Patología Y Gestión De La Calidad En La Construcción

seminario patología y gestión de calidad en la construcción 22, 23 y 24 de julio 1998

COMISIÓN DE PATOLOGÍA Y GESTIÓN DE CALIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN PATROCINA:

SOCIEDAD DE ARQUITECTOS DEL URUGUAY

ORGANIZA:

SOCIEDAD DE ARQUITECTOS DEL URUGUAY

COMITE EJECUTIVO Presidente Suplente del Presidente Vicepresidente 1o Vicepresidente 2o Secretaria General Tesorera Secretario Administrativo Secretaria de Actas

Arq. CARLOS A. DEBELLIS Arq. NORBERTO CUBRÍA Arq. RICARDO MUTTONI Arq. ESTEBAN DIESTE Arq. MARÍA CARMEN BRUSCO Arq. PERLA CÓPPOLA Arq. JULIO CHONICHESKY Arq. LAURA MOYA

CONSEJO DELIBERATIVO Arq. JOSE LUIS OLIVERA Arq. RODOLFO JUANCHE Arq. RUBENS SEIJO Arq. JOSE LUIS SANCHO Arq. DIEGO RICHERO Arq. HUGO PEREZ RODRIGUEZ Arq. MONICA PENNA

Arq. HEBERT ICHUSTI Arq. HORACIO FARIAS Arq. CARLOS ETCHEGOIMBERRY Arq. ARTIGAS DURAÑONA Arq. NADIA CAPETTINNI Arq. HECTOR BERIO Arq. JUAN BASTARRICA

Secretaria Ejecutiva: Arq. Gricelda Barrios

GRUPO DE TRABAJO SOBRE PATOLOGÍA Y GESTIÓN DE LA CALIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN Arq. FELICIA GILBOA Arq. CÉSAR AZAMBUYA Arq. FERNANDO BEDUCHAUD Arq. JORGE FRANCO MURTAGH Arq. LILIANA LEIRÓS Arq. LEONARDO LÓPEZ SILVA Arq. RAQUEL PERALTA

AGRADECIMIENTOS Agradecemos el apoyo obtenido para la organización de este Seminario por parte de nuestros AUSPICIANTES y PATROCINANTES. También agradecemos a todo el personal de la Sociedad de Arquitectos del Uruguay, que tuvo que “sufrirnos” y tendrá que seguir haciéndolo, especialmente a Sandra, Mauro y Bernardo, ya que sin su sacrificio no hubiéramos podido llevar adelante el evento.

Felicia Gilboa César Azambuya Fernando Beduchaud Jorge Franco Murtagh Liliana Leirós Leonardo López Silva Raquel Peralta

PRESENTACION En 1997, colegas arquitectos que venían trabajando en la temática que nos convoca, crearon en el seno de la Sociedad de Arquitectos del Uruguay (SAU) un Grupo de Trabajo sobre Patología y Gestión de la Calidad en la Construcción. El cometido del mismo quedó expresado en una carta intención elevada al Presidente de la SAU en la que se destacaban los siguientes objetivos: ♦ Difundir en el país una conciencia más generalizada de la relevancia de la temática. ♦ Lograr que todos los agentes involucrados en la misma, y que ya estén trabajando en este sentido, comiencen a relacionarse. ♦ Fomentar la búsqueda de objetivos comunes para progresar en forma mancomunada y no por esfuerzos aislados. ♦ Crear una herramienta de intercambio de conocimientos y el incentivo a la investigación. ♦ Acceder directamente al conocimiento de lo que se viene realizando en el exterior, a través del acercamiento de especialistas, particularmente del Mercosur. Posteriormente se fueron integrando otros colegas que enriquecieron aún más la propuesta, y se hizo propia una idea anterior de algunos integrantes de organizar un Seminario con el fin de llevar adelante los objetivos antes planteados y algunos otros: a saber: la concientización de que el tema es eminentemente interdisciplinario y, que debe ser abordado desde la etapa formativa. Si bien estamos trabajando en dos temas (Patología, Gestión de la Calidad) que podrían ser desarrollados en forma independiente y con mayor profundidad, el tratarlos en forma conjunta pone en evidencia la comunión de los mismos. La incorporación progresiva de procedimientos y operaciones para gestionar la calidad, permite ir disminuyendo las patologías constructivas. De la misma forma, no podemos apuntar a erradicar las patologías constructivas sin incorporar la Gestión de la Calidad. Esperamos que el esfuerzo realizado con la publicación de las Conferencias, sirva como aporte para el mejoramiento de la calidad de nuestras construcciones. Grupo de Trabajo sobre Patología y Gestión de Calidad Sociedad de Arquitectos del Uruguay

AUSPICIAN Facultad de Arquitectura Universidad de la República Facultad de Ingeniería Universidad de la República Asociación de Ingenieros del Uruguay Q + Pareco

PATROCINAN Sika Inca Bosch & cia. M.V.O.T.M.A. Arco Ltda.

CONTENIDO CONFERENCIA 1 Gestión de Calidad en la etapa de Proyecto. Arq. Jorge Franco Murtagh, Arq. Leonardo López, Arq. Felicia Gilboa Arq. Jorge Durán (colaborador)

Consecuencias de la No-Calidad en la etapa de Proyecto. Arq. César Azambuya, Arq. Fernando Beduchaud, Arq. Liliana Leirós

CONFERENCIA 2 Fenómenos físicos que producen humedades. Ing. Gregorio Pytlowany (Argentina)

CONFERENCIA 3 Calidad de las estructuras de hormigón. Ing. Raúl Husni (Argentina)

CONFERENCIA 4 Gestión de la Calidad en la Construcción Ing. Ernesto Kolberg

CONFERENCIA 5 Prevención y recuperación de fisuras en albañilería Ing. Ercio Thomaz (Brasil)

CONFERENCIA 6 Ensayos para diagnóstico. Materiales de reparación. Técnicas para ejecución de reparaciones. Ing Antonio Carmona Filho (Brasil)

CONFERENCIA 7 Conservación y mantenimiento de los edificios. Conceptos y metodología para un abordaje eficiente. Arq. Lelis René Fernández (Argentina)

CONFERENCIA 8 Métodos para introducir la durabilidad en el diseño de las estructuras de hormigón. Orientación para una correcta reparación y rehabilitación de estructuras de hormigón dañadas por corrosión de armaduras. Dr. Ing. Paulo Helene (Brasil)

INTRODUCCIÓN: Entre las etapas de desarrollo de un Emprendimiento, la fase de concepción, (en la cual se incluyen los estudios preliminares, el anteproyecto, y el proyecto), ejerce un papel determinante, tanto en la Calidad del producto final, como en la Calidad del proceso constructivo. Así, un gran avance en la obtención de una mejoría en la calidad en la construcción, puede ser obtenido a partir de la mejoría de la calidad de los proyectos. Además, muchas medidas de racionalización y prácticamente todas las medidas de control de calidad dependen de una clara especificación en su fase de concepción, es decir que: no es posible controlar una actividad o producto, si sus características no se encuentran perfectamente definidas. En términos de resultados, es en esta fase que se toman las decisiones con mayor repercusión en los costos, velocidad y calidad de los Emprendimientos, y cabe resaltar además que cualquier medida tomada posteriormente, tendrá una gran interferencia en las etapas de producción, mientras que las tomadas en esta fase tendrán interferencia apenas en el trabajo de los proyectistas. Es, en la Fase de concepción donde se originan la mayoría de los problemas patológicos de los edificios, y además es la etapa donde se tiene mayor incidencia en la reducción de costos ocasionados por ellos. Este punto, del que existen muchos estudios estadísticos, será desarrollado y ejemplificado (tanto desde el punto de vista cuantitativo, como desde el punto de vista cualitativo) en la 2ª parte de este trabajo.

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Por otra parte, además de los problemas citados, otro grupo importante de fallas en los edificios, es consecuencia de la falta de información de los usuarios con relación a este producto bastante complejo: EL EDIFICIO.- Un proyecto bien elaborado y suficientemente detallado, junto a informaciones relativas al uso y manutención de los componentes y unidades funcionales, sirve de base para elaborar “Manuales de Uso”. Y, aunque no sea una práctica frecuente en el sector de la construcción, esta medida relativamente simple puede evitar varias patologías ocasionadas por un mal uso y falta de mantenimiento, posibilitando inclusive el aumento de la vida útil de diversos componentes del edificio. Este procedimiento también corresponde a un aumento de calidad del producto para el consumidor final (usuario). EL OBJETIVO planteado para este trabajo, es aportar elementos de discusión acerca de nuevos parámetros (Calidad, Gestión, Gerenciamiento,...) que se incorporan al quehacer de nuestra profesión. El mismo está estructurado en 2 partes: Χ

QUE significa la gestión de calidad en el proyecto y COMO aplicarla

Χ

POR QUE Gestionar la calidad de un Proyecto

2

GESTIÓN DE CALIDAD EN LA ETAPA DE PROYECTO

1.

MARCO DE REFERENCIA

1.1

VOCABULARIO

Según la Norma UNIT-ISO 8402

Calidad se define como: “el conjunto de características de una entidad que le confieren la aptitud para satisfacer las necesidades explícitas e implícitas” “Entidad: Aquello que puede ser descrito y considerado individualmente.(puede ser una actividad o proceso, un producto, una organización, un sistema o una persona, o cualquier combinación de ellos ” Gestión de la calidad es: “Conjunto de las actividades de la función general de gestión que determinan la política de la calidad, los objetivos y las responsabilidades y se implanta por medios tales como la planificación de la calidad, el control de la calidad, el aseguramiento de la calidad, y el mejoramiento de la calidad, en el marco del sistema de la calidad” Aseguramiento de la calidad es: “Son todas aquellas acciones planificadas y sistemáticas necesarias para proporcionar la confianza adecuada de que un producto o servicio satisfará los requisitos de calidad establecidos” El Control de calidad comprende: “Las técnicas y actividades de carácter operativo utilizadas para satisfacer los requisitos relativos a la calidad” “... tienen por objeto tanto el monitoreo del proceso como la eliminación de las causas de desempeño no satisfactorio en todas las etapas del ciclo de la calidad, con el fin de obtener la mejor eficacia económica”

3

1.2

ETAPAS DE UN EMPRENDIMIENTO En el análisis de un hecho arquitectónico, podemos distinguir distintas etapas 1. 2. 3. 4.

PLANEAMIENTO PROYECTO CONSTRUCCIÓN USO Y CONSERVACIÓN - MANTENIMIENTO

1.2.1 PLANEAMIENTO Comprende las acciones a desarrollar desde que surge la idea de realizar la obra hasta que se inicia el PROYECTO (etapa 2) Uno de los elementos fundamentales del Planeamiento es El Programa, formulado a partir de las Necesidades de los “Clientes”, y que debe precisar las exigencias a satisfacer en términos de: Funcionalidad y Confort, Niveles de Desempeño, Economía, y Significado Social - Requisitos de Funcionalidad y Confort - (de carácter humano) Condiciones exigidas al edificio (espacios inferiores y espacios exteriores) desde el punto de vista de su organización, vinculaciones, calidad y sensación de confort. Tendrá que dar respuesta a los requerimientos de uso del cliente.

- Niveles de Desempeño exigidos - (requisitos de carácter técnico) Parten de la identificación de las exigencias del usuario, fundamentales para el buen desarrollo de las actividades que el edificio albergará (por ejemplo requisitos de: seguridad estructural, de seguridad frente al fuego, de seguridad de uso, de estanqueidad, de confort higrotérmico, de confort visual, de confort acústico, de confort táctil, de higiene, de durabilidad,...), y las confronta con las condiciones de exposición (clima, microclima, uso); estableciendo requisitos de desempeño (exigencias generales y cualitativas). Sobre este punto, existe un trabajo de investigación realizado por el Instituto de Construcción de Edificios (I.C.E.) de la Facultad de Arquitectura, que plantea los niveles mínimos de Desempeño que deben exigirse para las viviendas de interés social.

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Requisitos de Seguridad Estructural: Que las construcciones sean seguras a lo largo de toda su vida útil, para lo cual, la estructura considerada globalmente y en c/u de sus partes debe estar alejada de la situación de rotura, perdida de equilibrio, y/o inestabilidad de la forma. A los efectos de su uso, deben limitarse las deformaciones excesivas, y en el hormigón armado la fisuración excesiva. Frente al fuego: Donde se mide el riesgo de producción y propagación de un incendio así como la magnitud del daño que pueda producirse en función del riesgo de iniciación del mismo, de la capacidad resistente de las estructuras, la accesibilidad de los servicios de auxilio, del escape de humos, y la posibilidad del escape de personas. Al hurto: posibilidad de ingreso de extraños.

Requisitos de Durabilidad Capacidad del edificio (como un todo y como sus partes: componentes y unidades funcionales) de mantener sus propiedades a lo largo del tiempo, bajo condiciones normales de uso y mantenimiento. Está directamente asociado a la vida útil del mismo, o sea, al período de tiempo durante el cual sus propiedades satisfacen los niveles de desempeño exigidos).

...... - Economía - (de carácter económico) Incluye tanto los costos relativos a la ejecución, como los que se derivan del uso y del mantenimiento de la obra construida.

- Significado Social Requisitos de Adecuación ambiental La construcción, no solo no debe afectar negativamente al medio donde se inserta, sino que debe contribuir a una mejor calidad de vida del entorno

Todo ello dentro del marco normativo y legal existente Un hecho anecdótico, en relación con el presente ítem, es que Vitrubio, arquitecto del emperador Julio César, presentó en el año 40 A.C. una relación, por él llamada “las ocho partes de la arquitectura”, que todavía guarda actualidad, entendiendo como dimensiones de calidad: Solidez (seguridad); Comodidad, Ordenación, Disposición (funcionalidad); Belleza y Proporción (estética); Ética (respeto a las leyes, costumbres, y naturaleza); Economía.

Corresponde a esta etapa, el estudio de viabilidad del Proyecto de Construcción (Proyecto de Inversión). Y durante el mismo, se deberán tomar decisiones de carácter Básico: Qué, Dónde, Cuándo, Para Quién A Que Costo CONSTRUIR

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1.2.2 PROYECTO Es un proceso de Creación de un Producto, que generalmente es de baja o de ninguna repetitividad de producción Donde, de acuerdo al enfoque planteado, el arquitecto debe emplear una visión global, y considerar todo el proceso, desde su inicio hasta la conclusión, cuando deberán volverse evidentes los objetivos de la construcción propuesta, y las actividades para las cuales fue creado.

En la etapa de Proyecto, HANDLER enfatiza la consideración de un conjunto de restricciones, provenientes de la etapa de Planeamiento, constituidas por los objetivos adoptados por el Emprendimiento, por las limitaciones a él impuestas y por la atención a 4 grupos de criterios; tales restricciones condicionarán el proceso de proyecto, que utilizará como datos de entrada métodos y conocimientos especializados, para al fin ofrecer, como salida de esta etapa, las informaciones necesarias para la ejecución de la obra. (Datos de entrada para la etapa de Ejecución)

El cuadro que aparece a continuación, reproduce la conceptuación de la etapa de Proyecto, propuesta por HANDLER

El proceso del Proyecto, compuesto por actividades de concepción, planeamiento, análisis, selección y síntesis final, produce como resultado aportes a la ejecución; estos datos de salida son las soluciones de proyecto, que muestran como debe ser el producto concebido, a través de una caracterización completa, que incluye: especificación de componentes, dimensiones, detalles, etc. -

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PLANEAMIENTO PROYECTO

RESTRICCIONES Objetivos

Humanos Ambientales De Construcción y Operación

Limitaciones

Características Humanas Situación y Clima Tecnología, Normas y Legislación Costos

Criterios

Humanos: Funcionalidad y Confort Sociales: Significado Comunitario Técnicos: Análisis de Desempeño Económicos: Costo / Beneficio

DATOS DE ENTRADA

PROYECTO

SALIDAS

Concepción Planeamiento Análisis Selección Síntesis Final

Metodología de Proyecto Conocimiento Práctico Apoyo de Asesores

Soluciones de Proyecto Componentes Arreglos Dimensiones Detalles

RETROALIMENTACION Y CONTROL

DATOS DE ENTRADA PARA LA EJECUCIÓN

Se puede definir al Proyecto: “como la Actividad o Servicio, inherente al proceso de producción, que es Responsable por el Desarrollo, Organización, Registro y Transmisión de las Características Físicas y Tecnológicas especificadas para una obra, a ser consideradas en la fase de Ejecución” Melhado 1994 Deberá contener (s/Barros) “especificaciones claras sobre el producto final, de modo que se tengan mecanismos eficientes para que la Producción ocurra de manera planeada, y que se pueda realizar un seguimiento adecuado de sus actividades, permitiendo verificar la adecuación de los procedimientos de la ejecución al proyecto y a la obtención de un producto cuya calidad sea compatible con la especificada”.

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1.2.3

EJECUCIÓN

Agrupa las operaciones que transforman las materias primas (materiales, componentes, y unidades funcionales) para la obtención del (los) producto (s) es decir, el (los) Edificio (s) 1.2.4 USO Y MANTENIMIENTO - CONSERVACIÓN La elaboración y entrega por una parte de un “MANUAL DE MANTENIMIENTO” y por otra de unas “NORMAS DE USO”, ayudará a evitar distintas patologías ocurridas durante esta etapa, por desconocimiento, o por falta de un mantenimiento adecuado. Una adecuada conservación, ayudará a que la obra se mantenga por más tiempo en la misma situación y con idénticas características resistentes, funcionales y estéticas con las que fue proyectada y construida; un adecuado mantenimiento ayudará pues, a prolongar la vida útil del edificio. De esta etapa, deben volver a la etapa de Proyecto, las informaciones resultantes de un proceso de Evaluación de los Resultados, que en Calidad, sería la medida de satisfacción de las necesidades del Cliente externo (comprador o usuario). Esta evaluación debe ser realizada como aplicación de un proceso denominado por diversos autores “EVALUACIÓN POSOPERACIÓN” que involucra las relaciones del hombre con el ambiente construido y consiste en evaluar el impacto de las soluciones de Proyecto en el desempeño técnico y funcional de la obra, a través de estudios de caso y técnicas de mapeado y consulta a los usuarios. Probabilidad de fallas técnicas

Mortandad infantil

Período de

Vida útil

desgaste 8

t (años)

1.3

DIFERENCIA

ENTRE CALIDAD Y CATEGORÍA

Vale la pena resaltar, que el concepto de Calidad nada tiene que ver con “LUJO”, y es una confusión frecuente, establecida por el uso de la palabra Calidad en el lenguaje coloquial. La Categoría, Clase o Grado, sirve para diferenciar productos que se destinan a un mismo uso, y donde los productos de categoría más elevada van mas allá de las necesidades básicas, agregando niveles mas elevados de características, apariencia, confort, status, etc. Obsérvese, que para todas las Categorías, de la mas baja a la mas alta, podemos tener productos con calidad o no, según atiendan las necesidades y expectativas de cada uso y mercado a que se destinan. Por ejemplo, en arquitectura, la Categoría está definida: por el área privada, por la ubicación, por el desempeño, por la estética y el status derivado de los materiales de terminación empleados, etc. Cada Categoría corresponde a una faja de mercado, lo que implica un tipo de cliente, con determinadas necesidades, expectativas, mayor o menor poder adquisitivo, etc. Categoría y Calidad, expresan conceptos distintos, y nada tiene que ver uno con el otro. Así, un apartamento de Lujo, donde se emplearon materiales nobles pero fueron mal asentados, corresponde a una Categoría Alta, aunque carezca de

Calidad de Ejecución; u otro

apartamento de lujo, con materiales nobles, excelente ubicación, superficies generosas, tiene una distribución interna inconveniente, y carece por tanto de Calidad de proyecto.

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2-

GESTIÓN DE LA CALIDAD

2.1- LA CALIDAD FINAL DE UN EMPRENDIMIENTO, es decir la calidad global del sistema arquitectónico, es la resultante del producto (no la suma) de la Calidad de cada uno de las etapas integrantes: a.

La Calidad del Programa (Planeamiento)

b.

La Calidad del Proyecto

c.

La Calidad de la Ejecución de la Obra (Construcción)

d.

La Calidad del Uso y del Mantenimiento - Conservación

¿Qué acciones debemos realizar en cada una de las etapas para asegurar la calidad final? EN EL... PLANEAMIENTO

Debemos

Considerar la Calidad

¿Es la construcción la mejor solución para las necesidades planteadas?

PROYECTO

Debemos

Definir y Especificar la Calidad

EJECUCIÓN

Debemos

Producir y Controlar la Calidad

USO

Debemos

Conservar la Calidad

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El modelo conceptual más adecuado para representar las relaciones entre las etapas mencionadas, en tanto son actividades interdependientes que influyen en la calidad del producto, es un ciclo que trasmite y retro-alimenta la información desde la identificación de las necesidades hasta la evaluación de que estas necesidades hayan sido satisfechas.

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CONTROL DE CALIDAD Tiene por objeto, tanto el monitoreo del proceso, como la eliminación de las causas de desempeño no satisfactorio en todas las etapas del ciclo de calidad, con el fin de obtener la mejor eficacia económica.

c ió

n

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-O

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CR

Eva l ua

2.2

CALIDAD

CE

CE

CR

CR

CE

Control de recepción:

Control de ejecución:

CR

CE

¿Qué se controla? EL PRODUCTO ¿Quién controla? EL RECEPTOR ¿Cómo es el control? INTERMITENTE Y PUNTUAL ¿Cuál es el tipo de control? CONFORMIDAD DE PRODUCTO

¿Qué se controla? EL PROCESO ¿Quién controla? EL PRODUCTOR ¿Cómo es el control? CONTINUO ¿Cuál es el tipo de control? FACTORES QUE AFECTEN LA CALIDAD DEL PRODUCTO 12

2.3

LA CALIDAD DEL PROYECTO PODEMOS DEFINIRLA COMO:

“...el conjunto de propiedades y características del Proyecto, que le confieren su aptitud para satisfacer unas necesidades explícitas e implícitas...”

Si aceptamos en forma simplificada que:

“ CALIDAD ES SATISFACCIÓN DEL CLIENTE ” y en tanto dentro de la óptica de la Calidad: Promotor, Constructor y Usuario pueden ser considerados clientes del Proyecto, deberíamos tener en cuenta las necesidades del Promotor, del Constructor, y del Usuario, pues:

El PROMOTOR: evaluará la calidad del Proyecto a partir de la consecución de sus objetivos empresariales, que tienen en cuenta la penetración del producto en el mercado, la formación de una imagen junto a los compradores, y también -o hasta principalmentepor el retorno que el Proyecto ayude a dar a sus inversiones; o al menos por mantener los costos previstos del Emprendimiento.

El CONSTRUCTOR: evaluará la calidad del Proyecto basado en la calidad gráfica y de contenido, importantes para facilitar el trabajo de planificación de la obra, en la claridad y globalidad de las informaciones que puedan reducir el margen de duda o la necesidad de correcciones durante la ejecución, además de analizar la potencial economía de materiales y de mano de obra capaces de proporcionar reducción de desperdicios.

El USUARIO: evaluará la calidad del Proyecto en función de la satisfacción de sus intenciones de “consumo”, considerando bien estar, confort, seguridad, funcionalidad y valores estéticos, sumándose a estos bajos costos de operación y mantenimiento.

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La Calidad del Proyecto, puede ser analizada también a través de sus Componentes, y para ello presentamos el cuadro elaborado por Picchi:

ORIGEN DE LAS EXIGENCIAS

SUBCOMPONENTES CALIDAD DEL PROGRAMA

COMPONENTES

PRINCIPALES ASPECTOS RELACIONADOS

-

investigación de mercado, correcta identificación de necesidades de los clientes, anticipación de tendencias

Respuesta al Programa

cliente interno

-

Respuesta a exigencias psico-sociales

funcionalidad, estética, protección, status

Respuesta a exigencias de desempeño

seguridad, habitabilidad, desempeño en el tiempo, economía en la utilización (costo de utilización y mantenimiento)

Respuesta a exigencias de optimización de la ejecución

racionalidad, estandarización, facilidad de construir, integración de proyectos, costo de obra

CALIDAD DE LA PRESENTACIÓN

-

Claridad en las informaciones, cantidad y calidad de detalles, informaciones completas, facilidad de consulta

CALIDAD DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE PROYECTOS

-

Plazo, costo de elaboración del proyecto,

CALIDAD DE LA SOLUCIÓN

cliente externo

La Calidad del Programa, al considerar la Calidad del Proyecto, nos interesa sólo desde un punto de vista de Control de Recepción. Para asegurarnos la Calidad de la Solución y la Calidad de la Presentación, debemos Gestionar la Calidad del Proceso de elaboración del Proyecto

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2.4

CONSIDERACIONES SOBRE LA NO CALIDAD EN EL PROYECTO En desconocimiento de la necesidad de relacionamiento entre los profesionales de Proyecto, lo que ha sucedido, y sucede todavía en forma mayoritaria, son Proyectos desarrollados en forma aislada, sin coordinación o sin la debida comunicación entre sus autores. Además, las decisiones tomadas durante el desarrollo de los Proyectos, en general no consideran las particularidades del proceso constructivo, no contribuyendo de esa forma, para mejorar la eficiencia en sus actividades. Junto con lo apuntado actúa el círculo vicioso “bajos honorarios - baja calidad” en el que cada término es a la vez, causa y efecto del otro. CIRIA (1988) incluye entre las causas de errores de proyecto (manifestadas como especificaciones inadecuadas e imprecisas): Χ Mala interpretación de las Necesidades del cliente Χ Uso incorrecto o información desactualizada Χ Mala interpretación de Normas de Proyecto Χ Escasa comunicación entre los diferentes profesionales que intervienen en el Proyecto En relación con la construcción de edificios habitacionales en Brasil, MELHADO & BARROS (1993) complementan, exponiendo un conjunto de dificultades, que llevan a distorsiones en el proceso de Proyecto.- Así, en el ámbito de la iniciativa privada apuntan las siguientes dificultades: Χ Preponderancia de las preocupaciones con el “Marketing” Χ Presiones sobre el proyecto de arquitectura, relativas al plazo para su aprobación por los órganos competentes Χ Postergación de los detalles, en espera del la viabilización de los financiamientos Χ Personalización en las terminaciones de las unidades, de acuerdo al interés del comprador, limitando la intervención del Proyecto. De igual manera, pero en el ámbito de la iniciativa pública, los autores apuntan: Χ Limitación del Proyecto a la caracterización del producto, para cuantificación y presupuestación, necesarias para la licitación Χ Omisión de detalles, o detalles inadecuados, postergando las decisiones de compatibilización para la fase de ejecución de obra. Χ Influencia de intereses políticos en la definición de plazos Χ Responsabilidades indeterminadas entre los agentes intervinientes en el proyecto

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3

GESTIÓN DE LA CALIDAD EN EL PROYECTO Con el fin de Gestionar la Calidad del Proceso de Elaboración del Proyecto, (y en atención a las causas de errores anotadas) deben establecerse directivas para el desarrollo del proyecto, garantizar la coordinación e integración de las distintas informaciones y diseños confluentes y ejercer un análisis crítico de los mismos. En esta etapa, lo usual es que sea el Arquitecto el profesional encargado de la coordinación del trabajo interdisciplinario que significa la elaboración del Proyecto así como el nexo entre los distintos actores vinculados al desarrollo y consecución de la obra arquitectónica (promotor, constructor, usuario).

EMPRENDEDOR

EXIGENCIAS LEGALES

USUARIO

ARQUITECTO

ASESOR DE ESTRUCTURAS

ASESOR DE INSTALACIONES

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OTROS

En el caso de obras de mayor complejidad, es sumamente deseable que quien asume esta función sea un profesional que, además de dominar los aspectos técnicos, tenga experiencia en administración y gerenciamiento. Debería ser un consultor externo al grupo de profesionales proyectistas cuando el emprendimiento adquiere un determinado tamaño o complejidad.

EMPRENDEDOR EXIGENCIAS LEGALES Y DE NORMAS

NECESIDADES DEL USUARIO

ARQUITECTO GRUPO DE PROYECTO PARA PRODUCCIÓN

REPRESENTANTE DEL PROMOTOR

COORDINADOR DE PROYECTO

CONSULTORES: Tecnología Costos Otros OTROS PROYECTISTAS

ASESOR DE ESTRUCTURA

ASESOR DE INSTALACIONES

Dejemos claro que, dicho consultor no es el propietario intelectual del Proyecto, sino el responsable de Gestionar la Calidad del Proceso.

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3.1

DESARROLLO

DEL

PROYECTO

Es conveniente, atento a la complejidad del hecho arquitectónico, la división del proceso de Proyecto en Etapas, (partes sucesivas en que puede ser dividido el desarrollo de las actividades técnicas del Proyecto) en cantidad variable según su grado de complejidad; pues dicha división permitirá: Χ

Definir la intención y contenido de cada parte del Proyecto (diseño, estructura, instalaciones,...) con los elementos técnicos a él relacionados, etapas de trabajo, informaciones necesarias para su desarrollo y productos y servicios a ser obtenidos. (se pueden establecer directrices claras para el trabajo de los proyectistas, facilitando el trabajo de coordinación)

Χ

Normalizar los procedimientos para la elaboración coordinada de los proyectos

Χ

Proporcionar el control de calidad del PROYECTO como un todo (incluidos los diseños de: arquitectura, estructura, e instalaciones; y el trabajo de otros consultores)

Χ

Visualizar la complejidad y la necesidad de interacción entre el Proyecto de arquitectura y todos los estudios complementarios.

Χ

Optimizar la definición de un cronograma y el detalle de los costos estimativos de las obras, a través de proyectos bien concebidos y detallados.

Es también conveniente y aconsejable que se establezca con los proyectistas, en las especificaciones para elaboración del Proyecto, una normalización de representación gráfica y presentación de informaciones. Esta normalización debe incluir principalmente escalas, formatos, simbología y terminología a ser empleadas en la presentación de informaciones, de forma de posibilitar su rápido y fácil entendimiento.

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19

3.1.1 INICIO DEL PROYECTO – RECEPCIÓN DE ANTECEDENTES I.1- Ficha de Informaciones: conjunto de informaciones generadas por el Promotor, o por terceros, a ser brindada a los proyectistas y que es usada en la fase de estudio de viabilidad. Los datos serán presentados en forma gráfica y escrita, conteniendo: Características del terreno; Relevamiento planimétrico; Relevamiento altimétrico; informe de inspección ocular; croquis del terreno con alineaciones, uso y ocupación del suelo y “zoning”. I.2- Programa de Necesidades: conjunto de parámetros y exigencias a las que se debe dar respuesta con la edificación a ser proyectada y que fue formulada en la etapa de Planeamiento y debe ser revisada en la 1ª reunión de proyecto, controlando que se hayan establecido claramente los requisitos de funcionalidad y confort, los niveles de desempeño exigido, la economía del producto, y el significado social del mismo (ver páginas 4 y 5). Una vez elaborado el programa de necesidades, el mismo debió ser contrastado con toda la información recopilada verificando la viabilidad de la construcción, es decir, verificando si el terreno, legislación vigente y costos eran compatibles con los objetivos del cliente expresados a través del programa.

3.1.2 PROYECTO ARQUITECTÓNICO II.1- Estudio Preliminar: concepción y representación gráfica preliminar por parte del arquitecto proyectista, considerando los parámetros y exigencias del programa de necesidades, permitiendo la comprensión del partido arquitectónico adoptado y la conformación de los edificios con la respectiva implantación en el terreno; pudiendo ser analizadas varias alternativas para que se elija aquella que dará origen al anteproyecto. II.2- Anteproyecto: debe ser necesariamente desarrollado a partir del Estudio Preliminar aprobado por el Cliente. El Anteproyecto arquitectónico es la representación preliminar de la solución adoptada para el proyecto, en forma gráfica y de especificaciones técnicas, en que fueran considerados aspectos de tecnología constructiva, pre-dimensionamiento estructural y concepción de instalaciones, de los que resta aun su detallamiento. El Anteproyecto debe contener informaciones que permitan una primera estimación de costos. II.3- Proyecto Legal: Conjunto de elementos extraídos del anteproyecto, conteniendo informaciones técnicas suficientes, en la forma normalizada para la aprobación del proyecto por las autoridades competentes y la obtención de los permisos, registros o cualquier otro documento indispensable en las actividades de comercialización o construcción.

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II.4-Proyecto Básico. Se elaborará a partir del Anteproyecto y deberá contener una graficación profunda y completa de las obras así como todas las memorias y especificaciones necesarias. Se deberá controlar la inexistencia de interferencias entre los diferentes elementos del PROYECTO (estructura, instalaciones,...). II.5- Proyecto para Ejecución: Representación final y completa de las edificaciones y de su entorno; deberá contener todas las informaciones técnicas necesarias para la perfecta comprensión del Proyecto, ejecución de la obra y elaboración del Presupuesto lo que será especialmente controlado.

La comunicación entre los distintos proyectistas, posee un papel importante para la Calidad del Proyecto, debiendo de ser ágil y precisa. 3.1.3

OTROS PROYECTOS III.1- Proyecto para Producción. No debe ser desarrollado en el ámbito del equipo de proyectistas. Debe ser abordado en el ámbito del Constructor, teniendo por objetivo la planificación de la ejecución, su control y la definición de tareas y equipos. Como ejemplo de este tipo de proyecto, se puede citar la elaboración de los proyectos de montaje de encofrados, y la distribución de apuntalamientos de la estructura de hormigón armado, a partir de los datos del Proyecto para Ejecución, conteniendo especificaciones, secuencia de producción y control de estas etapas. Se constituye así el Proyecto para producción de Estructuras. III.2- Proyecto “as Built”. Tiene como objetivo conformar los planos de la obra tal como fue realmente ejecutada. Será parte de la información incorporada para un “Manual de Uso y Mantenimiento” del edificio.

21

22

Decisión de emprender

Condiciones de exposición (Exigencias de desempeño)

Informaciones sobre el proceso constructivo

Normalización y legislación

Información sobre el emprendim.

PP

PE

PB

AP

EP

Constructibilidad

Proy. Producto Arq/Estr/Inst/...

Constructibilidad

Proy. Producto Arq/Estr/Inst/...

Constructibilidad

Proy. Producto Arq/Estr/Inst/...

Constructibilidad

Proy. Producto Arq/Estr/Inst/...

Constructibilidad

Proy. Producto Arq/Estr/Inst/...

Estudios de viabilidad y concepción del Producto

Análisis crítico de proyectos

Compatibilización de Proyectos

Análisis crítico de proyectos

Compatibilización de Proyectos

Análisis crítico de proyectos

Compatibilización de Proyectos

Análisis crítico de proyectos

Compatibilización de Proyectos

Análisis crítico de proyectos

Compatibilización de Proyectos

Análisis crítico de proyectos

Indicadores (calidad y productividad)

informaciones para proyectos futuros

Proyectos "as Built"

Ejecución

Retroalimentacón de proyectp Informaciones para proyectos futuros



Uso y Mantenimiento

Entrega

Evaluación Pos-Ocupación

informaciones para proyectos futuros

3.2

HERRAMIENTAS PARA LA CALIDAD: Diversas herramientas fueron desarrolladas para la obtención de avisos preventivos, dando una garantía adicional de que los nuevos proyectos no causarán problemas en su progreso a lo largo del ciclo de Calidad:

MEJORÍA DE LA CALIDAD •

Desdoblamiento de la función Calidad (conjunto de matrices)

•

Planeamiento de la Calidad.

•

Ingeniería de valor.

•

Método de Tagushi.

GARANTÍA DE LA CALIDAD •

Planeamiento.

•

Análisis Crítica.

•

Calificación de nuevos Proyectos

•

Auditoría.

CONTROL DE CALIDAD •

incluye:

Plan de ejecución y verificación Control de datos básicos (datos de entrada) Control de interfaces Control de modificaciones Control de Pendientes Verificación de Proyecto

23

3.3

CHEQUEO DE CALIDAD EN LA ETAPA DE PROYECTO Querer controlar todo no es una actitud realista. Es pues necesario definir con cuidado la frecuencia de los controles a realizar, de modo que sean suficientes para validar los resultados teniendo en consideración el carácter crítico del producto de baja o ninguna repetitividad. La ubicación del control en el tiempo y en el espacio puede influir considerablemente en su eficacia, por tanto los distintos tipos de control de calidad a realizar sobre un producto deben ser planificados En el diseño del Plan de Control se definen: •

Las obras o partes a ser controladas.

•

Las características de desempeño esperado.

•

Las Normas, Reglamentos y/o Especificaciones de referencia.

•

Los Métodos

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Las Herramientas a utilizar.

Los puntos críticos y los puntos de parada son puntos sensibles del Control de Calidad, correspondiendo los Puntos de Parada a una fase esencial de los trabajos en que el ejecutante debe conseguir la aprobación del promotor o del controlador externo antes de continuar el trabajo (un punto de parada sería por ejemplo el pasaje de la etapa de Estudio Preliminar a la etapa de Anteproyecto, ejerciéndose un Control de Recepción). Por otro lado los Puntos Críticos corresponden a otra fase esencial de los trabajos donde el ejecutante debe obtener la aprobación del control interno antes de continuar (control intermedio dentro de una tarea. Es un control de Producción). Aunque no sea siempre fácil anotar todas las verificaciones, un mínimo de formalización de control es indispensable. De hecho, los documentos que formalizan el control de calidad permiten al promotor confiar en pruebas objetivas y pueden ser un elemento determinante en la resolución de situaciones contenciosas. Por otra parte, el registro de las no conformidades encontradas nos permitirá analizar e identificar sus causas, para tomar las providencias necesarias y no volver a repetir los errores cometidos. 24

El Control Final corresponde a la última verificación de los resultados de las etapas anteriores y es un elemento fundamental de las acciones de recepción de un Proyecto. Parte de los elementos a controlar, deberían ser al menos: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

¿Existieron directrices de Proyecto, Coordinación de Componentes? ¿Existen Proyectos Complementarios y de Producción? ¿Existieron mecanismos destinados a garantizar la integración entre Proyectos? ¿Existió algún mecanismo de selección y evaluación de asesores? ¿Existió Control de Recepción de las etapas de Proyectos? ¿Existió Control de Revisiones de Proyecto? ¿Está normalizada la graficación

25

PARTE II

CONSECUENCIAS DE LA NO-CALIDAD EN LA ETAPA DE PROYECTO 1.

INTRODUCCIÓN:

Como se pudo apreciar en la primera parte de este trabajo, hoy día disponemos de un cúmulo de estudios tendientes a analizar y evaluar la conveniencia de aplicar recursos intelectuales y materiales, concentrados en lo que se denomina en forma genérica “Gestión de calidad”. Ésta, aplicada en la fase de proyecto, es uno de los componentes más importantes de la calidad global del edificio y cuanto más avanzamos en las distintas fases de concreción de una obra, menos posibilidades tenemos de influir en la reducción de costos provocados por patologías. (Lámina 1). Quizás para el que en su quehacer cotidiano como proyectista se ve enfrentado a diseñar obras que no son de gran envergadura, ni por tamaño, complejidad, u otros factores, (y que generalmente somos los más) podrá pensar que todo esto está muy bien para aquellas grandes obras, las cuales les tocan a los menos. Pero si salvamos esta primera fase de acercamiento al tema, podremos llegar a percibir que esta interpretación es errónea, y nos daremos cuenta de la cantidad de beneficios que nos podrá aportar “la gestión de calidad” en una aplicación adecuada y ajustada a la escala que estemos trabajando. Viendo el tema por la negativa podemos decir que la “no-calidad” engendra fallas y patologías, estemos trabajando a la escala que sea, pudiendo ser estas fallas mucho más comprometedoras proporcionalmente en un pequeño emprendimiento que en otro grande. Trataremos de mostrar que hoy día nuestra realidad está exigiendo un cambio en la forma de actuar, para buscar disminuir los errores comenzando desde el diseño. Esto lo haremos a través del análisis de la importancia y alto nivel de incidencia que tienen estos fallos, más allá de que se produzcan en un tipo de obra o en otro, y ejemplificaremos con casos extraídos de nuestro entorno construido que nos parecen esclarecedores de estos conceptos. 2.

CARACTERÍSTICAS GENERALES:

(Lámina 2) En estudios estadísticos realizados en países europeos nos encontramos con que se ha llegado a resultados que son ilustrativos de la trascendencia que tienen, a juzgar por las cifras, los fallos de servicio de los edificios cuyo origen se encuentra en errores de proyecto. Promedialmente podemos ver 1

que entre un 40 y un 45 % de los fallos se ubican dentro de la etapa de proyecto. En nuestro medio sin contar con estudios de este tenor nos atreveríamos a arriesgar que de haberlos no escaparíamos a cifras similares o aún mayores. Ante esta evidencia es fácil concluir que si se realiza una gestión de calidad en esta fase proyectual estaremos tendiendo a disminuir en muy buena medida la aparición de problemas patológicos. Esto de por sí sería argumento suficiente para poner especial énfasis en aplicar todas las herramientas disponibles en lo que a gestión de calidad se refiere; pero creemos que esta trascendencia va más allá del hecho cuantitativo que acabamos de exponer. Si analizamos este fenómeno desde el punto de vista cualitativo y abarcando el espectro más amplio de las afectaciones que puede sufrir un edificio u obra civil, nos vamos a dar cuenta de que generalmente las patologías que provienen del diseño tienen las siguientes características: I) II) III) IV) V) I)

Más difíciles de identificar en la obra construida. Más difíciles de corregir que las que tienen otros orígenes (ejecución, uso). Implican intervenciones más profundas. Tienen un efecto en cadena y tienden a agravarse con el tiempo. Su resolución es más cara. Son más difíciles de identificar en la obra construida.

Este punto es de suma importancia, dado que este hecho hace que en innumerables ocasiones el usuario o mismo el empresario que se dedica a realizar tareas de mantenimiento y recuperación, y por qué no decirlo muchas veces nosotros mismos los profesionales arquitectos o ingenieros, tendemos a buscar terapéuticas para corregir los deterioros visibles en los edificios, obviando una etapa que siempre debería ser previa a toda toma de decisión en cuanto a la terapéutica a aplicar; estamos hablando de la realización de un diagnóstico, con todo lo que él debería involucrar. La realización de un diagnóstico implica relevar los síntomas, conocer los mecanismos, identificar sin lugar a dudas los orígenes y las causas de los daños en un edificio u obra civil, e inferir las consecuencias que ellos implican. Este cometido no se logra con una simple inspección ocular, hecho que lamentablemente se ve como procedimiento muy difundido aun en aquellos casos que implican conformar un informe sobre el que se basará una sentencia judicial. Creemos que el diagnóstico así encarado es la única herramienta válida para dictaminar sobre bases sólidas e incontrastables en qué etapa y por qué se produjo el fallo, y esto se logra haciendo en principio, sí, una inspección ocular a título de actuación preliminar imprescindible, pero a partir de allí el investigador deberá, según los casos, plantear los estudios complementarios que le puedan llevar a afirmar o descartar una hipótesis, o descubrir los orígenes de la patología. Estos estudios complementarios podrán consistir en: recabar la mayor cantidad de antecedentes, estudiar los recaudos, plantear la realización de cateos, pruebas, análisis de procedimientos y materiales, etc. (algo así como la historia clínica del caso), esto nos 2

lleva a mencionar que este es en la mayoría de los casos un trabajo de tipo interdisciplinario dado que nos tenemos que valer de otras áreas de la ciencia y el conocimiento. Que esta información recabada sea la adecuada y la necesaria dependerá, como en cualquier actividad, de la habilidad, conocimiento y experiencia del investigador y su grupo de colaboradores. De la evaluación de todo lo actuado surgirá con fundamentos y pruebas la posibilidad de acceder a la instancia de recomendar terapéuticas y caminos a seguir para la solución del problema al que estemos enfrentados. Actuar de esta manera nos estará ahorrando el realizar intervenciones que solo “arreglan” las consecuencias y no el origen de una patología, lo que evitará que el problema se repita, porque de lo contrario lo que produjo el deterioro seguirá incorporado al edificio u obra civil. Entonces, cuando decimos que un problema de diseño es de los más difíciles de identificar, hay mucho de que al no haber por lo común en nuestro medio la costumbre de hacer un diagnóstico de este tipo, que llegue a la raíz de un problema, nos encontramos con que es habitual que un error de diseño que encierra potencialmente el germen de muchas patologías, quede camuflado detrás de los deterioros que él ocasionó, atribuyéndose el origen a obsolescencia de los materiales, errores de ejecución, o fallas de uso. Pero aun haciendo un diagnóstico concienzudo, el que un fallo de diseño sea asociado a un detalle constructivo mal resuelto o no pensado desde el proyecto dependerá en buena medida del conocimiento de construcción del profesional interviniente y la capacidad de sus colaboradores en sus áreas respectivas. Al ser el diseño campo de innumerables búsquedas, hace que muchas veces una solución que es correcta en un proyecto no lo sea en otro por sus particularidades formales, proceso de ejecución, u otros factores; por lo que más que aplicar recetas habrá que basarse en principios, propiedades y en un uso inteligente de la tecnología disponible. II)

Son más difíciles de corregir.

Esta aseveración se basa en que cuando estamos hablando de una patología cuyo origen se asocia a un error de diseño, frecuentemente es más difícil intervenir de forma que el resultado sea el de lograr que el diseño se ajuste a lo que hubiera sido deseable realizar desde un principio. Es decir que generalmente nos vemos obligados a realizar diseños alternativos que tiendan a suplir las carencias que aquejan al diseño original. Esta situación acarrea en algunos casos cierto grado de incertidumbre, dado que se crean detalles constructivos particulares para aplicar a situaciones particulares lo que hace que no haya experiencia previa para el caso que enfrentamos. Por ello tenemos que basarnos en hipótesis de cómo se comportará la terapéutica adoptada. 3

En comparación es más frecuente resolver fácilmente la terapéutica a aplicar ante errores de ejecución o uso, debido a que en el primer caso, y en principio, sería suficiente utilizar exactamente la misma aplicación pero siguiendo las normas del buen construir, y en el segundo caso eliminar el uso inadecuado del componente constructivo afectado. Es lógico que con nuestro afán creativo ensayemos nuevas formas, nuevos materiales, nuevos usos de los materiales ya conocidos, nuevas técnicas y tecnología en general. Conscientes de ello, debería ser igualmente lógico que aplicáramos, en la misma proporción a lo novedoso de nuestro proyecto, todos los instrumentos disponibles de gestión de calidad. Con ello estaríamos maximizando las posibilidades de detectar en etapas tempranas del proceso las fallas que pueden encerrar el uso inadecuado de soluciones que no cuentan con una tradición y una experiencia previa. III)

Implican intervenciones más profundas.

También cuando hacemos esta aseveración no estamos queriendo decir, al igual que en los casos anteriores, que esto sea una regla que siempre se cumpla, estamos expresando que hay una predominancia, una tendencia a que así sea. Este punto se ve avalado en el hecho de que implican actuar sobre la esencia de la concepción del objeto, los errores de diseño generalmente aquejan a elementos más inamovibles, y difíciles de modificar, muchas veces obligan a demoler elementos que se encuentran en buen estado para acceder a ellos. Esto nos lleva a destacar la importancia de incorporar el factor tiempo en relación a la vida útil y mantenimiento de los materiales a utilizar en cuanto a su ubicación relativa. Es decir, el acceder a un elemento constructivo, ya sea para realizar tareas de mantenimiento o sustitución, no debería implicar la afectación de otros con una expectativa de vida mayor. Cuanto más esencial para la vida y funcionamiento de un edificio sea el elemento mal diseñado, más importante será la intervención a que nos veremos enfrentados. Cuando se llega a casos extremos, y no queda otra solución que la demolición de uno o más componentes, tendremos que valernos de una infraestructura más importante para salvaguardar la seguridad, y la integridad de otros componentes constructivos no afectados. IV)

Tienen un efecto en cadena y tienden a agravarse con el tiempo.

El efecto en cadena se produce fundamentalmente en dos sentidos: en primer lugar, un error o carencia en el diseño puede crear las condiciones para que en las etapas subsiguientes se generen otras fallas, es decir un diseño que no contemple los detalles y requerimientos que exigirá una determinada ejecución, está impidiendo de partida que ésta se lleve a cabo de acuerdo a las normas del buen construir, por otra parte un diseño que no prevea un uso quizás eventual, pero posible, de 4

determinado elemento, también puede estar generando una falla futura de uso que hubiera sido evitada con un diseño que lo contemplara. En segundo lugar, un error producido en la etapa de proyecto puede influir en la afectación o degradación de otros componentes constructivos que considerados en forma aislada no tendrían evolución hacia patologías, o sea un diseño erróneo encierra en sí mismo el germen de patologías que terminarán afectando a otros elementos o componentes constructivos relacionados con él. El concepto de que tiendan a agravarse con el tiempo deviene en parte de este efecto en cadena descripto, ya que todos los efectos nocivos colaterales no aparecen todos juntos y de un día para el otro, sino que la falla de diseño afecta a uno o más elementos o componentes constructivos y cada uno de ellos puede tener a su vez un efecto multiplicador afectando a otros. Por otro lado este concepto se completa con el hecho de que cada problema en sí mismo, en la medida que no se actúe para frenarlo, evoluciona hacia etapas más avanzadas de afectación, por lo cual, cuanto más tarde se aborde el mismo, mayor será la distancia que habremos recorrido en la gráfica que iría indicando el porcentaje de deterioro del mismo. V)

Su resolución es más cara.

Este punto es un poco la consecuencia lógica de los cuatro anteriormente expuestos, es decir, si estamos hablando de que son más difíciles de identificar, más difíciles de corregir, implican intervenciones más profundas y tienen un efecto en cadena; es fácil colegir que posiblemente sean las más caras de resolver, y diríamos que no sólo financieramente sino también intelectualmente. Pero quedándonos con el aspecto meramente financiero podemos valernos de una gráfica (Lámina 3) Ley de evolución de los costos de Sitter, citado comúnmente en libros especializados, en el cual se sostiene que un problema detectado en etapas del proceso de concreción de una obra hace que el costo de corregirlo vaya aumentando en progresión geométrica de razón 5 de etapa en etapa, por lo cual si un error de proyecto es detectado dentro de esta etapa su corrección tendrá un costo valor 1, en la etapa siguiente su costo será 5 hasta llegar a 125 en la última etapa. Una vez más se reafirma la importancia de incorporar la gestión de calidad en el proyecto. Por último cabe recordar que en forma general los problemas de patologías implican, cualquiera sea su origen, pérdidas económicas y materiales, trastornos e interferencias y mayores riesgos - dado que habitualmente se trabaja en convivencia con el usuario -. 3. EJEMPLOS:

5

3.1

Ejemplo 1

A modo de ejemplo que ilustre estos puntos que desarrollamos vamos a exponer un caso cuya aparición es muy común en edificios de nuestro medio, aún en aquellos de larga data. Estamos haciendo referencia a la solución constructiva de terrazas con evacuación de agua del tipo de “caída libre”.(Fotos 1,2,3,4,5,6 y7). Somos llamados por los usuarios de un edificio para que “encaremos” la recuperación de una fachada cuyos síntomas visibles son casi siempre los que se detallan: (Fotos 8 y 9)

En los frentes de las terrazas: a) caída de piezas de revestimiento. b) fisuras longitudinales. c) formación de sales eflorescencias etc. En los cielorrasos a) armaduras oxidadas en zonas cercanas a los bordes. b) pinturas ampolladas. c) manchas de humedad. d) revoques caídos. e) fisuras longitudinales.

Luego vienen las interpretaciones y las posibles soluciones propuestas al problema. El usuario dice: “la culpa la tiene la vecina de arriba que se pasa regando las macetas que puso en la terraza” (y no estamos caricaturizando). El empresario o albañil que se dedica a realizar trabajos de reparación pudo argumentar que el revestimiento ya cumplió su vida útil, o que fue mal colocado (en casos que como éste ya fue cambiado y volvió a fisurarse y caerse), y que por ello se producen desprendimientos. Algún técnico más avezado propone levantar los pavimentos y hacer nuevamente la capa impermeable. Podríamos seguir agregando interpretaciones y soluciones a esta lista. Todo esto se da como resultado de inferir que ante determinados síntomas perceptibles a simple vista (desprendimiento y fisuras de revestimiento, caída de revoques, oxidación de armaduras, manchas de humedad, etc.) estamos ante problemas de obsolescencia, de ejecución, de falta de mantenimiento o mal uso. 6

Hay una tendencia a sustituir o reparar los elementos constructivos afectados, pero no a investigar el verdadero por qué ni el cómo de la aparición de este evento no deseado. El problema no empieza y termina en sí mismo, siempre tiene relación con factores que incidieron para que ocurriera. Si se me permite el paralelismo, esta forma de actuar es como si un médico tomara la decisión de operar a un paciente con sólo mirarlo sin haber hecho u ordenado los estudios o análisis previos pertinentes. Esto no se le pasaría por la cabeza a un médico y difícilmente el paciente entraría voluntariamente al quirófano si no se le ha demostrado con elementos fundamentados científicamente que en su caso es necesaria una determinada intervención. Sin embargo esto que parece tan lógico en el campo de la medicina no lo es tan así en el campo de las patologías constructivas. Ahora, si actuamos frente a este caso como un “médico responsable”, los análisis y estudios previos son imprescindibles para el diagnóstico del cual hablábamos y sobre el cual nos basaremos para decidir el tipo de intervención. Partimos de reconstruir el corte constructivo existente, aún haciendo cateos si disponemos de planos, porque no todas las veces se construye de acuerdo a los planos.(Lámina 4) Ahora si analizamos esta imagen veremos cómo normalmente se resuelve la terraza. Se hace sobre la losa un alisado de arena y portland y sobre él una capa impermeable, después según los casos y tamaños de terraza puede ir un relleno para darle pendiente, y sobre este el pavimento con su mortero de toma. El frente de la terraza se reviste o revoca. Frente a esta solución ¿cómo actúa el agua pluvial o del lavado?. El pavimento tarde o temprano admite el pasaje de agua a su través, ya sea por estar hecho con material no impermeable, ya sea por sus juntas, o por fisuras y microfisuras que es muy común que se produzcan por dilataciones y movimientos de diferentes orígenes. El agua que pasó llega hasta la capa impermeable, y de allí en adelante no hay ningún mecanismo previsto de cuál es el destino final de ella: nos encontramos con que queda virtualmente confinada. La masa de material que va del nivel de piso terminado a la capa impermeable queda condenada a estar embebida en agua prácticamente sin solución de continuidad. Aquí entran a jugar un rol preponderante los detalles constructivos no meditados, por un lado la capa impermeable no tiene continuidad con el mortero de toma del revestimiento, este a su vez no es una masa continua por detrás de la pieza de terminación. Resultado: el agua filtra por detrás de las placas y migra de esta manera por debajo de la impermeabilización. Por otro lado la masa por encima de la capa impermeable actúa como placa independiente con un coeficiente de dilatación diferente al de la estructura sobre la cuál apoya (Fotos 10 y 11). Esta situación provoca la fisura longitudinal horizontal en los frentes de las terrazas siempre que el tipo de revestimiento tenga juntas horizontales o que el mismo sea lo suficientemente 7

débil para que este empuje lo marque. El agua encuentra por aquí una segunda vía de salida pero también de entrada cuando llueve con viento. Después los agentes atmosféricos y el tiempo hacen su trabajo en forma más o menos rápida, surgiendo todos los defectos que se describieron en la última lámina. Hasta que se llega a la instancia en que se entiende que es necesario realizar una recuperación, se cambia el revestimiento, se tratan las armaduras afectadas se revoca, se pinta, y hasta en algunos casos se levanta el pavimento y se rehace la impermeabilización en idéntica forma a la existente. El resultado es que la historia se repite tantas veces como se actúe sin identificar el origen, que es sin lugar a dudas un diseño que no contempla en forma correcta el funcionamiento del sistema en su totalidad. Como dijimos más arriba, no se trata de dar recetas de diseño, sino más bien en poner énfasis en principios y mecanismos de funcionamiento. Para este caso lo más elemental sería pensar que si se puso una capa impermeable es porque se supone que el agua tiene posibilidades de llegar hasta allí, y si el agua llega hasta allí el siguiente paso es pensar ¿qué destino final le estamos dando a esa agua que ingresó?, y por último, si no disponemos del destino de esa agua ¿qué efectos tendrá esa agua retenida?. Con estas simples consideraciones estaremos arrancando por el camino más correcto para reconocer que tenemos un problema de diseño entre nuestras manos, ya sea en una obra a construirse o sobre una ya concretada. Para este caso pueden existir varias soluciones diferentes que variarán según los casos, pero que siempre tendrán que tener en cuenta estas consideraciones. Aunque dijimos que no hay que dar recetas, para que no parezca que no nos jugamos a plantear una solución, expondremos una posibilidad que se podrá aplicar en determinados casos y que no quita que pueda existir una mejor. La solución correctiva consiste en originar una junta o buña horizontal pasante en el revestimiento, coincidente con el nivel de la capa impermeable, ésta tendrá una doble función, por un lado aplicando el viejo refrán “si no puedes con tu enemigo únete a él” lo que estamos haciendo es “incorporar la fisura” a nuestro diseño bajo la forma de una junta. No evitamos que la placa por encima de la capa impermeable dilate, pero le estamos permitiendo este movimiento sin que dañe ningún componente del sistema. La otra función de la junta es la de permitir “puentear” la impermeabilización existente o la nueva con el revestimiento, salvando el material de toma. De esta manera esta junta se estará comportando también como vertedero del agua que traspasó el nivel de piso. (Lámina 5) Por último, haciendo referencia a las características que planteamos para las patologías que derivan de un error de diseño, podemos decir que este ejemplo fue difícil de identificar, habida cuenta de las décadas que se lleva ejecutando y volviéndolo a repetir. En segundo lugar fue difícil corregir dado que implica modificar el diseño original y ajustarlo en cada caso. En tercer lugar implicó una intervención más profunda ya que afecta a la concepción del detalle constructivo interesando desde la estructura a los materiales de terminación. En cuarto lugar tuvo una acción 8

en cadena afectando progresivamente a otros elementos que en sí mismos no tenían problemas; y que fue caro de corregir creo que no es necesario explicarlo, basta con hacer la sumatoria de todos los componentes y elementos constructivos que hubo que arreglar. 3.2

Ejemplo 2 Caso de revestimiento de cerámica armada. (Fotos 12,13,14,15,16 y 17).

En este caso que vamos a pasar a plantear los signos y síntomas visibles de degradación son: a) Fisuras en jambas, antepechos y dinteles de aberturas. b) Fisuración y desprendimiento del material cerámico de revestimiento. c) Oxidación de armadura vinculante. En este caso la interpretación más aceptada a priori era que estos fenómenos habían sido producidos por el efecto de la onda expansiva de detonaciones efectuadas en las cercanías. Como en el caso anterior se efectuaron cateos de manera de determinar en primer lugar el “corte” constructivo del paramento exterior del edificio, es decir poder visualizar los diferentes materiales que lo componen y su ubicación relativa. Se pudo relevar que el paramento está realizado según lo especificado en el detalle (Foto 18 y Lámina 6), a saber: (yendo desde el exterior al interior) a) b) c) d) e) f)

Pieza cerámica hueca enhebrada con varillas de hierro común. Cámara de aire. Emulsión asfáltica, (no en todos los casos). Capa de arena y portland (posiblemente hidrofugada). Paramento interior (no cateado). Revoque interior tratado según cada unidad con distintas terminaciones (empapelado, enduído, pintura, etc.)

Por otra parte se pudo relevar importante información relacionada a las patologías estudiadas consistente en los siguientes puntos: a) Existe un deficiente vínculo (bigotes) entre la “pantalla” exterior de cerámica y el paramento interior. Los mismos se presentan en las zonas cateadas en bajo número y mal distribuidos. (Foto 12). b) Se pudo comprobar además la inexistencia de “aletas” intermedias a nivel de losas que oficien de apoyos intermedios. (Foto 12). c) Las esquinas presentan escasos vínculos tipo “llaves” en “L” que traben las pantallas de cerámico de manera que trabajen de manera más solidaria. (Foto 12). 9

d) La oxidación de las armaduras que estructuran la pantalla es un fenómeno generalizado. e) La presencia de huecos tipo alvéolos creando discontinuidad en el llenado con mortero de los huecos del revestimiento cerámico. . (Foto 16). f) La presencia de hierros mal posicionados dentro del hueco del cerámico, quedando la varilla contra la pared del mampuesto y no inmersa en el material de relleno (Foto 12). g) El color del mortero se presenta muy “blancuzco” como realizado con algún componente que no es estrictamente arena y portland. (Foto 17).

Los estudios y cateos realizados permiten concluir que el edificio padece de una patología grave en lo que respecta al revestimiento exterior. Los orígenes de esta problemática se encuentran principalmente en el diseño y en la ejecución, concurriendo al agravamiento del fenómeno agentes externos de relevancia, como lo son el enclave en un ambiente de tipo marítimo y la particular situación a la que se vio enfrentado el edificio por efecto de las explosiones efectuadas en las inmediaciones. Esta aseveración se sustenta en el hecho de que de las actuaciones realizadas se desprende que, la “pantalla” de revestimiento tiene una sumatoria de elementos que debieron ser diseñados y ejecutados de diferente manera, a saber: En cuanto al diseño: a) Se debería haber previsto algún elemento tipo “aleta” o similar que oficiara como apoyo intermedio, esta omisión hace que el revestimiento trabaje como una “pantalla” sin solución de continuidad con una altura que varía entre 14 y 15 pisos de (aprox. 36 m a 40 m) según aquella nazca desde el nivel del suelo o de la aleta de la losa sobre planta baja. b) El mampuesto utilizado debería haber contado con huecos más grandes de manera de facilitar el colado del mortero de relleno de los mismos. c) Haber especificado que cantidad de “bigotes” debían colocarse por metro cuadrado de revestimiento, y en caso de haberlo hecho, haber controlado en obra que se cumpliera con ello. Al no haber “aletas” hubiera sido aún más necesario extremar las vinculaciones mediante “bigotes”. d) El trabado de los distintos planos de revestimiento debería haberse diseñado de manera de asegurar el anclaje entre ellos. Tendría que haberse por lo menos especificado una mayor cantidad de “llaves” tipo “L” lo que hubiera contribuido a la no aparición de fisuras en las aristas ya que estas estarían impidiendo la separación 10

de los muros. En caso de haberse especificado mayor cantidad de vínculos la falla estuvo en la dirección de obra que no controló la colocación de los mismos. En cuanto a la Ejecución: a) Aún reconociendo que la pieza de revestimiento es poco apropiada para realizar un correcto colado de mortero (que llene completamente los huecos), hubiera sido por lo mismo necesario extremar los cuidados en la ejecución, de manera de evitar la conformación de alvéolos vacíos, como lo podría haber sido la utilización de un mortero más fluido y/o efectuar el llenado cada pocas hiladas. b) Se debería haber controlado que aún quedando lleno el hueco del cerámico, la varilla enhebrada en él quedara posicionada en el centro del hueco logrando de esta manera la protección mas efectiva de la misma. c) En los perímetros de las aberturas hubiera sido conveniente prever en la línea de unión entre muro exterior (pantalla de revestimiento) y el muro interior un “puenteo” sobre esta línea, máxime que la emulsión asfáltica que remata contra la abertura crea una discontinuidad por falta de adherencia con el revoque. En cuanto a los agentes externos A partir de estas constataciones es dable esperar que toda acción externa encuentre el “campo fértil” para actuar de forma desfavorable. Por un lado tenemos como ya se dijo un enclave frente al mar que hace que el ambiente sea más agresivo para los elementos constructivos en general y particularmente para el hierro. También influye el hecho de que al ser un lugar muy abierto el viento ataca con mayor fuerza y que asociado a la lluvia provoca una mayor penetrabilidad de ésta sobre los componentes de fachada. Por otro lado tenemos la acción de las ondas expansivas de las explosiones efectuadas en las cercanías, de las cuales no se tiene registro en cuanto a su magnitud (por lo menos que esté en relación proporcional a la cantidad de detonaciones). Por no contarse con actas notariales que certifiquen el estado del edificio en forma previa a realizarse el “barrenado”, los elementos de juicio no son cien por ciento fehacientes en cuanto a la incidencia de éstas en las problemáticas que enfrenta el edificio. De todas maneras se cuenta con las afirmaciones de gente de este edificio y de los circundantes en cuanto a la coincidencia de la aparición de fisuras en el momento de las explosiones, así como el agravamiento de otras fisuras incipientes y el reaparición de otras que habían sido reparadas. Los efectos posibles sobre la estructura se ven remarcados por el hecho de que hubo rotura de vidrios y hasta el arrancado de una ventana por efecto de la onda expansiva. Como ya se dijo, al ser la solución del revestimiento de fachada deficitario en varios aspectos, no era una estructura preparada para soportar esfuerzos inusuales como lo son las ondas expansivas de las explosiones.

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En cuanto al manejo de posibles soluciones al revestimiento de fachada, si se dejara de lado el factor económico lo más recomendable sería demoler todo el revestimiento de la fachada y diseñar uno alternativo que contemple la corrección en las normas del buen construir. Al día de hoy no se ha emprendido la aplicación de una terapéutica en forma generalizada, solo se han hecho intervenciones aisladas en donde se reconstruyó algún sector con el mismo procedimiento y materiales existentes. Se estuvo estudiando una posible solución cuya concreción quedó trunca por motivos económicos. En líneas generales, se buscó diseñar una terapéutica integral de recuperación que tendiera a detener el fenómeno degresivo que está sufriendo el sistema de revestimiento, complementado con intervenciones puntuales en las zonas donde la degradación se presenta más avanzada. Está claro que la degradación que está sufriendo la armazón de hierro del revestimiento no es reversible, por lo que sólo se puede aspirar en primer lugar a detener el proceso y en segundo lugar complementar o suplir en la medida de lo posible las armaduras y sustituir piezas deterioradas. El tratamiento que se propuso es en base a un inhibidor de corrosión que está diseñado para detener este tipo de fenómenos en armaduras de hormigón armado. Por ser la situación que estamos tratando un caso que no se encuadra dentro de lo que se puede clasificar como hormigón armado y tampoco está dentro de las situaciones típicas a las que nos podemos ver enfrentados con los procedimientos constructivos utilizados en nuestro medio, es que estimamos conveniente tomar precauciones complementarias en la implementación del procedimiento propuesto. Por lo antes expuesto es que se realizaron consultas previas con el fabricante del producto a emplearse, y este a su vez con la casa matriz para que asesorara sobre su aplicación en la situación a la que nos vemos enfrentados. Siendo que la respuesta fue en buena medida positiva se decidió seguir adelante con el diseño de la terapéutica a aplicarse. Se propuso realizar una prueba en un pequeño sector de manera de poder evaluar los resultados de la aplicación en lo inmediato, ya sea para ver si el producto fue capaz de “migrar” hasta las armaduras, y también cuales serían los efectos secundarios como lo podría ser un posible manchado de las piezas cerámicas (eventualidad que se podría dar de acuerdo al asesoramiento recibido). Estas serían en principio las previsiones que serían deseables realizar para la toma de decisión de una aplicación masiva de este producto Este procedimiento deberá ser complementado con hidrolavado previo y además por la colocación de llaves en “L” en las aristas de los cambios de planos. Por otra parte habrá que juzgar “in situ” a medida que avancen los trabajos la 12

necesidad de realizar “costuras” con hierro en zonas donde se presenten situaciones que ameriten suplir las armaduras. Habrá que tratar concomitantemente las fisuras que hay por separación de hiladas en vertical y en horizontal con mortero hidrofugado y “costuras” con llaves. También serán objeto de un tratamiento particular los dinteles y jambas de las aberturas que se encuentren fisuradas, los mismos serán tratados retirando las piezas rotas, colocando nuevas y realizando la recuperación de las armaduras. Se terminará el tratamiento con un hidrolavado y la aplicación de una protección superficial mediante pintura. Como dijimos esta terapéutica no ha sido aplicada y sin duda requeriría algunos ajustes de realizarse la prueba a escala. Si analizamos este ejemplo de acuerdo a las características planteadas se puede decir: En primer término, como en el caso anterior, hubo por parte del usuario e incluso por parte de algún profesional, una asociación equivocada del origen de lo que sucedía en el edificio, y a partir de la realización de un diagnóstico se pudo clarificar que el origen de la patología fundamentalmente se encuentra en una sumatoria de errores de diseño. En segundo lugar se puede ver que, al ser un hecho ya consumado no resulta nada fácil corregir el diseño, ni es nada fácil diseñar una terapéutica que acerque al sistema de revestimiento a las características que hubieran sido deseables tuviera desde un principio. En tercer lugar implica una intervención más profunda dado que la demolición total del mismo no es una opción descartable. Este carácter también lo vemos asociado respecto a que una solución correcta, implicaría actuar sobre la esencia de la concepción del sistema, cambiarle la forma a la pieza cerámica es imposible, y realizar aletas intermedias sería sumamente dificultoso. En relación a la cuarta característica, también se puede verificar que existe un efecto en cadena y que tiende a agravarse con el tiempo, dado que las carencias en el diseño provocan el deterioro progresivo de los elementos constitutivos del sistema de revestimiento. Por otra parte es claro que este efecto también se da en el sentido de que el diseño tuvo una incidencia preponderante en las fallas de la etapa de ejecución, dado que lo que se puede entender en este caso como error de ejecución, responde en un alto porcentaje a las dificultades que el diseño plantea. Estamos hablando por ejemplo de la dificultad de llenado de los huecos del cerámico y del posicionado de la varilla de hierro dentro de este hueco para que quede rodeada de material. La última característica enunciada también se da para este caso, dado que cualquiera sea la solución que se adopte implicará una fuerte erogación.

3.3

Ejemplo 3 Caso de superposición de materiales con diferente vida útil. (Foto 19). 13

Este caso lo incorporamos para ser expuesto para poner de manifiesto fundamentalmente la importancia de tener en cuenta el factor tiempo en relación a la vida útil y mantenimiento de los materiales a utilizar en cuanto a su ubicación relativa, como lo destacábamos en el punto III, sin dejar de aparecer también las otras caracerísticas detalladas. Lo que vemos aquí es un retiro frontal de un edificio; por debajo de esta área a nivel de subsuelo avanzan los garajes. Aquí los síntomas visibles son manchas de humedad en los garajes tanto en la losa como en el muro de contención, así como filtraciones por la losa. En estas situaciones es normal que se relacione en forma directa el pasaje de agua, con problemas en los canteros, y se procede, muchas veces sin más trámite, a vaciarlos y reimpermeabilizarlos, se hace incluso a posteriori una prueba hidráulica llenando la batea que conforma el cantero con agua, comprobando que en esta situación no filtra. Después de recolocar la tierra y las plantas, sucede que empieza a llover y el agua vuelve a aparecer de igual forma a lo que acontecía antes de la intervención. Una vez más vemos que se encaró el problema en forma errónea, nadie investigó que pasaba por debajo de la zona pavimentada, tanto en el retiro como en la vereda, y tampoco se investigó que pasaba con los muretes perimetrales de los canteros por su cara exterior.(Lámina 7). Si estudiamos el corte constructivo, podremos analizar como están solucionados los detalles de diseño. Por un lado hay toda una preocupación de terminar dentro del cantero la impermeabilización en forma correcta, pero cuando pasamos a la cara exterior nos encontramos que no se previó que también desde este lado hay que impedirle al agua que penetre. En tal sentido es muy común, aun habiéndose realizado una capa impermeable en la cara exterior del pretil, no haberse previsto como se resuelve la discontinuidad entre impermeabilización exterior e interior del cantero.(Foto 20). Habría toda una serie de aspectos que se podrían detallar en este caso, pero para no extendernos, queremos resaltar el motivo que nos llevó a mostrar este ejemplo. En la zona pavimentada nos encontramos con una impermeabilización tradicional de base asfáltica. El pavimento por encima de esta capa impermeable era un monolítico hecho in situ en forma impecable, y con una perspectiva de vida útil muy grande. Sin embargo dado que la capa impermeable colocada por debajo de él no estaba acorde a la duración que se podía prever del pavimento, no quedó mas remedio que sacrificar a este último para renovar la impermeabilización. Como podemos ver, aun cuando los detalles constructivos estuvieran bien diseñados desde el punto de vista formal, nos está quedando un margen que estimamos que también puede clasificarse como error de diseño, ya que de haberse hecho un pavimento con las características reseñadas en cuanto a su vida útil, pero fácilmente removible (por ejemplo un empalomado), o una impermeabilización y un pavimento de vidas útiles similares, la situación descripta no se hubiera dado. 3.4 Ejemplo 4

14

Caso de humedad en el sector superior de muros dobles con cámara de aire que dan al exterior. En este caso los síntomas visibles desde el interior son manchas de humedad, filtraciones de agua y eventualmente una fisura horizontal. Las interpretaciones habitualmente se vinculan a problemas de impermeabilización de azotea. El conjunto de actuaciones que se realizaron para la confección de un diagnóstico permitieron llegar a detectar las situaciones que se detallan a continuación. a) Se pudo relevar el corte constructivo de la medianera, constatándose que se trata de un muro doble con cámara de aire. Se verificó también que existe capa impermeable de arena y portland en la cara exterior del muro interior, sin terminación complementaria de emulsión asfáltica o similar. b) El cateo mostró la presencia de una fisura de andamiento horizontal en la línea de unión entre la viga estructural y la mampostería (ver Foto Nº21). c) El picado del pretil dejó al descubierto que la fisura ya visible a simple vista en la cara superior del pretil de la azotea tiene carácter de grieta, es decir que atraviesa toda la masa de material de coronamiento del muro medianero (ver Foto Nº 22). d) Realizada la prueba hidráulica se constató en primer lugar que el agua filtra abundantemente por la grieta descripta en el punto c (en la cara superior del pretil). El agua penetra de esta manera en la cámara de aire del muro medianero deslizándose por la superficie de la capa impermeable. Por encontrarse esta última fisurada (fisura horizontal) el agua tiene una vía de penetración hacia el interior de la, (ver Foto Nº 21). También se verificó que otro lugar de penetración es la presencia de elementos puntuales, como lo son los bigotes de anclaje entre muros. La capa impermeable alrededor de ellos presenta una discontinuidad que permite la filtración de agua. Cabe la posibilidad de que esta situación detectada aparezca en otros pisos inferiores, aunque con menor incidencia por ser puntos más alejados de la grieta del pretil. Las soluciones planteadas previamente estuvieron mal enfocadas, dado que el pintar la cara exterior del muro exterior o la de reimpermeabilización de azotea que se llevó a cabo, no resolvían el problema. Una solución adecuada pasa en este caso por contemplar dos cosas: el detalle constructivo de remate a nivel de pretil de ambos muros no está resuelto , y por otra parte la fisura que se origina en la unión entre mampostería y estructura por movimientos de diferentes orígenes, tampoco. Por lo que resolviendo ambas situaciones no habrá necesidad de otras actuaciones complementarias. 15

Ambas fisuras deben ser consideradas con un comportamiento de carácter dinámico, y como tales habrá que tratarlas, ya sea en la etapa de proyecto o como en la de mantenimiento correctivo. De igual manera que en los casos anteriores nuevamente se pone de manifiesto que cualquiera sea la etapa de intervención, la problemática pasa por resolver un detalle constructivo. 4. CONCLUSIONES: Podríamos seguir enumerando ejemplos que abarcarían un amplio espectro de afectaciones derivadas de un diseño erróneo, tocando desde las fundaciones hasta el punto más alto de un edificio como son los tanques de agua y pasando en esta recorrida por muros, encuentros de distintos materiales, empotramientos, resolución de azoteas, etc, y todos ellos extraídos de la realidad construida en nuestro entorno. No obstante ello pensamos que es suficiente con lo dicho y lo mostrado para que se haga un llamado de atención sobre el tema. Este alerta pensamos que es importante para aquél que ya está ejerciendo, pero aun más importante debería ser para aquellos que tienen la responsabilidad de formar nuevos profesionales. Decimos esto porque a la luz de los acontecimientos, esta cuestión no puede ser planteada ni juzgada exclusivamente a nivel de capacidades individuales, sino que fundamentalmente a nivel de capacitación general en los centros de enseñanza competentes. En este sentido es de destacar que por el carácter interdisciplinario de la problemática, ésta también debe ser abordada en el ámbito académico desde un punto de vista interinstitucional. En resumen, creemos que con esta exposición de argumentos y ejemplos (que podrían ser objeto de un estudio más profundo para obtener cifras y porcentajes), tanto si consideramos los problemas de patologías derivados de la etapa de proyecto desde el punto de vista cuantitativo o cualitativo siempre concluiremos que por cantidad y calidad se hace imprescindible que quien proyecta sea consciente de que la gestión de la calidad no va a significar incorporar costos innecesarios a su servicio, sino que por el contrario con ello estará asegurando al cliente, y por sobretodo a sí mismo, lograr abatir la aparición y gravedad de las patologías cuyo origen se encuentra en la etapa de proyecto, y cuya responsabilidad recaerá directamente sobre él, ya sea moral o jurídicamente.

16

BIBLIOGRAFÍA MELHADO, S./ Violani, M.- “La Calidad en la construcción civil y el Proyecto de edificios” Texto Técnico. E.P.U.S.P. Departamento de Ingeniería de Construcción Civil.- TT/ PCC / 02 - San Pablo 1992 MELHADO, S. / AGOPYAN, V.- “El Concepto de Proyecto en la construcción de edificios: Directrices para su elaboración y control” Boletín Técnico. E.P.U.S.P. Departamento de Ingeniería de Construcción Civil.- BT/ PCC / 139 - San Pablo 1995 de SOUZA A. / MELHADO, S - “El proyecto y la calidad de las losas de hormigón armado de edificios” Boletín Técnico. E.P.U.S.P. Departamento de Ingeniería de Construcción Civil.BT/ PCC / 169 - San Pablo 1996 BARROS, M. / SABBATINI, F.- “ Directrices para el proceso de proyecto para la implantación de tecnologías constructivas racionalizadas en la producción de edificios” Boletín Técnico. E.P.U.S.P. Departamento de Ingeniería de Construcción Civil.- BT/ PCC / 172 - San Pablo 1996 FRANCO, L / AGOPYAN, V - “Implementación de la racionalización constructiva en la fase del proyecto” Boletín Técnico. E.P.U.S.P. Departamento de Ingeniería de Construcción Civil.- BT/ PCC / 94 - San Pablo 1993 NOVAES, C / FRANCO, L.- “Directrices para la garantía de la calidad del proyecto en la producción de edificios habitacionales” Boletín Técnico. E.P.U.S.P. Departamento de Ingeniería de Construcción Civil.- BT/ PCC / 188 - San Pablo 1997 MACIEL, L / MELHADO, S.- “La inserción del proyecto de los revestimientos de mezcla para fachada en el proceso de producción del edificio” Boletín Técnico. E.P.U.S.P. Departamento de Ingeniería de Construcción Civil.- BT/ PCC / 189 - San Pablo 1997 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA PARA EL CONTROL DE LA CALIDAD - COMITE DE CONSTRUCCIÓN. - “Garantía de calidad en la obra civil” Madrid 1985 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA PARA EL CONTROL DE LA CALIDAD - SECCIÓN DE CONSTRUCCIÓN. - “Control de calidad y Garantía de calidad para estructuras de Hormigón” Madrid 1983 ASOCIACIÓN ESPAÑOLA PARA EL CONTROL DE LA CALIDAD - COMITE DE CONSTRUCCIÓN. - “La calidad de la construcción en España -1983"-Madrid 1983 ABRANTES, V. “Construcción en buen Portugués” Articulo de la Revista Techne Nº14 San Pablo 1995 CTE / DE SOUZA, R / otros - “Sistema de gestión de calidad para empresas constructoras” San Pablo 1994 UNIT - “Sistemas ISO 9000 de gestión de calidad” Colección Calidad UNIT - Montevideo 1994 UNIT - “Norma UNIT ISO 8402" Montevideo 1991 UNIT -. “Norma UNIT-ISO 9000/ 9001/ 9002/ 9003/ 9004" Montevideo 1994 ORNSTEIN, S .- “Evaluación pos-ocupación del ambiente construido” San Pablo 1992 GARCIA MESEGUER, A .- “Control de Calidad en Construcción” Madríd 1990 GARCIA MESEGUER, A .- “Garantía de Calidad en Construcción” Madríd 1990 PICCHI, F. -Sistemas de calidad: uso en empresas de construcción de edificios” -San Pablo 1993 HELENE, P. -”Manual para reparación, refuerzo y protección de las estructuras de concreto” México 1997 TOSCORNIA, R. - “Fenómenos degresivos en edificios - Introducción al análisis evaluación y registro” - Montevideo 1996 TOSCORNIA, R./ MARTORELLI R. - “Fenómenos degresivos en edificios - Cartillas de patologías en el sistema constructivo tradicional” - Montevideo 1996

GESTIÓN DE LA CALIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN

ING. ERNESTO KOLBERG

CALIDAD

La totalidad de las características de un producto o servicio que le confieren la aptitud de satisfacer necesidades explícitas e implícitas.

PARA SOBREVIVIR Y CRECER UNA EMPRESA DEBE:

 Satisfacer a los Clientes (retener a los actuales y ganar nuevos)



Bajar los costos (ser más productivo, tener menos desperdicios, hacer las cosas bien la primera vez)

TODAS LAS FUNCIONES ESTÁN INVOLUCRADAS

INSPECCIÓN

OBRAS

PROVEEDORES

SERVICIO

COMPRAS

VENTAS

LOGÍSTICA

PRESUPUESTACIÓN

PROYECTOS

CLIENTES

SE NECESITA COORDINACIÓN POR MEDIO DE UN

SISTEMA DE CALIDAD Está

constituido

por

la

estructura

organizativa,

los

procedimientos, los procesos y los recursos necesarios para llevar a cabo la gestión de la Calidad.

GESTIÓN DE LA CALIDAD

En el marco del Sistema de Calidad debemos :

PLANIFICAR



(prevenir)

CONTROLAR



(detectar y corregir) 

MEJORAR

pero también . . . . . . . 

ASEGURAR

¿ CÓMO PLANIFICAMOS Y CONTROLAMOS ?

PLANES DE CALIDAD Los Planes de Calidad son documentos que enuncian las prácticas, los medios y la secuencia de las actividades ligadas a la calidad, específicas de un producto, proyecto o contrato particular. Pueden incluir: ♦ Diagramas de flujo de los procesos, que indiquen gráficamente la secuencia de las actividades. ♦ Definición de responsabilidades para cada actividad o tarea. ♦ Perfiles de los responsables. Necesidades de capacitación. ♦ Referencias a Instrucciones de Trabajo y Procedimientos documentados y de distribución “controlada”. ♦ Referencias a Planos y Pliegos de distribución “controlada”. ♦ Métodos de Control. Criterios de aceptación y rechazo. Tolerancias. ♦ Registro de resultados. ♦ Definición de los materiales a ser utilizados. ♦ Evaluación de Proveedores. ♦ Especificaciones de compra de los materiales. ♦ Controles de recepción de los materiales. Muestreos. Criterios de aceptación y rechazo. ♦ Equipos para producción. ♦ Equipos de medición y ensayo. Requerimientos de calibración.

¿ CÓMO MEJORAMOS ?

♦ A partir de la medición sistemática ♦ Analizando registros, datos y tendencias ♦ Comparándonos con nosotros mismos y con la competencia ♦ Emprendiendo proyectos de mejora con objetivos cuantificados ♦ Trabajando en equipo con la participación de todos los involucrados

¿ CÓMO ASEGURAMOS ?

ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD Conjunto de acciones planificadas y sistemáticas, necesarias para proporcionar la confianza adecuada de que un producto o servicio satisfará los requisitos de Calidad establecidos.

CONFIANZA A la Dirección

A los Clientes

El aseguramiento implica la realización de AUDITORÍAS de CALIDAD

NORMAS

ISO

9000

Son una familia de Normas sobre Aseguramiento de la Calidad que describen los requerimientos que debe cumplir un Sistema de Calidad en diferentes situaciones.  Son emitidas por la Organización Internacional de Normalización (ISO).  Resultan de un consenso internacional (adoptadas en más de 80 países).  Pueden aplicarse a cualquier sector o rama de actividad en que opere la empresa. NORMAS ISO 9000 “CONTRACTUALES” (o sea que su cumplimiento puede ser auditado y avalado por un certificado)

ISO 9001

Modelo de Sistema para el Aseguramiento de la Calidad en el Diseño, el Desarrollo, la Producción, la Instalación y el Servicio Posventa.

ISO 9002

Modelo de Sistema para el Aseguramiento de la Calidad en la Producción, la Instalación y el Servicio Posventa.

ISO 9003

Modelo de Sistema para el Aseguramiento de la Calidad en las Inspecciones y Ensayos Finales

Cómo demostramos que cumplimos con los requisitos de la Norma ?

1.

Siendo auditados por los Clientes o

2.

Mediante el mecanismo de la CERTIFICACIÓN :

El Sistema de Calidad de la empresa es auditado por una “tercera parte independiente” utilizando como referencia una de las Normas ISO (9001/2/3), otorgándole a la empresa un Certificado si satisface los requisitos de dicha Norma.

LOS 20 CAPÍTULOS DE LA NORMA ISO 9001 1.

RESPONSABILIDAD DE LA DIRECCIÓN

2.

SISTEMA DE CALIDAD

3.

REVISIÓN DEL CONTRATO

4.

CONTROL DEL DISEÑO

5.

CONTROL DE LA DOCUMENTACIÓN Y DE LOS DATOS

6.

COMPRAS

7.

CONTROL DE PRODUCTOS SUMINISTRADOS POR EL CLIENTE

8.

IDENTIFICACIÓN Y TRAZABILIDAD DEL PRODUCTO

9.

CONTROL DE LOS PROCESOS

10.

INSPECCIÓN Y ENSAYOS

11.

CONTROL DE LOS EQUIPOS DE INSPECCIÓN Y ENSAYOS

12.

ESTADO DE INSPECCIÓN Y ENSAYO

13.

CONTROL DE PRODUCTOS NO CONFORMES

14.

ACCIONES CORRECTIVAS Y PREVENTIVAS

15.

MANIPULACIÓN, ALMACENAMIENTO, EMBALAJE, PRESERVACIÓN Y ENTREGA

16.

CONTROL DE LOS REGISTROS DE CALIDAD

17.

AUDITORÍAS INTERNAS DE CALIDAD

18.

ENTRENAMIENTO

19.

SERVICIO POSVENTA

20.

TÉCNICAS ESTADÍSTICAS

PARA QUÉ LAS NORMAS ISO 9000 ? • La Certificación aumenta la credibilidad y el prestigio de la empresa. • Constituye un elemento diferenciador frente a la competencia. • Fomenta y desarrolla el trabajo ordenado y la autodisciplina. • Se trabaja en forma consistente. Las operaciones se ajustan a los procedimientos y no a la forma de trabajar de cada persona. • Se habla un lenguaje común. • Se corrigen los errores en forma sistemática. • Aumenta la rentabilidad por disminución de los desperdicios y los retrabajos. • Los Clientes del Sector empiezan a pedirlas. • En algunos casos se convertirán en obligatorias. • Se fijan los cimientos para avanzar en:

-la mejora continua -la satisfacción del cliente

ATENCIÓN ! 1.

El Aseguramiento de la Calidad no equivale al concepto tradicional de Calidad del Producto o producto libre de defectos, sino que se refiere a la Calidad de la Empresa.

2.

El Aseguramiento de la Calidad (a través de la Certificación ISO 9000 o no), es sólo una etapa en el camino de la CALIDAD.

GESTIÓN TOTAL DE LA CALIDAD

Forma de gestión de una organización, centrada en la Calidad, basada en la participación de todos los miembros, que apunta al éxito a largo plazo a través de la satisfacción del cliente y a proporcionar beneficios

para

todos

los

miembros

de

la

organización y la sociedad.

CLIENTES

EMPLEADOS

ORGANIZACIÓN

PROVEEDORES SOCIEDAD

ACCIONISTAS

Áreas de Evaluación del MODELO DE MEJORA CONTINUA 1. Liderazgo de la Alta Dirección 1.1 Liderazgo mediante el ejemplo 1.2 Valores de Calidad 2. Planeamiento 2.1 Planeamiento estratégico 2.2 Planeamiento operativo 3. Desarrollo del Personal 3.1 Educación y capacitación 3.2 Involucramiento 3.3 Reconocimiento 3.4 Calidad de vida en el trabajo 4. Enfoque en el cliente externo 4.1 Conocimiento del cliente externo y del mercado 4.2 Indicadores utilizados para evaluar 4.3 Estándares de servicio 5. Información y Análisis 5.1 Información sobre productos, servicios y procesos 5.2 Análisis y revisión del desempeño de la organización 6. Aseguramiento de la Calidad 6.1 Diseño y control de los procesos 6.2 Procesos de áreas de apoyo 6.3 Proveedores 6.4 Documentación 7. Impacto en la Sociedad y el Medio Ambiente 7.1 Difusión y promoción de la Cultura de la Calidad en la comunidad 7.2 Preservación de los ecosistemas 8. Resultados 8.1 Resultados de la Satisfacción del Cliente Externo 8.2 Resultados de los procesos de producción, áreas de apoyo y proveedores 8.3 Resultados de desarrollo del personal 8.4 Resultados de mercado 8.5 Resultados financieros 10 FORMAS DE HACER EXITOSO UN PROGRAMA DE CALIDAD

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

La aceptación de que el Cliente es el protagonista más importante. El compromiso a largo plazo de la Dirección para que el Sistema de Calidad se convierta en parte de la gestión global. El convencimiento de que es posible lograr mejoramientos en el desempeño de la organización. El convencimiento de que es mejor prevenir los problemas que tratar de corregirlos. La confianza en que la gestión adecuada se logra poniendo énfasis en la responsabilidad personal y la participación. La concientización de que todo trabajo es mensurable. La participación de todos los integrantes de la organización, sea en grupos o individualmente. La confianza en que para el mejoramiento de los procesos es tan importante el enfoque tecnológico como las personas. El convencimiento de que Proveedores y Clientes pueden cooperar mutuamente si hablan un lenguaje común. El reconocimiento de que los protagonistas de los éxitos son los integrantes de la organización en forma global.

10 FORMAS DE HACER FRACASAR UN PROGRAMA DE CALIDAD

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Hemos sido los primeros en el mercado, practicando calidad por años y nuestros productos son mejores que nunca. Hemos lanzado el programa de Calidad, vamos a sentarnos a esperar los resultados. Creemos que la Calidad es gratis. Designaremos un responsable y que lo apoyen los que tengan tiempo. El programa no debiera interferir con las tareas importantes de cada día. Pensemos qué pueden hacer los demás para mejorar nuestro trabajo. Digámosle a la gente que la Calidad es lo más importante de su trabajo, pero démosle la responsabilidad a un grupo especial para lograrla. Hagamos todo bien pero no midamos nada relativo a la Calidad. Identifiquemos gente culpable de errores, no analicemos los procesos. Consideremos sólo lo visible del iceberg. Miremos sólo el producto y no los sistemas de información, los errores de facturación, las especificaciones, los informes, etc.

PECULIARIDADES DE LA CONSTRUCCIÓN EN CUANTO A LA IMPLANTACIÓN DE PROCESOS DE CALIDAD • Falta de normalización en proyectos, procedimientos y materiales • Dispersión física • Falta de continuidad • Alta rotación del personal • Pobre capacitación • Presencia permanente del cliente • Carencias en los proyectos • Falta de “cultura” de calidad en las empresas, clientes y proveedores • Todavía el precio es el factor decisivo para adjudicar una obra.

PREVENÇÃO E RECUPERAÇÃO DE FISSURAS EM ALVENARIAS

Ercio Thomaz - engenheiro civil, mestre em Construção Civil pela EPUSP pesquisador do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT - São Paulo / Brasil

1. INTRODUÇÃO Remonta à idade média o emprego das alvenarias pelo homem, processo construtivo derivado num primeiro momento do empilhamento de rochas fragmentadas e, num segundo momento, dos muros de pedras (cantarias). Muitas construções milenares, dos egípcios e dos romanos particularmente, permanecem até hoje como testemunhos vivos da história da humanidade e da própria história das alvenarias. Tradicionalmente pesadas, espessas e rígidas, as alvenarias evoluíram, acompanhando a própria evolução do homem, para as lâminas consideravelmente delgadas dos nossos dias, para os produtos com alta agregação de tecnologia, para os processos de produção intensivamente industrializados. Paulatinamente, os componentes de alvenaria foram desenvolvidos tendo como horizonte o material de construção ideal, que, segundo os especialistas, deve ser o mais barato, o mais resistente, o mais durável e o mais leve possível. Nesse último aspecto, a evolução tecnológica apontou, de um lado, para a invenção de materiais com baixa massa especifica aparente (enquadrando-se ai os concretos celulares), e de outro, para os componentes vazados (blocos de concreto, cerâmica, sílicacal etc.) que representaram, em meados do século XX, uma verdadeira revolução na história das alvenarias. Como decorrência, pode-se dizer até natural, da perseguição dos quatro alvos ideais (materiais leves, resistentes, duráveis e de baixo custo) e da própria evolução das técnicas de projeto e execução de obras, começaram a surgir com maior freqüência problemas de falhas nas construções como um todo e, nas alvenarias, como uma das principais partes integrantes de quase todos os tipos de obras. Concomitantemente à própria intensificação dessas falhas, o homem passou a analisá-las com maior cuidado, valendo-se cada vez mais dos princípios da ''ciência dos materiais", da estabilidade das estruturas, da mecânica dos solos, da física e da química. Nascia assim nova "ciência", pomposamente designada "Patologia das Construções", roubando da

1

medicina diversos de seus termos mais usuais (diagnóstico, prognóstico, terapia etc). Ao contrário da medicina, entretanto, onde os casos de patologia clínica e os avanços científicos na área eram rapidamente divulgados, os casos de patologia das construções foram sempre tratados com muita reserva, pois na maioria das vezes encontram-se associados a falhas de projeto, erros de concepção, desconhecimento de propriedades dos solos e dos materiais de construção, fiscalização deficiente dos serviços etc. Esse fato, aliado em geral à falta de acompanhamento da obra concluída por parte de seus projetistas e construtores e à própria ausência de um sistema de catalogação dos problemas patológicos (ocorrência, incidência, gravidade, medidas corretivas adotadas), fez com que o avanço da ''ciência patologia das construções'' ocorresse de maneira muito lenta, deixando de realimentar o meio técnico com informações preciosas que poderiam ter evitado a repetição de um grande e sucessivo número de erros. Neste sentido, e também com o objetivo de colaborar na busca do ponto de equilíbrio entre exigências técnicas e condicionantes econômicas no campo das alvenarias, é que se redige o presente trabalho, dando-se ênfase especial à análise das causas e das formas de manifestação dos problemas patológicos, podendo-se chegar através do seu perfeito entendimento a formas eficientes de prevenção e recuperação. Com esse enfoque, portanto, serão abordados os problemas mais comuns de fissuração das alvenarias. Em termos gerais, as alvenarias, em função sobretudo da natureza dos seus componentes (materiais pétreos), apresentam bom comportamento às solicitações de compressão, o mesmo não ocorrendo em relação às solicitações de tração, flexão e cisalhamento. As tensões de tração e de cisalhamento, portanto, são as responsáveis pela quase totalidade dos casos de fissuração das alvenarias, sejam elas estruturais ou não. Outro fator que influi na fissuração é a heterogeneidade, resultante da utilização conjugada de materiais diferentes (componentes de alvenaria e argamassa de assentamento), com propriedades diferenciadas (resistência mecânica, módulo de deformação longitudinal, coeficiente de Poisson etc). Além das propriedades referidas, influenciam o comportamento mecânico das paredes diversos outros fatores, tais como: - geometria, rugosidade superficial e porosidade do componente de alvenaria; - índice de retração, poder de aderência e poder de retenção de água da argamassa de assentamento; - esbeltez, eventual presença de armaduras (alvenarias armadas e parcialmente armadas), número e disposição das paredes contraventantes; - amarrações, cintamentos, disposição e tamanho dos vãos de portas e janelas;

2

- enfraquecimentos provocados pelo embutimento de tubulações, rigidez dos elementos de fundação, geometria do edifício etc.

3

2. FISSURAS CAUSADAS POR MOVIMENTAÇÕES HIGROTÉRMICAS

2.1. MECANISMOS DE FORMAÇÃO DAS FISSURAS Os elementos e componentes de uma construção estão sujeitos a variações de temperatura, sazonais e diárias, que repercutem em variações dimensionais dos materiais de construção (dilatação ou contração); os movimentos de dilatação e contração são restringidos pelos diversos vínculos que envolvem os elementos e componentes, desenvolvendo-se nos materiais, por este motivo, tensões que poderão provocar o aparecimento de fissuras. As movimentações térmicas de um material estão relacionadas com as propriedades físicas do mesmo e com a intensidade da variação da temperatura; a magnitude das tensões desenvolvidas é função da intensidade da movimentação, do grau de restrição imposta pelos vínculos a esta movimentação e das propriedades elásticas do material. As fissuras de origem térmica podem também surgir por movimentações diferenciadas entre elementos de um componente, entre componentes de um sistema e entre regiões distintas de um mesmo material, conforme Figura 1.

Figura 1: Movimentações térmicas diferenciadas. No caso das movimentações térmicas diferenciadas é importante considerar-se não só a amplitude da movimentação, como também a

4

rapidez com que esta ocorre. Se a movimentação for gradual e lenta, os materiais terão maior facilidade em assimilá-las. As temperaturas de serviço dos materiais serão influenciadas pela localização geográfica da obra (latitude e longitude), zona climática, etc. Em função da posição e da cor do componente, podem ser verificados: TABELA 1 - Temperaturas de serviço dos componentes (fonte: BRE) Posição e/ou natureza do componente Telhados, pisos e paredes externas

Envidraçamentos em fachadas

Estruturas de concreto expostas

Estruturas metálicas expostas

Cores dos componentes

Temperatura (ºC) mín. máx. amplit.

claras

-25

60

85

escuras

-25

80

105

claras

-25

90

115

escuras

-25

40

65

claras

-20

45

65

escuras

-20

60

80

claras

-25

50

75

escuras

-25

65

90

10

30

20

-5

35

40

Componentes internos em ambientes habitados

não habitados

De acordo com Latta, a temperatura superficial da face externa de lajes e de paredes, expressa em graus Farenheit, pode ser estimada em função da temperatura do ar (t A ) e do coeficiente de absorção solar (a), de acordo com seguinte formulação indicada na Tabela 2. TABELA 2 – Estimativa da temperatura superficial de lajes e paredes, em °F Presença ou não de isolação térmica

Cor da superfície exposta à radiação cores claras cores escuras t máx = t A + 100 a

t máx = 1,3t A + 130 a

t mín = t A – 20°F

t máx = t A + 75 a

t máx = t A + 100 a

t mín = t A – 10°F

No tocante ao coeficiente de absorção solar, Latta sugere: materiais não metálicos

materiais metálicos

5

superfície de cor preta: a = 0,95 superfície cinza escuro: a = 0,80 superfície cinza claro: a = 0,65 superfície de cor branca: a = 0,45

cobre oxidado: a = 0,80 cobre polido: a = 0,65 alumínio: a = 0,60 ferro galvanizado: a = 0,90

Quanto à umidade, deve-se inicialmente ressaltar que as mudanças higroscópicas provocam variações dimensionais nos materiais porosos que integram os elementos e componentes da construção; o aumento do teor de umidade produz em geral uma expansão do material enquanto que a diminuição desse teor provoca uma contração; no caso da existência de vínculos que impeçam ou restrinjam essas movimentações, poderão ocorrer fissuras nos elementos e componentes do sistema construtivo. A umidade pode ter acesso aos materiais de construção através de: • produção de componentes à base de ligantes hidráulicos • umidade proveniente da execução da obra • umidade do ar ou proveniente de fenômenos meteorológicos • umidade do solo • umidade decorrente da utilização do edifício. A quantidade de água absorvida por um material de construção depende fundamentalmente de sua porosidade: um dos mecanismos importantes que regem a variação do teor de umidade dos materiais é a capilaridade; na secagem de materiais porosos, a capilaridade provoca o aparecimento de forças de sucção, responsáveis pela condução da água até a superfície do componente, onde ela será posteriormente evaporada. Se um material poroso é exposto por tempo suficiente a condições constantes de umidade e temperatura, graças ao fenômeno da difusão, seu teor de umidade acabará estabilizando-se; atinge-se então a umidade higroscópica de equilíbrio do material. Na tabela 3 são indicados valores da umidade higroscópica de equilíbrio para alguns materiais. TABELA 3 - Umidade higroscópica de equilíbrio para alguns materiais (BRE) Material

Umidade higroscópica de equilíbrio (%), em função de UR U.R. = 40% U.R. = 65% U.R. = 95%

Madeira

8

12

22

Cerâmica

0

0

1

Concreto normal

3

4

8

Concreto celular

2

3

12

Cortiça

4

12

20

Com a absorção ou evaporação de umidade, os materiais apresentam respectivamente expansões e contrações, as chamadas movimentações

6

reversíveis (vide Figura 2). Na tabela 4 a seguir indicam-se para alguns materiais os valores das movimentações irreversíveis (retração de secagem por exemplo), movimentações reversíveis, coeficientes de dilatação térmica linear e módulo de deformação longitudinal.

Figura 2: Movimentações higroscópicas dos materiais TABELA 4 – Propriedades higrotérmicas de alguns materiais de construção

MATERIAIS

Coef. de dilatação térmica linear -6 (ºC.10 )

Movim. Higroscópicas (%) Irreversível Reversível (+) expansão (-) contração

Módulo de deformação (kN/mm2)

Compostos de cimento Argamassa

10-13

0,02-0,06

0,04-0,10 (-)

20-35

Concreto (seixo rolado)

12-14

0,02-0,06

0,03-0,08 (-)

15-36

Concreto (brita)

10-13

0,03-0,10

0,03-0,08 (-)

15-36

Concreto celular

8

0,02-0,03

0,07-0,09 (-)

1,4-3,2

Cimento c/ fibra de vidro

7-12

0,15-0,25

0,07 (-)

20-34

Cimento-amianto

8-12

0,10-0,25

0,08 (-)

14-26

6-12

0,02-0,04

0,02-0,06 (-)

10-25

8

0,02-0,03

0,05-0,09 (-)

3-8

Sílico-calcário

8-14

0,01-0,05

0,01-0,04 (-)

14-18

Barro cozido

5-8

0,02

0,02-0,07 (+)

4-26

Tijolos ou blocos de: Concreto Concreto celular

Madeiras Leves

Densas

direção das fibras

4-6

direção transversal

30-70

direção das fibras

4-6

0,45-2,0 (1)

0,6-2,6 (1)

0,5-2,5 (1)

7

-

5,5-12,5 (2)

5,5-12,5 (2)

7-21 (2)

direção transversal Vidros planos

0,8-4,0

30-70 9-11

(1) para teores de umidade de 60% e 90%

(1)

-

-

-

7-21 (2)

70

(2) para teor de umidade de 12%

2.2. CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE FISSURAS PROVOCADAS POR MOVIMENTAÇÕES HIGROTÉRMICAS

dilatação no plano da laje e tendência de arqueamento (maior dilatação na face exposta)

fissuras escamadas, prevalecendo tensões tangenciais na parede 1

fissura com abertura regular na parede 2 (deslocamento e rotação da última fiada)

Figura 3: Fissuras nas paredes do último pavimento, pela dilatação da laje

8

Figura 4: Fissuras em muro, devidas a movimentações higrotérmicas

Figura 5: Forma da propagação de fissuras nas alvenarias

Figura 6: Fissura de cisalhamento na alvenaria, pela dilatação térmica da laje

Figura 7: Destacamento entre paredes, causado por movimentações higrotérmicas

9

Figura 8: Fissura na base da parede, causada por expansão higroscópica dos tijolos da primeira fiada (ascenção de umidade do solo) 3. FISSURAS CAUSADAS PELA ATUAÇÃO DE SOBRECARGAS

3.1. MECANISMOS DE FORMAÇÃO DAS FISSURAS Nas alvenarias constituídas por tijolos maciços, sob ação de cargas verticais, a argamassa de assentamento, apresentando deformações transversais mais acentuadas que os tijolos, introduz nos mesmos um estado tri-axial de tensões: compressão vertical e tração nas duas direções do plano horizontal; nessas condições, a argamassa fica portanto submetida a um estado triaxial de tensões de compressão. Ultrapassada a resistência à tração dos tijolos, começam a manifestar-se fissuras verticais no corpo da parede No caso de alvenarias constituídas por blocos vazados, outras tensões importantes juntar-se-ão às precedentes. Para blocos com furos retangulares dispostos horizontalmente, a argamassa de assentamento apresentará deformações axiais mais acentuadas sob as nervuras verticais do bloco, introduzindo-se como conseqüência solicitações de flexão em suas nervuras horizontais, o que poderá inclusive conduzir à ruptura do bloco. Além da forma geométrica do componente de alvenaria, diversos outros fatores intervém na fissuração e na resistência final de uma parede a esforços axiais de compressão, tais como: resistência mecânica dos componentes de alvenaria e da argamassa de assentamento; módulos de deformação longitudinal e transversal dos componentes de alvenaria e da argamassa; rugosidade superficial e porosidade dos componentes de alvenaria; poder de aderência, retenção de água, elasticidade e retração da argamassa; espessura, regularidade e tipo de junta de assentamento e, finalmente, esbeltez da parede produzida.

10

Resumidamente, segundo diversos pesquisadores, chega-se às seguintes conclusões mais importantes sobre o comportamento das alvenarias: a) a resistência da alvenaria é inversamente proporcional à quantidade de juntas de assentamento; b) componentes assentados com juntas em amarração produzem alvenarias com resistência significativamente superior àquelas onde os componentes são assentados com juntas verticais aprumadas; c) a espessura ideal da junta de assentamento situa-se em torno de l0 mm; d) a resistência da parede não varia linearmente com a resistência do componente de alvenaria e nem com a resistência da argamassa de assentamento. 0 principal fator que influi na resistência à compressão da parede é a resistência à compressão do bloco ou do tijolo; a influência da resistência da argamassa de assentamento é, ao contrário do que se poderia intuir, bastante menos significativa. Pesquisas desenvolvidas no B.R.E, tomando como referência a resistência à compressão de uma argamassa 1:3 (cimento e areia, em volume), evidenciam este fato (Figura 9).

Figura 9 - Resistência à compressão da alvenaria em função da resistência à compressão da argamassa Considerando-se o coeficiente de segurança γ = 5, normalmente adotado pelas diversas normas para determinação da tensão admissível da alvenaria submetida à compressão axial, a tendência internacional é estimar a resistência das alvenarias armadas e não armadas a partir da resistência à compressão de prismas, através da seguinte fórmula:

11

f m = 0,20 f ′ m

3   h   1 −     40 t   

h = altura da parede, t = espessura da parede fm = tensão admissível à compressão f'm = resistência média de prismas constituídos por 2 blocos (mínimo 5 ensaios), multiplicada pelo coeficiente c, função da altura (h) e da largura do bloco (d) h/d

1,5

2,0

3,0

4,0

5,0

c

0,86

1,00

1,20

1,30

1,37

A introdução de uma taxa mínima de armadura na alvenaria (0,2% por exemplo), não chega a aumentar significativamente a resistência à compressão da parede; entretanto, tal armadura melhora substancialmente o comportamento da alvenaria quanto à fissuração, normalmente provocada por atuação de cargas excêntricas, ocorrência de recalques diferenciados ou concentração de tensões. No tocante a este último fator, especial atenção deverá ser dada à presença na alvenaria de aberturas de portas e janelas, em cujos vértices ocorre acentuada concentração de tensões pela perturbação no andamento das isostáticas (Figura 10).

Figura 10: Concentração de tensões em torno de abertura localizada no centro da parede

3.2. CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE FISSURAS PROVOCADAS PELA ATUAÇÃO DE SOBRECARGAS NAS ALVENARIAS

12

Figura 11: Fissuração da alvenaria causada por sobrecarga vertical

Figura 12: Fissuração da alvenaria causada por flexão lateral da parede

Figura 13: Fissuras em alvenarias pela atuação de cargas concentradas

Figura 14: Fissuração da alvenaria devida à atuação de sobrecarga, em parede com aberturas de porta e janela

13

Figura 15: Fissuração em alvenaria estrutural, pela atuação de sobrecarga (falta de cintamento / armaduras horizontais nas paredes)

4. FISSURAS CAUSADAS POR DEFORMABILIDADE EXCESSIVA DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

4.1. MECANISMOS DE FORMAÇÃO DAS FISSURAS Com a evolução da tecnologia do concreto armado, representada pela fabricação de aços com grande limite de elasticidade, produção de cimentos de melhor qualidade e desenvolvimento de métodos refinados de cálculo, as estruturas foram se tornando cada vez mais flexíveis, o que torna imperiosa a análise mais cuidadosa das suas deformações e de suas respectivas conseqüências. Não se tem observado, em geral, problemas graves decorrentes de deformações promovidas por solicitações de compressão (pilares), cisalhamento ou torção; a ocorrência de flechas em componentes fletidos tem causado, entretanto, repetidos e graves transtornos aos edifícios, verificando-se, em função das flechas desenvolvidas em componentes estruturais, freqüentes problemas de compressão de caixilhos, empoçamento de água em lajes de cobertura, destacamento de pisos cerâmicos e ocorrência de fissuras em paredes. Vigas e lajes deformam-se naturalmente sob ação do peso próprio, das demais cargas permanentes e acidentais e mesmo sob efeito da retração e da deformação lenta do concreto. Os componentes estruturais admitem flechas que podem não comprometer em nada sua própria estética, a estabilidade e a resistência da construção; tais flechas, entretanto, podem 14

ser incompatíveis com a capacidade de deformação de paredes ou outros componentes que integram os edifícios. Os códigos para projeto e execução de obras de concreto armado normalmente estipulam as flechas admissíveis de vigas e lajes em torno de: a) "as flechas medidas a partir do plano que contém os apoios, quando atuarem todas as ações, não ultrapassarão 1/300 do vão teórico, exceto no caso de balanços para os quais não ultrapassarão 1/150 do seu comprimento teórico"; b) "o deslocamento causado pelas cargas acidentais não será superior a 1/500 do vão teórico e 1/250 do comprimento teórico dos balanços". As alvenarias são os componentes da obra mais susceptíveis à ocorrência de fissuras pela deformação do suporte, tendo-se verificado diversos casos de fissuração mesmo com grandezas de flechas inferiores aos valores acima indicados. Deve-se frisar que o desenvolvimento das fissuras será função não só da grandeza da flecha, mas também de diversas características da alvenaria: dimensões dos blocos, tipo de junta, características do material de assentamento, dimensões e localização dos vãos inseridos na parede, etc.

15

Não existe um consenso sobre os valores admissíveis das flechas, quer para vigas ou lajes onde serão apoiadas alvenarias, quer para lajes sobre as quais serão executados pisos cerâmicos (a flexão da laje pode provocar o destacamento das placas cerâmicas). Por sua vez, o cálculo exato das flechas que ocorrerão nos componentes estruturais é tarefa praticamente impossível de ser realizada devido aos inúmeros fatores intervenientes, tais como a posição exata da linha neutra após a fissuração do concreto e a variação do módulo de deformação do concreto com o passar do tempo. Na previsão da flecha de um componente fletido, é essencial contudo que sejam consideradas as parcelas das flechas instantâneas (antes e após fissuração) e flechas provenientes da deformação lenta do concreto, conforme Figura 16.

Figura 16: Previsão de flechas em componentes submetidos à flexão

4.2. CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE FISSURAS PROVOCADAS PELA DEFORMABILIDADE DE VIGAS E LAJES

Figura 17: Fissura horizontal na base da parede - excessiva flexão da laje 16

maior flecha na viga suporte (arco de compressão)

maior flecha na viga superior (comportamento de viga alta)

flechas aproximad. Iguais (cisalhamento)

flexão do balanço (destacamentos / tração diagonal)

Figura 18: Fissuras em paredes causadas por deformabilidade da estrutura 17

Figura 19: Fissuras na alvenaria causadas por deformabilidade da estrutura (parede com aberturas)

5. FISSURAS CAUSADAS POR RECAQUES DAS FUNDAÇÕES

5.1. MECANISMOS DE FORMAÇÃO DAS FISSURAS Até passado não muito remoto, as fundações dos edifícios eram dimensionadas pelo critério de ruptura do solo, apresentando as construções cargas que geralmente não excediam a 500 Tf; ao mesmo tempo que as estruturas iam ganhando esbeltez, conforme enfocado no item anterior, os edifícios iam ganhando maior altura, chegando-se em nossos dias a obras cuja carga total sobre o solo já chegou a atingir 20.000 Tf. Dentro desse quadro, é imprescindível uma mudança de postura para o cálculo e dimensionamento das fundações dos edifícios; particularmente no caso das argilas de alta plasticidade, os recalques podem ser muito acentuados, passando em geral a ser condicionante o critério de recalques admissíveis. A capacidade de carga e a deformabilidade dos solos não são constantes, sendo função dos seguintes fatores mais importantes: - tipo e estado do solo (areia nos vários estados de compacidade ou argilas nos vários estados de consistência); - disposição do lençol freático; - intensidade da carga, tipo de fundação (direta ou profunda) e cota de apoio da fundação; - dimensões, rigidez e formato da placa carregada (placas quadradas, retangulares, circulares); - interferência de fundações vizinhas; - interferência de obras vizinhas (estradas, metroviário, etc).

18

Os solos são constituídos basicamente por partículas sólidas, entremeadas por água, ar e não raras vezes material orgânico; sob efeito de cargas externas todos os solos, em maior ou menor proporção, se deformam. No caso em que estas deformações sejam diferenciadas ao longo do plano das fundações de uma obra, tensões de grande intensidade serão introduzidas na estrutura da mesma, podendo gerar o aparecimento de fissuras. Se o solo for uma argila dura ou uma areia compacta, os recalques decorrem essencialmente de deformações por mudança de forma, função da carga atuante e do módulo de deformação do solo; no caso de solos fofos e moles, os recalques são provenientes basicamente da sua redução de volume, já que a água presente no bulbo de tensões das fundações tenderá a percolar para regiões sujeitas a pressões menores. Denomina-se "consolidação" ao fenômeno de mudança de volume do solo por percolação da água presente entre seus poros. Para os solos altamente permeáveis como as areias, a consolidação e, portanto, os recalques acontecem em períodos de tempo relativamente curtos após serem solicitados; já para os solos menos permeáveis, como as argilas, a consolidação ocorre de maneira bastante lenta, ao longo de vários anos. Para as fundações diretas, a intensidade dos recalques dependerá não só do tipo de solo, mas também das dimensões do componente da fundação, conforme Figura 20.

Figura 20: Gráficos teóricos pressão x recalque de sapatas apoiadas em argilas ou em areias.

19

Particularmente para o caso das fundações diretas, a presença de vegetação nas proximidades da obra (retirada ou deposição de água no solo) também poderá exercer importante influência sobre os recalques. 5.2. CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE FISSURAS PROVOCADAS POR RECALQUES DAS FUNDAÇÕES

consolidação distinta do aterro

seção mista de corte e aterro

interferências entre bulbos de tensão

falta de homogeneidade do solo

rebaixamento do lençol freático

recalque em elemento isolado

20

Figura 21: Fissuras e causas típicas de recalques das fundações

6. FISSURAS CAUSADAS POR RETRAÇÃO DE PRODUTOS À BASE DE CIMENTO 6.1. MECANISMOS DE FORMAÇÃO DAS FISSURAS A hidratação do cimento consiste na transformação de compostos anidros mais solúveis em compostos hidratados menos solúveis, ocorrendo na hidratação a formação de uma camada de gel em torno dos grãos dos compostos anidros. Para que ocorra a reação química completa (estequeométrica) entre a água e os compostos anidros, é necessário cerca de 22 a 32% de água, em relação à massa do cimento; uma quantidade adicional em torno de 15 a 25% é necessária para a constituição do gel. Em média, uma relação água/cimento de aproximadamente 0,40 é suficiente para que o cimento se hidrate completamente. Em função da trabalhabilidade necessária, os concretos e argamassas normalmente são preparados com água em excesso, o que vem a acentuar a retração de secagem; a retração plástica (adensamento das juntas de argamassa de uma alvenaria recém-construída) também pode provocar a ocorrência de fissuras e destacamentos nas paredes. Inúmeros fatores intervém na retração de um produto à base de cimento, sendo os principais: tipo e composição química do cimento, natureza e granulometria dos agregados, condições de cura, etc. Dos fatores intervenientes, a relação água/cimento é sem dúvida o que mais influencia a retração de um produto constituído por cimento, sobrepujando inclusive a própria importância do consumo de cimento (Figura 22).

FIGURA 22 - Retração do concreto em função do consumo de cimento e da relação água/cimento

21

Os danos às paredes podem ocorrer por retração da argamassa de assentamento, da alvenaria como um todo, ou da retração de componentes da estrutura, conforme figuras seguintes. 6.2. CONFIGURAÇÕES TÍPICAS DE FISSURAS PROVOCADAS POR RETRAÇÃO

Figura 23: Destacamentos da alvenaria no encontro com vigas e pilares

Figura 24: Destacamentos na interface com componentes de alvenaria, em função da retração da argamassa de assentamento

22

Figura 25: Fissuras decorrentes da retração da alvenaria

Figura 26: Fissuras decorrentes da retração das lajes

7. PREVENÇÃO DE FISSURAS NOS EDIFÍCIOS A prevenção de fissuras nos edifícios, como não poderia deixar de ser, passa obrigatoriamente por todas as regras de bem planejar, bem projetar e bem construir; mais ainda, exige um controle sistemático e eficiente da qualidade dos materiais e dos serviços, uma perfeita harmonia entre os diversos projetos executivos, estocagem e manuseio correto dos materiais e componentes no canteiro de obras, utilização e manutenção correta do edifício, etc. É muito extensa a relação de medidas preventivas que podem ser consideradas, algumas delas não implicando praticamente na oneração do custo do edifício. Algumas delas serão analisadas a seguir.

7.1. PREVENÇÃO - RECALQUES DAS FUNDAÇÕES A despeito das dificuldades para a previsão dos recalques absolutos, parece válida, na falta de indicações mais precisas, a tentativa de quantificá-los admitindo para o solo parâmetros elásticos com valores aproximados; nessa circunstância, supõe-se que os erros cometidos na previsão dos recalques absolutos seriam aproximadamente os mesmos, podendo-se então ter uma idéia do risco da ocorrência de recalques diferenciados na obra. Em geral, admite-se como limites para as distorções angulares 1 os valores apresentados na Tabela 5.

TABELA 5 - Distorções angulares limites para a ocorrência de problemas 1

Distorção angular = relação entre o recalque diferenciado e o distanciamento entre dois componentes de fundação contíguos.

23

Distorção angular*

Ocorrências previstas

1/600

- Possibilidade de fissuras em estruturas contraventadas por peças diagonais

1/500

- Limite de segurança para obras que não podem apresentar fissuras

1/300

- Possibilidade de ocorrência das primeiras fissuras em alvenarias e paredes em geral - Inicio de problemas com operação de pontes rolantes

1/250

- Limite a partir do qual a inclinação de prédios altos, por efeito dos recalques, começa a ser visível

1/150

- Fissuras com grandes aberturas começam a surgir nas alvenarias - Surgimento de danos nas peças estruturais

No projeto das fundações, especial atenção deverá ser dada ao tamanho e forma das fundações diretas, na existência de camadas profundas muito deformáveis, no adensamento de aterros a serem lançados, etc. Uma medida bastante eficiente no sentido de prevenir fissuras provenientes de diferentes acomodações dos elementos da fundação é a inserção de juntas na superestrutura, conforme Figura 27.

24

Figura 27: Juntas nos corpos dos edifícios para prevenir fissuras induzidas por recalques das fundações

25

7.2. PREVENÇÃO - ESTRUTURA DE CONCRETO ARMADO No geral, as deformações globais da estrutura deverão ser limitadas, principalmente para que não sejam introduzidas elevadas tensões de cisalhamento nas paredes de fechamento. Em geral, são admitidos os valores indicados na Figura 28.

∆V < L/300 (∆V pode ser provocado por recalque di-ferenciado, deformação lenta do concreto, temperatura etc)

∆H < H/500 (∆H = desloca-mento horizontal em função da ocorrência de ∆V: comportamento de corpo rígido)

∆H r < 4 mm (∆H r = deslo-camento relativo entre dois estágios distintos de carregamento (ação do vento)

Figura 28: Distorções admitidas para a estrutura de edifícios residenciais As flechas dos componentes estruturais devem ser limitadas e/ou detalhes construtivos apropriados devem ser previstos. Em termos de limitação das flechas, o CSTC, por exemplo, faz exigências distintas em função da natureza do componente apoiado sobre viga ou laje, considerando a flecha "f b,máx" que se manifesta após a instalação do componente (Tabela 6). Tabela 6 - Flechas máximas admitidas após a instalação do componente Natureza do componente Alvenaria ou painéis pré-fabricados, apoiados sobre viga ou laje Caixilhos envidraçados sob viga ou laje Revestimento de piso assentado sobre laje Revestimento de forro

parede com aberturas parede sem aberturas parede com aberturas, com detalhes apropriados sem possib. de acomodação com possib. de acomodação piso rígido (cerâmica, pedra) piso flexível (carpete etc.) argamassa rígida revestimento flexível, forro falso

Lajes de cobertura

f b,máx. 1/1000 1/500 1/500 1/1000 1/500 1/500 1/250 1/350 1/250 1/250

26

Vigas suportando pontes rolantes 1/500 A normalização dos diferentes países, no tocante às flechas de longa duração admitidas, variam significativamente. Alguns códigos também apresentam limites para a relação altura / vão de vigas e lajes, havendo também aí diferenças significativas (Tabela 7). TABELA 7 – Alguns limites de h/L para vigas de concreto armado

País – Norma

Valor limite de h/L apoio vigas simples contínuas

Observações

França (BA-60)

1/10

1/16

100ρr < 0,8.2400/f yk

Grã-Bretanha (CP 114)

1/20

1/25

-

Estados Unidos (ACI-318)

1/20

1/26

tramo intermediário

-

1/23

tramo extremo

1/26

1/37

tramo intermediário

1/30

tramo extremo

Países Baixos (GBV 62)

Sempre que as estruturas forem intencionalmente flexíveis, detalhes construtivos apropriados deverão ser adotados nos encontros das alvenarias com vigas ou lajes deformáveis, conforme Figura 29.

Figura 29: Encontro de alvenaria com viga ou laje flexível.

Também nos encontros com pilares deverão ser adotadas juntas flexíveis, tanto para limitar a introdução de tensões na alvenaria pelas deformações da estrutura, como para evitar destacamentos em função de movimentações higrotérmicas do material. A Figura 30 ilustra algumas soluções construtivas para essas juntas.

27

Figura 30: Juntas flexíveis no encontro de alvenaria com pilar.

7.3. PREVENÇÃO - PROJETO E EXECUÇÃO DAS ALVENARIAS As alvenarias deverão ser alvo de projeto específico, indicando disposição das juntas de assentamento e das amarrações, posições das aberturas de portas e janelas, presença de vergas, contra-vergas e tubulações, etc. Deverá ser verificada a coordenação dimensional entre dimensões das alvenarias e dimensões dos blocos ou tijolos, recorrendo-se a componentes especiais para a constituição dos encontros entre paredes (Figuras 31 e 32).

28

Figura 31: Componentes especiais para encontro entre paredes

Figura 32: Componentes especiais para encontro entre paredes

Para evitar movimentações higroscópicas acentuadas, os cuidados devem iniciar-se pela produção, transporte e estocagem dos componentes de alvenaria; assim sendo, devem ser evitados: • blocos de concreto ou concreto celular com elevada retração; • emprego de blocos “verdes”; • incidência de chuva sobre os blocos no estoque da fábrica ou no canteiro; • incidência de chuva nas paredes recém executadas (neste aspecto, a imediata aplicação de chapisco nas paredes de fachada é boa prática). Relativamente ao assentamento, recomendam-se as argamassas mistas, compostas por cimento e cal hidratada. O cimento influirá diretamente na aderência entre argamassa e componente de alvenaria, na resistência mecânica da parede e na estanqueidade à água das juntas. A cal, em função de seu poder de retenção de água, implicará em menor módulo de deformação das paredes, com maior potencial de acomodar movimentações da estrutura, recalques, variações higrotérmicas, etc. Sempre considerando argamassas mistas, a ASTM recomenda os traços indicados na tabela 8. TABELA 8 – Traços indicados para argamassas de assentamento (ASTM) Tipo de argamassa

Traço em volume cal hiratada* areia

cimento

M

1

0,25

2,8 a 3,8

17,2

S

1

0,25 a 0,5

2,8 a 4,5

12,4

N

1

0,5 a 1,25

3,4 a 6,8

5,2

O

1

1,25 a 2,5

5,0 a 10,5

2,4

K

1

2,5 a 4,0

7,9 a 15,0

0,5

29

Resistência média aos 28dias (MPa)

(*) cal hidratada em pó ou pasta de cal virgem

É recomendável a introdução de juntas de controle nas paredes muito enfraquecidas pela presença de vãos de portas ou janelas, e sempre que houver mudança de direção ou mudança da espessura da parede. Os comprimentos dos panos também deverão ser limitados, havendo diferentes indicações em relação ao distanciamento máximo entre juntas de controle (Figura 33).

Figura 33: Execução de junta de controle em alvenaria Considerando a espessura da parede, a presença de aberturas e a retração potencial dos componentes de alvenaria, o CSTC estabelece as seguintes recomendações: TABELA 9 – Distâncias máximas entre juntas de controle (CSTC) Intensidade da retração esperada para a alvenaria (%)

Comprimento máximo da parede ou distância máxima entre juntas de controle (m)* Paredes sem aberturas Paredes com aberturas b ≥ 14 cm b < 14 cm b ≥ 14 cm b < 14 cm

ε ≤ 0,01

30

30

30

30

0,01 < ε ≤ 0,04

12

8

8

6

0,04 < ε ≤ 0,06

8

6

6

5

30

(*) se as paredes forem adotadas de armaduras contínuas, os valores acima indicados poderão ser majorados em 50% Como já foi salientado anteriormente, o desempenho das alvenarias de vedação estará intimamente associado ao comportamento da estrutura de concreto armado, particularmente no tocante à deformabilidade. Considerando que as flechas serão também influenciadas com a idade da colocação em serviço dos componentes estruturais, é recomendável o máximo retardamento entre a conclusão da estrutura e a elevação das paredes. Para que não ocorra transmissão de carregamentos entre os sucessivos pavimentos, recomenda-se o máximo retardamento entre a execução e o encunhamento das paredes, ou mesmo o encunhamento em pavimentos alternados, conforme representado na Figura 34.

Figura 34: Encunhamento retardado (A) e/ou intercalado (B) entre os pavimentos

As ligações das alvenarias com os pilares poderão ser obtidas com ferros de espera chumbados durante a própria concretagem do pilar (dobrados, faceando a forma internamente), ou com ferros posteriormente embutidos em furos executados com brocas de vídea φ 8mm (colagem com resina epoxy); recomenda-se o emprego de dois ferros φ 6mm a cada 40 ou 50cm, com transpasse em torno de 50cm. O emprego de canaletas na posição dos “ferros cabelo” (Figura 35), posteriormente preenchidos com micro-concreto, além de reforçar substancialmente a ligação, pode absorver diferenças significativas no posicionamento dos ferros. No caso de vãos consideravelmente grandes, e/ou de estruturas relativamente deformáveis, a aplicação do chapisco e a introdução dos ferros cabelo não conseguirão impedir destacamentos entre alvenarias e pilares. Nessas situações, recomenda-se também a inserção de tela

31

metálica na argamassa de revestimento (Figura 35), ou a adoção de juntas flexíveis nas ligações, conforme situações indicadas na Figura 30.

Figura 35: Ligações entre alvenarias e pilares com auxílio de blocos tipo canaleta e/ou tela metálica.

Nos encunhamentos com lajes ou vigas superiores, após aplicação de chapisco no componente estrutural, recomenda-se o assentamento inclinado de tijolos de barro cozido, empregando-se argamassa relativamente fraca (“massa podre”). Cria-se assim uma espécie de “colchão deformável”, amortecedor das deformações estruturais que seriam transmitidas à parede. Nos projetos modulados, onde a última fiada de blocos praticamente faceia o componente estrutural, deve-se com muito mais razão empregar argamassa fraca em cimento, empregando-se normalmente argamassas mistas de cimento, cal hidratada e areia no traço 1 : 2 : 12 a 15 (dosagem em volume). Nessa situação, tratando-se de blocos vazados, a última fiada pode ser composta por canaletas ou meio-blocos assentados com furos na horizontal (Figura 36), facilitando-se sobremaneira a execução do encunhamento.

32

FIGURA 36: Encunhamento de parede com o auxílio de tijolos de barro cozido ou blocos tipo canaleta

33

PREVENÇÃO - ALVENARIAS DO ÚLTIMO PAVIMENTO As alvenarias do último pavimento são em geral muito solicitadas pela retração e / ou pelas movimentações térmicas das lajes de cobertura; relativamente à retração, poderão ser inseridas juntas provisórias na moldagem da laje (Figura 37), de forma que a retração ocorra em panos menores, reduzindo seus efeitos sobre o corpo das paredes. Neste caso, interrompe-se a concretagem da laje em trecho com largura de 50 a 60cm, de preferência em seções com momentos nulos, completando-se a concretagem após 7 a 10 dias.

Figura 37: Junta provisória de retração em laje de concreto armado Sob o aspecto das movimentações térmicas das lajes de cobertura, diversos cuidados poderão ser tomados, isoladamente ou de forma associada, podendo-se citar: • sombreamento da laje; • ventilação do ático; • pintura da face superior das telhas com tinta branca ou reflexiva; • isolação térmica da laje de cobertura; • inserção de juntas de dilatação na laje; • dimensionamento de cintamentos em concreto armado (antieconômicos); • adoção de armaduras nas últimas fiadas; • adoção de reforços mais eficientes nos vértices dos vãos de janelas; • emprego de rejuntamento flexível entre alvenaria e estrutura (Figura 38); • inserção de juntas nas paredes do último pavimento (Figura 38); • inserção de tela metálica no encontro alvenaria / laje ou viga (Figura 38); • adoção de apoios deslizantes (teflon, feltro betumado, etc) entre laje de cobertura e vigamento, ou entre laje e alvenaria (Figura 39).

34

Os comprimentos das paredes do último pavimento deverão ser limitados o máximo possível, recomendando-se que os espaçamentos máximos entre juntas de controle (indicados na Tabela 9 anterior) sejam reduzidos em aproximadamente 25%. A introdução dessas juntas, inclusive, poderá ser obtida com a adoção de portas com bandeira (Figura 38), o que aliás poderá ser verificado em qualquer pavimento.

Figura 38: Último pavimento - inserção de junta na parede (porta com bandeira), rejuntamento flexível entre alvenaria e vigamento, reforço da ligação com tela metálica.

Figura 39: Juntas deslizantes entre alvenaria e laje de cobertura

35

8. RECUPERAÇÃO DE ALVENARIAS FISSURADAS A recuperação de alvenarias com fissuras ou destacamentos só deverá ser procedida em função de um diagnóstico seguramente firmado, e somente após ter-se pleno conhecimento da implicação da patologia no comportamento do edifício como um todo. Antes da reparação em si da parede, deve-se ter certeza de que não ocorreram danos a instalações, de que a fissura não prejudicou o contraventamento da obra, de que não foram reduzidas perigosamente as áreas de apoio de lajes ou tesouras da cobertura, de que não ocorreram desaprumos muito acentuados, etc. Considerando-se que as fissuras ou destacamentos são efeitos de outros problemas que se manifestaram na construção, os processos de recuperação da obra devem ser direcionados no sentido de suprimir ou minimizar as causas reais da patologia, podendo envolver: - consolidação do terreno / reforço de fundações; - recuperação ou reforço de componentes estruturais; - introdução de juntas na construção; - recuperação ou introdução de sistemas de impermeabilização, etc. A forma de recuperação deverá basear-se sempre nas medidas preventivas, algumas delas apresentadas no item anterior; quanto maior a aproximação entre a medida preventiva recomendada e a solução corretiva adotada, maior será a eficiência do reparo. Especial atenção deverá ser dada à adoção de reparos flexíveis (emprego de selantes, por exemplo), que poderão mascarar a eventual evolução perigosa de recalques das fundações, instabilizações da estrutura, etc. Considerando-se que as fissuras ou destacamentos constituem “juntas” involuntariamente introduzidas na obra, haverá a tendência de todas as movimentações, decorrentes de recalques, variações higrotérmicas etc, concentrarem-se nessas regiões. Assim sendo, na maioria dos reparos em alvenarias, haverá necessidade da adoção de reparos com reforços de telas, emprego de materiais deformáveis, etc. Na escolha do processo de recuperação, além dos aspectos relativos à segurança, deverão ser considerados: - tipo de tensão que ocasionou a fissura ou destacamento; - estágio em que se encontra o estado de tensões; - potencial intensidade da movimentação na região da fissura; - alongamento potencial do sistema de recuperação; - tipo de acabamento da parede (alvenaria aparente, revestimento com argamassa, gesso, cerâmica, etc). Nas figuras a seguir são apresentados alguns exemplos de recuperação de alvenarias com fissuras ou destacamentos. 36

Figura 40: Recuperação de destacamentos entre alvenarias e pilares com o emprego de argamassa e tela metálica.

Figura 41: Recuperação de destacamento entre alvenarias com o emprego de ferros de amarração e selante flexível.

Figura 42: Substituição de blocos fissurados e reforço da seção com ferros embutidos nas juntas de assentamento (alvenaria aparente)

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Figura 43: Recuperação de fissura com sistema acrílico, reforçado com tela de poliester.

Figura 44: Recuperação de fissura com selante ou argamassa flexível

Figura 45: Recuperação de fissura com argamassa e tela metálica

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9. BIBLIOGRAFIA - THOMAZ, E. “Trincas em Edifícios - causas, prevenção e recuperação”. co-edição IPT/EPUSP/Editora PINI. São Paulo, 1989. - INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS - IPT: “Paredes de Vedação em Blocos Cerâmicos - Manual de Execução”. Publicação IPT 1767. São Paulo, 1988. - ABCI - Associação Brasileira da Construção Industrializada: “Manual Técnico de Alvenaria”. Projeto Editores Associados, São Paulo, 1990. - THOMAZ, E. “Como construir alvenarias de vedação”. Revista Téchne nº 15 e nº 16, Editora PINI. São Paulo, 1995. - FISHER, R. “Paredes”. Versão espanhola da 1a. edição inglesa, por Luis M. J. Cisneros. Barcelona, Editorial Blume, 1976. - MARTIN, B. “Joints in Buildings”. New York, John Wiley and Sons, 1977. - THOMAZ, E. “Alvenarias para pequenas construções: dados para projeto e execução”. revista "A Construção São Paulo" nº 2011 e nº 2.013, Editora PINI. São Paulo, 1986. - Building Research Establishment. “Estimation of thermal and moisture movements and stresses”. Garston, 1979. (Digest 227 e 228, Partes 1 e 2). - LATTA, J. K. “Dimensional changes due to temperature”. In: Seminar on cracks and joint in buildings”, Ottawa, 1970. Proceedings... Ottawa, National Research Council of Canada, 1976. (NRCC - 15.477). - CENTRE SCIENTIFIQUE et TECHNIQUE de la CONSTRUCTION. Deformations admissibles dans le bâtiment. Bruxelles, 1980. (Note d’Information Technique 132).

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SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION.

Montevideo – Uruguai (23/07/98)

1 – Ensaios para Diagnóstico. 2 – Materiales de Reparacion. 3 – Técnicas para Ejecucion de Reparaciones.

Prof.

Antonio Carmona Filho

1

1 . Ensaios para Diagnóstico. A análise da qualidade do concreto na estrutura construída é complexa e requer a reunião de um conjunto de informações importantes. Após uma avaliação (visual) inicial, será preciso estabelecer uma metodologia de ensaios dos materiais e da própria estrutura, assim como realizar uma coleta de dados de projeto, histórico da estrutura e tipo de microclima, dentre outras informações.

O estado geral da estrutura poderá ser avaliado em função dos parâmetros a seguir.

Manifestações patológicas : fissuras, eflorescências, flechas excessivas, ninhos de concretagem, corrosão de armaduras, desvios de verticalidade e/ou nivelamento, potencial e intensidade de corrosão eletroquímica etc.

Testes “in loco” : escarificação superficial, prova de carga, determinação da espessura de carbonatação, teor de umidade do concreto, potencial e intensidade de corrosão eletroquímica, etc.

Testes em laboratório : reconstituição do traço do concreto, determinação da massa específica do concreto, permeabilidade, resistência mecânica, resistividade elétrica, teor de cloretos, teor de sulfatos.

2

Informações de projeto : a resistência estimada do concreto (fck,est ) pode ser inferior à característica de projeto (fck ) em tal magnitude que obrigue o exame e comprovação da estrutura.

Uma estrutura pode apresentar alterações tais como fissuras ou deformações não previstas no projeto original, exigindo um estudo das causas do problema.

Histórico da estrutura : uma alteração de uso, com solicitações de serviço superiores às de projeto, torna necessária a determinação da capacidade resistente atual para se decidir sobre a necessidade de reforço estrutural.

No caso de ações acidentais importantes como incêndio, sobrecarga ou impacto, é necessário determinar a capacidade residual da estrutura.

Macroclima e microclima : a partir de registros meteorológicos e de dados da atividade humana predominante, é possível classificar a atmosfera predominante na região da estrutura de concreto em rural, urbana, marinha ou industrial e determinar sua agressividade como fraca, média, forte, muito forte. Isto é particularmente importante no caso de corrosão de armaduras.

Em resumo, com base em técnicas e critérios bem definidos, é possível avaliar o desempenho real do concreto na estrutura e especificar uma manutenção preventiva, reforço estrutural, reparos e/ou proteção superficial da estrutura de concreto em consideração.

As principais técnicas e ensaios auxiliares no diagnóstico de uma estrutura deteriorada são: . determinação da espessura carbonatada . dosagem de cloretos . dosagem de sulfatos . extração de testemunhos de concreto e/ou armadura . determinação da massa específica do concreto . determinação da permeabilidade do concreto . determinação da resistência mecânica do concreto 3

. mapeamento do potencial elétrico . medição da resistividade elétrica do concreto . intensidade de corrente de corrosão . radiografia-x . gamagrafia . análise estrutural . realização de prova de carga

Análise do estado de fissuração da estrutura

Um aspecto inicial importante em relação ao estado de fissuração de uma estrutura de concreto é a caracterização das fissuras quanto a sua atividade (movimentação) em ativas ou passivas, conforme se movimentem ou não. Isto terá conseqüências importantes na etapa de reparo porque as fissuras ativas deverão ser tratadas como juntas de movimentação, ao passo que as passivas poderão ser seladas rigidamente, exceto se forem devidas à formação de produtos de corrosão.

A detecção de uma fissura e medição de sua atividade normalmente é feita utilizando-se equipamentos conhecidos como extensômetros (strain gauges),

que podem ser do tipo

mecânico (Tensotast, por exemplo), elétrico (Kyowa, por exemplo), óptico (clinômetro), pneumático (piezômetro pneumático), acústico (piezômetro de corda vibrante) e hidráulico (piezômetro hidráulico).

Considerando que as fissuras são vias de acesso à penetração de agentes agressivos ao concreto e à armadura, é importante avaliar o valor médio da abertura da fissura.

A partir de cerca de 0,1 mm de largura a fissura já se torna visível, e a partir de 0,3 mm de largura a fissura pode ser bem evidenciada a olho nu.

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Um equipamento útil é o fissurômetro, que pode ser do tipo régua graduada ou óptico, sendo este último mais preciso.

Extração de testemunhos de concreto

A extração de testemunhos cilíndricos da estrutura é útil para várias determinações:

. resistência mecânica . dosagem de cloretos e/ou sulfatos . reconstituição do traço . resistividade elétrica . módulo de deformação . absorção capilar . permeabilidade

Os lotes devem ser separados levando-se em conta os tipos de componentes estruturais tais como lajes, vigas, pilares e paredes-cortina, devendo-se dar mais atenção a um tipo de componente estrutural em particular que represente maior risco à estrutura analisada.

Pontos importantes:

. A relação ideal entre a altura e o diâmetro do testemunho é igual a 2, sendo admitida relação mínima de 1.

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. A extração não deve comprometer a estabilidade estrutural da peça em estudo.

. Os testemunhos não devem conter pedaços de barra de aço ou qualquer outro material que não o concreto.

. A extração é feita com máquina perfuratriz (movida a motor elétrico ou de combustão) provida de broca com coroa diamantada, sendo o corte refrigerado a água. Após a extração, os testemunhos são aparados com disco de corte e são capeados com uma mistura à base de enxofre. Extração de testemunhos de aço

Para a determinação das características da armadura, podem ser retiradas barras da estrutura, tomando-se os cuidados seguintes:

Tanto a liberação da barra, retirando-se o concreto de cobrimento e o concreto que envolve a barra, quanto a própria extração do trecho da barra não devem comprometer a estabilidade da estrutura.

Deve-se tentar extrair a barra sem que sejam cortados os estribos da peça estrutural.

A barra de aço não deve sofrer danos quando de sua extração.

A barra pode ser cortada nas extremidades da amostra utilizando-se um maçarico, sendo desprezados cerca de 5 cm de cada extremidade da amostra, evitando-se, assim, influências nos resultados devidas à exposição da barra a temperaturas elevadas.

Determinação das características da armadura

Características de resistência

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São observadas nos diagramas tensão-deformação: submete-se uma barra ou fio de aço à tração e se podem medir as deformações decorrentes deste carregamento. Traça-se a seguir o diagrama tensão-deformação observando 4 fases características, em função do tipo do aço.

(a) Fase linearmente elástica, em que as deformações são proporcionais às tensões, sendo portanto válida a Lei de Hooke: σs = E s . εs

(b) Fase elástica não proporcional, em que embora sejam elásticas as deformações, não há mais proporcionalidade destas com as tensões. (c) Fase plástica de escoamento, em que são observadas deformações plásticas, praticamente sem aumento de carga. Os aços classe 25 e 50 apresentam patamar definido de escoamento, os de classe 60, não.

(d) Fase plástica de ruptura, apresentando um ramo ascendente, também chamado de hipertensão, com aumento de capacidade resistente e sem redução de seção e um ramo descendente, com perda de seção e portanto com uma perda aparente de resistência se esta for tomada em relação à área inicial. Esta fase culmina com a barra rompida após a estricção no ponto c’.

Fig. 1: Tipos de aço. Legenda:

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P: força aplicada A: área da seção transversal em cada instante Ao: área inicial da seção transversal. OBS.: Ao é determinada pesando o segmento de comprimento L e considerando a massa específica do aço igual a 7850 kg/m3 (= 7,85 kg/dm3 = 7,85 Mg/m3). a’: ponto da curva correspondente à resistência convencional de ruptura (associada à carga máxima lida na máquina de ensaio) b’: ponto da curva correspondente à resistência aparente de ruptura c’: ponto da curva correspondente à resistência real de ruptura f y : resistência de escoamento: é o limite superior de escoamento para os materiais que apresentam patamar bem definido no diagrama tensão-deformação; caso contrário, é o valor convencional correspondente à deformação residual de 0,2 % f st : resistência convencional de ruptura: é a máxima ordenada da curva σ s = f(ε s), obtida sem considerar a redução da área inicial da seção transversal do fio ou da barra tracionada. De acordo com o valor característico do limite de escoamento, expresso em MPa, as barras e fios de aço classificam-se (Tabela 1) como a seguir:

Tab. 1: Classificação de barras e fios de aço 1

Categoria

fyk

CA-25

(MPa ) 250

CA-50

500

CA-60

600

Para a análise das propriedades remanescentes do aço, principalmente no que diz respeito à verificação da capacidade resistente da estrutura, podem ser retiradas barras da estrutura, especialmente para ensaios de tração e dobramento.

1

A categoria CA-60 somente se aplica para fios.

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A tensão de trabalho de uma barra de aço pode ser medida através de uma resistência elétrica (strain gauge), colada na própria barra. A verificação se processa mediante corte da barra, que permitirá obter a variação no comprimento, para a verificação da resistência.

Estado de corrosão

O estado de corrosão é observado, a princípio, a olho nu, obtendo-se assim a idéia da manifestação da corrosão. A partir daí existem meios de se saber porque ocorreu a corrosão e se classificar o tipo de corrosão em química ou eletroquímica.

A corrosão, uma vez gerada por um fato inicial, pode acelerar-se em presença de determinados meios e circunstâncias que atuam como aceleradores do fenômeno.

Detecção da armadura

Existem alguns equipamentos portáteis magnéticos, abastecidos por baterias que podem medir com certa exatidão as armaduras no concreto, detectando a sua posição.

No Brasil se conhece principalmente o pacômetro (pachometer), aparelho cujo princípio é o fato de que a presença do aço altera o campo de um eletroímã podendo-se, desta forma, detetectar a posição da barra de aço, seu diâmetro e até o cobrimento de concreto.

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O grande problema desse aparelho é a detecção em elementos muito armados, pois nos casos em que as armaduras estejam a uma distância menor que a espessura de cobrimento de concreto o método fica invalidado.

Reconstituição do traço de concreto

Para a realização do ensaio, deverão ser definidas as regiões de amostragem na estrutura, fazendo-se então a coleta de cerca de 1,0 kg de concreto que não contenha nenhuma fração sujeita ao efeito parede.

Na definição da amostragem, é útil reunir as informações disponíveis, por exemplo:

. histórico da obra, particularmente quanto à execução do concreto; . acompanhamento da ruptura do testemunho de concreto; . verificação da homogeneidade do concreto através de observações visuais, esclerometria, ultra-sonometria, ensaio de carbonatação, etc.

A reconstituição do traço pode iniciar-se fragmentando a amostra de concreto e tratando-a com ácido clorídrico até a dissolução do cimento. Deste modo, é determinada a proporção entre o agregado graúdo e a argamassa 2.

A estimativa do teor de cimento da argamassa é geralmente feita por gravimetria ou volumetria e baseia-se na determinação dos teores de óxido de cálcio ou de anidrido silícico solúvel no ácido clorídrico.

A quantidade de água combinada do cimento é estimada a partir do ensaio de perda ao fogo.

A água necessária para saturar a amostra pode ser estimada admitindo-se a hipótese de que esta água é a que evaporou desde a ocasião da mistura do concreto, menos o volume de vazios

2 OBS.: Se o agregado for de natureza calcária, a análise é mais difícil.

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e água absorvida pelo agregado. O volume de vazios pode ser determinado por observação ao microscópio.

Resistência mecânica

O conhecimento da resistência do concreto ajuda a avaliar a qualidade da estrutura de concreto.

A resistência mecânica poderá ser determinada no laboratório utilizando-se corpos-de-prova cilíndricos extraídos da estrutura, ou poderá ser avaliada in loco, particularmente através de ensaios não-destrutivos como a esclerometria ou a ultra-sonometria (medida da velocidade de propagação de ondas ultra-sônicas longitudinais).

Resistência do concreto à penetração de pinos

O ensaio consiste em medir a profundidade em que um pino de aço padronizado consegue penetrar no concreto depois de ter sido lançado com uma determinada energia cinética. Este ensaio pode ser executado de acordo com a ASTM C 803-82 Penetration Resistance of Hardened Concrete (Resistência de Penetração do Concreto Endurecido).

O equipamento utilizado é uma pistola finca-pinos (pistola de Windsor), cartucho de disparo e pino metálico. O pino penetra no concreto até que toda sua energia cinética inicial seja absorvida em parte pelo atrito entre o concreto e o pino e em parte pelo esmagamento e fissuração do concreto.

Com a fratura do concreto, há a provável formação de um cone (Figura 2), que é responsável pela absorção da maior parte da energia cinética. A fratura atravessa a matriz de argamassa e agregado graúdo, sendo por esta razão que a natureza do agregado afeta consideravelmente os resultados.

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Fig. 2: Penetração do pino.

O ensaio é útil na avaliação da homogeneidade global do concreto na estrutura pela determinação das resistências relativas nos concretos das diferentes peças estruturais.

Resistência do concreto ao arrancamento

O ensaio consiste em medir a carga última necessária para a extração de uma peça metálica inserida no concreto.

Existe uma variedade de equipamentos e formas de aplicação das cargas, podendo-se citar:

. O Teste da fratura interna, conhecido comercialmente como CAPOTEST, em que é utilizado um torquímetro para medir a carga necessária à extração de um parafuso com luva de expansão, que se dilata à medida em que a carga é aplicada (Figura 3).

. O LOK-TEST, comumente utilizado nos Estados Unidos e Canadá, em que o esforço é aplicado por meio de um macaco hidráulico e medido em um dinamômetro, sendo que a peça metálica extraída do concreto apresenta uma “cabeça” na extremidade embutida (Figura 4). Este ensaio é normalizado pela ASTM C 900 Pullout Strength of Hardened Concrete (Resistência ao Arrancamento do Concreto

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Endurecido).

Fig. 3: CAPO-TEST.

Fig. 4: LOK-TEST.

Esclerometria

O ensaio baseia-se na hipótese de que existe uma estreita correlação entre a resistência ao choque (dureza superficial) e a resistência à compressão do material, sempre que não houver

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alterações na superfície desse material. O equipamento utilizado é o esclerômetro de reflexão ou de Schimdt (Figura 5).

Este ensaio é uma das técnicas mais difundidas em todo o mundo para a avaliação da homogeneidade do concreto, e pode ser realizado de acordo com a NBR 7584/82 Concreto endurecido. Avaliação da dureza superficial pelo esclerômetro de reflexão. Método de ensaio.

Fig. 5: Esclerômetro de Schimdt.

O ensaio consiste em promover um impacto na superfície do concreto através de uma massa chocante impulsionada por uma mola, transferindo essa energia através de uma haste rígida. A energia de impacto não absorvida pelo concreto é registrada pelo aparelho e representa um índice de reflexão.

A esclerometria é particularmente interessante quando correlacionada com os resultados do ensaio destrutivo de resistência à compressão axial de corpos-de-prova cilíndricos extraídos da estrutura de concreto.

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Dado que a dureza do concreto é influenciada pelo tipo de agregado utilizado e considerando que concretos com mesma dureza superficial podem ter resistências muito diferentes, vê-se que a esclerometria deve ser utilizada com cautela senão erros poderão ser cometidos.

Outros fatores que afetam os resultados do ensaio:

. espessura carbonatada: o concreto apresenta um maior endurecimento na superfície que no interior devido à carbonatação superficial; . saturação ou umidade da superfície: concretos de mesma resistência podem apresentar índice esclerométrico distinto segundo a superfície esteja ou não úmida; . dano superficial ou interfacial: quando a superfície do concreto está menos resistente em virtude de um ataque químico ou pela falta de aderência entre o agregado e matriz de cimento, que pode ser observada na forma de desprendimento do agregado graúdo da matriz de pasta de cimento no momento da ruptura do concreto; . tipo de cimento: concretos de cimento Portland pozolânico bem curados apresentam maior dureza; . condições de cura: quanto mais eficiente a cura, maior a dureza superficial.

Ultra-sonometria

A velocidade de propagação de uma onda longitudinal ultra-sônica no concreto é geralmente maior que 20 kHz e depende da compacidade e do módulo de elasticidade do concreto e constitui portanto uma medida indireta da resistência e provavelmente da durabilidade.

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Dentre os instrumentos mais conhecidos que usam a técnica do ultra-som está o PUNDIT (Portable Ultrasonic Nondestructive Digital Indicating Tester). O aparelho é constituído de um gerador elétrico de pulsos que excita um transdutor emissor, transformando a energia elétrica em vibrações mecânicas. No momento da emissão do pulso eletrônico um contador de tempo é acionado. As vibrações percorrem o concreto e são então captadas por um transdutor receptor, que recompõe a forma inicial de energia. Neste momento, o contador de tempo é desativado, registrando-se num visor digital o tempo total gasto para a onda atravessar a massa de concreto. (Figura 6).

Fig. 6: Ensaio de ultra-som.

Obtém-se a velocidade de propagação dividindo o valor da distância entre os transdutores pelo tempo medido no aparelho. O procedimento de ensaio está normalizado na NBR 8802 Concreto endurecido. Determinação da velocidade de propagação de ondas ultra-sônicas.

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Como no caso da esclerometria, a melhor maneira de calibrar os resultados obtidos é correlacioná-los com os resultados do ensaio de compressão axial de corpos-de-prova cilíndricos extraídos da estrutura de concreto.

Radiografia

Dentre os métodos radioativos de análise do concreto destacam-se a radiografia-X e a gamametria (ou gamagrafia).

As fontes de raios-X são radiações eletromagnéticas da mesma natureza que as radiações que compõem a luz branca visível ao olho humano. Pode-se gerar raios-X acelerando um feixe de elétrons de um filamento aquecido em direção a um alvo metálico (geralmente tungstênio) no vácuo.

Os métodos radioativos podem ser úteis na análise do concreto, permitindo detectar, por exemplo, o número e posição das armaduras, os vazios do concreto, segregações, fissuras interiores, juntas de concretagem, a densidade e espessura do concreto, etc.

Tais métodos são, no entanto, limitados a casos especiais, particularmente devido ao alto grau de especialização técnica exigido na sua realização e análise dos resultados, sendo inclusive prioritário o aspecto segurança do pessoal operacional.

Métodos nucleares

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Recentemente têm sido empregados métodos nucleares para a avaliação das propriedades do concreto endurecido, por exemplo o grau de umidade e o teor de cimento.

As técnicas utilizadas envolvem a dispersão ou aceleração de nêutrons.

Métodos eletromagnéticos

A presença e posição das barras de aço no concreto podem ser detectadas através da pacometria utilizando-se equipamentos portáteis cujo princípio de funcionamento é eletromagnético.

O equipamento consta de um ímã em forma de U, onde são adaptadas duas bobinas. É passada uma corrente alternada através de uma das bobinas e é medida a corrente induzida na outra bobina. A corrente induzida depende da indutância mútua das bobinas e da proximidade das armaduras.

Para que a pacometria não esteja sujeita a grandes erros, algumas condições precisam ser satisfeitas:

. o campo da medição deve ser inferior a 120 mm . o diâmetro das barras deve ser conhecido . a separação entre barras deve ser superior a 100-150 mm

O pacômetro deverá ser calibrado antes de sua utilização. Para isto, o instrumento deve ser usado para localizar a armadura e, na seqüência, o concreto deve ser perfurado para determinar a profundidade de localização da barra de aço.

A prova de carga

Trata-se de um ensaio interessante que possibilita a observação detalhada do comportamento mecânico real da estrutura. A idéia geral do ensaio é colocar a estrutura sob carregamento e 18

registrar a movimentação correspondente. No Brasil, é normalizada pela NBR 9607 (Concreto Endurecido - Prova de Carga em Estruturas de Concreto Armado e Protendido).

As cargas podem ser aplicadas utilizando-se sacos de cimento ou areia, tambores de água ou fazendo-se um reservatório de água com lonas de plástico sobre a área de ensaio.

Os movimentos da estrutura podem ser medidos através de aparelhos elétricos ou mecânicos, tais como os extensômetros ôhmicos, os defletômetros e clinômetros.

Geralmente a prova de carga é utilizada nas situações seguintes:

. controle de aceitação da estrutura . alteração nas condições de utilização . após acidentes ou anomalias observadas durante a execução ou utilização (vida útil) da estrutura . fases construtivas, que apresentem condições excepcionais em partes da estrutura

O fluxograma a seguir, Figura 7, ilustra o processo da concepção, realização e análise dos resultados de uma prova de carga.

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Fig. 7: Fluxograma da prova-de-carga

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2 . Materiais de Reparos e Reforços.

Argamassas e microconcretos à base de cimento Portland As argamassas e os microconcretos de cimento Portland para reparos podem ser preparados in loco, com um traço especialmente formulado para atender requisitos específicos de desempenho, como alta resistência mecânica inicial, ausência de retração de secagem, expansão controlada, boa aderência ao substrato, baixa permeabilidade etc. Os constituintes da argamassa ou microconcreto podem ser, além dos agregados miúdo e graúdo, o cimento Portland e a água de amassamento, aditivos e adições do tipo plastificantes, redutores de água, impermeabilizantes, escória de alto-forno, cinza volante e sílica ativa (microssílica ou cinza de casca de arroz). O emprego de materiais industrializados é frequentemente mais vantajoso, dado que a produção in loco pode ser de controle de qualidade mais difícil e mais demorada, além de que há situações em que alguns dos constituintes individuais da argamassa ou microconcreto são de difícil aquisição no mercado em função da qualidade (ou marca), remessa (frete ou prazo de entrega) ou volume do material, aumentando o número de variáveis de controle de qualidade de produção e execução.

Argamassas e microconcretos à base de cimento e polímero

Estes materiais podem ser formulados com cimento Portland, agregados bem graduados,

geralmente de

granulometria contínua (dimensão máxima característica igual a 9 mm, no caso de microconcretos), e resinas do tipo acrílico, estireno-butadieno (SBR) ou acetato de polivinila (PVA). Quando industrializados, são fornecidos como produtos pré-dosados em pó, requerendo apenas a adição do polímero fornecido ou da quantidade estabelecida de água na ocasião da mistura no canteiro.

São aplicados manualmente com desempenadeira, podendo ser também aplicados por projeção mecânica via seca ou úmida.

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Argamassas à base de resina

Dentre as argamassas orgânicas mais comuns estão as base epóxi, fenólica, poliéster, estervinílica e base furânica.

Estas argamassas são geralmente aplicadas em pequenos volumes e espessuras e apresentam resistências mecânica e química elevada, maior que as das argamassas à base de cimento ou de cimento modificadas com polímeros, sendo apropriadas para ambientes altamente agressivos (corrosivos) ou onde há exigência de alto desempenho.

Os produtos industrializados são geralmente fornecidos como conjuntos bi ou tricomponentes, que deverão ser misturados total e intimamente entre si antes da aplicação no canteiro.

São aplicadas manualmente com espátula ou desempenadeira.

CAD- Concreto de Alto Desempenho

Geralmente designa-se CAD- Concreto de Alto Desempenho (às vezes também, CED- Concreto de Elevado Desempenho) ao concreto feito com cimento Portland, sílica ativa e aditivo superfluidificante, e que apresenta resistência mecânica elevada, verificada pela resistência à compressão uniaxial superior a 40 MPa aos 28 dias. Materiais como cinza volante, escória granulada de alto forno, agregado leve e fibras podem também fazer parte deste tipo de concreto.

A elevada resistência é obtida, segundo MEHTA & MONTEIRO, pela redução da porosidade, da heterogeneidade, e da microfissuração na pasta de cimento e na zona de transição matriz pasta de cimento ou argamassa-agregado graúdo.

Conforme observa AMARAL FILHO, a resistência mecânica elevada é apenas uma entre as várias características notáveis do material: ausência de segregação e exsudação, alta aderência ao concreto velho,

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baixíssima permeabilidade, alta resistividade elétrica, boa resistência a ataques de agentes agressivos, retração e fluência reduzidas, altas resistências a baixa idade, são também propriedades desse concreto, que, por vezes, podem ser muito mais importantes do que o fato de ele vir a apresentar resistências muito altas. Em reparos, O CAD pode ser empregado principalmente em pisos de alta resistência.

No Brasil, segundo RAMALHO, o número de trabalhos publicados até 1996 é relativamente grande, cerca de 80, sendo públicas a maioria das instituições desenvolvendo este tema. Observa-se que os trabalhos sobre o CAD não têm sido realizados apenas nos estados de São Paulo, Rio de Janeiro e Rio Grande do Sul, que tradicionalmente concentram as atividades de pesquisa em Engenharia Civil, mas também em Estados como Bahia, Espírito Santo, Goiás, Minas Gerais, Paraná, Santa Catarina e até no Distrito Federal.

Concretos de polímeros

O termo concreto de polímero pode designar: - concreto impregnado de polímero

- concreto modificado com polímero

- concreto à base de polímero

O CIP- concreto impregnado com polímero é geralmente produzido com a aplicação de uma mistura monômero-catalisador e subseqüente polimerização deste pelo aquecimento do concreto em temperaturas entre 70 a 90 oC com vapor, água quente ou infravermelho.

O CMP- concreto modificado com polímero é produzido semelhantemente à argamassa polimérica, isto é, pela adição na ocasião da dosagem e mistura do concreto de um látex na forma de aditivo. Os látexes mais comumente usados são o estireno-butadieno e o acrílico.

O CP- concreto à base de polímero é produzido sem cimento Portland, sendo usados agregados e aglomerante à base de polímero, comumente epóxi ou metilmetacrilato.

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Argamassas e concretos reforçados com fibras

Os materiais reforçados com fibras, na forma de argamassas e concretos de cimento Portland, podem ser usados principalmente em reparos de pavimentos aeroportuários, industriais e rodoviários. Seu uso permite melhor controle de fissuração da argamassa ou concreto endurecido, maior resistência a impacto e a cargas cíclicas, além do aumento da resistência à tração direta ou por flexão.

As fibras mais usadas são as de aço, polipropileno e as de vidro resistente a álcalis, sendo que as fibras vegetais são comuns em materiais e componentes de habitações populares e poderiam ser usadas como constituintes dos materiais de reparo nestes casos. Entretanto, os materiais reforçados com fibras não têm ainda sido usados com freqüência em reparos no Brasil.

- Endurecimento da Superfície

Materiais aspergidos

Trata-se de materiais industrializados compostos de uma mistura de agregados resistentes à abrasão e cimento Portland, que são aspergidos sobre a superfície do concreto fresco, geralmente um piso de concreto recémconcretado, desempenados e acabados, de modo a formar uma capa resistente à abrasão, mais resistente à desagregação pulverulenta e integrante (monolítica) do piso de concreto.

Os agregados podem ser do tipo metálico ou mineral. O agregado metálico é mais macio e mais dútil e a espessura de aplicação da capa de piso é cerca da metade da do agregado mineral; normalmente é usado quando ocorre tráfego de veículos de rodas metálicas e impacto pontual. O agregado mineral é mais duro e não corrosivo, sendo adequado para uso em qualquer tipo de piso industrial.

A aspersão costuma ser realizada em duas etapas, sendo usado cerca de 2/3 do material na primeira aplicação, e o restante na segunda aplicação. A aspersão pode ser manual ou mecânica.

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- Compostos líquidos

Os produtos líquidos são à base de silicato de sódio ou fluossilicato de magnésio, sódio ou zinco, que podem ser usados separadamente ou combinados.

A capa de piso resistente à abrasão é obtida em função da reação do hidróxido de cálcio da hidratação do cimento com a solução de metassilicato de sódio, endurecendo a superfície do concreto:

Ca(OH) 2 + NaSiO 2 → C-S-H + NaOH

Geralmente são feitas de três a quatro aplicações em dias sucessivos, e as soluções devem ser bastante diluídas para auxiliar a penetração da solução de silicato.

Pintura de fundo para armadura

Os materiais disponíveis comercialmente para a pintura protetiva na forma de primer da armadura são à base de epóxi com ou sem carga de zinco, com particular boa capacidade protetiva do ataque de íons cloreto. A existência de defeitos no filme, devidos a espessura inadequada do filme ou interrupção na aplicação da pintura, pode não garantir a proteção, podendo a corrosão iniciar-se sob a película aplicada de epóxi. Os produtos enriquecidos com zinco conferem maior durabilidade por proteção catódica, considerando que a carga de zinco é mais eletronegativa que o aço da armadura, porém a aderência película-armadura ainda é questão mal resolvida.

Proteção superficial do concreto

Os sistemas de pinturas de proteção são tintas e vernizes e são, essencialmente, ou revestimentos hidrofugantes de poros abertos ou revestimentos impermeabilizantes formadores de filme.

Os materiais disponíveis comercialmente geralmente são: - hidrofugantes: silicone, silano e siloxano

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- formadores de filme: acrílico puro, acrílico estirenado, borracha clorada, epóxi, poliuretano e estervinílica. Os revestimentos citados podem ser combinados em sistemas duplos constituídos de hidrofugante/formador de filme ou de formadores de filme de bases químicas distintas.

A eficiência e durabilidade das estruturas de concreto reparadas dependerá principalmente da seleção do sistema de proteção, considerando a agressividade do meio ambiente e a utilização da edificação, e do preparo adequado da superfície de concreto para a pintura.

A superfície de concreto deverá estar limpa, seca, isenta de pó, gordura, sabão ou mofo e apresentar-se coesa e resistente. Para isto pode ser necessário:

. raspar ou escovar a superfície . lavar a superfície com solução de água e detergente . lavar a superfície com uma solução desengraxante de elevada eficiência . lavar a superfície com uma solução ácida . lavar a superfície com uma solução alcalina . lavar a superfície com uma solução fungicida . limpar e/ou secar a superfície com um solvente volátil . secar a superfície com jato de ar

É importante também que a superfície de concreto não contenha pintura antiga ou qualquer traço de material à base de cimento aderido e que se apresente homogênea, plana e com rugosidade promotora da aderência do sistema de pintura que será aplicado. Para isto pode ser necessário:

. lixar a superfície com lixa de grana adequada . lavar a superfície com uma solução ácida . estucar a superfície com material de base mineral

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Finalmente, é importante que o substrato esteja em condições ótimas de utilização, isto é esteja curado e resistente, o que pode significar um período mínimo de 28 dias, desde a aplicação, para secagem e desenvolvimento de resistência, se se tratar de revestimento novo à base de cimento Portland. - Técnicas Especiais

Concreto com agregado pré-colocado

O concreto com agregado pré-colocado, também denominado concreto pré-acondicionado, é produzido pela colocação dos agregados na fôrma seguida do preenchimento dos vazios na massa de agregado com um graute ou argamassa, geralmente à base de cimento. O agregado pode ser seixo rolado de dimensão máxima característica na faixa de 12,5 a 40 mm; o graute geralmente é do tipo industrializado, à base de cimento Portland e aditivos para controle de sua reologia; a argamassa pode ser produzida no traço em massa de 1 parte de cimento Portland (comum ou composto, classe 32), 1,5 parte de areia seca com dimensão máxima característica de 1,2 mm, até 3 % em massa de cimento de aditivo superfluidificante, com relação água/cimento menor ou igual a 0,45.

Segundo MAILVAGANAM, trata-se de um método particularmente útil em reparos onde deve ser empregado o mínimo de equipamento ou onde as condições de lançamento são difíceis, como por exemplo num reparo subaquático, embora o concreto com agregado pré-colocado seja normalmente menos resistente (maior relação água/cimento) que o concreto bombeado e de produção mais lenta, além de menos durável sob intemperismo e ciclos de molhagem e secagem.

Concreto e argamassa projetados

A projeção de concreto ou argamassa apresenta vantagens em relação ao concreto aplicado por outro método, tais como a redução significativa ou mesmo ausência de fôrmas e a rapidez executiva. Em reparos generalizados pode ser uma escolha imperiosa.

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O concreto ou argamassa para projeção requerem critérios específicos de dosagem, sendo importantes a graduação do agregado, o fator água/cimento, o uso de adições minerais, aditivos, emulsões poliméricas ou fibras metálicas ou plásticas.

A projeção pode ser via seca ou úmida, requerendo equipamento específico a cada processo. A seleção de um ou outro processo dependerá fundamentalmente das condições do trabalho, se pequeno ou grande, da disponibilidade de equipamento e do material especificado pelo patologista, mas o processo via seca comumente produz material mais resistente, embora a reflexão ou rebote normalmente seja maior.

Na projeção via seca os materiais (concreto ou argamassa convencionais ou argamassa polimérica em pó) são homogeneizados a seco no misturador e levados por ar comprimido através de um mangote até o bico de projeção, onde uma mangueira acoplada adiciona água sob pressão à massa de material, sendo então o material lançado em alta velocidade pelo bico de projeção. O adensamento do concreto ou argamassa é conseguido pelo efeito de impacto contra o substrato de concreto da massa projetada.

Na projeção via úmida, os materiais, inclusive a água e/ou emulsão polimérica, são pré-homogeneizados no misturador e levados através de um mangote até o bico de projeção, onde é introduzido ar comprimido, sendo então o material lançado em alta velocidade pelo bico de projeção. O adensamento do concreto ou argamassa também é conseguido pelo efeito de impacto contra o substrato de concreto da massa projetada.

A dosagem do concreto projetado, via úmida ou seca, baseia-se nos mesmos princípios dos outros tipos de concreto, sendo comum a adição de microssílica (até 15 % em relação ao cimento) e sendo comuns relações água-cimento na faixa de 0,35 a 0,55.

Também existem concretos e argamassas industrializados formulados para a projeção mecânica.

Um documento técnico de referência bastante aceito internacionalmente para a projeção de concreto é o ACI 506R-90 Guide to Shotcrete (Manual do Concreto Projetado).

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3 - Técnicas para Execução de Reparos - Reparos Localizados O reparo feito segundo um critério sistemático, visando eficiência e durabilidade, compreenderia as seguintes fases gerais:

- preparo e limpeza do substrato - reconstituição da seção de reparo - proteção superficial

O preparo e limpeza do substrato compreende as técnicas já descritas.

A reconstituição da seção compreende:

- a imprimação do substrato de concreto para formação de ponte de aderência com o material de reparo, sendo normalmente usado um adesivo acrílico, puro ou em pasta de cimento, ou um adesivo epóxi puro, conforme as condições de umidade do substrato, a necessidade e/ou facilidade de colocação de fôrmas e a importância estrutural (solicitação) da região sob reparo;

- o fechamento da cavidade pela aplicação manual ou mecanizada do material de reparo, cimentício ou orgânico; - o acabamento da superfície reparada; e - a cura do material de reparo aplicado, sendo uma cura úmida do material cimentício ou a cura ao ar livre do material orgânico.

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A proteção da superfície compreende o preparo, pré-pintura do substrato, com técnicas como lixamento, lavagem com detergente e/ou o ataque ácido, seguido da pintura propriamente dita, com rolo ou pistola, usando um sistema de proteção adequado, como por exemplo um sistema epóxi/poliuretano de alta espessura, com controle de consumo e espessura de filme úmido na execução, além da própria técnica de pintura.

- Reparos Localizados e Rasos (Desenho 1)

1. Demarcação e hachuração do contorno da região de reparo.

2. Delimitação do contorno da região de reparo, observando uma profundidade mínima de 10 mm.

3. Remoção do concreto no interior da região delimitada até atingir substrato firme e rugoso, com boas condições de aderência, observando pelo menos 25 mm livres de concreto em torno da barra de aço e 15 cm além do trecho corroído, se houver, em ambas as direções do comprimento da barra. 4. Substituição das barras de aço com perda de diâmetro da seção transversal por corrosão ≥ 10 %, sendo as novas barras ligadas às existentes através de solda obedecendo a norma ABNT NBR 6118 para cálculo e execução de estruturas de concreto. (Desenho 2).

5. Jateamento com abrasivo úmido das barras de aço corroídas até a superfície não mais conter produtos de corrosão, apresentando uma coloração brilhante (“metal branco” ou “quase branco”).

6. Limpeza do substrato de concreto e aço com jato de ar filtrado.

7. Imprimação (passivação) das barras de aço com pintura de fundo à base de epóxi rico em zinco.

8. Molhagem do substrato com água limpa até saturação.

9. Secagem da superfície do concreto com estopa ou jato de ar e aplicação de pasta adesiva à base de cimento Portland e emulsão acrílica, que servirá de ponte de aderência entre o concreto existente e a argamassa de reparo. A composição volumétrica da pasta adesiva é: 3 partes de cimento Portland comum ou composto, classe 32 1 parte de emulsão acrílica 1 parte de água limpa.

10. Reconstituição da seção com argamassa polimérica tixotrópica, aplicada em camadas subseqüentes de 10 mm.

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11. Cura da região reparada via aspersão de água limpa 3 vezes ao dia durante 7 dias, no mínimo, ou aplicação de membrana de cura imediatamente após a secagem inicial do material de reparo.

- Reparos Generalizados e Rasos

1. Verificação da necessidade e providenciar escoramentos.

2. Preparação do substrato.

3. Projeção de argamassa polimérica tixotrópica pelo processo via úmida ou via seca.

4. Acabamento com desempenadeira de madeira, feltro ou aço.

5. Cura úmida durante 7 dias, pelo menos, por aspersão periódica de água limpa ou aplicação de membrana de cura logo após o início de pega da argamassa.

Reparos Semiprofundos 1.

Preparação do substrato.

2.

Montagem de fôrmas estanques e rígidas dotadas de janela com dispositivo de alimentação tipo

“cachimbo”. 3.

Reconstituição da seção com graute base mineral de retração compensada e alta resistência mecânica,

lançado continuamente a partir do “cachimbo” para dentro da fôrma, de modo a não haver a formação de bolhas ou vazios. (Desenho 3).

4. Desforma 48 horas após o lançamento do graute.

5. Cura da região reparada via aspersão de água limpa 3 vezes ao dia durante 7 dias, no mínimo, ou aplicação de membrana de cura.

Reparos Profundos 1. Execução dos procedimentos descritos nos itens 1 e 2 dos reparos semi-profundos

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2. Reconstituição da seção com microconcreto reoplástico, de retração compensada e alta resistência mecânica, lançado continuamente a partir do cachimbo para dentro da fôrma, de modo a não haver a formação de bolhas ou vazios. (Desenho 3).

3. Desforma 48 horas após o lançamento do microconcreto.

4. Cura da região reparada via aspersão de água limpa 3 vezes ao dia durante 7 dias, no mínimo, ou aplicação de membrana de cura.

- Injeção de Fissuras

- Fissuras de abertura média maior ou igual a 0,3 mm (Desenho 4)

1. A cada 30 cm (ou menos, se conveniente) ao longo da fissura, colocar niples metálicos dotados de abas e calafetar externamente com argamassa poliéster.

2. Após o endurecimento do material de calafetação, testar a intercomunicabilidade dos pontos de injeção com ar comprimido filtrado.

3. Proceder à injeção bombeando (com um injetor pneumático ou agulha de injeção) resina epóxi específica para injeção de fissuras, sob pressão através dos niples.

4. A injeção deverá iniciar-se pelo niple mais baixo e continuar até que a resina comece a sair pelo niple imediatamente superior, que atua como respiro ou purgador. Em seguida, o injetor é desatarrachado do bico inferior, vedado e levado ao bico seguinte (pelo qual transbordou a resina), continuando-se o processo sucessivamente pelos vários pontos, até o total preenchimento da fissura.

- Fissuras de abertura média menor que 0,3 mm (Desenho 5) 5. Limpeza e secagem da fissura. 6. Dissolução de 1 parte (em massa) de metassilicato de sódio ou potássio em 5 partes (em massa) de água quente (cerca de 80 oC). 7. Aplicação da solução com brocha ou escova. 8. Decorridas 24 horas, nova aplicação da solução, agora na proporção de 1:3, em massa.

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9. Após a última aplicação, e enquanto a superfície ainda estiver úmida e assim que se notar o término da penetração da solução, enxaguar totalmente a superfície com água limpa em abundância, removendo desta forma qualquer excesso de cristais da solução.

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Desenho 1 34

Desenho 2

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Desenho 3 36

Desenho 4

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Desenho 5 38

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ORIENTACIÓN PARA UNA CORRECTA REPARACION Y REHABILITACION DE ESTRUCTURAS DE HORMIGON DAÑADAS POR CORROSION DE ARMADURAS

6.1 INTRODUÇÃO Ao lado de um grande e indiscutível crescimento da necessidade de intervir nas estructuras de hormigón com vistas ao restabelecimento de suas características e desempenho inicialmente previstas e desejadas na fase de concepção, planejamento e projeto, tem-se observado, infelizmente, um grande número de insucessos nessa intervenção. Os materiais, ou os procedimentos adotados para reparo e reconstrução nem sempre conferem à estrutura as características de durabilidade compatíveis com a importância da obra e com os elevados custos de reparação e reconstrução de estruturas. O resultado negativo, ou seja, uma vida útil muito curta decorrente dessa reparação, na maioria das vezes muito mais curta que o período de tempo decorrido entre o término da obra até a necessidade da intervenção, tem sido frequente e infelizmente constatada. Por que isso tem ocorrido? Por que as reparações têm durado tão pouco? Através de uma analogia com a Medicina pode-se considerar que as estruturas de concreto e as construções civis em geral deveriam ser estudadas e entendidas à luz de novos enfoques que tiveram de ser introduzidos para complementar os enfoques tradicionais não suficientes para o completo entendimento do comportamento das construções. A Teoria Clássica das Estruturas, a Resistência dos Materiais, a Estabilidade das Estruturas e o curso tradicional de Materiais e Técnicas de Construção Civil não foram, nem são suficientes para explicar adequadamente o envelhecimento prematuro das construções civis. Em vista disso, nos últimos 20 anos, ou menos, novas disciplinas foram colocadas ao dispor dos engenheiros civis conforme apresentadas na Fig. 1. Nor mas

Gar antia Qualidade

Pr ofilaxia

OBRA OBRA

Qualidade Ambiental

Ter apia Patologia

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FIGURA 1. Novas disciplinas introduzidas na Engenharia Civil. Entende-se por Normalização o grande movimento internacional de uniformização de critérios básicos de projeto e construção, cujos exemplos notórios são: CEB-FIP Model Code 90 1, CIB W-862, ISO 3, CEN-ENV 206 4, MERCOSULCLAES 5, NAFTA-ACI 3186 e outros. Entende-se por Garantia da Qualidade e Qualidade Ambiental todos os procedimentos atualmente disponíveis e recomendados pelas normas da série ISO 90007 e da série ISO 140008. Patologia pode ser entendida como a parte da Engenharia que estuda os sintomas, os mecanismos, as causas e as origens dos defeitos das construções civis, ou seja, é a ciência que permite o correto diagnóstico de um problema patológico. Este Manual dedicou-se nos capítulos anteriores, essencialmente a fornecer as ferramentas básicas e os procedimentos necessários a um adequado diagnóstico dos problemas de corrosão de armaduras em estructuras de hormigón. Entende-se por Profilaxia todas as medidas preventivas que devem ser tomadas nas construções novas, a partir do correto diagnóstico dos problemas. Aplica-se essencialmente a novas obras com o intuito de evitar deteriorações precoces. À Terapia, como nova disciplina da Engenharia civil, cabe estudar a correção e a solução duradoura dos problemas patológicos, ou seja, como corrigir a perda precoce e não prevista da vida útil inicialmente esperada e desejada para as estruturas de concreto. Considerando que essas novas disciplinas foram introduzidas na Engenharia Civil nos últimos 20 anos, verifica-se que, entre elas, a Terapia das Construções é a menos conhecida e dominada hoje em dia. Ainda são poucas as publicações técnico-científicas sobre o tema e praticamente ainda não há consenso que permita uma Normalização efetiva e forte na área. Um grande número de entidades nacionais e internacionais têm dedicado esforços nessa direção, principalmente a

1 COMITE EURO-INTERNATIONAL du BETON. CEB-FIP Model Code 1990 Design Code. Lausanne, CEB, Thomas Telford, May 1993. (Bulletin D’Information, 213-214) 2 COMITE INTERNATIONAL du BATIMENT. Building Pathology. A State-of-the-Art Report. CIB Repor t

W-86, Publication 155, June 1993. 3 INTERNATIONAL ORGANIZATION for STANDARDIZATION. ISO 1920 Concrete Tests. Dimensions, Tolerances and Applicability of Test Specimens. 4 EUROPEAN COMMITTEE for STANDARDIZATION. Concrete. Performance, Production, Placing and Compliance Criteria. ENV 206. s.l., CEN, 1991. 5 COMITE LATINO-AMERICANO de ESTRUCTURAS. Associação voluntária que reúne especialistas de dezessete países latino-americanos com vistas à uniformização das normas de projeto de estruturas de concreto. 6 AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. Building Code Requirements for Reinforced Concrete: reported by ACI Committee 318. In:—. ACI Manual of Concrete Practice. Detroit, 1996. v.3. 7 INTERNATIONAL ORGANIZATION for STANDARDIZATION. ISO 9000 / 9001 / 9002 / 9003 / 9004. Quality Management and Quality Assurance Standards. Guideline for Selection and Use. Bern, 1987. 8 INTERNATIONAL ORGANIZATION for STANDARDIZATION. ISO 14000.

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partir do início desta década, podendo-se citar: COST 509 9, COMETT PROJECT 7352/Cb10, ACI COMMITTEE 546 11, GEHO 12, RILEM 124-SRC 13, RILEM 130CSL 14, SHRP S-360 15 e outras, todas muito recentes e a maioria ainda com textos preliminares e em discussão. O ainda pouco conhecimento consensual do tema fica mais agravado pelo grande número de novos materiais sistematicamente lançados no mercado. O setor de produção industrial para reparación de estructuras de hormigón é um dos mais promissores na construção civil e gerou nos últimos anos um elevadíssimo número de novas alternativas de materiais, sistemas e técnicas de reparação. Os catálogos técnicos de empresas do setor, tais como, Sika, Grace, Fosroc, Master Builder e outras apresentam mais do que o dobro de produtos e sistemas disponíveis a apenas 12 anos atrás. Por exemplo todos os sistemas de reparação e proteção com base eletroquímica, foram introduzidos na engenharia civil somente no fim da década de 80, começo desta, e ainda estão em franco desenvolvimento. Até bem poucos anos os mecanismos de difusão natural de íons e gases assim como de migração de íons por corrente impressa eram desconhecidos da Engenharia Civil. Diante de tantas e novas alternativas como deve se posicionar o engenheiro civil e o engenheiro de manutenção predial encarregado da correção desses problemas precoces de deterioração de estruturas de concreto por corrosão de armaduras? A melhor e talvez única alternativa é a da busca incessante do conhecimento e da permanente atualização técnica. Há necessidade de olhar os problemas e sua correção com uma visão ampla, abrangente, sistêmica e holística. A prática, infelizmente, ainda frequente de deixar por conta de um mestre pedreiro mais experiente tem sido desastrosa e deve ser energicamente evitada. A intervenção numa estrutura com problemas de corrosão de armaduras é uma operação cara, delicada e requer um conhecimento consistente do assunto e das suas implicações estéticas, estruturais e sociais. Para ter sucesso e ser durável precisa ser projetada em detalhes; precisa ter especificado tecnicamente os materiais e os equipamentos, e finalmente necessita de grande precisão nos procedimentos de preparação do substrato, limpeza, aplicação dos materiais e sistemas de acabamento e proteção. Uma metodologia geral para a solução duradoura dos problemas patológicos nas estruturas de concreto dañadas por corrosão de armaduras está apresentada na Fig.2.

9 COST 509 ACTION “Corrosion and Protection of Metals in Contact with Concrete” 10 COMETT Project 7352/Cb. Concrete Repair. 11 AMERICAN CONCRETE INSTITUTE. ACI 546. In:—. ACI Manual of Concrete Practice. Detroit, 1996. v.1. 12 GRUPO ESPAÑOL del HORMIGON. Durabilidad de Estructuras de Hormigón. Guía de Diseño CEB. Madrid, GEHO, oct. 1993. (Boletín, 12) 13 RILEM 124 SRC 14 REUNION INTERNATIONALE de LABORATOIRES D’ESSAIS et MATERIAUX. Durability Design of Concrete Structures. Report of RILEM Technical Committee 130-CSL. Espoo, RILEM, E & FN Spon, 1996. 15 SHRP Contract C-103. Concrete Bridge, Protection, Repair, and Rehabilitation Relative to Reinforced Corrosiuon. A Methods Application Manual. Publication SHRP S-360

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6.2 A PROBLEMÁTICA Em todos os sistemas e procedimentos de reparação deve-se levar em conta pelo três aspectos fundamentais: 1. Desempenho intrínseco do material ou sistema de reparação. 2. Esforços na interface entre o reparo (novo) e a estrutura (antiga). 3. Interferência no equilíbrio fisico-químico principalmente nas proximidades da região reparada.

da

estrutura

existente,

Um reparo localizado sempre pode resultar numa intervenção de curta efetividade pois o risco de transferência das células de corrosão eletroquímica 16 é muito grande, principalmente quando o ambiente é agressivo e o concreto é de qualidade inferior. Além desse risco há uma série de outras ações que atuando sobre o reparo, sobre a interface ou zona de transição e sobre a própria estrutura existente, podem levar a reparação a um insucesso caracterizado por curta vida útil após intervenção. Na Fig.317 apresenta-se os agentes principais que podem dar origem a problemas patológicos durante ou após a intervenção corretiva.

FIGURA 2. Metodologia geral de análise, correção e acompanhamento de problemas patológicos em estruturas de concreto. 16 MONTEIRO, Paulo J.M. & HELENE, Paulo R.L Can Local Repairs Be Durable Solutions for Steel Corrosion in Concrete?. Anais da International Conference on Corrosion and Corrosion Protection of Steel in Concrete, Sheffield, England, Sheffield Academic Press, v.2, July 1994. p. 1525-38 17 EMMONS, Peter H. & VAYSBURD, Alexander M. The Total System Concept — Necessary for Improving the Performance of Repaired Structures. Detroit, Concrete International, Mar. 1995. p. 31-6

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(COMETT Project 7352/Cb, 1994)

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FIGURA 3. Ações e fenômenos que devem ser levados em conta para reduzir os riscos de insucesso numa intervenção. (EMMONS, Peter H & VAYSBURD, Alexander M., 1995) 6.3 VISÃO SISTÊMICA y METODOLOGICA O projeto, ou o diseño, detallado de la reparación deve sempre ser efetuado, através da análise cuidadosa de todas as informações e alternativas disponíveis conforme apresentado na Fig. 4.

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FIGURA 4. Fluxograma a ser seguido en la reparación de estructuras de hormigón.

6.4 ALTERNATIVAS de REPARACIÓN Existem vários critérios para seleccionar la mejor alternativa de reparacão e proteção de acordo com as características específicas da estrutura avaliada e diagnosticada. O diagrama de fluxo da Fig. 5 apresenta os critérios que devem ser considerados para a seleção da alternativa de intervenção mais conveniente.

FIGURA 5. Alternativas de reparación en estructuras de hormigón dañadas por corrosión de armaduras.

6.5 METODOS de PROTECCIÓN DIRECTA de la ARMADURA

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Na Fig. 6 apresenta-se um diagrama esquemático de alternativas de intervenção cujos fundamentos básicos foram apresentados no início deste manual. Por razões didáticas estas alternativas são denominadas de proteção dirta das armaduras pois estão baseadas em soluções que são aplicadas ou dizem respeito diretamente à armadura, ou melhor. à proteção direta do aço das armaduras.

FIGURA 6. Métodos de protección directa de las armaduras (actuam sobre él acero).

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6.6 METODOS de PROTECCIÓN INDIRECTA de la ARMADURA Finalmente na Fig.7 informa-se sobre as vantagens e desvantagens de cada um dos sistemas possíveis de serem utilizados na solução de problemas de corrosão de armaduras nas estruturas de concreto, baseados na alteração das características do concreto de revestimento dessas armaduras. Por essa razão são chamadas didaticamente de métodos de proteção indireta das armaduras, uma vez que são aplicáveis ou diozem respeito à modificações do concreto de cobrimento ou da argamassa de reparo.

FIGURA 7. Métodos de protección indirecta de las armaduras (actuam sobre él hormigón)

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6.7 CRITERIOS DE SELECCIÓN

FIGURA 8. Critérios de selección de la alternativa más conveniente a una situación específica.

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6.8 DISEÑO DETALLADO de la INTERVENCION CORRECTIVA

FIGURA 9. Etapas ou partes que constituem un diseño detallado de la solucción de um problema patológico en estructuras de hormigón.

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Os procedimentos recomendáveis para preparação do substrato, limpeza do substrato, aplicação dos materiais e sistemas, assim como seu controle e monitoramento serão objeto de um novo manual específico desta REDE DURAR.

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. TITULO:

"Conservación y Mantenimiento de los edificios. Conceptos y metodología para un abordaje eficiente". TEMARIO: 1. Introducción, definiciones y conceptos Algunas definiciones: Criterios de valoración (valor uso, de cambio y de símbolo). Recuperación, rehabilitación, reforma-remodelación, restauración, consolidar, re-estructurar, refuncionalización, conservación y mantenimiento. Costo global o total de los edificios. Estructura y funcionamiento del subsector mantenimiento. Norma Iso 6241, el edificio como sistema, requerimiento de uso (desempeños) de los edificios. 2. Por qué y para qué mantener los edificios? Degradación de los edificios, factores. Principales causas que provocan las lesiones en los edificios, algunas estadísticas. Razones que justifican el mantenimiento: control del costo de uso, efectos sobre la performance de los edificios, mantenimiento del valor de cambio, previsibilidad, seguridad y confiabilidad de uso. 3. Como mantener los edificios. Estrategias. Manuales de Uso y Mantenimiento. Tipos de mantenimiento (correctivo, preventivo, predictivo, etc.). Cómo se ejecuta el mantenimiento hoy?. Prevención, o patología preventiva. Hacia el mantenimiento programado. Plan de mantenimiento correctivo. Plan de mantenimiento preventivo.

1. INTRODUCCIÓN El presente trabajo pretende introducir al lector en aquellos conceptos que a mi entender son vitales para un abordaje eficaz y eficiente del mantenimiento de los edificios. Sabido es que todo, o casi todos los objetos necesitan de operaciones de mantenimiento durante su vida útil para garantizar “desempeños” dentro de niveles aceptables (performance...), y los edificios no escapan a esa necesidad. Asimismo, los edificios deben ser entendidos como “sistemas” complejos, sometidos a diversas exigencias que aumentan a lo largo del tiempo (por la tendencia a la sofisticación en la calidad de vida...), que son mas o menos durables, y siempre expuestos a un conjunto de agentes de degradación que tienden a destruirlo.

Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 1

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. Por otro lado, el conjunto de los edificios que tienen nuestros países, constituye la mayor inversión en bienes de capital, y como tales deben ser mantenidos. Pero, en general no puede ignorarse que nuestras sociedades tienen una tendencia a despreocuparse por el mantenimiento de las cosas, por confluencia de una serie de circunstancias, tales como: mayor interés en concretar obras nuevas (desde los políticos, pasando por los profesionales, y terminando por los usuarios), la falta de políticas, planes y programas de mantenimiento; la falta de constancia y de disciplina en para su abordaje; una actitud “fatalista”, al pensar que los problemas y/o accidentes ocurren por “desgracia”, y no porque se podrían haber evitado con medidas concretas (materiales o no), etc. Se nos enseña que lo esencial es crecer y producir a cualquier precio, relegando el mantenimiento de lo que poseemos y la adopción de medidas preventivas tendientes a conservar nuestro patrimonio a un plano secundario y casi vergonzante. En ese ambiente, la sociedad consumista privilegia lo nuevo ante cualquier intento de mantener el patrimonio existente. Hoy día, se impone la sensatez económica, que demanda el óptimo aprovechamiento de los recursos siempre escasos. Creo, que debemos asumir que nuestra “cultura” actúa de manera irracional, y por lo tanto imprudente e irresponsablemente respecto de la importancia que tiene para la sociedad en su conjunto el mantener su parque edilicio de la mejor manera posible (seguro y en optimas condiciones de uso...); y es en ese sentido que los Profesionales debemos trabajar, en la medida que los alcances de nuestras disciplinas lo permiten, para mejorar ese cuadro de situación. Algunas definiciones: Criterios de valoración Se puede reconocer en los edificios un conjunto de valores, entre los principales están: el valor de uso, el valor de cambio y el valor simbólico. El valor de uso es aquel que relaciona al conjunto de propiedades de la “mercancía” edificio con diferentes clases de deseos y necesidades humanas; su utilidad está en relación, entre otras, a nuestra necesidad de alojamiento. En ese sentido, el edificio, se convierte en algo parecido a un artefacto, o un utensillo. El valor de cambio, es aquel del tipo monetario, y que está con relación al de otras cosas, y está fijado por el mercado. Es transaccional. Expresa el valor relativo de las “mercancías” como un precio. El valor de símbolo de los edificios, es un tanto más intangible, los objetos se desmaterializan, “no son lo que son, sino lo que representan”... para las personas y la sociedad. En los edificios, estos valores siempre presentes, poseen distinta importancia relativa. Así tendremos edificios “patrimoniales” de gran valor Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 2

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. simbólico (p.e. edificios “históricos”, religiosos, de gobierno, etc.) donde su trascendencia radica en su carga simbólica por sobre los otros valores. Por otro lado, habrá edificios no patrimoniales, “comunes”, donde sus valores de uso y de cambio serán dominantes (p.e. viviendas, escuelas, hospitales, etc.). Con relación a esto último, se puede establecer que la llamada “preservación” opera dentro del universo de edificios del tipo patrimonial, preciados por sus cualidades historico-artísticas, y que obviamente tienen valor de símbolo; las intervenciones que se realizan en esos casos suelen ser de restauración y tener el objetivo de recuperar y mantener al bien lo mas original posible, preservando sus características iniciales, y por tanto sus valores estéticos e históricos. En los otros tipos de intervenciones, tales como rehabilitaciones, reformas, refuncionalizaciones, conservación y mantenimiento, etc., su objetivo principalmente suele estar relacionado con mantenerle, devolverle y/o incrementarle al edificio su valor de uso y de cambio. En ese sentido, creo útil definir brevemente los siguientes términos 1: ∗ Recuperación: serie de operativos tendientes a recobrar un edificio, aprovechándolo para un uso que puede o no ser el que tenía en su origen. ∗ Rehabilitación: habilitar de nuevo el edificio haciendolo apto para su uso primitivo. Este es el término mas ampliamente difundido, y el que se aplica con frecuencia a viviendas donde no existe cambio de uso general de inmueble. ∗ Reforma-remodelación: dar una nueva forma a una edificación o a un espacio arquitectónico. También tiene aplicación directa al campo de la vivienda, donde trabajos de ese tipo se dan con mayor frecuencia. ∗ Restauración: conjunto de operaciones llevadas a cabo para recuperar la imagen original de un edificio. Suele darse en casos especiales, y por ello las consideraciones económicas están subordinadas al valor histórico-artístico de este patrimonio. ∗ Consolidar: asegurar, fortalecer, reforzar, dar firmeza y solidez a una edificación. ∗ Re-estructurar: dar una nueva estructura al edificio, implantando nuevos elementos estructurales o ampliando los existentes, con posible aumento del número de plantas. ∗ Conservación y Mantenimiento: si bien estos términos aparecen casi siempre juntos, y a veces se los emplea como sinónimos, en tanto que el segundo se refiere al efecto de mantener, a la acción; el primero, incluye la dimensión temporal, y en algún modo el efecto de esas acciones a través del tiempo. El objeto del mantenimiento es conservar. La idea del edificio funcionando, en condiciones de uso, lleva implícita la idea del mantenimiento, ya que la degradación es inevitable. El presente articulo, está orientado al mantenimiento y conservación de aquellos 1

del art. Costos de Rehabilitación en Viviendas, autor: Arq. Beatriz Amarilla. Rev. Vivienda 322.

Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 3

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. edificios, que podríamos definir como “comunes”, es decir de poco valor de símbolo, al menos por ahora.... Costo global o total de los edificios “Un 10% de la inversión total del sector construcciones corresponde a tareas de mantenimiento” (Mascaro L. UNLP 1975). En países como el nuestro ésta cifra es baja, si la comparamos con la de países que han alcanzado un mayor desarrollo y donde las actividades se realizan de manera sistemática y constante. Por ejemplo, en la Comunidad Económica Europea la inversión total en el sector construcciones destinada al 2 mantenimiento alcanza el 35 % . Los edificios considerados como bienes de capital y un recurso instalado en el territorio, necesitan durante su vida útil inversiones para lograr un 3 adecuado desempeño (Norma ISO N 6241). Los edificios deben responder a determinadas exigencias (Blachere, 1978) tales como las de habitabilidad (fisiológicas, psicológicas, sociológicas) y durabilidad, ésta última de índole económica, concepto que se relaciona con la vida de los edificios. Atendiendo a lo que establece la Norma IRAM N 11.553 sobre durabilidad, la vida física de un edificio es la duración de éste de acuerdo a, la vida de los materiales, componentes e instalaciones con que fue construido y habiendo recibido un adecuado mantenimiento. La misma Norma establece el concepto de vida económica y se refiere a la duración de un edificio en relación con su funcionalidad, adaptación, ubicación y posibilidad de renta. Estas dos variables son las que van a determinar el concepto de vida útil. Como se puede apreciar en el gráfico 1, las acciones y tareas de mantenimiento se realizan durante un período más extenso, comparado con el de diseño y construcción del edificio. Dichas acciones de orden técnico (detección, diagnóstico, tratamiento, etc.) pueden ser de carácter correctivo, preventivo y predictivo. $

$

C.U.

C.U.

C.G.

C.G.

C.I.

C.I.

obsolescencia

obsolescencia

Construcc.

t

período de uso / vida útil

Referencias: C.I. = costo inicial C.O. = costo de uso

C.G. = costo global

GRÁFICO 1

2 3

Construcc.

t

período de uso / vida útil

Referencias: C.I. = costo inicial C.O. = costo de uso

C.G. = costo global

GRÁFICO 2

Información obtenida del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja, Seminario 4 - CEMCO 95. Desempeño: Grado de adecuación del edificio a los requerimientos de uso.

Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 4

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. Estas acciones que tiene por objeto la conservación y el mantenimiento de los edificios generan desembolsos de dinero y requieren reinversiones destinadas a hacer frente a los costos de uso. Se entiende por costo de uso la suma del costo de mantenimiento (costo de las reparaciones) más el costo de funcionamiento (energía para el funcionamiento del edificio, gastos administrativos e impositivos). Por costo inicial el costo de la construcción del edificio. Por vida útil al menor tiempo que puede durar física y económicamente un edificio o sus partes siempre y cuando halla tenido el adecuado mantenimiento. La obsolescencia es el término de la vida útil, debiéndose diferenciar entre la obsolescencia física (que es la debida al deterioro último de los elementos físicos), funcional (que es la debida a la inhadecuación del edificio a la función original), económica (cuando los costos de intervención respecto de la rentabilidad del edificio resultan antieconómico) y tecnológica (cuando por un avance tecnológico se puede lograr una prestación superior). Costo inicial, costo de uso, durabilidad, vida útil y obsolescencia están relacionados, siendo las principales variables que definen el perfil que tendrá la curva de costo global y el desempeño del edificio durante el periodo de uso. Por último se entiende por costo global (costo inicial + costo de uso) al correspondiente a la sumatoria del costo de construcción y el costo de uso a lo largo de toda la vida útil del edificio. Analizando las variables de los costos con relación al tiempo, durante el período de uso la variación de la gráfica no es constante (como indica el gráfico 1), en términos generales variará siguiendo una curva (gráfico 2) ya que a medida que transcurre el tiempo es necesario mayor inversión en mantenimiento para conservar el recurso con un nivel de desempeño adecuado. Esto sucede generalmente porque el costo por reposición se eleva durante la última etapa de la vida útil del edificio. Según el Arq. Juan Luis Mascaró, los costos de mantenimiento en general tomado en conjunto durante la vida útil constituyen una magnitud considerable. Anualmente representan del 1% al 3% del costo de construcción para viviendas cuya vida útil oscila entre 20 y 50 años. La variación de dichos porcentajes dependerá de la categoría de la vivienda, calidad de ejecución, grado de exposición a los factores que afectan la durabilidad, características del mantenimiento que se realiza, etc. (Norma IRAM 11.553). El costo de mantenimiento anual quedara determinado por la sumatoria del costo de reposición 4 y el costo de mantenimiento 5.

4 Corresponde al costo de sustitución y/o reposición de aquellos elementos, componentes y subsistemas que han alcanzado su vida útil. 5 Corresponde a las operaciones necesarias para garantizar el funcionamiento durante la vida útil del elemento, componente o subsistema del edificio.

Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 5

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. Los rubros de obra cuya durabilidad esta comprometida entre los 20 y 50 años, tales como: *cubiertas planas (terminaciones y aislaciones) *carpinterías *instalaciones *revoques *cielorrasos *pisos *pinturas constituyen un porcentaje considerable del costo de mantenimiento anual por su incidencia en el costo de reposición y operación, especialmente en nuestro medio 6 en donde algunos de ellos por las condiciones ambientales y los ciclos alternos de uso se ven afectados. $

$

menor costo de uso elevado costo de

mayor

uso

costo inicial bajo costo inicial período de construcción

período de uso

obsolescencia

T vida útil

GRÁFICO 3

período de construcción

período de uso

obsolescencia

T vida útil

GRÁFICO 4

Asimismo, actuar con estrategia de costo global (costo inicial + costo de uso), implica operar sobre el costo inicial contemplando en las soluciones adoptadas en las etapas de diseño y construcción los aspectos del mantenimiento. Si se compararan dos edificios de similares características referente a su uso, superficie y costo global; uno de ellos (el del gráfico 3), correspondiente a un edificio de bajo costo inicial, por ende con estándares de durabilidad de sus partes constructivas bajas, con un periodo de vida útil de sus partes en relación con dichos estándares, y con probabilidad de obsolescencia prematura, tendrá elevados costos de uso durante su período de vida útil para poder cumplir con la función para la cual fue diseñado; el otro (el del gráfico 4), correspondiente a un edificio de mayor costo inicial, con estándares de durabilidad de sus partes constructivas altas, con un período de vida útil con relación a dichos estándares, con baja probabilidad de obsolescencia, seguramente tendrá costos de uso más bajos que el

6 Ambiente marino de la ciudad de Mar del Plata.

Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 6

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. primer edificio para poder cumplir durante su vida útil satisfactoriamente con la función para la cual fue diseñado. Si bien éste último ejemplo es una simplificación (en la realidad interactúan más factores con relaciones más complejas); se puede prever que el primer edificio al tener elevados costos de uso (de funcionamiento y mantenimiento) tendrá una peligrosa tendencia a demandar inversiones pico imprevistas; por el contrario el segundo edificio con costos de uso más bajos tenderá a un envejecimiento más noble sin muchos imprevistos. Existe otra razón para que la tecnología del mantenimiento se involucre en el proceso desde una etapa temprana; desde este campo se deben hacer recomendaciones e imponer criterios y parámetros para que sean tenidos en cuenta durante las etapas de diseño y construcción de los edificios. Los criterios y recomendaciones tienen el propósito de prevenir que los diseños y soluciones tengan involucrados en si mismos desde su origen errores, defectos o problemas de orden físico/funcional y que luego volverán onerosa la operación del mantenimiento, y que se requiera de reinversiones en periodos de tiempo muy corto por la poca durabilidad.

Estructura y funcionamiento del subsector mantenimiento Entre los agentes sociales que intervienen en el mantenimiento de edificios de propiedad horizontal, en nuestro medio se pueden reconocer a aquellos que desarrollan actividades gerenciales (tal el caso de las empresas administradoras con mandato de los copropietarios, a veces con la asistencia técnica de Profesionales) y aquellos que ejecutan las acciones técnicas específicas (operarios de los distintos gremios de la construcción cuentapropistas u organizados como empresas); entre estos últimos se reconoce a aquellas empresas (service) que por su modalidad o tipo de trabajo periódico y regular en el tiempo prestan sus servicios bajo la modalidad de abonos, y las que son contratadas para la realización de tareas puntuales. Constituye una característica del subsector la informalidad con la que opera, por un lado dado por la heterogeneidad misma de los agentes que van desde cuentapropistas (informales) a empresas (formalmente establecidas), es también característico la falta de un marco regulatorio global de la actividad del mantenimiento (solo aspectos parciales están reglamentados) y la imposibilidad de contar con precios de referencias para cada uno de los trabajos. Por lo general las empresas (agentes formales) están a su vez agrupadas en cámaras y centros que nuclean a las de actividades afines (administradores, ascensoristas, constructoras, etc.). Las acciones que realizan generalmente suelen estar motivadas por urgencias (mantenimiento a la rotura) es decir acciones no planificadas y/o a voluntad de copropietarios y administradores que deciden la realización de intervenciones por necesidades de embellecimiento o reparación. Salvo Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 7

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. en aquellos casos donde la gravedad y/o importancia económica de la acción lo demanden, las mismas en general se ejecutan sin el asesoramiento técnico profesional previo (diagnóstico, etc.) ni durante la ejecución (dirección técnica, etc.).

Norma Iso 6241: el edificio como sistema y requerimientos de uso (desempeños) de los edificios. Dicha Norma, concibe al edificio como un sistema, y en tal sentido reconoce en ellos un conjunto de subsistemas y componentes (tabla 5 de la Norma). Esta visión “anatómica” de los edificios, es útil a la hora de unificar criterios respecto de las partes que los componen y contribuye a tipificar / estandarizar la elaboración de los Planes de Mantenimiento. Asimismo, la misma Norma establece un conjunto requerimientos de uso o desempeños, 14 en total, que en general debe serles exigidos a los edificios. Son requerimientos del tipo exigencial (tabla 6 de la Norma). Estas exigencias, tendrán una importancia relativa diferente, en relación con el tipo de edificio, y principalmente a su función (vivienda, escuela, hospital, oficina, industria, etc.). Según sea el caso, sé tendrán desempeños “críticos”, o más importantes, o dicho de otro modo, si el edificio tiene una baja importante en un desempeño crítico (por debajo del mínimo admisible...) dicho edificio será ineficaz para el uso previsto (o tendrá serios inconvenientes en prestar servicio). Si relacionamos estos dos últimos conceptos, veremos que cada componente y/o subsistema guarda relación con uno o más desempeños. Por lo tanto, el estado de conservación de los mismos tendrá incidencia con la “performance” del edificio (entendida como el grado de adecuación a los requerimientos de uso...). En ese sentido, los desempeños podrán verse afectados con relación a los tipos de procesos patológicos, el grado y la extensión de las lesiones que afecten a los componentes y subsistemas. Este enfoque, nos permitirá en cada caso, poder individualizar aquellos “objetos“ y/o partes del edificio susceptible de mantenimiento, y establecer su importancia relativa respecto de los desempeños críticos del edificio. Por ejemplo, esto es útil a la hora de establecer prioridades de intervención en un Plan de Mantenimiento Correctivo, o establecer frecuencias de ítems de inspección en un Plan de Mantenimiento Preventivo. Si bien, es cierta la afirmación de Gerard Blachere cuando dice que “... las cualidades de lo nuevo no pueden conservarse idénticas: lo nuevo no puede seguir siendo nuevo con el uso...”; la performance de los edificios durante la vida útil no debe estar por debajo de un mínimo admisible, ya que si ocurren bajas considerables en sus desempeños, el edificio no será adecuado para su uso. Por lo tanto, es obvio que debemos realizar acciones de mantenimiento en la etapa de uso para garantizar el cumplimiento de los desempeños por sobre el mínimo admisible. Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 8

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2. Por qué y para qué mantener los edificios? Degradación de los edificios, factores En alguna medida el... por qué mantener los edificios?..., ya ha sido desarrollado. Es evidente que la exposición de los componentes y/o subsistemas que integran al edificio a los distintos agentes de degradación, producirá en aquellos deterioro y bajas del desempeño. La velocidad con que ocurra ello, depende de numerosos factores, tales como: • Tipo y agresividad de los agentes de degradación (naturales, humanos-uso, etc.). • Susceptibilidad de los materiales a los agentes de degradación a los que están expuestos (nobleza/calidad...). • Existencia y tipo de mantenimiento del que es objeto el edificio. Asimismo, las distintas partes de un mismo edificio (elementos, componentes y subsistemas), no duran lo mismo, o dicho de otra manera envejecen diferente, y por lo tanto serán objeto de operaciones de mantenimiento y/o reposición en momentos diferentes de la vida del edificio. Aquí se debe discernir entre aquellas partes “vitales” del edificio y comprometidas con los desempeños “críticos”, de aquellas partes con funciones meramente “secundarias” (superficiales y/o estéticas...). Si bien, en general las partes y/o elementos superficiales, en mayor relación con lo agentes de degradación suelen requerir de mantenimiento mas frecuente (tal el caso de las terminaciones...), a la hora de establecer prioridades en el mantenimiento, se debe tener claro en atender los problemas importantes de los no tanto, como así también priorizar actuaciones sobres las causas que por sobre los síntomas (ej. reparación de afecciones en elementos estructurales por sobre el mero “maquillaje” superficial de los síntomas; o la eliminación de la causa del ingreso de agua o filtración, por sobre el disimulo de una mancha de humedad... etc.). Es importante destacar que la reparación tiene dos fases claramente diferenciadas: - 1° actuación sobre la causa origen del proceso patológico hasta su total anulación. - 2° actuación sobre la lesión o lesiones que constituían el síntoma del proceso. Nunca se debe actuar solo sobre la lesión, ya que la causa seguirá actuando, y la lesión volverá a manifestarse, y tampoco invertir el orden de la actuación, ya que durante el ínterin podrá aparecer de nuevo el proceso. Principales causas que provocan las lesiones en los edificios. Algunas estadísticas. La importancia que adquiere la estadística en el campo de la patología constructiva es sustantiva, con vistas a determinar la frecuencia con que se Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 9

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. producen determinados daños, a fin de analizar sus causas, y en consecuencia tomar decisiones correctoras con el objeto de que no vuelvan a producirse. Pese al interés creciente que hay sobre el tema, existe una carencia importante de estadísticas, en particular en nuestro país. Los países europeos son los que mas información tienen. Francia desde 1950 viene realizando estudios estadísticos como consecuencia de existir un seguro obligatorio. Las estadísticas publicadas por el Bureau Sécuritas y por el Sycodes logran discriminar el porcentaje de daños respecto del total de la construcción, las mismas reflejan los daños ocurridos durante los años 1968/78 (Bureau Sécuritas) y durante los años 1986/87 (Sycodes). Ver cuadro N° 1. Cuadro 1 SECURITAS (%) 28,7 6,4 14,2 9,3 3,0 14,5 3,7

Muros exteriores Cubiertas Revest. interiores Obras de Hormigón Carpintería Terrazas Cimentaciones

SYCODES (%) 25,4 14,3 7,5 7,1 6,5 6,3 2,8

Cuadro 1: distribución de las lesiones Fuente: Bureau Securitas / SYCODES. Libro “Patología y terapéutica del Hormigón Armado”, autor Fernández Canovas.1994.

Asimismo, es curioso que al observar las causas de las lesiones que afectan a los edificios, tienen el porcentaje mas elevado en el proyecto y en la ejecución (los valores medios de ambas suman mas del 70%). Ver cuadro N°2. Cuadro 2 Ubicación

U.K. I U.K. II R.F.A. Renania del Norte Bélgica 1 Bélgica II Dinamarca Rumania Yugoslavia Francia Hamburgo Bélgica III

Periodo

N° de casos

P (%)

causas de las lesiones (*) E (%) M (%) U (%) N (%)

hasta 1974 1970 a 1974 1970 a 1980 hasta 1978

510 1576 481

58,8 49,0 40,1 40,5

35,0 29,0 29,3 28,9

12,0 11,0 14,5 15,0

11,0 10,0 9,0 9,6

2,0 1,0 7,1 6,1

100 100 100 100

1974 a 1976 1976 a 1978 1972 a 1977 1971 a 1978 1976 a 1978 1968 a 1978 hasta 1978 desde 1958

1200 1800 601 832 117 10.000 95 1350

49,0 46,0 36,6 37,8 34,0 37,0 40,3 54,0

22,0 22,0 22,2 20,4 24,2 51,0 29,0 29,0

15,0 15,0 25,0 23,1 21,6 4,5 14,8 5,0

9,0 8,0 8,7 10,6 12,2 7,5 9,2

5,0 9,0 7,5 8,1 8,0 6,7

100 100 100 100 100 100 100 100

1,7

Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 10

%

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. País vasco 1969 a 1983 España 1963 a 1983 Valores medios

116 586 -

34,5 41,2 42,0

32,3 31,1 28,5

17,2 13,0 14,2

10,7 10,9 9,6

5,0 3,8 5,7

100 100 100

(*) Referencias: P, proyecto - E, ejecución - M, materiales - U, utilización - N, causas naturales. Cuadro 2: causas de las lesiones Fuente: Tesis Doctoral de J.A. Vieitez , titulada “Patología de la Construcción en España: aproximación estadística”. publicada en el Libro “Patología y terapéutica del Hormigón Armado”, autor Fernández Canovas. 1994.

Estudios realizados en Valladolid y en Madrid 7 sobre lesiones constructivas de fachadas, se nota una clara hegemonía de una de las lesiones, los desprendimientos, seguida de suciedades, grietas y fisuras y humedades con valores variables. Respecto de los tipos de lesiones, en U.K. 8 para el caso de las viviendas se ha detectado que el 50% de las lesiones tienen relación con el agua, y del 50% restante las grietas y desprendimientos ocupan las 2/3 partes. En Brasil, según estudios realizados por el IPT en conjuntos de viviendas sobre la incidencia de las manifestaciones patológicas, las humedades oscilan también alrededor del 50%, siguiendo en importancia las grietas y desprendimientos. En Argentina, los únicos estudios publicados se refieren a viviendas conjuntos habitacionales ejecutados con sistemas industrializados en mayoría, en ellos las lesiones observadas en general afectan a envolvente exterior (grietas, fisuras, juntas deficientes, etc.) generando mal desempeño higrotérmico y de estanqueidad.

de su la un

De las distintas estadísticas, se observa que las lesiones que aparecen con mayor insistencia son las grietas, fisuras, humedades, y desprendimientos. Asimismo, es importante reparar en la importancia que tienen en las causas indirectas las debidas al proyecto y ejecución. Es importante destacar que el factor tiempo juega un papel muy importante en los procesos patológicos y sus consecuencias (sociales, técnicas, económicas, etc.). Siempre es recomendable: el diagnóstico precoz y el tratamiento temprano 9. Razones que justifican el mantenimiento A la hora de responder... para qué mantener los edificios?..., sintéticamente se pueden reconocer cuatro razones que lo justifiquen:

7

del Libro “Patología y terapéutica del Hormigón Armado”, autor Fernández Canovas. 1994. 8 del libro Building failures/analysis of defects. 9 base de la filosofía del Mantenimiento Preventivo (MP) de los edificios.

Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 11

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. • • • •

Control del costo de mantenimiento y de uso; disminución del costo global. Efectos sobre la performance de los edificios. Mantenimiento del valor de cambio. Previsibilidad, seguridad y confiabilidad de uso.

La primera de ellas, es meramente económica, ya que si mediante una estrategia de mantenimiento adecuada controlamos los costos debidos al mantenimiento, el costo de uso tenderá a mantenerse dentro de una estrecha franja (sin dispersiones, y con una tendencia previsible...); y en la medida que realizamos economías durante la vida del edificio, disminuiremos el costo global del mismo. En tanto la segunda razón, está basada en que mientras se realice un mantenimiento criterioso del edificio, éste tendrá óptimos desempeños que lo harán apto para su uso durante la vida útil. Tendiendo a disminuir la ocurrencia de “fallas” que afecten los desempeños Por otro lado, como consecuencia de un adecuado mantenimiento que permite contar con un edificio “integro” y con capacidad de prestar eficiente servicio (como se explicara anteriormente), lo pone en mejores condiciones relativas en el mercado inmobiliario, al subir su tasación. Por último, un edificio con mantenimiento eficiente es mas seguro para los usuarios ya que disminuirá la posibilidad de accidentes derivados por la falta de mantenimiento. El contar con un buen estado de conservación lo hace más confiable para su uso, al disminuir la aparición de fallas y fuera de servicio; también, se plantea menos incertidumbres respecto del estado físico futuro, y sus consecuencias (económicas, de uso, etc.).

3. Como mantener los edificios. Estrategias. Manuales de uso y mantenimiento La mayoría de los objetos producidos por la industria que poseemos vienen con sus “Manuales de Uso y Mantenimiento”, tal el caso de los automóviles, las computadoras y sus periféricos, electrodomésticos, etc.. Estos manuales tienen por finalidad instruir a usuario sobre las características del objeto en cuestión, su funcionamiento y operación, así como las atenciones y cuidados de que debe ser objeto durante su vida útil, para prestar servicio en las mejores condiciones de funcionamiento y con efectividad. Contradictoriamente, objetos con valores económicos muy superiores a los mencionados en el párrafo anterior, tal el caso de los edificios, en raras ocasiones poseen dichos manuales. En otros países ya es obligatorio contar con ellos, previo a la entrega del edificio y puesta en funcionamiento por parte del usuario. Asimismo, algunas instituciones de nuestros países con clara conciencia sobre la necesidad de mejorar el uso y mantenimiento Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 12

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. de los edificios, han desarrollado manuales, tal el caso del Banco Hipotecario del Uruguay con su “Manual de Uso y Mantenimiento de la Vivienda” del año 1994. Si bién, esta es una práctica muy saludable, y debiera ser imitada por el conjunto de los sectores Público y Privados relacionados con la producción de los edificios, desgraciadamente la inmensa mayoría de los edificios que componen nuestros parques edilicios no poseen dichos manuales, y lo que es peor no son objeto del mantenimiento adecuado. Los “derechos de los consumidores de bienes y servicios” en nuestros países aún son solo una declaración. Es claro que se debe pensar en la necesidad del mantenimiento para los dos casos de edificios (nuevos y en uso), y que éstos aspectos deben ser tenidos en cuenta en las legislaciones que regulan el sector construcciones. Por supuesto, la situación de los edificios en uso es más compleja, en especial si se contempla que son un gran número, que están prestando servicio y que tienen distintas edades y características constructivas (entre otras cosas...); evidentemente debemos darnos estrategias específicas para el eficiente mantenimiento de ese importante número de casos. Tipos de mantenimiento La categorización del mantenimiento en tipos, es útil para su: • Planeamiento (curso de acción previsto para un determinado lapso). • Programación (definición de la secuencia, cronología y recursos asignables a las tareas). • Lanzamiento (orden de ejecutarlo). Habitualmente se distinguen cuatro tipos de mantenimiento: Correctivo de emergencia o en crisis: acciones técnicas que se realizan cuando ha ocurrido una falla o lesión en un subsistema o hay presunción de su pronta ocurrencia, que ocasiona el mal desempeño o afecta la esencia funcional del mismo. Demanda acciones inmediatas, no admite dilaciones. Correctivo programable: es aquel cuya realización se decide a partir de la detección de un problema, pero no requiere ser llevado a cabo en el momento sino que es posible diferirlo para una fecha más oportuna, teniendo en cuenta los requerimientos de uso del edificio y/o la programación de las tareas de mantenimiento. Preventivo: es la acción técnica que se realiza a efectos de prevenir la ocurrencia de una falla o lesión en un subsistema. Se basa en la detección precoz de síntomas o anomalías patológicas mediante inspecciones periódicas y la programación de las tareas preventivas pertinentes. Las tareas son programadas. Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 13

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Predictivo: comprende a aquellas acciones técnicas cuya necesidad de realización se puede prever y programar en función del seguimiento de estandares de durabilidad y parámetros de performance cuya tendencia de deterioro constituye un indicio que permite predecir la oportunidad en que los respectivos trabajos de corrección serán convenientemente necesarios desde el punto de vista técnico-económico (p.e. a traves de la medición de ciertas variables técnicas: vibraciones, temperaturas, presiones, etc.) Los trabajos son programados. Los conceptos sobre mantenimiento, han alcanzado un alto desarrollo en la industria, especialmente en la de aeronavegación. En éstos sectores se ha dado un avance hacia una mayor prevención en la gestión del mantenimiento, que se produjo originariamente a través de un desplazamiento desde el correctivo hacia el preventivo, y posteriormente hacia el predictivo. No obstante, ningún sistema de mantenimiento puede asegurar que no se habrán de producir fallas o desperfectos. En realidad, lo que se pretende es que la producción pueda desenvolverse en un régimen adecuado, de acuerdo a los planes y programas trazados. Asimismo, deben asegurar un razonable nivel de confiabilidad de los sistemas (en nuestro caso “edificio”). Como sabemos, la confiabilidad es la probabilidad de que el sistema se desempeñe satisfactoriamente durante un período determinado, en tanto sea operado bajo ciertas condiciones específicas. El período es medido como el tiempo medio entre ciclos de mantenimiento (en el caso del mantenimiento preventivo) o el tiempo medio entre fallas (en el mantenimiento correctivo). Una mayor confiabilidad, tiende a reducir tanto la frecuencia como la gravedad de las fallas. Pero la responsabilidad no es solo del sistema/equipo de mantenimiento, ya que quienes tienen a su cargo el diseño de los edificios son quienes definen su patrón de “mantenibilidad”, como así también los usuarios según el tipo de uso que hacen del edificio. Por otro lado, como ya se ha visto anteriormente, los problemas de los costos de mantenimiento resultan una cuestión esencial. Al respecto, tanto la productividad y la eficiencia de la mano de obra, la calidad de los materiales , como la calidad del trabajo, juegan un rol clave. Pero debe tenerse presente que la minimización de los costos contables pueden constituirse en un objetivo contrapuesto a la confiabilidad, y su balanceo apropiado aparece permanentemente en las decisiones de mantenimiento. La reducción de costos de mantenimiento se produce fundamentalmente con la disminución de trabajos de mantenimiento correctivo “por demanda”, o sea aquellos que no han sido detectados precozmente y cuya realización urgente, y no programada, es indispensable para reanudar o mantener el edificio en condiciones de prestar eficiente servicio. Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 14

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. Como puede apreciarse en el gráfico 5, a medida que se aumenta el % de mantenimiento preventivo hasta un cierto valor (A), el costo disminuye, primero lo hace rápidamente (a), y luego más lentamente hasta un valor mínimo (A). A partir de ese punto (A), todo aumento en el % de M.P., se traduce en un aumento de los costos de mantenimiento, primero lentamente y luego aceleradamente (c). En el sector (b) se ubica el costo mínimo Con la aplicación del M.P. se tenderá a tener menos fallas inesperados o imprevistas, las que sólo alcanzarán a producir un mínimo de alteraciones, fácilmente controlables.

$ Mantenimiento

a

b

c Costo total manten.

M.P.

Costo mínimo

A M.C.

Sin M.P. Con M.P. d

e

% M.P. f

g

GRÁFICO 5 d- Mantenimiento en crisis o paro. Requiere M.P. e- Bajo % de M.P.. Mucho M.C.. Elevado lucro cesante y/o fueras de servicio. f- Correcto % de Mantenimiento Preventivo. g- Poco % de mant. Correctivo, aparece lucro cesante por interferencias con M.P.

Asimismo, la performance del edificio se verá mejorada, al mantenerse los desempeños en niveles más altos. También los límites de vida útil de los subsistemas y/o componentes tenderá a ser mayor con mantenimiento preventivo (ver gráfico 7).

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SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. Para el caso de los edificios, puede ser útil el empleo del índice de degradación I.D. (Ishizuka , 1983). El mismo forma parte de una metodología que permite la previsión de la vida útil a través de la evaluación de componentes con diversas edades de uso. Dicha metodología viene siendo empleada por el Ministerio de Construcción del Japón - Depto de edificios Gubernamentales – desde 1969 en edificios de oficina. El método consiste een una evaluación directa por parte del usuario y/o técnico del estado (que refiere al desempeño...) en que es encontrado el componente. Basado en la tabla, el individuo expresa su apreciación frente a la realidad que encuentra

I.D. 10-9 9-7 7-5 5-3

3-0

DESCRIPCIÓN Material o componente sin degradación, o degradación mínima. Partes degradadas pueden ser observadas, sin perjuicio del desempeño. Pequeños reparos. Algunas partes están degradadas, y reparos parciales son necesarios. Muchas partes están degradadas y la perdida del desempeño es significativa. La vida útil puede ser extendida si reparos generalizados fueran ejecutados. El componente debe ser sustituido.

La previsión de vida útil por el método del “límite de desempeño” parte de la premisa que la vida útil de una población de componentes es determinada por la edad en que la degradación media afecta el desempeño mínimo aceptable (indice 5 de la tabla). Permite la elaboración de la denominada linea de degradación (grafico 6). A los fines del presente trabajo, su utilidad sería muy grande de existir estudios con el levantamiento sistemático de I.D. (actualmente inexistentes en el ámbito de la Argentina). Asimismo, de no existir, se puede realizar en un determinado momento el levantamiento de una población que sea compuesta por predios de varias edades.

I.D. 10

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manteni 5 edad

l.v.u

GRAFICO 6

Desempeños (rendimientos)

100%

c

a

85%

b M.P.

M.C d

t(años) L.V.U c/ M.P.

L.V.U c/ M.C.

GRAFICO 7 a- Desempeños teórico ideal. b- Desempeños mínimo conveniente. c- Desempeño óptimo del edificio al tiempo de construido. d- Incremento del L.V.U. debido a M.P.

La aplicación de planes de mantenimiento preventivo, tenderá a producir una baja en la ocurrencia de fallas técnicas en los elementos, componentes y subsistemas, aumentando su límite de vida útil (gráfico 8). Probabilidad de fallas técnicas

1

2

3

M.C. M.P 4 5 Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 17

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6

t (años) L.V.U s/ M.P.

L.V.U c/ M.P.

Gráfico 8 1- Defectos iniciales por errores de diseño o construcción (también llamada mortalidad infantil en las máquinas) 2- Fallas ocasionales. 3- Fallas por desgaste. 4- Máx. Probabilidad permisible de fallas. 5- Aumento probabilidad de fallas sin M.P. 6- Aumento vida de los elementos, componentes y/o subsistemas sin fallas

Los edificios como objetos de mantenimiento, al ser sistemas complejos, constituidos por un conjunto de subsistemas, elementos y componentes, que a su ves tienen numerosos requerimientos de uso (desempeños...); son artefactos muy particulares desde el punto de vista del mantenimiento. En ese sentido, es que se les deben realizar distintos tipos de mantenimiento. En general podrán ser objeto del mantenimiento del tipo predictivo, los subsistemas correspondientes a las instalaciones de transporte vertical (ascensores, escaleras mecánicas, etc.) y las instalaciones termomecánicas (calefacción, aire acondicionado, etc.); y por otro lado, podrán ser objeto de mantenimiento del tipo preventivo prácticamente el resto de los subsistemas. Obviamente, el mantenimiento del tipo correctivo programable y/o de emergencia existirá, pero se deberá tender a su minimización, en especial el de emergencia. En síntesis, los edificios para una gestión eficiente del mantenimiento, deberán ser objeto de mantenimientos de los tipos predictivos y preventivos fundamentalmente. Una cuestión, que a mi entender es crucial para poder implementar con éxito mantenimientos de esos tipos, es la identificación y seguimiento mediante inspecciones de los indicadores y parámetros idóneos para la evaluación de los desempeños. El seguimiento de cada uno de ellos durante la vida útil del edificio, nos permite tener una clara idea de la performance del edificio, o dicho de otra manera del nivel de degradación del que es objeto. Asimismo, permite obtener diagnósticos actualizados del edificio, como también establecer la detección precoz de aquellos síntomas característicos de las fases iniciales de los procesos patológicos que pudieran afectarlo, y obrar en consecuencia mediante las acciones que correspondan (del tipo predictivo, preventivo y/o correctivo).

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SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. Como se ejecuta el mantenimiento de los edificios hoy? Las acciones de mantenimiento que se realizan, generalmente suelen estar motivadas por urgencias (mantenimiento a la rotura de emergencia o crisis) es decir acciones no planificadas. Salvo en aquellos casos donde la gravedad y/o importancia económica de la acción lo demanden, dichas acciones de mantenimiento se ejecutan sin el asesoramiento técnico profesional previo (diagnóstico, etc.) ni durante la ejecución de las tareas (dirección técnica, etc.). Del análisis de la variación de los costos de uso en los edificios, es claramente notable la incidencia de los costos de mantenimiento, generando en algunos casos fluctuaciones de importancia. Asimismo, se llega a la necesidad de ejecutar trabajos de mantenimiento correctivo programado y/o de emergencia (es decir planificado o no), como consecuencia de la gravedad de las lesiones. Esto implica bajas en el desempeño total y/o parcial del edificio, generando disminución en la calidad de vida de los usuarios y del nivel de seguridad (riesgos a la vida humana), sub-utilización del edificio por fueras de servicio parciales y/o totales, etc. Dichos trastornos son generalmente difícil de cuantificar económicamente, pero no por ello dejan de ser problemas. Una ves que concluye la etapa de construcción del edificio, es evidente que el mismo necesita de acciones de mantenimiento que permitan que sus distintos subsistemas, elementos y componentes que lo integran alcancen la vida útil prevista prestando eficiente servicio durante dicho período. Prevención o Patología Preventiva El estudio de los procesos patológicos y en especial el de sus causas permiten establecer un conjunto de medidas preventivas destinadas a evitar la aparición de nuevos procesos en próximas actuaciones constructivas. Lo que se ha dado en llamar la Patología Preventiva, considera la eliminación (o la máxima disminución posible...) de las denominadas causas indirectas, que están presentes en las fases previas al uso del edificio (proyecto y ejecución) y también durante su vida útil (mantenimiento). Actualmente, el desarrollo de las llamadas técnicas APO 10del ambiente construido, el cual para configurar una evaluación global del edificio, contempla no solo los aspectos técnicos de la Patología Preventiva, sino los aspectos funcionales, económicos, estéticos y comportamentales en sus evaluaciones para la elaboración de las recomendaciones. Su objetivo es re-alimentar el proceso de producción y uso de los edificios para su optimización. El APO es entendido como un método interactivo que detecta patologías y determina terapias en el transcurso del proceso de producción y uso de los 10

Avaliação Pos-Ocupação. También conocida como POE (Pos Occupancy Evaluation).

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SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. edificios, a través de la participación de todos los agentes involucrados en las tomas de decisiones. En un segundo Nivel de APO, correspondiente a un APO Investigativa o de medio Plazo (Ornstein 1992) básicamente se combina la evaluación técnica y la opinión de los usuarios. Las recomendaciones tenderán a minimizar y/o corregir los problemas detectados a través de la formulación e implementación de los llamados Planes de Mantenimiento Correctivos y Preventivos (PMC yPMP). Con ellos se procura alcanzar una mayor concientización de los usuarios, llegando a veces a proponer cambios en los comportamientos de los mismos (correcto uso...), siempre teniendo como objetivo la conservación del patrimonio público y privado. Hacia el mantenimiento programado El llamado Mantenimiento Preventivo se basa en la realización planificada y constante en el tiempo de las acciones/tareas de mantenimiento, como una forma eficaz que permite ir delante del problema y no detrás de él. En el caso de edificios en uso, con deficiencias en el mantenimiento, para la implementación de un Plan de Mantenimiento Preventivo siempre es necesario la puesta en marcha previa de un Plan de Mantenimiento Correctivo inicial. Un plan de mantenimiento programado destinado a los edificios, se basa en la aplicación de los conceptos de mantenimiento preventivo, que como ya se ha dicho han alcanzado un alto desarrollo en la industria. La implementación de un plan de mantenimiento programado constante en el tiempo tenderá a eficientizar el funcionamiento de los edificios, prolongar la vida útil, a la vez que permitirá planificar y racionalizar las inversiones orientadas al mantenimiento. Una eficaz implementación del mantenimiento del parque edilicio permitirá conservar el mayor capital fijo instalado que tiene el territorio. En el caso de los edificios en uso, para pasar de un mantenimiento a la rotura o de emergencia, a uno del tipo preventivo, en general se deberán transitar las siguientes etapas: 1. Análisis de los costos de uso de los últimos años, y demás información que permita conocer su “historial”. 2. Estudio del estado físico del edificio, y de su performance. 3. Diagnóstico. 4. Elaboración del Plan de Mantenimiento Correctivo. 5. Elaboración del Plan de Mantenimiento Preventivo. Plan de Mantenimiento Correctivo (PMC) Tiene como finalidad la “puesta a cero” del edificio. Es decir solucionar todas aquellas lesiones que afectan al edificio, que no pueden ser Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 20

SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. solucionadas por el Mantenimiento Preventivo y que a su ves no permiten la realización del mismo. Para la realización del diagnóstico, es necesario el estudio de los antecedentes del edificio (su historia...), luego la realización de inspecciones técnicas en procura de individualizar lesiones con el auxilio de protocolos de inspección, y a veces la realización de cateos, pruebas, ensayos, etc. luego se procede al estudio de los procesos patológicos de cada tipo de lesión, al análisis de las causas para la identificación de los orígenes de los problemas, se los clasifica y tipifica. Se realiza una evaluación global de la situación. Conforme lo recién visto, a partir del “Diagnóstico del Estado” del edificio, para la formulación del Plan de Mantenimiento Correctivo, es necesario la realización de lo siguiente: 1. Identificación de las acciones de reparación y sus prioridades. 2. Planificación de las acciones. 3. Ejecución de las acciones. 1. se agrupan las lesiones en función de las acciones de reparación que le van a dar solución (por gremios/partes del edificio), con la orientación y especificación de los materiales y servicios necesarios para la solución de los problemas. Se establecen las prioridades en función de la gravedad, de la importancia relativa de las áreas afectadas, etc. Se especifican técnicamente los trabajos y se estima su costo económico. 2. Se planifican las acciones teniendo en cuenta el régimen de uso del edificio (permanente, estacional), tipos de actividades, disponibilidad de recursos técnicos y económicos, etc. 3. Se ejecutan las acciones conforme el plan preestablecido. La duración del PMC variará en función de la cantidad y gravedad de lesiones que afecten al edificio, y de la disponibilidad de recursos técnicos y económicos. Por lo general tiende a ser limitado en el tiempo dado que implica la realización de acciones específicas de carácter excepcional. Plan de Mantenimiento Preventivo (PMP) Como ya se ha visto (ver definición), está constituido por un conjunto de acciones técnicas (ítem de inspección) que se deberán ejecutar periódicamente, en forma programada y cíclica a lo largo del tiempo (V.U. del edif.). Dichas acciones podrán ser trabajos de mantenimiento menores (limpieza, engrase, pintura, ajuste, sellado etc.) y/o inspecciones y/o verificaciones. Estas últimos están destinadas a la detección, mientras que los primeros a la corrección. La frecuencia de cada una las acciones de M.P. podrán ser: diarias, semanales, mensuales, anuales, etc. Tipo y frecuencia de las acciones de mantenimiento variarán según la naturaleza del elemento a mantener (ej. Manuales de Uso y Mantenimiento como en los automóviles). Arq. Lelis René Fernández - República Argentina 21

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En la práctica se suelen realizar en forma conjunta (trabajos, inspecciones, verificaciones). Si bien los trabajos concretos de mantenimiento son acciones que ponen al elemento, componente o subsistema susceptible de mantenimiento en condiciones de alcanzar su vida útil (V.U.) esperada; los ítems de inspección permiten la detección precoz de aquellos síntomas que indiquen la necesidad de acciones de mantenimiento de carácter correctivo y/o el adelantamiento de las preventivas (ajuste de la frecuencia...). La implementación de un Plan de Mantenimiento Preventivo no eliminará la necesidad de ejecución de acciones de Mantenimiento Correctivo, pero si tenderá a disminuir su ocurrencia (gráfico 8). Para la elaboración del P.M.P., siempre se deberá recurrir al estudio de los antecedentes del edificio (características técnicas-constructivas, evolución de los costos de uso, estado físico, etc.), luego será necesario identificar todos los elementos susceptibles de M.P., que acciones técnicas se realizarán, estimar su frecuencia 11, tipo y características de la mano de obra (definición del perfil necesario), elementos y materiales necesarios; gremio, contratista u empresa que ejecutará la misma. El P.M.P. podrá adquirir distintas configuraciones en cuanto al ordenamiento de las rutinas de M.P. Las acciones se podrán ordenar cronológicamente, por su “frecuencia”, por los “subsistemas” a que atienden, por el “gremio interviniente”, etc. En realidad, su manejo desde una base de datos relacional permite a quién tiene la responsabilidad de gestión del mantenimiento manipular la información en función de su necesidad, y agruparla por ejemplo por gremios y cronológicamente para facilitar la planificación, ejecución y control. A continuación se presentan algunos modelos de planillas elaboradas en el trabajo de Cátedra 12 y sugeridas a los alumnos para sistematizar el registro de la información correspondiente a las características constructivas y lesiones de los edificios; y para la elaboración de los planes de mantenimiento correctivos y preventivos.

1. Planilla Registro Subsistema: (*) Características Constructivas Referencias

Descripción

11

Estado

por desgracia existe poca información sobre los estándares de durabilidad de los elementos y componentes, la propia experiencia del profesional es vital para una apreciación inicial, luego con la experiencia de cada caso se puede ir ajustando. 12 Materia Optativa de Grado y Post Grado “Conservación y Mantenimiento de Edificios” FAUD-UNMDP.

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SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. Plano

Foto

Especificar: Obra Gruesa Terminaciones T, Instalaciones I.

OG,

B-R-M-S/V

2. Planilla Registro de Patologías. Subsistema: (*) Ubicación en Subsistema (*)

el

(elemento / componente)

Lesión Tipo (**)

Grado lesión

Descripción sintomatología aparente de la lesión

G1

G2

G3

Extensió n %

m2ml

3. Planilla Plan de Mantenimiento Correctivo Subsistema (*)

Ubicación en el subsistema

Tarea

Tiempo estimado

Costo de la tarea

Frecuencia

Fuente (***)

4. Planilla Plan de Mantenimiento Preventivo Item de Inspección Descripción

(*) Segúin definición Norma Iso 6241. (**) Según clasificación Libro “Curso de Patología, Conservación y restauración de Edificios” Tomo 1, Cap. 1, Cuadro 1, COAM, Madrid-España, Autor Dr. Arq. Juan Monjo Carrió. (***) Indicar origen de la información.

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SEMINARIO SOBRE PATOLOGIA Y CALIDAD EN LA CONSTRUCCION Sociedad de Arquitectos del Uruguay - Montevideo 22, 23 y 24 de julio de 1998. FALABELLA, M.T. / FERNANDEZ, L.R./ 1995/ LA IMPORTANCIA DEL MANTENIENTO EN LA ETAPA DE USO DE LOS EDIFICIOS/ Revista I+A / Edit. Secret. Extensión FAUD UNMDP / Mar del Plata. FALABELLA, M.T. / FERNANDEZ, L.R./ 1995/ PLAN DE MANTENIMIENTO COMPLEJO UNIVERSITARIO GRAL. BELGRANO UNMDP, UNA PROPUESTA METODOLOGICA / Jornadas de Actualización Mantenimiento y Rehabilitación del Entorno Construido / Edit. Secret. Extensión FAUD UNMDP / Mar del Plata. IRAM / 1969 / NORMA 11553 DURABILIDAD DE LOS EDIFICIOS / Buenos Aires. ISO / 1984 / NORMA 6241, PERFORMANCE STANDARD IN BUILDINGS-PRINCIPLES FOR THEIR PREPARATION AND FACTORS TO BE CONSIDERED. MILES, D & SYAGGA P. / 1987 / BUILDING MAINTENANCE / Intermidiiate Technology Publicatins Ltd. London, U.K. ORNSTEIN, Sheila / 1992 / AVALIACAO POS-OCUPACAO DO AMBIENTE CONSTRUIDO /Estudio Nobel-Fupam / Sao Paulo, Brasil. ORNSTEIN, Sheila / 1995 / AMBIENTE CONSTRUIDO & COMPORTAMIENTO /Estudio Nobel-Fupam / Sao Paulo, Brasil. SEELEY, Ivor. / 1976 / BUILDING MAINTENANCE / The MacMillan Press Ltd. London, U.K. TIZIO Raúl E. / 1970./ "FILOSOFIA Y TECNICA DEL MANTENIMIENTO PREVENTIVO" / Sociedad Argentina de Organización Industrial / Buenos Aires;

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METODOS para INTRODUCIR la DURABILIDAD en el DISEÑO de las ESTRUCTURAS de HORMIGON HELENE, Paulo R.L. Prof. Titular, Universidade de São Paulo PCC / USP. Caixa Postal 61.548, São Paulo, SP 05424-970. fax: 011-818-5544. [email protected]

Resumen En los últimos años está creciendo significativamente el número de estructuras de hormigón con manifestaciones patológicas, principalmente con problemas de corrosión de armaduras, como resultado del envejecimiento precoz de las construcciones existentes. La pérdida de la protección natural ofrecida a la armadura por el recubrimiento de hormigón, puede ocurrir por medio de diversos mecanismos, siendo preponderantes la despasivación por carbonatación y por iones cloruros. En los dos casos, en la gran mayoría de las veces, todo el componente estructural sufre el ataque por el ambiente externo, pero la manifestación de corrosión ocurre solamente en algunos puntos localizados, como resultado de la propia naturaleza del proceso de corrosión electroquímica en el cual regiones anódicas alternan posición con regiones de carácter preponderantemente catódico. En este trabajo se discute, de forma conceptual y original, la previsión de la evolución de la deterioración de las estructuras de hormigón armado, a partir de modelos de comportamiento que viabilizan diseñar para durabilidad y no solamente para resistencia mecánica. Este abordaje moderno y científico de deterioro y envejecimiento de las estructuras de hormigón armado y pretensado viabiliza la estimativa de la vida útil de las estructuras de concreto, expuestas durante cierto tiempo, a determinados ambientes agresivos. Abstract The number of reinforced concrete structures with lack of durability, mainly rebar corrosion, has been increased during the last years, as a result of the premature aging of these structures. The lost of the rebar protection by the concrete cover may occur due to various factors but the main one is the depassivation of the rebar due to carbonation or chloride ions. In both cases, the structure as a whole is damaged by the environment, however the corrosion happens only in some limited regions of the structures, as a result of the electrochemical process where anode areas are surrounded by cathode ones. This paper presents the fourth concepts adopted nowadays to predict the deterioration evolution of reinforced concrete structures. It is described the models for corrosion development in order to design the structure taken into account its durability and predict the lifetime of the existing structures submitted to aggressive environments.

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Introdução A introdução da durabilidade no projeto das estruturas de concreto pode ser efetuada, em princípio, através de um dos seguintes quatro procedimentos de espectro amplo: • com base nas experiências anteriores • com base em ensaios acelerados • através de métodos deterministas, • através de métodos estocásticos ou probabilistas Evidentemente essa visão é a que o meio técnico pode ter hoje, como consequência da enorme evolução havida nos últimos anos nesse campo. No início das construções em concreto, comandava apenas o bom senso e a experiência do profissional, sendo a durabilidade claramente subjetiva. O estudo da durabilidade das estruturas de concreto armado e protendido tem evoluído graças ao maior conhecimento dos mecanismos de transporte de líquidos e de gases agressivos nos meios porosos como o concreto, que possibilitaram associar o tempo aos modelos matemáticos que expressam quantitativamente esses mecanismos. Consequentemente passou a ser viável a avaliação da vida útil expressa em número de anos e não mais em critérios apenas qualitativos de adequação da estrutura a um certo grau de exposição. O princípio básico, no entanto, não alterou-se. Há necessidade, por um lado, de conhecer, avaliar e classificar o grau de agressividade do ambiente e, por outro, de conhecer o concreto e a geometria da estrutura, estabelecendo então a correspondência entre ambos, ou seja, entre a agressividade do meio “versus” a durabilidade da estrutura de concreto i. A resistência da estrutura de concreto à ação do meio ambiente e ao uso dependerá, no entanto, da resistência do concreto e da resistência da armadura. Qualquer dos dois que se deteriore, comprometerá a estrutura como um todo. -

Os principais agentes agressivos à armadura, o gás carbônico CO 2 e o cloreto Cl , não são significativamente agressivos ao concreto, ou seja não o atacam deleteriamente. Por outro lado, os agentes agressivos ao concreto como os ácidos, que contribuem para a redução do pH e consequente risco de despassivação da armadura, assim como os sulfatos e até a própria reação álcali-agregado, que geram produtos expansivos destruindo o concreto de cobrimento e de proteção da armadura, atuam de forma dupla, atacando principal e primeiramente o concreto e secundariamente a armadura. Portanto, apesar de não ser comum na normalização disponível até poucos anos atrás, hoje em dia é conveniente e indispensável uma separação nítida entre os ambientes preponderantemente agressivos à armadura dos ambientes preponderantemente agressivos ao concreto. Da mesma forma, o traço ou a composição do concreto, ou seja, a proporção e a natureza dos materiais que o compõe, devem ser tratados em separado; concretos resistentes a meios agressivos à armadura e concretos resistentes a meios agressivos ao próprio concreto. Conceito Sistêmico de Durabilidade A questão da vida útil das estruturas de concreto deve ser enfocada de forma holística, sistêmica e abrangente, envolvendo equipes multidisciplinares. Deve também ser considerada

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como resultante de ações coordenadas e realizadas em todas as etapas do processo construtivo: • concepção ou planejamento; • projeto; • fabricação de materiais e componentes; • execução propriamente dita e principalmente durante a etapa de • uso da estrutura. É nessa etapa onde serão realizadas as operações de vistoria 1, monitoramento 2 e manutenções 3 preventivas e corretivas, indispensáveis numa consideração correta e sistêmica da vida útil. Alguns dos documentos de referência que bem tratam do tema durabilidade são o CEB-FIP Model Code 90 ii, CEB Design Guide iii, ACI COMMITTEE 201iv, o projeto de norma européia ENV-206 v, o projeto de revisão e calibragem da NBR 6118 (NB-1 da ABNT), artigos de especialistas no tema tais como Andrade & Gonzalez vi, Helene vii, Rostamviii, e documentos clássicos como a norma CETESB L1 007 ix. Tomando por base esses documentos apresenta-se algumas considerações novas sobre este tema, a seguir expostas. Mecanismos de Envelhecimento e Deterioração Os mecanismos mais importantes e frequentes de envelhecimento e deterioração das estruturas de concreto são: Mecanismos preponderantes de deterioração relativos ao concreto: a) lixiviação: por ação de águas puras, carbônicas agressivas e ácidas que dissolvem e carreiam os compostos hidratados da pasta de cimento. A sintomatologia básica é uma superfície arenosa ou com agregados expostos sem a pasta superficial, com eflorescências de carbonato, com elevada retenção de fuligem e com risco de desenvolvimento de fungos e bactérias. Como consequência observa-se também uma redução do pH do extrato aquoso dos poros superficiais do concreto do componente estrutural com risco de despassivação da armadura; b) expansão por ação de águas e solos que contenham ou estejam contaminados com sulfatos dando origem a reações expansivas e deletérias com a pasta de cimento hidratado. A sintomatologia básica é uma superfície com fissuras aleatórias, esfoliação e redução significativa da dureza e resistência superficial do concreto, 1 Também usualmente denominada atividades de inspeção preliminar, de inspeção detalhada, de inspeção principal ou de inspeção cadastral, conforme: • ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA de NORMAS TÉCNICAS. Vistoria de Pontes e Viadutos de Concreto. NBR 9452. Rio de Janeiro, ABNT, ago. 1986. • DEPARTAMENTO NACIONAL de ESTRADAS de RODAGEM. Norma de Procedimentos para Apresentação de Estudos Técnicos para Viabilização e Acompanhamento do Transporte de Cargas Excepcionais. Brasília, DNER, Exp. 413/AET, 1985. • DEPARTAMENTO NACIONAL de ESTRADAS de RODAGEM. Vistoria de Pontes e Viadutos de Concreto Armado e Protendido. Brasília, DNER, IPR, PRO-OA 49-78, 1978. • DERSA DESENVOLVIMENTO RODOVIÁRIO S.A. Especificação Técnica para Inspeção e Avaliação Estrutural / Funcional de Obras de Arte Especiais de Concreto Armado e Protendido. São Paulo, DERSA, Documento Técnico ET-C01/007, set. 1995) 2 Também denominado atividades de acompanhamento ou de controle. 3 Também denominada atividades de conservação de obras, conforme: • INSTITUTO de ENGENHARIA de SÃO PAULO. Manifesto. 1997; • INSTITUTO de ENGENHARIA de SÃO PAULO. Especificações para Contratação de Serviços de Engenharia Consultiva Relativos a Obras de Arte. São Paulo, IE, Divisão de Estruturas, sd.

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com consequente redução do pH do extrato aquoso dos poros superficiais, colocando em risco a passivação das armaduras. Do ponto de vista do concreto, os sulfatos presentes na água do mar, nas águas servidas, nas águas industriais e nos solos úmidos e gessíferos, podem, acarretar reações deletérias de expansão com formação de compostos expansivos do tipo etringita e gesso secundário x; c) expansão por ação das reações entre os álcalis do cimento e certos compostos e agregados reativos. Dentre os agregados reativos pode-se destacar a opala, a calcedônia, as sílicas amorfas e certos calcários. Além de agregados outros compostos reativos, inclusive os próprios silicatos hidratados da pasta de cimento podem reagir com os álcalis. Para que essas reações venham a ser significativamente deletérias é necessário estar em presença de elevada umidade. A sintomatologia básica é uma expansão geral da massa de concreto com fissuras superficiais, profundas e aleatórias no caso de massa contínua, e ordenadas no caso de estruturas delgadas. d) reações deletérias superficiais de certos agregados decorrentes de transformações de produtos ferruginosos presentes na sua constituição mineralógica. Destaca-se como exemplo os problemas oriundos com agregados que contêm pirita que pode acarretar manchas de ferrugem, cavidades e protuberâncias na superfície dos componentes de concreto. Mecanismos preponderantes de deterioração relativos à armadura: a) despassivação por carbonatação, ou seja, por ação de gás carbônico da atmosfera que penetra por difusão e reage com os hidróxidos alcalinos da solução dos poros do concreto reduzindo o pH dessa solução. A despassivação deletéria só ocorre de maneira significativa em ambientes de umidade relativa abaixo de 98% e acima de 60%, ou em ambientes sujeitos a ciclos de molhagem e secagem, possibilitando a instalação da corrosão. O fenômeno de carbonatação propriamente dita, não é perceptível a olho nú, não reduz a resistência do concreto e até aumenta sua dureza superficial. A identificação da frente ou profundidade de carbonatação requer ensaios específicos. Ao atingir a armadura, dependendo das condições de umidade ambiente pode promover séria corrosão com aparecimento de manchas, fissuras, destacamentos de pedaços de concreto e até perda da secção resistente e da aderência, promovendo o colapso da estrutura ou de suas partes; b) despassivação por elevado teor de íon cloro (cloreto), ou seja, por penetração do cloreto através de processos de difusão, de impregnação ou de absorção capilar de águas contendo teores de cloreto que ao superarem, na solução dos poros do concreto, um certo limite em relação à concentração de hidroxilas, despassivam a superfície do aço e instalam a corrosão. Eventualmente, esses teores elevados de cloreto podem ter sido introduzidos, inadvertidamente, durante o amassamento do concreto, geralmente através do excesso de aditivos aceleradores de endurecimento. O fenômeno não é perceptível a olho nú, não reduz a resistência do concreto nem altera seu aspecto superficial. A identificação da frente ou da profundidade de penetração de certo teor crítico de cloreto requer ensaios específicos. Ao atingir a armadura pode promover séria corrosão com aparecimento de manchas, fissuras, destacamentos de pedaços de concreto e até perda da secção resistente e da aderência, promovendo o colapso da estrutura ou de suas partes. Mecanismos de deterioração da estrutura propriamente dita:

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São todos aqueles relacionados às ações mecânicas, movimentações de origem térmica, impactos, ações cíclicas (fadiga), deformação lenta (fluência), relaxação, e outros considerados em qualquer norma ou código regional, nacional ou internacional, mas que não estão no escopo deste trabalho. Classificação da Agressividade do Meio Ambiente A agressividade do meio ambiente está relacionada às ações físicas e químicas que atuam sobre as estruturas de concreto, independentemente das ações mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica, da retração hidráulica e outras previstas no dimensionamento das estruturas de concreto. A classificação da agressividade do ambiente, com base nas condições de exposição da estrutura ou suas partes, deve levar em conta o micro e macro clima atuantes sobre a obra e suas partes críticas. A partir de uma síntese das publicações disponíveis, a agressividade ambiental pode ser avaliada segundo o ponto de vista da durabilidade da armadura e da durabilidade do próprio concreto. No caso dos projetos das estruturas correntes, pode-se considerar as classes apresentadas na Tabela 1. Tabela 1. Classes de agressividade ambiental. Classe de agressividade

Agressividade

Risco de deterioração da estrutura

I

fraca

insignificante

II

média

pequeno

III

forte

grande

IV

muito forte

elevado

A classificação da agressividade do meio ambiente às estruturas de concreto armado e protendido, pode ser avaliada, simplificamente para fins de projetos correntes, segundo as condições de exposição da estrutura ou de suas partes, conforme apresentado na Tabela 2. Tabela 2. Classes de agressividade do ambiente em função das condições de exposição. micro-clima macro-clima

interior das edificações

exterior das edificações

seco1 úmido ou ciclos2 de seco3 UR ≤ 65% molhagem e secagem UR ≤ 65%

úmido ou ciclos4 de molhagem e secagem

rural

I

I

I

II

urbana

I

II

I

II

marinha

II

III

-----

III

industrial

II

III

II

III

específico5

II

III ou IV

III

III ou IV

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respingos maré

-----

-----

-----

IV

submersa ≥ 3m

-----

-----

-----

I

solo

------

-----

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não úmido e agressivo, II, III agressivo, I ou IV

Notas: 1. salas, dormitórios ou ambientes com concreto revestido com argamassa e pintura. 2. vestiários, banheiros, cozinhas, garagens, lavanderias. 3. obras no interior do nordeste do país, partes protegidas de chuva em ambientes predominantemente secos. 4. incluindo ambientes quimicamente agressivos, tanques industriais, galvanoplas-tia, branqueamento em indústrias de celulose e papel, armazéns de fertilizantes, indústrias químicas.

Classificação dos Concretos A resistência do concreto aos diferentes meios agressivos depende da natureza e tipo dos seus materiais constituintes assim como da composição ou dosagem do concreto, ou seja, depende de; • tipo e consumo de cimento • tipo e consumo de adições • relação água / cimento • natureza e D max do agregado Na realidade o mais importante é a resistência da estrutura ao meio ambiente e esta depende não só da qualidade do concreto mas também de critérios adequados de projeto. A qualidade potencial do concreto depende preponderantemente da relação água/cimento e do grau de hidratação. São esses os dois principais parâmetros que regem as propriedades de absorção capilar de água, de permeabilidade por gradiente de pressão de água ou de gases, de difusividade de água ou de gases , de migração de íons, assim como a maioria das propriedades mecânicas tais como, módulo de elasticidade, resistência à compressão, à tração, fluência, relaxação, abrasão, e outras. A qualidade efetiva do concreto na obra deve ser assegurada por um correto procedimento de mistura, transporte, lançamento, adensamento, desmoldagem e cura. Embora um concreto de resistência mais alta, seja, em princípio e sob certas circunstâncias, potencialmente mais durável do que um concreto de resistência mais baixa (desde que com mesmos materiais) xi, a resistência à compressão não é, por si só, uma medida suficiente da durabilidade do concreto, pois esta depende das camadas superficiais do concreto da estrutura. Nessas camadas, a moldagem, o adensamento, a desmoldagem e a cura têm efeito muito importante nas propriedades de difusividade, permeabilidade e absorção capilar de água e gases. Apesar disso é sempre conveniente fazer referência à resistência à compressão do concreto por ser esta a propriedade mais consagrada nos projetos estruturais e ser de fácil controle. Deve-se dar referência a certos tipos de cimento Portland, a adições e a aditivos mais adequados a resistir a agressividade ambiental, em função da natureza dessa agressividade. Do ponto de vista da maior resistência à lixiviação são preferíveis os cimentos com adições tipo CP III, escória de alto forno, e CP IV, pozolânicos: para minimizar o risco de reações álcali-agregado são preferíveis os cimentos pozolânicos tipo CP IV: para reduzir a profundidade de carbonatação são preferíveis os cimentos tipo CP I, Portland Comum, e CP

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V ARI sem adições, e, para reduzir a penetração de cloretos são preferíveis os cimentos com adições tipo CP III e CP IV com adição extra de sílica ativa e cinza de casca de arroz. Na ausência de valores obtidos de ensaios experimentais nos concretos que realmente serão utilizados na estrutura, pode ser adotada a classificação orientativa, apresentada na Tabela 3, referente à corrosão de armaduras e na Tabela 4, referente à deterioração do concreto. Tabela 3. Classificação da resistência dos concretos frente ao risco de corrosão das armaduras. Classe de Concreto

Classe de Resistência (NBR 8953)

Máxima relação a/c

durável

≥ C50

resistente

Deterioração por Carbonatação Teor de Adições

Deterioração por Cloretos Teor de Adições

≤ 0,38

≤ 10% de pozolana, sílica ativa ou escória de alto forno

≥ 20% de pozolana ou sílica ativa ≥ 65% de escória de alto forno

C35 C40 C45

≤ 0,50

≤ 10% de pozolana ou sílica ativa ≤ 15% de escória de alto forno

≥ 10% de pozolana ou sílica ativa ≥ 35 % de escória de alto forno

normal

C25 C30

≤ 0,62

qualquer

qualquer

efêmero

C10 C15 C20

qualquer

qualquer

qualquer

A qualidade efetiva do concreto superficial de cobrimento e proteção à armadura depende da adequabilidade da fôrma, do aditivo desmoldante e, preponderantemente da cura dessas superfícies. Em especial devem ser curadas as superfícies expostas precocemente, devido à desmoldagem, tais como fundo de lajes, laterais e fundos de vigas e faces de pilares e paredes. Uma diretriz geral, encontrada na literatura técnica, ressalta que a durabilidade da estrutura de concreto é determinada por quatro fatores identificados como regra dos 4C: Composição ou traço do concreto; Compactação ou adensamento efetivo do concreto na estrutura; Cura efetiva do concreto na estrutura; Cobrimento das armaduras. Tabela 4. Classificação da resistência dos concretos frente ao risco de deterioração por lixiviação ou por formação de compostos expansivos. Classe de

Classe de Resistência

Concreto

durável

Deterioração por

(NBR 8953)

Teor de C3A no Cimento Anidro

≥ C50

≤ 5%

Expansão

Deterioração por Lixiviação

Teor de Adições

Teor de Adições

≥ 20% de pozolana ou sílica ativa ≥ 65% de escória de alto forno

≥ 20% de pozolana ou sílica ativa ≥ 65% de escória de alto forno

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resistente

C35 C40 C45

≤ 5%

≥ 10% de pozolana ou sílica ativa ≥ 35 % de escória de alto forno

≥ 10% de pozolana ou sílica ativa ≥ 35 % de escória de alto forno

normal

C25 C30

≤ 8%

qualquer

qualquer

efêmero

C10 C15 C20

qualquer

qualquer

qualquer

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Agressividade do Meio versus Durabilidade do Concreto Uma vez que sejam mantidas constantes as demais variáveis que entram em jogo na problemática da durabilidade das estruturas de concreto, a correspondência básica entre agressividade do meio ambiente e durabilidade do concreto pode ser a considerada na Tabela 5. Tabela 5. Correspondência entre agressividade do ambiente e durabilidade do concreto. Classe de agressividade

IV

Concreto recomendável

I

fraca

efêmero, normal, resistente ou durável

II

média

normal, resistente ou durável

III

forte

resistente ou durável

muito forte

durável

Uma correspondência direta como a indicada na Tabela 5 só tem sentido como primeira aproximação pois é possível utilizar com segurança e sem comprometimento da durabilidade, um concreto não recomendável desde que esse fato seja compensado com outras medidas protetoras e preventivas. Esse é o caso da grande maioria das obras já construídas e em operação no Brasil. Nessas obras dificilmente foi empregado o concreto recomendável, porém medidas posteriores de manutenção e proteção podem assegurar uma vida útil compatível com as expectativas dos usuários e com a necessidade da sociedade. Cabe ressaltar, no entanto, que do ponto de vista econômico todas as medidas visando durabilidade, tomadas a nível de projeto são sempre muitas vezes mais convenientes, mais seguras e mais baratas que medidas protetoras tomadas a posteriori. Os custos de intervenção na estrutura para atingir um certo nível de durabilidade e proteção, crescem progressivamente quanto mais tarde for essa intervenção. A evolução desse custo pode ser assimilado ao de uma progressão geométrica de razão 5, conhecida por lei dos 5 ou regra de Sitterxii. Definição de Vida Útil As estruturas de concreto devem ser projetadas, construídas e utilizadas de modo que sob as condições ambientais previstas e respeitadas as condições de manutenção preventiva especificadas no projeto, conservem sua segurança, estabilidade, aptidão em serviço e aparência aceitável, durante um período pré-fixado de tempo, sem exigir medidas extras de manutenção e reparo.

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Tomando como referência o CEB / FIP Model Code 1990, por vida útil entende-se o período de tempo no qual a estrutura é capaz de desempenhar as funções para as quais foi projetada sem necessidade de intervenções não previstas, ou seja, as operações de manutenção previstas e especificadas ainda na fase de projeto, fazem parte do período total de tempo durante o qual se admite que a estrutura está cumprindo bem sua função. O modelo clássico de vida útil das estruturas de concreto foi proposto por Tuutti xiii em 1982. A partir desse modelo, Helene xiv propôs em 1993, a conceituação e definição objetiva de vida útil, mostrando que podem ser distinguidas pelo menos três situações e suas correspondentes vidas úteis, apresentadas na Fig. 1, que contempla o fenômeno da corrosão de armaduras por ser o mais frequente, o mais importante e mais conhecido cientificamente, mas que como modelo conceitual aplica-se a todos os mecanismos de deterioração. Como se observa a partir da Fig. 1 podem ser definidas as seguintes “vidas úteis”; a) Período de tempo que vai até a despassivação da armadura, normalmente denominado de período de iniciação. A esse período de tempo pode-se associar a chamada vida útil de projeto. Normalmente corresponde ao período de tempo necessário para que a frente de carbonatação ou a frente de cloretos atinja a armadura. O fato da região carbonatada ou de um certo nível de cloretos atingir a armadura e teoricamente despassivá-la, não significa que necessariamente a partir desse momento haverá corrosão importante, apesar de que em geral ela ocorre. Esse período de tempo, no entanto, é o período que deve ser adotado no projeto da estrutura, a favor da segurança;

desem-

despassivação manchas fissuras destacamentos

mínimo de projeto mínimo de serviço

penho

redução de secção perda de aderência

mínimo de ruptura

vida útil de projeto tempo vida útil de serviço 1 vida útil de serviço 2 vida útil última ou total vida útil residual vida útil residual

Figura 1. Conceituação de vida útil das estruturas de concreto tomando-se por referência o fenômeno de corrosão das armaduras. b) Período de tempo que vai até o momento em que aparecem manchas na superfície do concreto, ou ocorrem fissuras no concreto de cobrimento, ou ainda quando há o destacamento do concreto de cobrimento. A esse período de tempo associa-se a chamada vida útil de serviço ou de utilização. É muito variável de caso a caso pois

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em certos locais é inadmissível que uma estrutura de concreto apresente manchas de corrosão ou fissuras. Em outros casos somente o início da queda de pedaços de concreto, colocando em risco a integridade de pessoas e bens, pode definir o momento a partir do qual deve-se considerar terminada a vida útil de serviço; c) Período de tempo que vai até a ruptura ou colapso parcial ou total da estrutura. A esse período de tempo associa-se a chamada vida útil última ou total. Corresponde ao período de tempo no qual há uma redução significativa da secção resistente da armadura ou uma perda importante da aderência armadura / concreto, acarretando o colapso parcial ou total da estrutura; d) Nessa modelagem foi introduzido ainda o conceito de vida útil residual, que corresponde ao período de tempo em que a estrutura ainda será capaz de desempenhar suas funções, contado neste caso a partir da data, qualquer, de uma vistoria. Essa vistoria e correspondente diagnóstico pode ser efetuado a qualquer instante da vida em uso da estrutura. O prazo final, neste caso, tanto pode ser o limite de projeto, o limite das condições de serviço, quanto o limite de ruptura, dando origem a tres “vida útil residual”; uma mais curta contada até a despassivação da armadura, outra até o aparecimento de manchas, fissuras ou destacamento do concreto e outra longa contada até a perda significativa da capacidade resistente do componente estrutural ou seu eventual colapso. Em obras de caráter provisório, transitório ou efêmero é tecnicamente recomendável adotar-se vida útil de projeto de pelo menos um ano. Para as pontes e outras obras de caráter permanente, poderão ser adotadas períodos de 50, 75 ou até mais de 100 anos conforme recomendado pelas normas internacionais; normas inglesas, BS 7543 xv, apresentada na Tabela 6, e européias, CEN / EN 206, apresentada na Tabela 7. TABELA 6. Vida útil de projeto recomendada pelos ingleses. BS 7543, 1992 Guide to Durability of Buildings and Buildings Elements, Products and Components vida útil

tipo de estrutura

≤ 10 anos

temporárias

≥ 10 anos

substituíveis

≥ 30 anos

edifícios industriais e reformas

≥ 60 anos

edifícios novos e reformas de edifícios públicos

≥ 120 anos

obras de arte e edifícios públicos novos

A vida útil da estrutura depende tanto do desempenho dos elementos e componentes estruturais propriamente ditos quanto dos demais componentes e partes da obra. Os demais elementos e componentes incorporados à estrutura, tais como drenos, juntas, aparelhos de apoio, instalações, pingadeiras, rufos, chapins, impermeabilizações, revestimentos e outros, possuem geralmente vida útil mais curta que a do concreto, o que exige previsões adequadas para suas substituições e manutenções, uma vez que ali estão para proteger a estrutura de concreto. TABELA 7. Vida útil de projeto recomendada pelas normas européias. Comitê Europeu de Normalização vida útil

CEN / EN 206, 1994 tipo de estrutura

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1 a 5 anos

temporárias

≥ 25 anos

substituíveis

≥ 50 anos

edifícios novos

≥ 100 anos

obras de arte novas

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Em principio deve caber ao proprietário, assistido pelos responsáveis do projeto arquitetônico e estrutural, definir a extensão da vida útil de projeto da estrutura, registrando-a na documentação técnica da obra. Cabe aos responsáveis dos projetos analisar as condições de exposição e em confronto com a importância da estrutura como um todo, ou de suas partes, escolher os detalhes adequados que objetivem assegurar a vida útil de projeto indicada pelo proprietário. Fica claro que cada vez mais cabe aos responsáveis dos projetos definir as medidas mínimas de inspeção, monitoramento e manutenção preventiva, necessárias a assegurar a vida útil de projeto da estrutura, em função da importância da obra. O conceito de vida útil aplica-se à estrutura como um todo ou às suas partes. Dessa forma, determinadas partes das estruturas podem merecer consideração especial com valor de vida útil diferente do todo. Deve-se ressaltar que os atuais e clássicos conceitos e métodos de introdução da segurança no projeto das estruturas de concreto não asseguram durabilidade nem são ferramentas adequadas para cálculo e previsão de vida útil. Há necessidade urgente de introduzir novas exigências pois as atuais não satisfazem. Na definição da vida útil o importante é construir uma sistemática abrangente que permita : 1. Deixar bem claro o critério de julgamento; 2. Fixar uma condição de alta probabilidade de sucesso pois o “engenheiro” vai ter de passar a projetar e garantir aquilo que projetou e construiu e não poderá frustar-se frequentemente; 3. Estimular a inspeção períodica das estruturas com recálculos de vida residual e de vida útil efetivas e comprovação das hipóteses iniciais adotadas nos projetos; 4. Revalorizar o papel da técnica na decisão da durabilidade e não manter uma situação como a atual em que todos, inclusive e principalmente os “leigos” sabem que a vida útil de uma estrutura terminou pois esta se mostra visivelmente alterada e “desmanchando-se”. Reconhecer o término da vida útil de projeto de uma estrutura não é um procedimento visual para qualquer um, mas deve ser um procedimento especializado empreendido por um engenheiro profissional através do uso de equipamentos e técnicas modernos. Os Quatro (4) Métodos de Previsão da Vida Útil 1º

Com base nas experiências anteriores

Desde as primeiras normas sobre estruturas de concreto armado a questão da durabilidade tem sido introduzida de forma subjetiva, ou melhor qualitativa. São especificadas umas certas exigências construtivas que “asseguram” durabilidade. Em outras

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palavras significa “...faça assim que tem dado bom resultado. — Mas quantos anos de vida útil terá? — Não se sabe mas parece que dessa maneira tem funcionado bem...” A primeira norma sobre estruturas de concreto data de 1903 e era Suiça. Seguiram-na a Alemã de 1904, a Francesa de 1906 e a Inglesa de 1907. Finalmente, em 1910 foi publicada a primeira norma Americana xvi para o projeto e construção de obras em concreto armado, que naquela época já especificou: “... the main reinforcement in columns shall be protect by a minimum of two inches (≥ 5 cm) of concrete cover, reinforcement in girders and beams by one and one-half inches (≥ 3,8 cm) and floor slabs by one inch (≥ 2,5 cm)...” Essa postura de especificar adequadas espessuras de cobrimento de concreto às armaduras perdura nas normas americanas até hoje, conforme especificado no ACI 301 xvii seção 3.4 e no e no ACI 318 xviii de 1995, na seção 7.7.1, que além de recomendarem concretos com f ck ≥ 28 MPa e relação a/c ≤ 0,55, ainda especificam os seguintes cobrimentos mínimos: • componente em contato com o solo • componente à intempérie • componente em interiores, lajes interiores, vigas e pilares

—> c ≥ 76 mm —> c ≥ 51 mm p/ ø ≥ 19 mm —> c ≥ 38 mm p/ ø ≤ 16 mm —> c ≥ 19 mm p/ ø ≤ 36 mm —> c ≥ 38 mm

No Brasil a primeira norma sobre estruturas de concreto xix data de 1931 xx e especificava: “• consumo de cimento ≥ 240 kg/m3, sempre; • consumo de cimento ≥ 270 kg/m3, partes expostas; • consumo de cimento ≥ 300 kg/m3, para pontes; • água de amassamento não deve conter cloretos, sulfatos e nem matéria orgânica; • cobrimento ≥ 1,0cm para lajes interiores e ≥ 1,5cm para exteriores; • cobrimento ≥ 1,5cm para pilares e vigas interiores e ≥ 2,0cm para exteriores” Como se verifica claramente, a norma brasileira apesar de mais completa em relação à americana de 1910, era muito mais ousada, permitindo cobrimentos bem inferiores, e desprezando acintosamente a agressividade do meio ambiente. Hoje em dia, em face dos enormes prejuízos causados com a perda precoce da vida útil de inúmeras obras públicas e privadas, poder-se-ia dizer que a norma brasileira, já àquela época, era temerária. Infelizmente esse método chamado de “com base na experiência anterior” continuou sendo praticado nas normas brasileiras seguintes de 1937, 1940, 1943, 1950, 1960 e 1978. Em todas elas verifica-se valores de cobrimento bem inferiores aos exigidos nos países desenvolvidos. Mais recentemente enquanto esses países também passaram a exigir concretos de qualidade superior, em geral um mínimo de f ck ≥ 24 MPa, o Brasil até hoje não faz, em norma, nenhuma exigência sobre a qualidade mínima do concreto para estruturas. Infelizmente o texto em revisão da norma brasileira NBR 6118 (NB-1 da ABNT), ainda adota como principal ferramenta esse método, deixando apenas como opcional (nos comentários) o método determinista que é muito mais avançado. Não estará sozinha pois os dois mais importantes textos normativos do planeta, o CEB / FIP Model Code 1990 e o ACI

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318/95, também ainda adotam o mesmo procedimento ultrapassado de assegurar durabilidade. Esses três (3) textos estão repletos de tabelas de cobrimentos mínimos e qualidades mínimas do concreto de cobrimento, evidentemente mais completas que no início do século, porém utilizando os mesmos conceitos praticados há quase cem anos, ora obsoletos e insuficientes. 2º

Com base em ensaios acelerados

Trata-se de um método introduzido pelos americanos em 1978, na norma ASTM E 632 xxi. Posteriormente foi publicada também a norma ISO 6241, com os mesmos conceitos. Segundo o texto da ASTM E 632 de 1988 “Standard Practice for Developing Accelerated Tests to Aid Prediction of the Service Life of Building Components and Materials”, a sequência para um estudo de previsão de vida útil deve ser: • definir os requisitos e critérios de desempenho para as condições de serviço • caracterizar o componente ou material • escolher indicadores de deterioração • identificar os agentes agressivos • identificar os mecanismos de deterioração • adotar que ensaios podem representar o envelhecimento natural • definir os requisitos de desempenho que serão avaliados nos ensaios • realizar ensaios exploratórios • realizar ensaios acelerados e de envelhecimento natural • julgar se o tipo de envelhecimento acelerado corresponde ao natural • desenvolver modelos matemáticos • estabelecer critérios de desempenho • estimar a vida útil em condições de operação Na realidade esse método aplica-se melhor ao estudo de produtos orgânicos e é de difícil aplicação direta no projeto de estruturas de concreto. De qualquer modo, considerando que nos últimos anos tem havido um grande desenvolvimento de métodos de ensaio acelerados, de fundamento eletroquímico, em câmaras de carbonatação e em câmaras de “salt-spray”, é possível que futuramente venha a ser mais utilizado no projeto e construção de estruturas de concreto. 3º

Através de métodos deterministas

A base científica deste método são os mecanismos de transporte de gases, massa e íons através dos poros do concreto, no caso do período de iniciação e a lei de Faraday no caso do período de propagação, sempre que se trate de corrosão das armaduras, a saber: • Modelos de Previsão até Despassivar

—>

Termodinâmica da Corrosão

Baseiam-se nos 4 (quatro) principais mecanismos de transporte no concreto que -1/2 simplificadamente podem ser expressos por c = k • t , onde c é a extensão percorrida pelo agente agressivo em cm, k é o coeficiente de um dos quatro mecanismos citados a seguir, e t é a vida útil em anos: —> permeabilidade —> absorção capilar —> difusão de gases e íons

equação de D'Arcy & de Arrhenius equação de D'Arcy modificada & eq. de Laplace & eq. de Arrhenius equação de Arrhenius & eq. de Fick, 1ª e 2ª

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—> migração de íons

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equação de Nernst-Planck & eq. deArrhenius & eq. de Fick, 1ª e 2ª

• Modelos de Previsão após Despassivar

—>

Cinética da Corrosão

Baseiam-se nos seguintes mecanismos: —> mecanismos de perda de massa no aço —> mecanismos de difusão da ferrugem —> geometria da peça

equação de Faraday equações de Fick equações de resistência materiais

dos

Os modelos numéricos e deterministas de deterioração e envelhecimento das estruturas, também devem ser considerados separadamente; se afetos à corrosão das armaduras ou se afetos à deterioração do concreto. Para os primeiros há modelos atuais de envelhecimento, enquanto para os segundos, que corresponderiam a velocidades de deterioração por sulfatos, por lixiviação, por reação álcali-agregado e outras formas, não há ainda modelos matemáticos satisfatórios, devendo as considerações de durabilidade ainda basear-se apenas em avaliações qualitativas. Basicamente considera-se por um lado a “qualidade” do concreto e por outro o “percurso” que o agente agressivo deve percorrer até atingir a armadura em concentrações e quantidades significativas para deteriorar a estrutura. Por qualidade do concreto entende-se os coeficientes de difusão, de permeabilidade, de absorção capilar, de migração, enfim os parâmetros do material concreto com relação ao transporte de certos íons, gases e líquidos através de seus poros. Para dar uma reduzida idéia da enorme variabilidade dessas propriedades nos concretos, sabe-se que o coeficiente de carbonatação (difusão do gás carbônico no concreto) pode variar de 0,1 cm•ano-1/2 para concretos de 60 MPa, a 1,0 cm•ano-1/2 para concretos de 15 MPa, nas mesmas condições de exposição. Enquanto a resistência à compressão alterou-se de 4 vezes, a “qualidade” do concreto alterou-se de 10 vezes e a vida útil de 100 (cem) vezes, mantidos o mesmo cobrimento e condições de exposição. Portanto a vida útil desejada para a estrutura pode ser alcançada através de uma combinação adequada e inteligente desses fatores, ou seja, ao empregar um concreto de melhor qualidade é possível reduzir o cobrimento mantendo a mesma vida útil de projeto, e vice-versa. Admitindo que o adensamento e a cura serão e deverão ser bem executados em qualquer circunstâncias, fica um certo grau de liberdade entre a escolha da resistência (qualidade) do concreto e a espessura do cobrimento. Essa ainda não é, infelizmente, a postura do CEB xxii, que não aconselha uma redução dos cobrimentos mínimos. Na Tabela 8 apresenta-se algumas das formulações mais empregadas atualmente para o caso dos fenômenos de despassivação das armaduras nas estruturas de concreto. Esse conceito pode ser exemplificado na Fig. 2 onde está apresentado um ábaco correspondente a uma estrutura sujeita a um ambiente agressivo no qual predomina a ação do gás carbônico, ou seja um fenômeno preponderante de carbonatação. Como se pode observar, uma mesma vida útil pode ser alcançada por diferentes pares de “cobrimentos / resistência (qualidade) de concreto”.

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Tabela 8. Formulações para cálculo da espessura mínima de cobrimento. Risco Preponderante de

Espessura Mínima de Cobrimento 1/2

Carbonatação

c CO = espessura, em cm

c CO = k CO • t 2

onde: 2

2

k CO

2

= coeficiente de carbonatação do concreto em questão

t = vida útil, em anos c Cl = espessura, em cm D ef = coeficiente efetivo de difu-são, ou Cl

cCl

=

2 • ( z) • Def

Cl

•t

difusividade do concreto 2 questão, em cm /ano

em

Penetração

t

= vida útil, em anos

de

(z) = valor da função de erro de Gauss, obtida conforme Tabela 9, calculada de: Cc

cloretos

erf ( z) = 1 −

Cl

Cc − Co

dos

cloretos

na

profundidade c Cl , no tempo t

Cl

Cs − Co

Co = concentração inicial de cloretos no interior do concreto do componente estrutural Cs

erf (z) =

= concentração

=

C s − 0, 30 C s − 0, 02

concentração de cloretos na superfície do componente estrutural de concreto, admitida constante

erf (z)= função de erro de Gauss

TABELA 9. Valores da função de erro de Gauss.* z

erf(z)

z

erf(z)

z

erf(z)

0,00

0,0000

0,40

0,4284

1,20

0,9103

0,01

0,0113

0,45

0,4755

1,30

0,9340

0,05

0,0564

0,50

0,5205

1,40

0,9523

0,10

0,1125

0,60

0,6039

1,50

0,9661

0,15

0,1680

0,70

0,6778

1,60

0,9763

0,20

0,2227

0,80

0,7421

1,70

0,9838

0,25

0,2763

0,90

0,7969

1,80

0,9891

0,30

0,3286

1,00

0,8427

1,90

0,9928

0,35

0,3794

1,10

0,8802

2,00

0,9953

*Johann Karl Friedrich Gauss ( 1777 - 1855 ), matemático alemão, considerado um dos maiores gênios da matemática. Ainda adolescente desenvolveu o método dos mínimos quadrados para as regressões.

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carbonatação em faces externas dos componentes estruturais de concreto expostos à intempérie espessura mínima de cobrimento de concreto à armadura mais exposta em cm

10

10 C10 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45

5

2

C50

1

POZ +10%

0.5

0.1 1

AF +20%

0.1 5

10

50

100

idade da estrutura, em anos

Figura 2. Ábaco para obtenção da espessura de cobrimento às armaduras em função do ambiente (zona urbana, industrial, marinha ou rural), do concreto (C10 a C50) e da vida útil desejada (1 a 100 anos). Caso sejam utilizados cimentos Portland com escórias de alto forno ou com pozolanas as espessuras mínimas características de cobrimento de concreto à armadura, devem ser aumentadas em pelo menos 20% e 10%, respectivamente. Ábacos similares são disponíveis para outras condições de exposição. Da mesma forma a Fig. 3, apresenta um ábaco determinista para o caso de estrutura de concreto situada em zona de variação de maré e respingos que é uma das situações naturais mais agressivas ao concreto armado e protendido. Para ter-se uma referência, o ACI 318 e o CEB / FIP Model Code 1990 especificam, para essa condição, cobrimentos mínimos de concreto de 3 polegadas (≥75mm). Nessas figuras entende-se por cobrimento mínimo característico aquele que é superado em pelo menos 95% das situações efetivas de obra. O CEB / FIP Model Code 1990 recomenda que para obter o cobrimento médio de obra, a ser especificado no projeto estrutural, seja somado o valor de pelo menos 10 mm ao mínimo encontrado nas tabelas tradicionais de cobrimento. Neste caso corresponderia a somar 10 mm aos cobrimentos indicados nos ábacos das Figs. 2 e 3. O coeficiente de carbonatação, k CO , depende da difusividade do gás carbônico, do 2

gradiente de concentração de CO 2 no ambiente, da temperatura ambiente, dos eventuais ciclos de molhagem e secagem do concreto, da quantidade retida de CO 2 em função da composição e eventuais adições ao cimento, entre outros. Da mesma forma o coeficiente de difusividade dos cloretos nos concretos depende de outras variáveis que não só a composição ou traço do concreto.

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difusão de cloretos em faces externas de componentes estruturais de concreto expostos à zona de respingos de maré

espessura mínima de cobrimento de concreto à armadura em cm

10

10 micr ossílica - 20%

5

5

C 3A12% - 20%

4

C10 C15 C20 C25 C30 C35

3 2

C40 C45

1 1

C50

5

10

50

1 100

idade da estrutura, em anos

Figura 3. Ábaco para obtenção da espessura de cobrimento às armaduras em função do ambiente (zona urbana, industrial, marinha ou rural), do concreto (C10 a C50) e da vida útil desejada (1 a 100 anos). Caso sejam utilizadas adições de 8% de sílica ativa ou empregados cimentos Portland com teor de C3A ≥ 12%, as espessuras mínimas características de cobrimento de concreto à armadura, podem ser reduzidas em 20%. Ábacos similares são disponíveis para outras condições de exposição. No entanto, conhecidas a idade da estrutura e a espessura carbonatada, ou o perfil de penetração das concentrações de cloreto, é possível calcular a constante k CO e k Cl dessa 2

estrutura, numa determinada região da mesma. Uma vez conhecidos esses coeficientes, podese predizer a velocidade de avanço da frente de carbonatação e de cloretos e portanto calcular o tempo que tardará em chegar até a armadura, desde que ainda não a tenha alcançado na ocasião da vistoria. O período de tempo contado da data da vistoria e inspeção detalhada até a época em que a frente de carbonatação ou de cloreto atinjirá a armadura será denominado vida útil residual referida à despassivação. A vida útil residual referida ao aparecimento de manchas de corrosão, de fissuras, de destacamento do concreto de cobrimento será muito superior à de despassivação e dependerá da velocidade com que a armadura irá corroer-se. A velocidade ou taxa de corrosão de uma armadura num certo concreto, numa certa parte de uma determinada estrutura localizada num certo ambiente, pode ser estimada através do conhecimento da umidade de equilíbrio do concreto, da sua resistividade elétrica ou da corrente de corrosão (lei de Faraday). Admitindo-se que esses parâmetros permanecerão constantes no tempo, é possível estimar o período de tempo até a ocorrência de uma manifestação patológica considerada grave para a obra em estudo. O período de tempo total contado a partir do término da construção até o aparecimento de uma manifestação patológica considerada grave é denominada vida útil de serviço ou de utilização. — Por exemplo qual o período de tempo necessário, após a

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despassivação, para que um certo componente estrutural fissure? Em 1993, Helene xxiii construiu um nomograma que representa a espessura total corroída da seção transversal da barra da armadura necessária para iniciar o processo de ruptura do concreto de cobrimento e, consequentemente, ser considerada de intensidade severa ou grave. A espessura total necessária para fissurar depende do diâmetro das barras consideradas e da natureza dos produtos de corrosão, ou seja, sua maior ou menor expansão em relação ao volume de aço corroído. Confrontando essas reduções de seção tranversal com a taxa de corrosão ou a intensidade da corrente de corrosão (i corr ) é possível predizer o período de tempo necessário ao aparecimento de fissuras no concreto de cobrimento, admitindo uma velocidade de corrosão constante no tempo. — Quanto tempo levaria uma estrutura para ruir após despassivada a armadura? A previsão da vida útil total que corresponde à ruptura total ou colapso parcial da estrutura não tem muita utilidade prática pois muito antes, na maioria das vezes, a estrutura já perdeu a característica de atender às funções para a qual foi projetada. De qualquer forma esse conhecimento pode auxiliar no estabelecimento dos prazos críticos para intervenção e correção dos problemas. Andrade, Alonso e González xxiv apresentaram, em 1990, interessante modelo de previsão da vida útil total das estruturas de concreto a partir de medidas de taxa de corrosão, expressa em corrente de corrosão, conhecida por icorr , baseado na lei ou equação de Faraday. Inicialmente adotam o modelo de vida útil proposto por Tuuttixxv, e analisam a vida útil residual total a partir da despassivação da armadura, ou seja, no período de propagação 4 da corrosão. O modelo proposto pelos autores citados depende do diâmetro da barra e da intensidade da corrente de corrosão. O modelo não considera a fissuração do concreto de cobrimento como limite de vida útil, ou seja, mesmo fissurado por expansão dos produtos da corrosão na direção longitudinal, paralelamente à direção da armadura principal, admite-se que o componente estrutural continuará desempenhando suas funções. Os referidos autores adotaram como critério de perda da vida útil, apenas a redução da seção transversal da armadura seguindo os parâmetros e classificação do nível de degradação recomendados pelo CEB xxvi, em 1983. Certos estudos, no entanto, mostram que a fissura longitudinal pode comprometer significativamente a aderência da armadura ao concreto para perdas médias de secção transversal de 1,5 a 7,5%, segundo a espessura do cobrimento xxvii. Enquanto para relação espessura de cobrimento/diâmetro da armadura igual a 7 (c/ø = 7), a perda de aderência somente ocorre com 4% de perda de seção, para c/ø = 3 basta cerca de 1% de perda de secção. Concluindo esta consideração de modelos deterministas cabe principais mecanismos de transporte de gases e de líquidos em um meio absorção capilar, a permeabilidade, a migração e a difusão, podem ser funções ou equações diretamente dependentes da raiz quadrada do

observar que os poroso, ou seja, a representados por tempo. Esse fato

4 Evidentemente a vida útil do componente estrutural deve ser contada desde o momento do término da sua construção incluindo portanto o período de iniciação e o de propagação da corrosão. A separação é no entanto necessária pois no período de iniciação os fenômenos estão relacionados à difusão de cloretos e à carbonatação, ou seja, ligados direta e exclusivamente à qualidade do concreto de cobrimento e à agressividade do ambiente. No período de propagação os fenômenos são essencialmente de corrosão eletroquímica.

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representa uma grande simplificação do estudo de transporte de massa nos poros do concreto pois a posição geométrica da “frente de penetração” de elementos agressivos poderá ser indicada simplificadamente por X = K•t-1/2. Este autor acredita que dentro de pouco tempo os concretos poderão ser classificados por constantes K correspondentes aos elementos em estudo, ou seja, KO , K CO , K Cl , K H O , 2

2

2

que pela simplicidade certamente contribuirão para aumentar a concientização do meio técnico para a importância da durabilidade das estruturas de concreto, e da consideração desses parâmetros por ocasião do projeto da estrutura. 4º

Através de métodos estocásticos ou probabilistas

Os documentos básicos de referência obrigatória deste quarto, mais moderno e mais realístico método de introdução da durabilidade no projeto das estruturas de concreto são; o ASTM xxviii STP 1098 de 1990, o RILEM Report 12 xxix de 1995, o RILEM report 14 xxx de 1996 e o CEB Bulletin 238 xxxi de 1997. Os princípios de dimensionamento para a durabilidade são em tudo similares aos clássicos princípios de introdução da segurança no projeto das estruturas de concreto, muito discutidos na década de 70 xxxii. Admite-se distribuições de extremo, normais ou Gaussianas para as ações agressivas e log-normal para ou normal para as resistências da estrutura à essas ações de deterioração. O princípio é o da teoria das falhas onde se aplica a distribuição de Weibull. Igual que para os demais três métodos anteriores, aqui também há níveis de profundidade dos estudos. O mais simples é combinar métodos deterministas com probabilistas. Na sequência considerar teoria das falhas e os mais aprofundados considerar o conceito de risco, ou seja o produto da probabilidade de falha pelo custo do prejuízo causado. Utilizando a distribuição de probabilidade de Weibull, da teoria de probabilidade de falha, indicada pelos coeficientes β, pode-se encontrar a espessura de cobrimento adequada para conferir uma certa probabilidade pequena de ocorrência a uma determinada idade, por exemplo o término da vida útil de projeto, conforme apresentado a seguir. Considerando como ação deletéria no tempo (S,t) a espessura de carbonatação indicada 1/2 pela clássica expressão c = k CO •t , com um coeficiente de variação de 25%, e como 2

função de resistência no tempo (R,t) a espessura de cobrimento variação também de 25%, a partir de:

β(t) = [µ(R,t) - µ(S,t)] / [σ2(R,t) + σ2(S,t)]1/2 onde; β(t) µ(R,t) µ(S,t) σ2(R,t) σ2(S,t) δ

= = = = = =

coeficiente de probabilidade valor médio de R na idade t valor médio de S no idade t variância de R na idade t variância de S na idade t coeficiente de variação

c

com um coeficiente de

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obtem-se:

β(t) = [c - k CO2 •t1/2] / [(δ•c)2 + (δ•k CO2 •t1/2)2]1/2 conhecendo-se k CO para dois concretos, um de 15 MPa e outro de 40 MPa, na idade 2

de 50 anos, correspondente à vida útil de projeto, e substituindo-se na equação os valores dos coeficientes de variação, obtem-se β(t) como função exclusiva de c.

Dessa forma é possível responder à seguinte questão: — Qual o cobrimento médio de concreto às armaduras que deve ser adotado para que aos 50 anos de idade exista uma probabilidade de apenas 10% do total da estrutura de concreto armado apresentar-se despassivado? A partir de uma tabela de β, obtem-se, para o quantil de 10%, o valor de β = 1,28, o que acarreta uma espessura média de c ≥ 55 mm para o cobrimento de concreto na estrutura de f ck = 15 MPa e de c ≥ 15mm para a estrutura de fck = 40 MPa. Portanto uma evolução saudável e profícua no momento é o meio técnico passar a conhecer melhor a variabilidade efetiva dos cobrimentos praticados no país, assim como a variabilidade efetiva das espessuras de carbonatação e dos perfis de cloreto. Este autor tem pesquisando a variabilidade efetiva dos cobrimentos em obras acabadas, construídas com diferentes rigores de controle da qualidade de modo a viabilizar a aplicação desses conceitos estatísticos mais adequados à situação nacional. Concluindo é desejo deste autor ver incorporados estes conceitos e práticas no novo texto da norma brasileira NBR 6118 que ora está em revisão no âmbito do Comitê Brasileiro de Construção Civil, CB-2 da Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT, estando em discussão uma proposta de texto normativo incorporando grande parte destas idéias. Referências bibliográficas i

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