Tecnologias Empregadas para Reabilitação de Estruturas e Reparos de Edificações

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Tecnologias Empregadas para Reabilitação de Estruturas e Reparos de Edificações
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VALADARES, Otávio César de Paiva [1], GARCIA, Fabiano de Aguiar [2] SOUZA, Ênio Neves de [3], MEDEIROS NETO, Gracindo da Rocha [4], TUMA NETO, Alberto Antônio [5]

VALADARES, Otávio César de Paiva. Tecnologias Empregadas para Reabilitação de Estruturas e Reparos de Edificações. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano 02, Ed. 01, Vol. 16. pp. 620-631, Março de 2017. ISSN: 2448-0959

RESUMO

O presente artigo trata de uma investigação bibliográfica onde se buscou entender os processos envolvidos na tomada de decisão para a reabilitação das estruturas e reparo de edificações já existentes. Nesse sentido, procurou-se entender quais eram os fatores associados à reabilitação, reforma ou o retrofitting de uma estrutura e como esses podem contribuir para a concepção e o desenvolvimento do projeto até a execução, na busca por soluções mais adequadas e mais vantajosas tecnicamente e financeiramente. Foram abordados temas relacionados à reabilitação das estruturas e seus contextos: econômicos, relativos aos custos gerados pela intervenção, socioculturais, relativos ao nível de conforto do usuário na edificação, técnicos, onde valorizam o real estado da estrutura, os métodos para obtê-lo e o nível de comprometimento da edificação. Temas estes que reunidos formam o princípio norteador para a tomada de decisão sobre a demolição ou a recuperação de uma estrutura existente.

Palavras-chave: Retrofitting, Reparo de Edificações, Reabilitação das Estruturas, Recuperação Estrutural.

1. INTRODUÇÃO

Para muitos a reabilitação de estruturas pode parecer algo abstrato e complexo tendo em vista os problemas que a edificação apresenta. Entretanto, com o avanço das tecnologias empregadas, sejam elas de investigação ou dos materiais, a necessidade de o mercado obter decisões rápidas, a análise do profissional dessa área teve de evoluir rapidamente.

Entretanto, mesmo nesse panorama, a qualidade e a precisão dos serviços realizados não poderia ser corroída pela pressa, fruto das evoluções contemporâneas, resultado do imediatismo da era moderna. Com isso, numerosos estudos estão, até hoje, sendo realizados para que seja possível encontrar e entender cada vez melhor o funcionamento dos materiais e das técnicas envolvidas no restauro, na reabilitação e na reforma das edificações já construídas, a fim de, atravessar com segurança a realização de obras de reformas em estruturas. Embora sempre tenham existidos, essas intervenções em estruturas e edificações já existentes, não possuíam o rigor necessário para conduzidas e reproduzidas de modo confiável, com isso, foi preciso desmistificar as suas condicionantes e entender como ocorrem e as consequências financeiras, pessoais, socioculturais.

Se por um lado, uma intervenção em uma estrutura já existente é uma caixa de surpresa, repleta se segredos, que até mesmo a reforma mais simples pode conter, por outro, ainda restam fatores que impulsionem a decisão do projetista sobre o que deve ser feito. Seja a reforma, de modo mais complexo, ou a demolição, de maneira mais eficiente, tais decisões possuem características que deverão ser analisadas, a fim de decidir qual é o melhor e mais viável tecnicamente, economicamente e socioculturalmente.

Nesse sentido, procurando entender as obras, sejam as novas, que na situação atual têm cada vez mais aprimorado a busca pela redução de custos, e as construções antigas, que muitas vezes se encontram precocemente deterioradas, com reabilitações caras e intervenções repetitivas e frequentes, foi partindo desse contexto que o estudo bibliográfico teve início, com o objetivo de definir quais são os critérios norteadores, estudar as principais técnicas para a tomada de decisão em obras de reforma e reabilitação de estruturas na literatura, entender como são determinados tecnicamente alguns parâmetros para então reproduzir o modelo de tomada de decisão entre reabilitar ou reconstruir.

2. PROBLEMÁTICA

Bertolini (2010) aponta que que em países industrializados, onde os investimentos no patrimônio de edificações e na infraestrutura existentes continuam a crescer e estão paulatinamente superando os investimentos em novos empreendimentos.

Isto fica claro quando observamos a degradação acelerada de obras de infraestrutura, as falhas existentes em projetos, durante a execução e até mesmo a falta ou a não previsão de uma manutenção. Segundo Helene et al (2003), mais de 31% dos investimentos, no setor da construção dos Estados Unidos da América, são destinados às obras de reabilitação.

Mesmo desconhecendo a história da edificação, as patologias nelas contidas, o seu uso ou até mesmo o seu projeto, o profissional responsável assume a obra de reforma. Entretanto cabe a ele tomar a decisão pela reforma predial, utilizando os métodos necessários e disponíveis no mercado, para encontrar o real estado das estruturas ali contidas. Ao tornar-se o responsável da obra, o profissional de engenharia torna-se, tecnicamente e legalmente, a peça chave no andamento, nas falhas e nos problemas que poderão surgir no andamento da reforma.

No que se trata de ampliar ou adequar uma estrutura existente para novas necessidades, seja ela uma propriedade particular ou não, a estrutura muitas vezes se torna um enigma durante a sua obra, no início desde a procura pelo usuário, passando pelo projetista, esta muitas vezes não possui qualquer documento, algum esquema, seja estrutural, das instalações ou qualquer projeto arquivado.

A partir daí, ao executá-la, é que se descobrirá como está o real estado da estrutura, muitas vezes colocando em risco a sua realização, seja do projeto ou obra. Nesse sentido o profissional deve fornecer ao cliente a possibilidade, ou não, da sua execução, além da real situação.

Uma análise importante a ser realizada são os aspectos econômicos e socioculturais, que, dependendo da necessidade do proprietário, poderão interferir na decisão demolir para então constituir uma nova estrutura, ou seja, um novo empreendimento, ou reabilitá-la, com a utilização de técnicas e materiais apropriados para cada tipo de necessidade. Porém, mesmo que haja alguma vantagem econômica no reparo da estrutura, o usuário muitas vezes não se sente confortável, com a intervenção proposta, mesmo que esta forneça parâmetros de resistência e durabilidade superiores aos que anteriormente a estrutura oferecia.

Outro aspecto é a duração da intervenção, que dependendo do caso e do tamanho do comprometimento, podendo ser uma variável de importante peso na elaboração do projeto. Durante o andamento da reforma o tempo de execução é muito comumente visto como um entrave no estudo do reparo de estruturas, mesmo sendo pontual, o processo para o reparo é lento, porém evita a demolição para a reconstrução de uma nova estrutura, reduzindo os problemas com a execução de uma nova obra.

Como exemplo, é possível citar o caso de um estabelecimento comercial, o uso e o tipo da edificação são detalhes que devem ser vistos com mais atenção por parte do projetista e do executante, uma vez que, dependendo da alternativa, a intervenção inviabilizará, ou não, o funcionamento comercial do empreendimento do cliente. Com essas informações em sua posse, caberá ao projetista possuir em seus acervos, seus históricos de experiência, soluções que sirvam como alternativas na redução do tempo da intervenção, diminuindo sistematicamente o prejuízo gerado ao cliente pela paralização do seu negócio em função da obra.

Por sua vez, os prédios históricos possuem estruturas que, de tão antigas, somente uma análise mais aprofundada na estrutura permitirá definir qual o melhor método de intervenção, evitando ao máximo a demolição da estrutura, exceto quanto esta ofereça risco a vidas humanas. Nesse mesmo sentido as obras de arte e devem possuir o mesmo cuidado aos serem recuperadas, devendo o projetista e o executor explorar a fundo qual é o esquema estrutural da estrutura antes de propor o método de reparo, bem como investigar os materiais envolvidos na construção e a forma como a edificação foi concebida, podendo incluir estudos históricos e até mesmo a necessidade de profissionais especializados em restauro de obras.

No que refere às solicitações da estrutura e as cargas atuantes, sejam elas quais forem, a mudança do tipo e do uso da edificação poderão proporcionar a necessidade do reparo ou do reforço da estrutura para as características atuais, uma vez que, ao longo do uso, essa poderá apresentar patologias como fissuras, segregação de material, esfarelamentos e podendo vir até mesmo a ruína da edificação ou parte, causando acidentes e oferecendo risco à vida dos usuários. Vale ressaltar que além do tipo e do uso, dependendo da região a ação de ventos e terremotos certamente levará à um estudo detalhado considerando esses novos efeitos, justificando intervenções e obras de reforma nas estruturas da edificação, proporcionado uma maior segurança aos bens materiais e aos usuários que a habitam.

3. REFERENCIAL TEÓRICO

As estruturas de concreto têm sido usadas pela humanidade desde os tempos mais remotos, e atualmente constituem parte do cenário urbano atual, onde lado a lado podem se encontrar estruturas antigas e novas, patrimônios históricos e arranha-céus, coexistindo no cenário atual.

Porém estruturas, sejam elas antigas ou novas, podem apresentar problemas ou não satisfazer as necessidades do usuário. Este por sua vez busca por técnicas de engenharia que satisfaçam a sua necessidade, combinando a economicidade e a técnica, na escolha envolvida.

Na maioria das vezes esse estudo se baseia na demolição da estrutura existente e sua substituição por uma nova ou no seu reparo. Esta segunda opção muitas vezes não encontra muitos adeptos, uma vez que o desconhecimento por parte dos usuários força-os a escolherem uma estrutura nova ao invés da sua recuperação, mesmo que essa ofereça padrões maiores do os anteriormente oferecidos pela estrutura.

O presente estudo tem como objetivo discutir sobre os parâmetros das estruturas existentes, incluindo técnicas e normas existentes para a definição de sua resistência.

Algumas das muitas estruturas existentes, sejam elas construídas por engenheiros, conforme as leis e normas técnicas, muitas vezes não fornecem os parâmetros básicos para uma intervenção segura para o seu reparo ou modernização

Com o passar dos anos as edificações se degradam, ficam obsoletas e acabam necessitando de reparos, nesse sentido faz-se necessários entender o real estágio de degradação de uma construção, verificar se houve mudanças no projeto, saber se houve acréscimo de cargas, mudanças de layout, e desgaste do uso e do tempo, para que se possa confirmar se as intervenções são de fato exequíveis (DUCAP, 1999).

Figura 1: Fluxo Grama do Pré-diagnóstico. Fonte: Barrientos (2004)

Os problemas podem apresentar-se de forma simples, sendo assim, de diagnóstico e reparo evidentes ou então, de maneira complexa, exigindo uma análise individualizada (LICHTENSTEIN, 1985). Com os estudos mais difundidos das patologias de construção o conceito retrofitting aparece em muitos estudos de intervenções em edificações, seja para impedir a propagação da patologia, ou solucionar um problema de edificação.

Conforme Barrientos (2004) o conceito de retrofit (“retro”, do latim, significa movimentar-se para trás e fit, do inglês, adaptação, ajuste) originou-se no final da década de 90 nos Estados Unidos e na Europa. Mas o termo teve início na industria aeronáutica e referia-se à atualização das aeronaves, com equipamentos modernos e mais novos. E que com o passar dos anos esse conceito também foi levado para a Construção Civil, e nesse senário o conceito se referia mais à ideia de modernização e das edificações, tornando-as contemporâneas, recuperando edifícios antigos e consequentemente prolongando sua vida útil, além de proporcionar conforto e funcionalidade para seus usuários (ROCHA, 2001).

O desconhecimento do sistema estrutural, e da edificação como um todo, podem causar danos parciais ou irreversíveis na edificação, resultando até mesmo no colapso da estrutura da edificação. Um problema comum enfrentado pelos profissionais envolvidos na modificação, modernização e reparo de uma estrutura existente, é como estimar a resistência de uma estrutura de concreto existente, quando as plantas, os projetos e os detalhamentos não estão mais disponíveis.

Esse estudo, por parte do projetista, o leva a pesquisar e entender fatores determinantes como o uso futuro da estrutura, o modelo ou técnica empregada na sua execução, as dimensões das peças, as propriedades do material usado no início da construção, entender o processo de degradação sofrido pela estrutura e o enquadramento da edificação nas leis e normas vigentes.

Por outro lado, a medida que se construía, o aspecto dos custos foi criando cada vez mais espaço, uma vez que, o mercado solicitava edificações construídas de maneira mais rápida e mais barata. Nesse sentido Husni (2013) abordou o critério da tomada de decisão através dos custos gerados pela demolição da estrutura e a construção de uma nova, contra o custo total gerado pela intervenção.

Segundo Husni (2013), o reforço de uma estrutura, na mais, é que uma intervenção realizada com o objetivo de melhorar sua condição inicial de projeto ao momento correspondente da sua solicitação de serviço, tendo como base a sua capacidade de carga, seu comportamento em operação e sua estabilidade.

A tomada de decisão para o reparo de uma estrutura deveria seguir o critério de minimizar o custo total (Ct), sempre garantindo a confiabilidade e envolvendo os seguintes componentes que se referem ao custo de projeto (Cp), custo da construção (Cc), custo da operação (Co), e custo da demolição (Cd) (HUSNI, 2013).

Ct = Cp + Ct + Co + Cd   (eq.1)

Quantos aos efeitos referentes à tomada de decisão e ao tipo de reparação a ser realizado podemos defini-los como: Custo da operação (Co) em seus itens e componentes habituais, Custo da inspeção (Ci), incluindo os acessos, ensaios e etc., e o custo para manter os serviços a medida de que a reforma segue (Cm), e o custo da reparação propriamente dito (Cr), além do custo envolvido em falhas eventuais (Cf).

Co = Ci + Cm + Cr + Cf   (eq.2)

Com isso, para construções existentes e em uso, Husni (2013) demonstra que a redução de custos para a tomada decisões se baseia na redução do custo da operação, entretanto, baixos custos de operação estão relacionados à trabalhos com baixa qualidade e soluções de curta duração.

Nesse mesmo aspecto de tomada de decisão, KLEIN et al. (1999), apresenta um procedimento metodológico na reabilitação ou reparo de uma edificação histórica, sendo possível:

  • Avaliar o valor histórico da edificação;
  • Verificar os diferentes usos que o prédio apresentou;
  • Conhecer as condições atuais de conservação da obra – condições de segurança;
  • Conhecer as causas de sua degradação;

Identificar a concepção estrutural utilizada na sua construção e os materiais usados;

  • Utilizá-la adequadamente;
  • Poder formular um projeto adequado de recuperação ou restauração, evitando erros de execução e consequentes desperdícios de recursos.

Já em ICOMOS a metodologia proposta para a reabilitação estrutural baseia-se conforme a figura 2. Sabe-se que está se adaptada, sempre que houver a necessidade, aos critérios e políticas locais (Mesquita, 2017).

É importante salientar que mesmo abordando o tema de construções históricas, os procedimentos são aplicáveis para estruturas usuais, já existentes. Uma vez que tais parâmetros adaptam às construções contemporâneas. Portanto, tais metodologias possuem os mesmos mecanismos para preservar as construções do século XX.

Figura 2 – A: Metodologia de avaliação estrutural para construções históricas proposta pelo ICOMOS. Fonte: ICOMOS (2011)
Figura 2 -B: Metodologia de avaliação estrutural para construções históricas proposta pelo ICOMOS. Fonte: ICOMOS (2011)

4. METODOLOGIA

O presente artigo seguiu por uma análise teórica do estudo e da revisão da literatura sobre o tema para que fosse possível identificar quais os principais critérios do processo decisórios de recuperar ou não uma estrutura existente, bem como as principais técnicas que existem hoje para o projetista ou executor aceitarem ou não a execução deste tipo obra.

4.1. Critérios para a revisão da literatura

Foram relacionados os assuntos que se identificaram com o presente estudo, para que se entenda quais são os procedimentos adotados, e desse modo mostrar os principais critérios adotados na recuperação das estruturas de uma edificação.

Possibilitando para o projetista o maior número de variáveis, tendo em mãos os dados mínimos necessários para realizar a nova modelação e análise da estrutura existente, além do que se compõem a edificação. É partir dessa etapa que será possível propor as melhores soluções disponíveis para a solução do problema.

Foram discutidos quais as informações deveriam ser colhidas para que se fosse possível estimar se a estrutura ou edificação poderia ser reabilitada. E com isso, entender a real condição da edificação.

CONCLUSÃO

Portanto, é de fundamental importância entender os fatores associados às intervenções, quais os aspectos relativos ao usuário, aos custos envolvidos, ao tempo despendido e a qualidade do serviço, bem como definir seus limites e ao abordar tais fatores, minimizar os riscos envolvidos na operação e racionalizar custos envolvidos para sua execução e implantação. Porém o grande problema toma forma quando não há para o projetista quaisquer evidências documentais da edificação, não permitindo uma única abordagem para a determinação da atual situação.

Diante de tais complexidades, ao caracterizar a estrutura, um dos maiores desafios é defini-la para que o projeto tome forma, com isso, encontram-se os problemas e desenvolvem-se soluções que certamente levarão à reabilitação da estrutura.

Uma vez que a concepção de uma estrutura ou edificação nada mais é do que o retrato da época em que ela foi criada. Não é possível considerar a edificação, suas estruturas, suas instalações, como materiais e disciplinas unitárias, mas como uma estrutura composta, que deverão garantir o seu bom funcionamento, equilibrando o conforto usuário e as técnicas de engenharia empregadas.

O emprego das intervenções visa reabilitar as estruturas que se encontram comprometidas, e é considerada como uma forma de reduzir de maneira significativa os danos causados por uma demolição, devolvendo ao usuário o conforto necessário e alcançando muitas vezes níveis físicos maiores quando comparados às antigas.

Porém, a maior dificuldade, por melhor que sejam as intervenções, os avanços técnicos, tecnológicos e os materiais envolvidos no processo, está no desenvolvimento de um pensamento com mais confiança por parte dos usuários, cabendo ao projetista e ao executor, durante a execução e a entrega do serviço, a responsabilidade de proporcionar ao usuário a mesma sensação de conforto e segurança da edificação agora recuperada.

REFERÊNCIAS

BARRIENTOS, M.I.,. “Retrofit de edificações: Um estudo de reabilitação e adaptação das edificações antigas às necessidades atuais “ Rio de Janeiro, 2004. 170 p Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Arquitetura, PROARQ – FAU-UFRJ.

BERTOLINI, L. Materiais de construção: patologia, reabilitação, prevenção. Trad. Leda Maria M. D. Beck. São Paulo: Oficina de Textos, 2010. 414p.

DUCAP,V.. “Reflexões sobre a manutenção e reabilitação de instalações prediais”. Rio de Janeiro, 1999. 198p Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Arquitetura, PROARQ – FAU-UFRJ.

GRILL, John M. “Assessment of Existing Concrete Structures in the Absence of Drawings”. WDP & Associates. The American Institute of Architects Continuing Education Systems (AIA/CES). Whitlock Dalrymple Poston & Associates (WDP & Associates), Austin, Texas – USA, 2011.

HELENE, P.; PEREIRA, F.; HUSNI, R.; CASTRO, P.; AGUADO, A. (Ed.). Manual de Rehabilitación de Estructuras de Hormigón: Reparación, Refuerzo y Protección. São Paulo: Red Rehabilitar, CYTED, 2003. v.1. 750p.

HELENE, P.R.L. Corrosão em armaduras para concreto armado. São Paulo, PINI, 1986. 47p.

Husni, Raúl. Reparación e refuerzo. Boletim Técnico. Asociación Latinoamericana deControl deCalidad, Patología e Recuperación de la Construccion. Mérida – México, 2013. Disponível em: http://www.alconpat.org.

ICOMOS. Icomos Charter- Principles for the analysis , conservation and structural restoration of architectural heritage. In: International Council on Monuments and Sites. Anais.Thessalonik, 2003.

ICOMOS. Madrid Letter’s – International scientific committee on twentieth century heritage. Madrid: ICOMOS, 2011

[1] Bacharel em Engenharia Civil. Universidade Federal do Amazonas-UFAM

[2] Bacharel em Engenharia Civil. Universidade do Estado do Amazonas-UEA Pós-Graduado em Engenharia e Gerenciamento de Manutenção.

[3] Bacharel em Engenharia de Infraestrutura Aeronáutica. Instituto Tecnológico de Aeronáutica-ITA

[4] Bacharel em Engenharia Civil. Centro Universitário Luterano de Manaus. Pós-Graduado em Engenharia e Gerenciamento de Manutenção

[5] Conservação de uma Via do Distrito Industrial

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