João António Ferro Marques Maia
Engenheiro Técnico Civil
Técnico de Controlo de Qualidade / Resp. Núcleo de Pontes, Geotecnia e Reabilitação Estrutural do ISQ
ISQ – Instituto de Soldadura e Qualidade, Oeiras
INSPECÇÕES E DIAGNÓSTICO
tecnologias para a manutenção e reabilitação de estruturas
Sumário
Tendo em conta a degradação do parque nacional construído, sendo ele constituído por residências,
escritórios, comércio, industrias e por equipamentos de utilização pública, surge nos tempos que correm uma
gradual consciência para a necessidade da manutenção estrutural, no sentido da conservação das edificações,
manutenção e prolongamento da sua vida útil. Para o conhecimento do estado patológico dos materiais, é
necessário o recurso às inspecções técnicas e consequente diagnóstico de anomalias. Para tal, recorre-se a
tecnologia experimentada e adaptada às acções de estudo sobre as estruturas em serviço, possibilitando assim
um melhor conhecimento do estado de conservação e auxiliar de forma segura a tomada de decisões, quanto
aos programas de manutenção a adoptar.
Introdução
Considera-se que a manutenção de edifícios é hoje em dia um elemento importante na gestão das edificações,
pelo que todas as ferramentas disponíveis para auxiliar nesta componente da durabilidade são úteis, para a
compreensão dos mecanismos de degradação e assim, antever situações anómalas, corrigindo-as
atempadamente. Estas acções preventivas tem custos associados como se poderá calcular mas, quando
aplicados de uma forma racional, adequada e em tempo útil, permitem poupar de forma significativa em
indesejáveis acções futuras de correcção, ou seja, em trabalhos de reabilitação e até mesmo de reforço
estrutural, o que normalmente acarreta o dispêndio de grandes verbas.
Uma das ferramentas mais eficazes, neste sistema preventivo é a Inspecção Técnica, associada ao recurso de
tecnologias complementares para a obtenção de parâmetros de estudo. A aplicação de um programa de
inspecção detalhado de forma adequada, numa calendarização prevista e realizada por técnicos experientes,
permite o conhecimento do estado patológico dos materiais constituintes da edificação, permitindo actuar de
forma preventiva e contribuindo assim para o constante estado de conservação desejado.
Nos tempos que correm e graças à adaptação de software desenvolvido para estas novas aplicações, pode-se
recorrer à monitorização de estruturas e materiais de construção, através de um conjunto de sensores
estrategicamente colocados associados a uma base de dados, cujos parâmetros de leitura possibilitam um
constante vigiar do alvo e com escassos recursos conhecer em tempo real os fenómenos físicos e químicos
que ocorrem nesses elementos estruturais.
Mas é necessário ter consciência que as Inspecções Técnicas não se aplicam apenas na situação da
manutenção preventiva, mas também se adequam nas situações em que as edificações se encontram num
avançado estado de degradação estrutural, tendo como objectivo medir essa condição e dessa forma
determinar-se a solução adequada para reparação (e/ou reforço). Na maioria das vezes estas acções antecedem
a elaboração do respectivo projecto técnico de intervenção, nomeadamente no que toca a cadernos de
encargos, peças desenhadas, memória descritivas, notas de cálculo, especificações técnicas especiais, mapa de
medições e planeamento das actividades. Aqui, as Inspecções Técnicas e suas tecnologias complementares
associadas, podem contribuir para a compreensão e consequente na busca de soluções por parte dos gabinetes
de projecto par os seus trabalhos de reabilitação.
Outra situação em que esta área técnica de diagnóstico também tem a sua plena aplicação, trata-se do estudo
estrutural em resultado de uma acção rápida de degradação ou até mesmo de acidente, pela necessária
compreensão do fenómeno que ocorra e assim permitir uma tomada de decisão tecnicamente e
economicamente fundamentada.
Enquadramento do sector da manutenção no parque edificado
Nas últimas décadas, tem-se assistido em Portugal a um crescimento do parque edificado, nomeadamente em
novas construções, traduzindo-se com grande evidencia numa maior rede rodoviária e num alargamento
desmesurado das nossas cidades, originando a fuga de população das zonas centrais das urbes (vulgarmente
designadas por zonas históricas), para as periferias , normalmente ocupadas por edifícios recentes, com
funcionalidades mais adequadas. Também verificamos que em termos do tecido comercial retalhista, o
crescimento de novos parques edificados contribuem para o fenómeno atrás descrito, favorecendo o abandono
da ocupação dos edifícios mais antigos.
Facilmente esses edifícios deixados à sua sorte, deixam de ser sujeitos às acções de manutenção e deixam
também de ter interesse económico, sendo que a degradação dos seus materiais torna-se inevitável e agrava-se
numa regra quase exponencial. – Exemplos destes não faltam nas cidades, vilas e aldeias portuguesas. A
deslocalização dos espaços comercias para as periferias das urbes, contém uma forte componente de
abandono dos espaços mais antigos em detrimento das novas construções. Dado que as operações de
reabilitação são bastante onerosas, em associação com outros fenómenos sociais, torna-se incomportável
proceder aos necessários trabalhos correctivos, bem como as acções preventivas ao longo do tempo do seu
tempo de serviço.
A lei portuguesa prevê através da lei do arrendamento a necessidade da avaliação do estado de conservação de
edifícios, sendo este aspecto de entre outros os mecanismos de avaliação dos montantes de rendas a serem
aplicados em cada caso. Claro que esta medida é bastante limitativa, pois no que toca às fracções não
arrendadas, já não existe a obrigatoriedade de estas serem inspeccionadas (até mesmo naquelas situações em
que apesar de estarem abrangidas pelo arrendamento, existe contuso uma plataforma de pleno entendimento
entre senhorio e inquilino).
Na vizinha Espanha, existe já uma regulamentação municipal, que prevê a inspecção técnica obrigatória de
todos os edifícios com uma periodicidade de 10 anos. De cada inspecção resulta um relatório que aprova na
totalidade o imóvel (suas fracções e zonas comuns), ou aprova condicionalmente em determinadas questões.
Nesta segunda hipótese, há a necessidade do inspector especificar no seu relatório, quais as acções técnicas de
reparação sendo também estimado um tempo para a sua concretização. A partir desta data, os proprietários
estarão sujeitos a um conjunto de regras de penalidades, caso não procedam em conformidade com o prescrito
nos relatórios. Há sempre lugar a re-inspecções, a serem suportadas pelos proprietários. Os municípios
espanhóis, começaram estas acções de controlo pelos edifícios das zonas históricas, e continuam em direcção
à periferia. Não é difícil observarmos as cidades espanholas com ausência de edifícios aparentemente
debilitados e outros em plenas obras de reabilitação.
Outra situação a ter em conta nesta temática prende-se com a industria portuguesa, que na sua maioria
remonta à segunda metade do século vinte. Normalmente destacamos aqui indústrias do tipo de refinarias
(Leça e Sines), industria de produção de papel, industria de produção de adubos, produção de químicos,
produção de cimentos, produção de electricidade, de entre outros. Estas instalações foram construídas num
misto de estruturas de aço, com estruturas em betão-armado sendo que estes materiais encontram-se logo à
partida em ambientes de fortemente agressivos. A degradação dos materiais como sejam as camadas de betão
de recobrimento, a corrosão nos próprios varões de armadura bem como nas estruturas metálicas, são
acontecimentos indesejados e muito comuns nestas instalações já com bastantes anos de serviço (entre 25 a 50
anos). A necessidade de um programa de constante controlo destas estruturas através das inspecções técnicas
e diagnóstico, torna-se imperioso, tendo por base evitar a ocorrência de falhas em todo o sistema produtivo,
pelo que os trabalhos de manutenção neste tipo de industria, gera uma grande fatia dos custos totais
contabilizados.
A necessidade de se fazer prolongar o tempo de serviço das estruturas e equipamentos destas instalações
fabris, faz aumentar a parcela respeitante às acções de manutenção, sendo que estas são canalizadas
primordialmente para motores, caldeiras, válvulas, linhas de transporte, compressores, colunas e outros, em
detrimento das estruturas que os suportam (sejam elas metálicas ou em betão-armado). Mas caso estas últimas
falhem, podem colocar em risco o normal funcionamento fabril, pelo que o levantamento de diagnóstico, por
inspecções técnicas tornam-se fundamentais.
Por último há a referir ainda os equipamentos públicos que requerem uma atenção especial ao longo dos
respectivos tempos de serviço, para que permitam uma utilização em segurança, como sejam as estradas,
pontes, túneis, gares ferroviárias, portuárias e aeroportuárias. Tal como em edifícios correntes e nas
instalações fabris, as estruturas públicas necessitam do conhecimento periódico do seu estado de conservação,
sendo que as inspecção técnicas requerem uma atenção nesta base. Parte das vezes é necessário monitorizar
elementos estruturais (ou materiais) e coligir informação daí decorrente por forma a diagnosticar e
compreender os mecanismos de falha e de degradação implícitos.
As inspecções técnicas também tem cabimento noutras situações menos comuns, mas que são realidade no
contexto da construção civil, como sejam: - Levantamentos para projectos de alteração, reforço e ampliação
estrutural; - Estudos pontuais de avaliação de integridade estrutural, durante a fase de obra. O primeiro caso
ocorre com maior frequência quando é necessário trabalhar uma estrutura e não existem registos documentais
(ou os mesmos são escassos), referentes às soluções estruturais que existem. Será então necessário efectuar
um estudo das soluções através da realização de ensaios de caracterização de materiais e levantamentos
dimensionais, construindo-se assim o tal registo documental em falta. O segundo caso ocorre
maioritariamente em obra, com o intuito de confirmar a execução de determinadas soluções técnicas. Como
exemplo, poderemos pensar no controlo da integridade de estacas moldadas, na verificação e medição das
camadas de recobrimento das armaduras, na medição do aperto de parafusos em uniões metálicas, no controlo
de impurezas em soldaduras, e outros.
Posto isto, não será difícil compreender que as Inspecções Técnicas são a forma de controlo de qualidade no
terreno das edificações, durante a sua vida, desde a fase das construção, o tempo de exploração, até à fase de
reabilitação / recuperação ou requalificação. Não será demais referir que estas questões tem maior
importância, tanto quanto maior for o parque edificado e a sua idade, devido ao envelhecimento dos materiais
e a desadequadas funcionalidades face a novas exigências.
A inspecção técnica
Uma edificação possui um tempo de vida útil, no qual as características de segurança das estruturas e a
durabilidade dos materiais, são razoavelmente mantidas durante esse período. Por vezes, a vida útil é
encurtada devido a inúmeros factores, como sejam os defeitos de projecto e/ou problemas construtivos que
aceleram o aparecimento das anomalias bem como o seu alastramento.
A manutenção preventiva tem aqui um papel fundamental, pois permite prolongar as condições estruturais e
de durabilidade. O seu planeamento é fundamental, tendo em conta o tipo de edificação, os seus materiais, a
interacção com os utilizadores e também a inserção ambiental.
Ou seja, são diferentes os métodos de manutenção nas pontes, túneis, barragens, edifícios, no que toca à
tipologia, assim como são diferentes as manutenções entre alvenarias de pedra, estruturas de betão-armado,
madeiras, são diferentes os tipos de manutenção entre indústrias pesadas, armazéns, edifícios de escritórios e
habitações, edifícios comerciais, recintos desportivos, sendo também diferentes as manutenções em
edificações nas orlas marítimas, zonas industriais e restantes áreas.
Para além da manutenção preventiva existem também as acções da manutenção correctiva. Quer isto dizer
que, muitas das vezes e tendo em conta os aspectos financeiros envolvidos, são boas as práticas e rotinas de
acções de manutenção ao longo da vida útil das construções, desde as idades iniciais da obra posta em
serviço, por forma a evitar o surgimento de inevitáveis (ou até mesmo inesperados) e indesejáveis problemas.
Mas o reverso desta situação prende-se com os custos envolvidos neste tipo de acompanhamento técnico, que
dependendo do tipo de infra-estrutura, sua utilização, sua dimensão e sua complexidade, incorre em avultadas
verbas necessárias para a sua efectivação. A manutenção, para qualquer dono de obra, é visto (e sentido)
como um custo imediato e nunca como um investimento. Daí que, salvo situações mais prementes, a
manutenção preventiva é ignorada, no que concerne ao parque edificado. Para determinado tipo de indústria, a
questão da manutenção preventiva já não poderá ser totalmente posta de parte, porque certo tipo de falhas,
poderão colocar em risco todo o funcionamento processual.
Em acordo com o anteriormente descrito, compreende-se assim que as acções correctivas tem maior
expressão no panorama nacional da manutenção, sendo que para que tal aconteça será necessário a ocorrência
de alertas, ou indícios de anomalias, que levam a que especialistas se debruçam sobre uma determinada
ocorrência técnica. Por vezes acontece que da inspecção de um determinado problema numa construção, se
proceda em paralelo a uma vistoria contínua ao restante edificação, para se ficar com um consciencialização
do seu estado de conservação. -Temos então o que se pode considerar como que uma acção preventiva, nesta
segunda parte do trabalho, decorrente de uma determinada ocorrência, que até pode ter sido pontual.
O grande factor de decisão entre acções de manutenção preventiva e acções correctivas é sem dúvidas o
aspecto financeiro adjacente. Os custos de exploração iniciais não são tão expressivos face aos custos de
intervenção em caso de necessidade. No entanto os centros de decisão procuram evitar ao máximo a
canalização de verbas com os procedimentos de acções preventivas, como sejam as inspecções de avaliação
das condições estruturais e pequenos trabalhos de reparação. Estas simples acções que se pretendem quase
permanentes, pororcionam um constante estado de conservação estrutural e de confiante utilização das
edificações, fazendo-se prolongar a vida útil das mesmas, diminuindo a probabilidade da ocorrência de
anomalias. Quando se alerta para situações de falha, as intervenções de correcção são inevitáveis e os valores
monetários envolvidos serão seguramente superiores e dispendidos numa forma mais abrupta.
O aspecto técnico da manutenção de edificações, implica sempre uma atitude importante e necessária a
montante de todo o processo, que é a inspecção técnica. Com os resultados práticos desta, permite-se concluir
acerca do estado de conservação e também possibilita a elaboração de um estudo conciso e objectivo que
auxilie na tomada de decisão quanto às acções a tomar (acções preventivas, correctivas, monitorizar, etc.)
Todo o trabalho de acompanhamento técnico das edificações, é efectuado pelas inspecções técnicas, quer
sejam elas em auditorias técnicas, quer sejam de avaliação de anomalias. Estas actividades ocorrem nas mais
diversas formas em acordo com cenários bem identificados e com base em objectivos específicos, realizandose em cada um dos casos sob um determinado procedimento de actuação.
Normalmente as inspecções técnicas decorrem segundo as necessidades que se apresentam:
- levantamentos e registos cadastrais de edificações e/ou suas componentes,
- levantamentos para estudos de soluções de alteração estrutural,
- auditorias técnicas para avaliação do estado de conservação,
- detecção e análise de falha (ocorrência de anomalia) - diagnóstico
No que toca aos levantamentos e registos cadastrais de edificações ou partes, interessa a obtenção do conjunto
de informações técnicas que caracterizam determinada estrutura, por ausência total ou parcial da respectiva
documentação. É um dos problemas da manutenção do parque edificado, a normal ausência de peças escritas
e desenhadas, nomeadamente nos edifícios, obras de arte e outros, bastante antigos (muitas vezes, não tão
antigos, quanto se possa imaginar).
Os levantamentos para estudos de soluções de alteração estrutural, adequam-se nas situações em que se
pretende alterar a geometria de edificações, efectuar ampliações, ou aumentar carregamento o inicialmente
não previsto (alteração do esquema de carga), ou até mesmo, quando se pretende construir uma edificação
adjacente, cuja as alterações geotécnicas possam ter influência.
As auditorias técnicas para avaliação do estado de conservação, é das formas que mais se identificam com as
acções preventivas da manutenção. Serão observados diversos aspectos da edificação e é avaliada a sua
condição face ao normal estado de conservação. Se houver alguma anomalia mais premente, então pode-se
desencadear as acções necessárias para se proceder a um estudo local mais profundo e tecnicamente
esclarecedor.
A detecção e análise de falha (ocorrência de anomalia), que usualmente designamos por diagnóstico, refere-se
ao tal estudo mais detalhado que se focalizou no parágrafo anterior, que poderá decorrer de uma simples
auditoria técnica ou, na maioria dos casos, ocorre devido a um estado local de alarme. A primeira acção a
desencadear será uma observação do local, recolher informação técnica disponível (desenhos, peças escritas,
etc.), ou executar um breve levantamento estrutural, na ausência de documentos e definir-se um modo de
estudo adequado ao problema a detectar – Realização do diagnóstico da falha. Aqui, surge a possibilidade da
aplicação de um conjunto de procedimentos orientadores para a análise de falha e determinação de causas, a
que se designa por patologia. Normalmente estes estudos são complementados por equipamentos de testes,
medições e ensaios, que permite uma quantificação da informação que se pretende obter para o estudo e
consequente tomada de decisões.
No limite, as inspecções técnicas a edificações serão efectuadas por simples observação, sem recurso a
quaisquer equipamentos de apoio. No entanto o grau de exigência do conhecimento de materiais, de soluções
construtivas e da segurança estrutural, implicam inevitável utilização de meios complementares de
diagnóstico, para a compreensão pormenorizadas das características que se pretendem recolher.
Por outro lado as acções de manutenção, tem maior expressão num período mais avançado da vida útil de uma
edificação, sendo esta a fase que as falhas ocorrem em maior número e também com maior profundidade.
Todas e quaisquer acções que ocorram nestas condições são consideradas como correctivas, e que efectuadas
de uma forma correcta permite o prolongamento (a tempo indeterminado) da vida útil das estruturas e dos
seus materiais – conceito da durabilidade.
O diagnóstico
Diagnosticar num elemento construído, não é mais do que detectar e determinar uma falha, que ocorra num
determinado local. Esta acção permite identificar um problema e em acordo com os procedimentos
disponíveis é possível identificar as causas que estiveram na origem do problema e prever-se com alguma
segurança as consequências futuras.
Este diagnóstico é quase sempre efectuado com base no recurso a tecnologia que complementam as
observações e ajudam a conhecer com algum rigor os problemas existentes, promovendo-se um tratamento
com base cientifico de cada uma das situações anómalas. Por vezes a inspecção técnica por si só não detecta
ou identifica o problema, sendo que o diagnóstico com base nos mais variados meios disponíveis, permite
concluir com exactidão todo o processo patológico no elemento estrutural.
Por outro lado, o facto da informação obtida pelo diagnóstico poder ser perfeitamente quantificável, permite
auxiliar na tomada de decisões e promover a efectivação com maior ou menor profundidade dos projectos de
reparação e de reabilitação, para a obtenção da durabilidade dos materiais, assim como a segurança estrutural.
Tecnologias para a manutenção e reabilitação de estruturas
Neste campo, é importante conhecer com rigor as interacções estruturais entre os seus materiais constituintes,
sendo que os equipamentos de inspecção, medição e ensaio, são uma base tecnológica fundamental, para se
obterem resultados interpretativos e assim se poder optar pelas melhores e mais optimizadas soluções.
Não se pense que a tecnologia é uma ferramenta disponibilizada recentemente. Ela já existe há bastante
tempo, mas que obviamente não era abrangente na sua totalidade, nem possibilitava resultados tão eficazes.
Claro que na era tecnológica recente, com recurso à electrónica, shipps e fibra óptica, os equipamentos e
ferramentas que se produzem, permitem um melhor controlo e eficácia da actividade de inspecção bem como
nas acções de reparação e de reabilitação.
Numa inspecção de levantamento das condições estruturais, é impensável pela morosidade e onerosidade
efectuar uma aplicação de equipamentos na integra da edificação, pelo que se terá previamente de estudar a
melhor estratégia e elaborar um plano de amostragem, em que esta seja no mínimo representativa da estrutura.
Também é necessário saber que nem todos os ensaios, medições e ensaios são efectuados directamente sobre
os materiais em obra ou sobre os elementos estruturais. Muitas vezes esse controlo é efectuado em
laboratório, pelo que se retiram amostras no local para estudos posteriores.
A tecnologia disponível é geralmente indexada como sendo do tipo controlo não destrutivo, uma vez que as
acções sobre os materiais ou elementos estruturais, não implica a inutilização ou redução das capacidades dos
mesmos. No entanto é bom saber que alguns desses ensaios acabam por ser algo intrusivos, tendo em conta
que se operam pequenas danificações locais, como seja a recolha de carotes para ensaios posteriores. Cada
vez mais procura-se com a tecnologia disponível, soluções que sejam o menos intrusivas possíveis.
Grande parte das medições e ensaios apresentam-se com base normativa, o que proporciona a uniformização
de procedimentos de actuação e assim os valores obtidos terem uma base uniformizada comparativa e de
interpretação. O operador de equipamento tem um papel fundamental, nas situações em que não exista essa
base normativa e muito do controlo da execução dependa de si, incluindo a sensibilidade para a interpretação
de dados.
Há também um aspecto de elevada importância a ter em conta na interpretação dos ensaios e medições, que
tem haver com o tipo de informação obtida: - Os valores que se obtém podem em alguns casos serem
interpretados directamente como sendo exactos naquilo que os relacionam com as medições ou ensaios
efectuados (temos o exemplo dos registos das estações totais, os resultados obtidos dos ensaios de compressão
de carotes de betão, os resultados obtidos dos ensaios de tracção em provetes de aço, na determinação da
tensão de cedência ou a medição das espessuras das películas de revestimento). Noutras situações, os valores
são meramente indicativos da tendência de comportamento do material em análise (como exemplo podemos
indicar a taxa de corrosão nas armaduras, ou o gráfico de andamento da broca do resistógrafo). Por fim, temos
o caso dos resultados, que tem uma grande eficácia na comparação de valores, em detrimento do significado
directo dos valores (exemplo flagrante é o esclerómetro de shmidt), sendo que há quem faça uso directo dos
seus valores. Em última análise, todos os equipamentos poderão ser utilizados em partes diferentes das
estruturas, sendo possível efectuarem-se comparações de resultados.
As hipóteses de controlar os parâmetros físicos, químicos e dimensionais na construção civil (inclua-se a
construção metalomecânica), são inúmeras, nas mais variadas vertentes.
Assim, poderemos indicar alguns exemplos, que estão longe de se apresentar como o total de tecnologia
disponível, mas que pelo menos apresentam-se como os mais usuais.
Para as estruturas metálicas o controlo de qualidade está mais banalizado e as técnicas estão mais apuradas.
Os controles são efectuados sobre o aperto das uniões aparafusadas, controlo da fusão e espessuras das
soldaduras, poros e impurezas das soldaduras, controlo dimensional dos elementos e controlo da protecção
anticorrosivas dos mesmos, incluindo a medição de espessuras e de aderência das películas.
Para o betão endurecido o controlo é efectuado ao nível das características físicas e químicas. No que diz
respeito às primeiras, os ensaios disponíveis permitem avaliar a capacidade resistente à compressão a
aderência nas ligações entre betões diferentes, a porosidade, compacidade e integridade interna (fissuração,
vazios, etc.). Nas características químicas, controlam-se parâmetros essencialmente de ataques por agentes
agressivos do meio ambiente, nomeadamente os iões cloreto, os sulfatos e o dióxido de carbono.
Nas armaduras ordinárias das estruturas de betão, controla-se a taxa de corrosão activa, dimensões devidas a
perdas de secção, geometria das armaduras (espaçamentos e diâmetros instalados) e espessuras efectivas de
recobrimento.
Para as madeiras estruturais, o controlo é efectuado sobre a integridade interna do próprio material, humidade
existente, mecanismos de fissuração e estados de tensão
Nas alvenarias de pedra e de tijolo resistentes, controlam-se essencialmente as respectivas capacidades
portantes, estados de fissuração, controlo de humidade e controlo da deformabilidade.
É óbvio que o potencial não se esgota nestes últimos parágrafos. Existem muitas outras características
controladas e mensuráveis que também são importantes. Todavia, nem só os materiais em si são controlados,
havendo sistemas ou elementos estruturais sobre os quais as tecnologias foram desenvolvidas para própria
aplicação (outras, foram aproveitadas de áreas distintas): Refiro por exemplo a técnica da topografia para o
controlo dimensional de edificações, o controlo de inclinações e planimetria, células de carga para o controlo
de pressões entre elementos, extensómetros aplicados no controlo e medição de flechas nos ensaios de carga,
análise e medição de vibrações em estruturas, detecção do andamento dos cabos de pré-esforço em vigas e
noutros elementos, endoscopia em espaços bastante confinados, controlo termográfico de paramentos e
levantamentos fotogramétricos de edificações.
A tecnologia não se esgota nesta pequena apresentação, sendo que aliando as possibilidades informáticas e
nomeadamente o recurso a bases de dados, é possível o armazenamento digital da informação e efectuar o seu
tratamento, para a obtenção de resultados objectivos, a menor custo possível.
Por outro lado, existe hoje em dia a potencialidade de reduzir custos de manutenção em edificações e infraestruturas de maiores dimensões ou com uma elevada importância social e económica, através de uma
monitorização on line. Aqui, após a definição de um conjunto de parâmetros de referencia e análise e com
uma base de amostragem suficiente, podem-se colocar sensores adequados a cada componente e ligá-los por
fibra óptica a um dada logger, que poderá acumular funções com uma base emissora alimentada por painéis
solares. Toda a informação obtida será lançada por sinal rádio à distância para um sistema informático assente
numa base de dados própria para o efeito, em que se poderão monitorizar em tempo real toso os parâmetros
monitorizados da estrutura. Nas construções, os parâmetros não necessitam de uma análise ao minuto, mas se
for efectuada uma observação ao dia, já será bastante razoável e eficaz. Caso se pretende, poder-se-á
introduzir um sistema de alertas, com base em valores limite, que caso seja activado, poderá ser enviado
inclusivamente por SMS, para um determinado telemóvel.
As hipóteses de controlo e monitorização para a manutenção estrutural, são inúmeras e adaptadas a cada caso
específico e consoante a prioridade da situação e verbas que se podem disponibilizar.
Como exemplo pode-se apresentar a monitorização de obras especiais em betão armado, tais como grandes
pontes, barragens, túneis e chaminés fabris, em que se pode controlar em tempo real as deformações de peças
com a aplicação de extensómetros, a fluência do betão, o estado de corrosão das armaduras, tensões nos cabos
pós-tensionados, tensão nos tirantes ou pendurais em pontes, humidade em recobrimentos, penetração de
cloretos em obras na orla marítima, pressão do vento em edificações com grande altura e outras situações,
consoante as necessidades.
No entanto, apresentam-se em seguida com um pouco mais de detalhe um conjunto de ensaios e medições que
estão ao alcance dos técnicos de inspecção para o diagnóstico e levantamento estrutural.
a) Indução magnética
Esta técnica permite sondar com grande exactidão o posicionamento dos varões das armaduras passivas
(armaduras ordinárias) dentro dos elementos de betão, fornecendo indicações das espessuras das camadas de
recobrimento, espaçamento entre varões bem como os diâmetros e direcções dos mesmos.
Este teste é absolutamente não-destrutivo, sendo bastante fiável e com uma grande utilidade nos trabalhos de
diagnóstico desde que, as camadas de recobrimentos não sejam superiores a 20cm e que não haja grande
densidade de armaduras, como por exemplo nos nós estruturais.
O equipamento de detecção e medição de armaduras, funciona por indução magnética através da aplicação de
uma sonda associada a um aparelho portátil alimentado por baterias, possuindo uma unidade digital de leitura
e com um receptor de dados o que permite armazenar a informação e posteriormente, transferi-la para um PC.
As unidades mais recentes destes equipamentos são digitais e permitem a aplicação e tratamento de dados em
software especificamente desenvolvido para o efeito.
O sistema de medição é bastante fácil, fazendo passar a sonda, arrastando-a lentamente e com velocidade
uniforme pela superfície dos elementos em betão, em sentido perpendicular à direcção expectável dos varões
a medir. Sempre que se atravessa um varão (passagem após a geratriz mais perto da sonda), o equipamento
soa um beep, seguido do valor de distância mínima detectada e registo do mesmo.
Na medida em que vão soando os beeps, vai-se marcando com giz (por exemplo), na superfície da peça e
assim, se poderá visualizar a direcção dos varões e seus espaçamentos, naquele mesmo local.
Para a detecção do diâmetro de um determinado varão, posiciona-se a sonda sobre o mesmo (após a sua
determinação), até que o aparelho indique um valor que seja correspondente ao varão em estudo. Neste tipo
de medição há que haver cuidados acrescidos, tendo em conta que o resultado da medição, poderá ter
variações do tipo, um diâmetro acima ou um diâmetro abaixo. As medições deverão ser repetidas, ou em caso
de certeza absoluta deve-se efectuar um pequeno orifício para constatação visual
b) Ultra-sons
A técnica do ultra-som é bastante utilizada em trabalhos de controlo de qualidade de materiais em
equipamentos e estruturas diversas das mais variadas áreas técnicas, não sendo diferente para a construção
civil, nomeadamente no que toca ao diagnóstico para manutenção.
Este ensaio aplicado ao betão dos elementos estruturais, consiste na determinação da velocidade de
propagação de um impulso ultra-sónico entre dois pontos (ponto emissor e ponto receptor), com o intuito de
obter informação relativa às características mecânicas do material, sua integridade e existência de fissuras
assim como outros defeitos (vazios, chochos, etc).
Um sinal eléctrico é transformado num impulso ultra-sónico, que gerado pelo emissor, atravessa o elemento
em betão até ao receptor, que o transforma novamente em sinal eléctrico. Este último é medido numa unidade
central portátil, dando assim valores de tempo de resposta que permite determinar a velocidade de propagação
da onda, e que associado ao módulo de elasticidade conhecido, permite aferir acerca da classe do betão.
A aplicação desta técnica permite também determinar descontinuidade do material, avaliando a velocidade de
propagação, sendo que quando maior for esta última, mais tendência existe para a existência de uma anomalia
interna. Também é possível determinar com algum rigor a profundidade de fissuras visíveis, sendo que para
tal deverão ser efectuados um conjunto de medições locais que permita uma fidelização de resultados.
A utilização dos terminais do equipamento (sonda emissora e sonda receptora), poderá ser em três formas
fundamentais, com seja a directa, semi-directa e indirecta. A medição directa ocorre em dois lados opostos de
um elemento estrutural. A medição semi-directa dá-se em duas faces adjacentes de uma peça. A medição
indirecta ocorre quando se colocam as duas sondas, numa mesma superfície estrutural. Esta última situação
aplica-se essencialmente para a determinação da profundidade de fissuras.
Há a ter em conta que a tecnologia dos ultra-sons, tem bastante aplicabilidade na industria em geral, pelo que
os aspectos aqui abordados são uma ínfima parte da sua potencialidade. Poder-se-á salientar o controlo de
qualidade na construção soldada, sendo esta uma técnica bastante precisa, em paralelo com outras.
c) Resistografia
A resistografia é a técnica que permite avaliar a integridade das madeiras, através da realização de uma
sondagem de reduzidas dimensões.
Na prática o método consiste em realizar uma furacão no elemento de madeira com berbequim apropriado que
funciona a uma tensão eléctrica constante, associado a uma broca de dimensões próprias e que mede a maior
ou menor resistência à penetração durante a furacão (avanço da broca medido em cm/minuto).
Após a furacão da amostra, é traçado um gráfico (perfil de avanço da furacão) e assim torna-se possível
analisar o andamento de penetração que nos fornece informações relativamente às variações da densidade da
madeira.
Na inspecção de edifícios que integrem elementos em madeira, é importante o recurso à técnica da
resistografia para determinar através do estudo da descontinuidade do material, a necessidade ou não de
substituição.
d) Termografia
A inspecção termográfica é realizada por câmaras que funcionam pela detecção de energia infra-vermelha nos
materiais, converte-a em sinal eléctrico e produz imagens, efectuando cálculo de temperaturas (com base nas
características da emissividade dos materiais em análise).
As técnicas de investigação da termografia por infra-vermelhos, baseiam-se no principio fundamental de que
os materiais que possuam descontinuidades apresentam um fluxo de calor não-uniforme. Essas diferenças no
fluxo de calor, que a câmara de infra-vermelhos detecta, causam discrepâncias localizadas na temperatura
superficial do material, o que se pode traduzir em anomalias ou descontinuidades.
Assim, e aproveitando a diferenciação de emissão de calor nos diferentes materiais, a termografia tem várias
aplicações na inspecção em edifícios e também nas estruturas de betão-armado, como sejam as que se
indicam:
- Detecção de infiltrações de água, em paredes; Detecção de fissuras estruturais; Detecção de vazios no
interior do betão; Detecção de corrosão das armaduras; Localização de redes interiores em paredes; Detecção
de zonas com humidade em paredes, tectos e pavimentos.
e) Ensaios com macacos planos
o ensaio com macacos planos utiliza-se para a determinação do estado de tensão de paredes (em alvenaria de
pedra ou de tijolo) e para a determinação das características de deformabilidade das mesmas..
O ensaios baseia-se na libertação do estado de tensão, seguida da aplicação de cargas através dos macacos
planos de pequena área, inseridos nos previamente em entalhes horizontais rasgados para o efeito.
A utilização de um macaco plano permite determinar o valor da tensão existente na parede, e a utilização de
dois macacos planos, colocados paralelamente nos respectivos entalhes, permite determinar as características
de deformabilidade e de resistência da amostra de alvenaria considerada.
Os resultados obtidos são fiáveis, dada a realização do ensaio sobre uma amostra com dimensões suficientes
para representar o comportamento médio do material.
f) Medição dos potenciais eléctrico das armaduras
Esta técnica permite a avaliação do estado de corrosão das armaduras passivas que estejam embebidas no
interior das estruturas em betão, podendo assim identificar zonas onde a corrosão existe ou está prestes a
iniciar-se, sem que os seus efeitos se tornem visíveis (delaminações).
Aplicando uma diferença de potencial entre um eléctrodo de referência e um terminal ligado à armadura na
zona a medir, é possível medir o potencial eléctrico (em mV) existente no sistema sendo que os valores
obtidos correspondem a uma das três gamas de leituras, que podem corresponder a zona com corrosão, zona
em início de corrosão e zona sem corrosão.
É possível efectuar um mapa digitalizado (com a aplicação de um software), de toda a zona monitorizada,
aplicando e distribuindo-se por linhas equipotenciais.
g) Endoscopia
O estudo de patologias nas estruturas e outros elementos construtivos, assim como o seu levantamento são
muitas vezes facilitados pela possibilidade do recurso do endoscópio de fibras ópticas, que permite o acesso
aos locais de difícil acesso, como o acesso a cavidades, fendas e juntas.
Esta técnica, baseada na fibra óptica, é bastante rotineira no diagnóstico no campo da saúde, mas na
construção civil tem poucos anos de utilização, revelando-se um instrumento com elevada utilidade.
Na sua forma mais simples, o endoscópio consiste numa haste delgada, rígida ou flexível, dotada na sua
extremidade de uma câmara e de um pequeno projector de luz. Na extremidade oposta (onde se encontra o
inspector / operador) tem uma ocular e onde se insere uma alimentação de energia. Nessa ocular pode-se
acoplar uma câmara fotográfica ou uma câmara de filmar (com adaptador próprio).
A utilização deste permite assim observar os locais mais escondidos e inacessíveis, introduzindo a haste no
seu interior, podendo-se assim analisar os vários aspectos observados e registá-los em imagens
h) Integridade do betão em estacas (ensaios sónicos)
Ensaios sónicos de avaliação das estacas de betão, nomeadamente para a detecção de possíveis
descontinuidades no corpo das estacas, pela análise da propagação das ondas sónicas, como fracturas, zonas
vazias, irregularidades de secção ou outras situações anómalas. Pretende-se que uma estaca não tenha
problemas de concepção, sendo que o conhecimento da sua integridade é importante e através do recurso a
tecnologia adequada, pode-se avaliar o estado interno do elemento.
Aplicando uma pancada na cabeça da estaca, esta será percorrida por uma onda , que irá reflectir-se na sua
extremidade inferior, chegando novamente à cabeça da estaca.
O método deste ensaio consiste na aplicação, com um martelo, de uma pancada na cabeça da estaca e no
registo e leitura da sua resposta por meio de um acelerómetro, colocado na cabeça da estaca. O sinal obtido
em cada impacto é passado a um processador que corta as frequências não significativas e amplifica o
resultado a uma escala crescente, à medida que diminui a amplitude do sinal, tendo em conta que há
necessidade de compensar a energia dissipada pelo fenómeno de atrito entre a estaca e o terreno.
Na transmissão do sinal dado pela pancada do martelo, se ocorrer uma reflexão antes de se registar a reflexão
final da extremidade da estaca, é porque foi detectada uma descontinuidade. Conhecido o tempo de
propagação e o comprimento da estaca, facilmente se chega à localização dessa mesma descontinuidade.
Os resultados que se obtém, permitem a identificação dos diversos tipos de singularidade estruturais, como
sejam alargamento localizado do diâmetro, estreitamento localizado do diâmetro, diâmetro irregular, fracturas
e vazios.
i) Ensaios ultra-sónicos em fundações indirectas
Este ensaio (conhecido por Cross Hole), baseia-se na medição do tempo que um sinal (impulso ultra-sónico)
demora a percorrer entre duas sondas (emissora e receptora), que penetram numa estaca (por intermédio da
existência de dois tubos cheios de água, deixados propositadamente no seu interior, antes da betonagem).
Assim, a velocidade de propagação do impulso, que é medida, tendo em conta o tempo que demora a
percorrer a distância entre sondas, resulta na compreensão da existência ou não de descontinuidade no betão
das estacas.
O processo, requer que ambas as sondas sejam mergulhadas nos tubos com água até ao fundo e que, com a
ajuda de um carretel, sejam içadas lentamente, sendo que o emissora lança impulsos em distâncias regulares
ao longo da subida até à cabeça da estaca. Para estacas de grandes diâmetros, dever-se-á considerar a
existência de mais tubos, o que permite obterem-se os vários perfis bidimensionais num mesmo plano da
estaca, conjugando-os com um software apropriado e assim obter-se uma imagem tridimensional, das
descontinuidades existentes nesses elementos estruturais – diagrafia sónica.
j) Tecnologia Radar
O Radar é uma tecnologia que apesar de ser utilizada noutras aplicações da sociedade civil e militar desde
meados do séc. XX, só recentemente chegou à construção civil e controlo de qualidade, nomeadamente para o
diagnóstico e detecção / localização de materiais.
A sua grande utilização prende-se com a detecção de elementos metálicos dentro de uma estrutura em betão,
como sejam as armaduras passivas e os cabos de pré-esforço.
O equipamento funciona com a emissão e recepção de sinal, através de uma mesma antena plana que se
desloca sobre uma determinada superfície do elemento estrutural em estudo. Todas as descontinuidades entre
materiais, como sejam as diferenças de massas, as antenas registam discrepâncias, que no final, poderá revelar
o interior dos elementos estruturais. As antenas terão de ser adequadas à profundidade de pesquisa que se
pretende implementar para cada situação, sendo as antenas de pequenas frequências, para maiores
profundidades (cabos de pré-esforço) e altas frequências, para menores profundidades (armaduras passivas).
A informação obtida após várias passagens do radar é um registo de “imagens de eco” das ondas de rádio
emitidas que, com auxilio de software desenvolvido para o efeito, mostra os locais com descontinuidade de
diferentes massas. Ao operador ou outra pessoa que intervenha no processo, compete interpretar esses pontos,
associando as imagens aos elementos espectáveis contidos dentro das estruturas de betão.
A grande vantagem deste equipamento face a outros que procuram identificar armaduras, refere-se ao fácil
acesso a apenas uma das faces dos elementos estruturais, como sejam um muro de suporte de terras ou uma
laje sem acesso pela face oposta.
k) Radiações ionizantes
A radiografia industrial encontra-se perfeitamente banalizada e controlada, nas actividades de complementos
à inspecção, com maior incidência na construção soldada para o controlo das características de fusão dos
materiais base, como os de adição, para a garantia da qualidade das estruturas metálicas, reservatórios, etc.
A técnica consiste no recurso à emissão de radioactividade, pela exposição temporária de átomos de Iridium,
que atravessando a amostra ou o elemento estrutural a estudar, permite revelar em filme a transparência dos
materiais radiografados.
Para as estruturas de betão-armado e pré-esforçado a tecnologia da radiografia é bastante útil e eficaz, na
medida em que permite detectar e identificar varões de armaduras e o traçado dos cabos de pré-esforço dentro
das estruturas, e assim executar com grande rigor os levantamentos dimensionais de estruturas.
Na prática, é necessário colocar as cassetes com os filmes virgens paralelamente às superfícies de betão a
radiografar e do lado oposto coloca-se a fonte emissora. Aqui há o cuidado de proteger as laterais com placas
de chumbo, para evitar a propagação de radiações desperdiçadas.
Após um determinado tempo de exposição (calculado em função da densidade do betão e espessura da peça a
atravessar), removem-se as chapas radiográficas e revelam-se obtendo-se o resultado final.
Os cuidados técnicos a ter, prende-se com a necessidade de calcular os tempos de exposição da fonte
irradiante, calcular a distância da fonte à superfície do betão, por forma a evitar o efeito de ampliação da
imagem dos objectos na radiografia, já que a emissão tem uma forma cónica ( um varão Ø10mm, pode
resultar numa imagem com varão Ø12mm, se não forem tomadas precauções).
As limitações técnicas na aplicação deste equipamento, prende-se com o facto de haver sempre o acesso à
face oposta dos elementos de betão armado (para a colocação das cassetes com os filmes) e também às
espessuras máximas de betão que se podem radiografar (cerca de 25cm). Caso se pretenda radiografar para
espessuras superiores (até cerca de 1m em betão), pode-se recorrer à tecnologia da radiografia por raio-x, em
que a fonte emissora é caracterizada pela projecção de raios emitidos por um acelerador linear próprio.
No que toca à segurança, existe todo um conjunto de procedimentos a ter em conta e a respeitar, devido à
exposição e trabalho em ambientes com radiações.
Conclusões
As acções de manutenção de edificações pretende garantir a conservação das mesmas e prolongar tanto
quanto possível a sua vida útil, em condições de durabilidade e de segurança estrutural, sem pôr em causa a
normal utilização dos espaços. Para tal, é necessário prever esta necessidade logo na fase do projecto,
passando pela garantia da qualidade de processos e de materiais aplicados na fase de construção e por fim o
estabelecimento de um plano técnico de acompanhamento e controlo das estruturas em serviço, fomentando
as acções das inspecções técnicas, monitorização seja ela in-situ, ou à distância, aproveitando as
potencialidades correntes das comunicações.
A tecnologia actual, que normalmente deriva de outras áreas específicas da engenharia, que não a construção
civil, permite obter uma maior quantidade de informação técnica em complemento às acções das inspecção
técnicas, permitindo uma eficácia acrescida na tomada de decisões acerca dos métodos de intervenção de
manutenção ou até mesmo nos trabalhos de reabilitação / reparação estrutural. Assim é necessário que os
agentes em todo o processo desde a fase de projecto até à manutenção conheçam as técnicas disponíveis e
suas valências, sendo que prevendo-se, actuando e controlando de uma forma preventiva se consegue formas
de garantia da qualidade na exploração de edificações.
Referências bibliográficas
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