítimas fatais (CODECIPE, 2000b).
Em maio de 2001, o Edifício Ijuí, localizado no bairro de
Candeias, na cidade de Jaboatão dos Guararapes, ruiu
sem deixar vítimas, graças à constatação antecipada da
ruptura parcial da fundação.
Recentemente o Edifício Delmiro Gouveia, localizado no
bairro do Cordeiro, na cidade do Recife, apresentou
ruína parcial.
Em todos os casos relatados anteriormente as edificações
utilizavam o sistema construtivo em alvenaria portante
com fundação em caixão vazio, e a ruína se deu por
ruptura da fundação. Além disso, todas as edificações,
exceto o bloco do Conjunto Residencial Bosque das
Madeiras, foram construídas no final da década de 80.
Durante os últimos 9 anos muitas outras edificações
apresentaram
problemas
comprometedores
de
estabilidade, mostrando a fragilidade desse sistema
construtivo e chamando a atenção para a dimensão do
problema, que não é específico de uma região sendo
mais grave nas edificações com fundação em caixão
vazio.
3 AVALIAÇÃO DO PROBLEMA
A grande quantidade de acidentes e problemas de
instabilidade registrados com edificações que utilizam o
sistema construtivo em alvenaria portante com fundação
em caixão vazio chamou a atenção da comunidade
técnica local no sentido de avaliar as razões que
contribuíram para os problemas, procurando uma
solução para evitar novos acidentes e tranqüilizar a
população usuária das edificações com tais
características.
O problema apresentado não tem solução simples. A
população que habita esses prédios, em sua grande
maioria, pode ser enquadrada como de classe média
baixa, onde o comprometimento da renda a impede de
assumir gastos com avaliação e recuperação das
edificações. Soma-se a isto o fato de muitos moradores,
insatisfeitos com as dimensões e disposição dos
cômodos das unidades, facilitados pela característica do
próprio sistema construtivo que não contém elementos
mais resistentes (pilares e vigas) e pela falta de
informação, modificam por conta própria a arquitetura
interna, desestabilizando ainda mais o sistema.
Por outro lado, os construtores não se sentem obrigados
a assumir o problema, já que muitos entendem que após
5 anos cessa sua responsabilidade sobre a edificação.
Por sua vez, o Código de Defesa do Consumidor não
deixa clara essa questão. Os agentes financiadores e/ou
seguradores habitacionais se esquivam de assumir a
responsabilidade sobre o problema, o que impede uma
solução rápida. Os municípios, por outro lado, com
códigos de obras arcaicos, carentes de recursos para
fiscalização e com quadro técnico reduzido, atuam de
forma tímida, e em alguns casos homologam edificações
cheias de vícios construtivos e fora dos padrões técnicos.
A ausência de uma lei mais enérgica, embasada por
critérios técnicos e de responsabilidade, favorece a não
punição dos agentes que contribuem para o agravamento
deste quadro.
A seguir são analisados, à luz das normas existentes, as
características do sistema construtivo em alvenaria
portante, denominado regionalmente de "edifício caixão"
e largamente utilizado na RMR.
4 CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA
CONTRUTIVO UTILIZADO NA RMR
O sistema construtivo empregado na RMR é executado
segundo o conceito de alvenaria portante e definido
como um sistema construtivo onde as paredes funcionam
como elementos estruturais da edificação, recebendo as
cargas das lajes e transmitindo-as aos elementos de
fundação, sem necessariamente existir outros elementos
distribuidores das tensões.
Os blocos utilizados neste tipo de construção são,
segundo a classificação das Normas Técnicas, blocos de
vedação quando se deveria utilizar blocos estruturais e
na grande maioria dos casos apresentam baixa qualidade
e pequenas dimensões, contrariando as especificações
normativas.
São freqüentes as alterações de posicionamento das
paredes internas das unidades habitacionais contrariando
o princípio básico do sistema de alvenaria portante onde,
o posicionamento das paredes estruturais não deve ser
alterado entre pavimentos, sob risco de criar tensões
elevadas de flexão que podem levar a problema de
instabilidade.
4.1 4.1 Fundações
4.2 As fundações empregadas são em geral desprovidas
de elementos estruturadores, como vigas e/ou
cintas, projetados para absorverem deformações do
solo. Algumas dessas fundações são construídas em
alvenaria singela, sem revestimento, e funcionam
como arrimo do próprio solo, sem terem sido
projetadas para resistirem a tais esforços.
4.3 4.2 Formulação utilizada no cálculo estrutural
A metodologia de cálculo estrutural mais utilizada para
os edifícios em alvenaria construídos na RMR tem por
base a NB1228/89 - Cálculo de alvenaria estrutural de
blocos vazados de concreto (ABNT, 1989), cuja
formulação para verificação da tensão resistente em
elementos de parede sob compressão simples está
indicada na Eq. (1):
Fa = 0,20.ƒp.[1 - ( h / 40.t )3 ].
(1)
Onde Fa é a tensão admissível; ƒp é a resistência média à
compressão de prismas de alvenaria; h é a altura da
parede; t é a espessura da parede e A é a área líquida do
bloco.
No que se refere à aplicação da formulação acima,
algumas considerações são efetuadas:
a) Esta formulação foi obtida para alvenaria construída
em blocos de concreto alinhados verticalmente com
furos na vertical, satisfazendo a NBR 7171 (ABNT,
1998), onde o efeito parede/resistência do prisma foi
estimado em 1/5 (20%), tendo por base experimentos
realizados neste tipo de alvenaria.
Para paredes
construídas em blocos cerâmicos de vedação, com furos
na horizontal, o comportamento é diferente, sendo a
forma de ruptura brusca, não devendo ser aplicada tal
formulação.
b) Dados da literatura mostram que a resistência à
compressão de prismas (ƒp) é sempre inferior à
resistência dos blocos individuais (ƒb); assim, a
substituição, na formulação, do valor de ƒm pelo valor
de ƒb é contra a segurança. A literatura mostra que a
resistência dos prismas pode chegar a 80% da resistência
de blocos.(Aly & Sabbatini, 1994). A maioria dos
projetos de cálculo é baseada em ensaios de resistência
de blocos sem considerar tal relação.
c) A espessura da parede deve ser tomada sem a
espessura do revestimento, já que foi comprovado,
através de pesquisas relatadas na literatura especializada,
que antes de atingir a ruptura, ou seja, para cargas da
ordem de 70% da carga de colapso, o revestimento se
desprende da parede (Cavalheiro, 1994). Em muitos
projetos de cálculo a consideração da espessura de
revestimento é efetuada para a obtenção de fatores de
segurança aceitáveis
d) Tomando valores corriqueiros, muito comuns em
projetos de alvenaria portante como: altura de parede
260 cm, espessura de blocos de 9 cm e para as cargas
valores de norma, teríamos a relação apresentada na Eq.
(2) entre resistência da parede (Fa), a resistência do
prisma (ƒp) e a resistência do bloco (ƒb):
Fa = 0,20. ƒp [1- (260 / 40.9)3]
Onde:
Fa = 0,125. ƒp ou Fa = 0,1.ƒb
(2)
Dessa forma a tensão admissível para parede é 10% da
resistência média dos blocos. Considerando um edifício
tradicional de 4 pavimentos, com vãos de 350 cm, a
parede no térreo, divisória entre dois ambientes,
receberia uma carga de aproximadamente 5,0 a 6,0
toneladas, o que obrigaria o bloco, de 9 cm de espessura,
ter uma resistência média superior à 5,5 à 6,5 MPa.(55
a 60 Kg/cm2). Resultados semelhantes podem ser
observadas nos artigos de Oliveira (1994) e Duarte
(1994).
Tomando por base dados de ensaios realizados pelo
ITEP ao longo dos últimos anos, pode-se considerar que
a resistência média à compressão dos blocos cerâmicos
não ultrapassa 3,5 MPa e a dos blocos de cimento chega
a ter valor inferior a esta tensão, o que é inferior a
resistência média exigida no cálculo acima.
Outro fator que deve ser considerado é a esbeltez, ou
seja, a relação h/t e as condições de contorno e a
geometria da secção transversal. Para se obter uma
condição de estabilidade satisfatória, a esbeltez deveria
apresentar valor próximo a 18, o que obrigaria, nos
prédios com altura de parede de 260 cm, uma espessura
dos blocos superior à 14 cm (Duarte,1999)
5 ANÁLISE DOS FATORES QUE CONTRIBUEM
PARA A INSTABILIDADE DO SISTEMA
CONSTRUTIVO UTILIZADO NA RMR
5.1 Limitações dos materiais e controle tecnológico do
processo de produção de edifícios em alvenaria
portante
A resistência de elementos de alvenaria depende de uma
série de fatores, que podem ser divididos em dois
grupos. O primeiro relacionado às características físicas,
geométricas e mecânicas dos materiais e o segundo
relacionado à mão de obra e ao controle tecnológico
empregado.
Os fatores relacionados às características dos materiais
dizem respeito a:
a) Formato da unidade (bloco) - A ruptura de blocos com
furos na horizontal se dá de forma brusca, o que não
ocorre em blocos com furos na vertical. A própria norma
brasileira NBR 7171- Blocos Cerâmicos para Alvenaria
– especificação (ABNT, 1998), preconiza que blocos
com furos paralelos ao comprimento devem ser
utilizados como bloco de vedação, sendo reprovado seu
uso com função estrutural.
b) Resistência da unidade (bloco) - Quanto mais
uniforme for a resistência dos blocos e maior a
resistência média dos mesmos, maior a resistência do
elemento (parede). Embora haja limitações quanto à
relação resistência bloco/resistência da parede, observase pouca preocupação dos construtores quanto ao efetivo
controle de qualidade na aquisição dos blocos, assim
como dos calculistas na exigência do controle, mesmo
sabendo que os blocos apresentam baixa resistência e
que não é pratica a exigência do controle de qualidade na a)
aquisição dos mesmos.
c) Geometria da unidade/quantidade de juntas - Quanto
maior a altura do bloco menor a quantidade de juntas e
maior a resistência da parede. Por outro lado as
desuniformidades
das
dimensões
dos
blocos,
principalmente na altura, diminuem ainda mais a
resistência final das paredes, já que exigem juntas de
dimensões diferentes, provocando tensões adicionais. A
grande maioria das indústrias cerâmicas não produz
blocos padronizados segundo a norma, encontrando-se
no mercado componentes com dimensões variadas,
muitas vezes oriundos de uma mesma indústria.
d) Características das argamassas de assentamento - A
argamassa cumpre papel fundamental na transmissão das
tensões e na deformabilidade das paredes. Poucos são os
estudos específicos sobre o comportamento conjunto de
blocos e argamassa em uma obra, ensaios em prismas
recomendados por norma, muito raramente, são
realizados.
e) Espessura das juntas - Diversos pesquisadores
indicam que a espessura ótima para as juntas é de 1 cm.
Quanto maior a espessura da junta menor a resistência
final da parede. Observa-se em geral a falta de controle
das espessuras das juntas nas obras em alvenaria,
notando-se muito freqüentemente a utilização de blocos
de diferentes dimensões o que conduz a juntas de
espessuras variadas.
f) Qualidade dos componentes (blocos) - Observa-se que
ao longo dos anos os blocos cerâmicos e os blocos de
concreto apresentaram queda na sua qualidade. Os
blocos cerâmicos apresentaram redução das espessuras
das paredes internas (céptos) e mau cozimento,
degradando-se pelo efeito da umidade; já os blocos de
concreto apresentam-se mais porosos com aparente
queda de consumo de cimento, provocando queda de
resistência e alta absorção de água.
Os fatores relacionados à mão de obra dizem respeito a:
a) Preenchimento das juntas - As juntas horizontais
devem ser completamente preenchidas. Juntas
incompletas podem reduzir a resistência em até 33%
(Roman, 1994).
b) Traço das argamassas - O traço a ser empregado deve
ser definido para atender as características de resistência
e deformabilidade, tais fatores estão intimamente ligados
às características dos materiais. Observa-se que poucos
estudos são realizados para este fim no caso das
construções em alvenaria portante.
c) Perturbação das unidades (blocos) depois de
assentadas - A perturbação das unidades após o
assentamento reduz em muito a resistência e integridade
da parede. Este fato acontece quando o pedreiro tenta
corrigir alguns defeitos de prumo através de batidas nos
blocos.
d) Ritmo da construção - Quando se constrói em ritmo
acelerado, pode-se estar assentando um número de fiadas
excessivas sobre juntas de argamassa que ainda não
adquiriram
resistência
suficiente,
provocando
microfissuras e diminuindo a resistência final da parede.
e) Desvio de prumo ou alinhamento da parede - Paredes
construídas fora de prumo ou desalinhadas entre
pavimentos provoca o surgimento de esforços adicionais
(cargas excêntricas) que diminuem significamente a
resistência final da parede.
5.2 Limitações quanto ao empirismo
Com base nas vistorias efetuadas em várias edificações
executadas em alvenaria portante e nos resultados das
investigações procedidas naquelas que ruíram, foram
observados alguns fatores que contribuem para a
instabilidade das edificações e que estão relacionados
com um empirismo exagerado empregado neste sistema,
entre os quais pode-se citar:
a) Substituição de paredes em alvenaria dobrada por
paredes de alvenaria singela nos pavimentos inferiores e
na fundação, diminuindo a segurança e elevando os
níveis de tensão nesses elementos.
b) Supressão de cintas e pilaretes como elementos
auxiliares e responsáveis pela amarração da edificação,
impedindo uma perfeita redistribuição de esforços,
aumentando as deformações e deixando a estrutura
muito mais frágil quanto à forma de ruptura.
c) Utilização de fundações em alvenaria como arrimo
(caixão vazio) contrariando a teoria de que alvenarias
não devem resistir a esforços de tração e, portanto, não
devem ser utilizadas como arrimo. Neste caso os
esforços do terreno não encontram resistência suficiente
em alvenarias dobradas e muitas menos em alvenarias
singelas como tem sido observado.
d) Retirada de paredes que funcionam como elementos
estruturadores, em parte ou no todo, pelo usuário,
provocando concentração de tensões e redistribuição de
esforços, e contribuindo para a instabilidade da estrutura.
5.3 Limitações quanto ao conhecimento técnico sobre a
degradação dos componentes construtivos
Nos últimos anos a literatura nacional e internacional
apresentou documentos e normas que fazem referência
ao risco da degradação dos componentes construtivos
sob a ação de meios agressivos. No que se refere a este
aspecto, dois fatores estão intimamente ligados às causas
de ruptura das edificações construídas em alvenaria
portante na RMR:
a) Degradação de elementos em concreto porosos em
meios agressivos - Foi constatado que algumas áreas da
RMR, principalmente aquelas sujeitas a transgressões e
regressões marinhas, apresentam composição química
que conferem às mesmas características de agressividade
aos elementos em concreto poroso com pouca espessura,
como é o caso de blocos de concreto, sapatas prémoldadas etc. A discussão sobre este assunto é
relativamente recente. Nacionalmente, os primeiros
textos foram publicados por Sobral (1984), Cincoto
(1992) e Sobrinho et al., (2000). Em 1988 a CETESB
publicou uma norma pelo CETESB, que trata da
agressividade da água ao concreto.
Degradação de componentes em cerâmica vermelha –
Foi constatado que em algumas edificações que ruíram
os blocos em cerâmica apresentaram o efeito de
expansão por umidade que resultou na queda de
resistência dos mesmos. Estudos recentes, publicados
nos últimos 5 anos, mostram a importância da perda de
resistência de blocos cerâmicos quando submetidos a
variações de umidade e apontam para importância dessa
avaliação (Ferreira, 2000).
6 CONCLUSÕES
Com base nos fatos aqui apontados e considerando que:
A ruína de 5 edificações, construídas em alvenaria
portante na RMR, nos últimos 9 anos deixou a
população, usuária dessas edificações, em estado de
alerta e insegurança;
A possibilidade da existência de outras edificações em
escala de risco de ruína tem gerado intranqüilidade e
desespero para a população;
As causas da ruína das edificações não foram originárias
de um fato isolado, mas, conseqüência de falhas na
concepção estrutural, no processo construtivo e na
qualidade dos materiais, comuns às demais edificações
que utilizam este sistema;
Não existem estudos suficientes, no âmbito da RMR, no
que se refere às características agressivas do meio sobre
os elementos construtivos empregados nas edificações;
O sistema construtivo atualmente empregado não tem
embasamento técnico e não está respaldado em nenhuma
Norma ou mesmo recomendação nacional ou
internacional;
A forma de ruptura brusca observada neste tipo de
edificação impede qualquer tentativa de socorro às
vítimas no momento da ruína;
Os níveis de empirismo empregados na execução das
edificações que utilizam este sistema e as alterações
arquitetônicas efetuadas pelos moradores nas unidades
comprometem a segurança das edificações;
A baixa qualidade dos materiais e componentes,
utilizados nas edificações em alvenaria, compromete a
estabilidade e a durabilidade das edificações;
Não há a preocupação por parte dos construtores de
reavaliar e recuperar/reforçar as edificações executadas
segundo este sistema os proprietários/moradores das
unidades habitacionais não apresentam condições
financeiras de promover recuperação/reforço destas
edificações e os agentes financeiros e de seguros se
esquivam em assumir tais reparos;
Pode-se concluir que há a urgente necessidade de se
adotar medidas que assegurem a regulamentação das
construções de edifícios em alvenaria estrutural,
considerando as Normas Técnicas existentes e exigindo
a análise da água do subsolo para identificar sua
agressividade aos elementos constituintes da fundação.
Ao mesmo tempo, chama-se a atenção para o fato de que
toda construção já edificada sob este sistema deve ser
alvo de avaliações técnicas minuciosas que conduzam a
ações e intervenções que assegurem a sua estabilidade e
durabilidade e que os prédios já licenciados para
construção devem ser reavaliados e seus projetos devem
ser alterados segundo esta mesma abordagem .
7 REFERÊNCIAS
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas- NB
1228/89 - Projeto e cálculo de alvenaria estrutural de
blocos vazados de concreto, ABNT 1989.
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 7171/98 - Blocos Cerâmicos para Alvenaria especificação, ABNT 1998.
C.W.A. P. Sobrinho; R. Oliveira; L.V. Mélo,
Degradação de elementos de concreto porosos
submetidos à ação de águas agressivas na planície
costeira da Região Metropolitana Do Recife, IV
Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto, São
Paulo 2000.
CODECIPE, Laudo técnico sobre as causas do
Desabamento do Bloco "B" do Conjunto Residencial
Enseada do Serrambi, Recife, 2000.
CODECIPE, Laudo técnico sobre as causas do
desabamento do Edifício Érica. Recife, 2000.
H.C Ferreira, Estudos das causas de falência estrutural
de edifícios em alvenaria estrutural, IV Simpósio
EPUSP sobre Estruturas de Concreto, São Paulo,
2000.
H.R. Roman, Resistência à compressão. Documento
apresentado no Curso Internacional de Alvenaria
Estrutural, UFSC, Dpto Engenharia Civil 1994.
O. P. Cavalheiro, Resistência e Deformabilidade de
pequenas paredes em Alvenaria Cerâmica
Tradicional. 5º Seminário Internacional de alvenaria
estrutural em países em desenvolvimento,
Floranópolis, 1994.
Oliveira Jr e L.M. Pinheiro, Análise de paredes de
alvenaria estrutural calculadas no estado limite
último, 5º Seminário Internacional de Alvenaria
Estrutural em Países em Desenvolvimento,
Florianópolis 1994.
R. B Duarte, Recomendações para o projeto e execução
de edifícios de alvenaria estrutural, Publicação da
ANACER, 1999.
R. B. Duarte, Considerações sobre o projeto estrutural de
paredes de alvenaria, 5º Seminário Internacional de
Alvenaria Estrutural em Países em Desenvolvimento,
Floranópolis, 1994.
V.L.C. Aly & F.H. Sabbatini, Determinação de
correlações de resistência mecânica de paredes de
alvenaria estrutural de blocos de concreto. 5º
Seminário Internacional de alvenaria estrutural em
países em desenvolvimento, Floranópolis, 1994.