Durabilidade De Revestimentos Na Fachada

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A INFLUÊNCIA DA MANUTENÇÃO NA DURABILIDADE DOS REVESTIMENTOS DE FACHADA DE EDIFÍCIOS Maurício Marques Resende (1); Mércia M.S.B. Barros (2); Jonas Silvestre Medeiros (3) (1) Escola Politécnica da USP – São Paulo - SP [email protected] (2) Escola Politécnica da USP – São Paulo - SP [email protected] (3) Escola Politécnica da USP – São Paulo - SP [email protected] RESUMO Neste trabalho discute-se os principais fatores envolvidos na durabilidade dos revestimentos de fachada de edifícios. Inicialmente, realizou-se uma revisão bibliográfica com a finalidade de fundamentar a discussão acerca desses fatores. Posteriormente, para analisar as principais causas da ocorrência de manifestações patológicas e propor soluções que possibilitassem o acréscimo da durabilidade de revestimentos de fachada, realizou-se um estudo de caso baseado em vistorias e ensaios mecânicos realizados no local. Finalizando, pode-se concluir que a durabilidade dos revestimentos de fachada está relacionada com as decisões tomadas nas suas diferentes fases de desenvolvimento e que a inexistência de um programa de manutenção atua como um fator de ação catalisadora para a deterioração destes revestimentos. ABSTRACT In the present work is discussed the main factors involved into the durability of the facade covering. Firstly, it was performed a bibliographic revision in order to prove the discussion about these factors. Later, to analyze the main causes of pathological manifestation occurrence and suggest solutions that make possible the increase of durability of facade covering, it was fulfilled a case study based on inspections and mechanical tests performed in loco. Finally, it can be conclude that the durability of the facade covering is related to the decisions made in its different phases of development and that the inexistence of a maintenance program acts as a factor of catalyzer action for the deterioration of these revetments. 1. INTRODUÇÃO Os revestimentos de fachada de edifícios habitacionais exercem um papel de fundamental importância para a garantia da durabilidade do edifício como um todo, uma vez que têm como uma de suas principais funções a proteção das vedações verticais contra os diversos agentes agressivos. Assim, a permanência desse revestimento acima de níveis mínimos de desempenho, necessários para exercerem suas funções, deve ser uma diretriz a ser seguida na fase da especificação dos revestimentos, na concepção dos detalhes construtivos, na fase de execução e na definição de uma metodologia de manutenção. Dessa maneira, o presente trabalho tem como propósito estudar os principais fatores envolvidos na durabilidade dos revestimentos de fachada de edifícios, por meio de uma discussão teórica, e propor soluções, baseadas na análise dos resultados obtidos com a realização de um estudo de caso em edifício habitacional da cidade de São Paulo, para que se possa ampliar a vida útil dos revestimentos de fachada de edifícios habitacionais. 2. DURABILIDADE DOS REVESTIMENTOS DE FACHADA Diversas instituições de pesquisa definem de maneira distinta o termo durabilidade, sendo possível identificar, segundo JOHN (1987), dois grandes grupos: o conceito de durabilidade aplicável ao edifício e suas partes e o conceito de durabilidade aplicável somente aos materiais de construção. Neste trabalho será adotada a definição da ASTM E632-82 (1996) que define durabilidade como sendo a capacidade de um produto, componente, montagem ou construção manter-se em serviço ou em utilização, ou seja, é capaz de desempenhar as funções para as quais foi projetado durante um determinado período de tempo (serviceability). Analisando-se a definição adotada nota-se que a durabilidade pode ser expressa em tempo de vida (anos) ou em função da capacidade de resistência a agentes que normalmente afetam o desempenho durante a vida. Esses agentes, denominados pela ASTM E632-82 (1996) como fatores de degradação, são quaisquer fatores externos que afetam de maneira desfavorável o desempenho de um edifício, de seus subsistemas ou componentes. Ainda segundo essa norma, esses fatores podem ser separados em cinco diferentes naturezas: fatores atmosféricos, biológicos, de carga, de incompatibilidade e de uso, discutidos a seguir. a) Fatores atmosféricos Segundo a ASTM E632-82 (1996) esses são “todos os grupos de fatores associados com o ambiente natural, incluindo radiação, temperatura, chuva e outras formas de água, gelo, degelo, constituintes normais do ar e seus poluentes e vento”. Portanto, esses fatores variam em função do seu ciclo diário e anual bem como da localização geográfica da edificação. A temperatura, um dos principais fatores de degradação que atuam nos revestimentos de fachada de edifícios, pode causar comportamentos diversos nos materiais, provocando variações físicas e/ou químicas. Uma das principais alterações físicas provocadas pela temperatura é a variação dimensional (dilatação ou contração). Esta variação causa o aparecimento de tensões que podem levar a deformações ou ruptura, particularmente de componentes ou partes do edifício composto de diferentes materiais. Isso pode ser constatado em um estudo de revestimentos cerâmicos de fachada realizado por CAMPANTE;SABBATINI (1999), no qual se constata que a temperatura da placa cerâmica chega a atingir valores de até 70ºC, quando a temperatura ambiente é de aproximadamente 32ºC. Esse fato causa um gradiente de temperatura entre o revestimento e a base que, segundo Guan (1997) apud CAMPANTE;SABBATINI (1999), pode ocasionar distorções estéticas e até a ruptura dos componentes. Em relação à variação química, a temperatura pode atuar como catalisadora de reações químicas que diminuem a durabilidade do revestimento. A água é outro fator de degradação que interfere na durabilidade do revestimento de fachada, uma vez que pode reagir com os materiais, levando à formação de eflorescências, e também pode proporcionar condições de vida para os agentes biológicos – fungos. As eflorescências, segundo BAUER (1997), são depósitos salinos, principalmente metais alcalinos e alcalino- terrosos, na superfície de revestimentos, provenientes da migração de sais solúveis presentes nos materiais constituintes do revestimento ou da sua base. UEMOTO (1988) descreve da seguinte maneira o mecanismo de formação das eflorescências: os sais encontrados no interior dos materiais são dissolvidos pela água presente, por algum motivo, no interior destes materiais. Esta água ao atingir a superfície do material, por capilaridade, evapora. Com a evaporação desta, os sais se depositam na superfície externa, formando as manchas. UEMOTO (1988) ainda enfatiza que para a formação da eflorescência é necessária a existência concomitante de três fatores: sais solúveis existentes nos materiais ou componentes; presença de água para solubilizá-los; pressão hidrostática para que a solução migre para a superfície. b) Fatores biológicos Segundo JOHN (1987), os fungos são os mais importantes agentes biológicos, sendo que nos revestimentos de fachada de edifícios eles atuam, principalmente, prejudicando a aparência. A ocorrência dos fungos está condicionada à existência de algumas condições ambientais e nutricionais. Como exigência ambiental, SHIRAKAWA (1995) descreve a necessidade de um teor de umidade elevado e temperatura situada no intervalo de 10ºC a 35ºC, apesar de alguns fungos se desenvolverem em temperaturas mais baixas ou mais elevadas. Essa autora afirma que, entre as exigências nutricionais, está a necessidade da presença de composto carbônico pré-elaborado, fósforo, nitrogênio e traços de ferro, cloro, magnésio, cálcio, entre outros. Dessa forma, nota-se que o desenvolvimento de bolor nos revestimentos está condicionado à presença de água, seja no estado líquido ou gasoso. O que coloca a fachada de edifício como um dos locais mais propícios para o seu desenvolvimento. c) Fatores de carga Os fatores de carga nos revestimentos de fachada de edifícios são representados, principalmente, pela a ação física da água (chuva, granizo e neve), ação física do vento e, principalmente, pela combinação da ação do vento e da água. d) Fatores de incompatibilidade Esses fatores podem ocorrer devido a uma incompatibilidade química ou física. No caso dos revestimentos de fachada de edifícios, a incompatibilidade química ocorre, principalmente, da adição de materiais que reagem entre si formando um material com propriedades não desejáveis, por exemplo, adição de gesso na argamassa de revestimento. A incompatibilidade física ocorre, fundamentalmente, com a utilização de revestimentos que proporcionam cargas insustentáveis à base ou substrato. e) Fatores de uso Os fatores de uso são determinados pela influência direta dos usuários sobre os materiais e componentes da edificação - projeto, execução e uso, operação e manutenção. Além dos fatores de degradação anteriormente destacados, ações próprias da fase de projeto, segundo ROMÉRIO (1995), podem contribuir para o decréscimo da durabilidade dos componentes e das partes do edifício, destacando a própria ausência de projetos, concepção inadequada, insuficiência de detalhes, especificação incorreta de materiais e técnicas construtivas. Segundo Reygaerts (1978) apud JOHN (1987), diversos estudos efetuados em países europeus constataram que a maioria dos defeitos das edificações ocorrem devido à fase de projeto. Em relação aos revestimentos de fachada de edifícios habitacionais, um projeto que apresente detalhes construtivos que controlem a penetração de água, por exemplo, (Figura 1), possibilita o acréscimo da durabilidade do revestimento, uma vez que evita seu acentuado processo de deterioração causado pela a água. Figura 1 - Detalhes da geometria de pingadeiras em fachadas e sua influência no escoamento da água (Fonte: PEREZ , 1985) A utilização de mão-de-obra não capacitada, as alterações das especificações de projeto, tais como a alteração do traço da argamassa de revestimento, a utilização de argamassa colante e de rejuntamento distinta daquela especificada, a eliminação de juntas de trabalho e de outros detalhes construtivos, o não cumprimento dos prazos mínimos entre as diferentes etapas de execução, e a utilização de técnicas construtivas inadequadas durante a fase de execução também colaboram para o decréscimo da durabilidade dos revestimentos de fachada de edifícios e dos outros componentes ou partes do edifício. A durabilidade dos revestimentos de fachada e de qualquer outra parte do edifício, está vinculada com as atividades de manutenção, que segundo JOHN; CREMONINI (1995), pode ser definida como sendo um conjunto de serviços realizados na edificação e suas partes durante a sua vida útil, com o objetivo de manter seus desempenhos iniciais. Assim, a manutenção deve ser interpretada como uma ação programada preventiva de futuros problemas e não apenas como atividade corretiva de problemas observados. Para isso, torna-se importante à adoção de um programa de manutenção periódica que, segundo LICHTENSTEIN (1985), exige uma metodologia de operação, controle e execução. Ainda segundo esse autor, essa metodologia somente é válida se os custos de implantação e operação forem compensados em termos de benefício no desempenho do edifício ou de seus componentes. Nota-se, portanto, a existência de diferentes tipos de manutenção que, segundo a norma BS 3811 (1984) apud LEE (1987), podem ser classificadas em: - Manutenção Planejada Preventiva: atividades realizadas durante a vida útil da edificação, de maneira a antecipar-se ao surgimento de defeitos; - Manutenção Planejada Corretiva: atividades realizadas para recuperar o desempenho perdido; - Manutenção Não Planejada: definida como o conjunto de atividades realizadas para recuperar o desempenho perdido devido a causas externas não previstas. Analisando as definições acima, percebe-se que as atividades de manutenção podem ter duas principais origens: a durabilidade dos materiais e as manifestações patológicas, sendo que a durabilidade está associada à manutenção planejada preventiva, como discutido anteriormente. Já a patologia está associada à manutenção planejada corretiva e não planejada, situação em que o edifício ou seu componente apresenta um desempenho insatisfatório. Nesses casos, segundo LICHTENSTEIN (1985), deve ocorrer uma intervenção técnica com a finalidade do edifício ou componente voltar a apresentar um desempenho satisfatório, prolongando sua vida útil (Figura 2). Portanto, pode-se notar que os fatores de degradação que agem sobre os edifícios ou seus componentes variam dentro de uma cidade e assumem diferentes níveis de importância dependendo do material em análise e da sua função. Assim, segundo LICHTENSTEIN (1985), a forma e velocidade com que ocorre a deterioração são função da natureza do material ou componente e das condições de exposição a que fica submetido. Dessa maneira, fica evidenciado que a especificação de um revestimento de fachada bem como de uma metodologia de manutenção deve ser antecedida por um estudo dos fatores acima relacionados para cada edifício. DESEMPENHO Degradação Manutenção Desejável Mínimo TEMPO Figura 2 - A influência da manutenção no desempenho 3. ESTUDO DE CASO 3.1. Metodologia O estudo de caso foi realizado utilizando a metodologia proposta por LICHTENSTEIN (1985). Esta metodologia compreende três partes distintas: Ø levantamento de subsídios – organização das informações necessárias e suficientes para o entendimento completo dos fenômenos. Estas informações são obtidas através de três fontes básicas: vistoria do local, levantamento da história do problema e do edifício e o resultado das análises; Ø diagnóstico da situação - entendimento dos fenômenos em termos de identificação das múltiplas relações de causa e efeito; Ø definição de conduta – prescrição do trabalho a ser executado para solucionar o problema, incluindo a definição sobre os meios (material, mão-de-obra e equipamentos) e a previsão das conseqüências em termos do desempenho final. 3.2. Levantamento de subsídios O condomínio, que teve sua construção iniciada em 1976 e finalizada em 1981, é composto por 8 edifícios de 23 pavimentos com dois apartamentos de dois ou três dormitórios por pavimento. O sistema construtivo dos edifícios é de estrutura de concreto armado com sistema de vedação em alvenaria de bloco cerâmico e subsistema de revestimento externo de argamassa inorgânica constituído por uma camada de emboço, outra de reboco, sendo o acabamento em pintura. Com as visitas técnicas realizadas, pode-se observar, em locais íntegros da fachada (tanto expostos quanto protegidos de chuva) que uma vez removido o reboco, a camada de emboço apresentava-se heterogênea e com espessuras bastante distintas (1 a 10cm). Em alguns locais verificou-se também que a resistência mecânica do emboço variava de média a baixa, podendo-se desagregar esta camada por fricção manual com escova de aço, mas ao mesmo tempo ela oferecia dificuldade para ser removida em placas inteiras. Em relação ao reboco, pôde-se verificar que possuía uma espessura média de 6 mm e apresentava-se fissurado e descolando do emboço nas regiões dos elementos salientes das fachadas – pilares, vigas, detalhes arquitetônicos nas janelas – e das proximidades das vergas e contravergas das janelas. Notou-se também que, nas regiões onde o reboco apresentava-se descolado, o emboço apresentava a superfície totalmente desagregada e, inclusive, com presença de bolor – indicativo de umidade. Segundo informações fornecidas pelo zelador e pelo síndico do condomínio, o revestimento de fachada dos edifícios não recebia qualquer tipo de manutenção há aproximadamente 10 anos, sendo os descolamentos percebidos, há aproximadamente 2 anos, após a realização de uma lavagem da fachada utilizando água pressurizada. Ainda segundo eles inexiste um projeto de revestimento de fachada ou qualquer outro tipo de documento capaz de fornecer informações referentes às características da argamassa utilizada, à presença de reforços em regiões mais solicitadas da fachada, à especificação de juntas de controle e à espessura da camada de revestimento. Figura 3 - Descolamento do revestimento de fachada Figura 4 - Formação de bolor no revestimento de fachada Como forma de complementar os dados coletados durante as vistorias, decidiu-se realizar alguns ensaios complementares, que tinham por objetivo possibilitar uma melhor identificação das múltiplas reações de causa e efeito envolvidas no problema e também para direcionar as soluções de reparo. Esses ensaios seguem discriminados a seguir: - Cálculo do teor de resíduo insolúvel (RI) das camadas de emboço e reboco existentes nas paredes Para a determinação do resíduo insolúvel (RI) foram coletadas duas amostras do reboco e do emboço do revestimento da fachada de um dos edifícios do condomínio, obtendo-se os resultados da tabela 1: Tabela 1 – Resíduo Insolúvel Resíduo Insolúvel - (%) Reboco 1 42,8 Reboco 2 39,5 Emboço 1 85,9 Emboço 2 89,7 - Teor de aglomerante (%) 57,2 60,5 14,1 10,3 Ensaio de resistência de aderência à tração da camada de revestimento das paredes Foram preparados dez corpos de prova no revestimento, com a utilização de uma serra-copo com diâmetro de 50mm; em seguida, com a utilização de massa plástica, foram coladas pastilhas nas regiões cortadas para a realização do ensaio de resistência de aderência à tração, cujos valores obtidos estão apresentados na tabela 2. Esses valores são relativos a corpos de prova ensaiados em regiões de reboco de parede em bom estado de conservação e junto ao primeiro andar de um dos edifícios do condomínio. Tabela 2 – Resistência de aderência Corpo de Prova Tipo de Ruptura Tensão de ruptura (MPa) CP1 Interface reboco/emboço Nula CP2 Interface reboco/emboço 0,21 CP3 Interface reboco/emboço 0,14 CP4 Interface reboco/emboço 0,31 CP5 Interface reboco/emboço 0,09 CP6 Interface emboço/bloco 0,14 CP7 Interface emboço/bloco 0,14 CP8 Interface emboço/bloco 0,09 CP9 Interface reboco/emboço Nula CP10 Interface emboço/bloco 0,22 Tensão Média: 0,17 Desvio Padrão: 0,07 Obs: Resistência de aderência nula, significa que ocorreu a ruptura sem aplicação de carga, no momento de colocação do equipamento de tração de marca “Dinateste”. Esses valores foram desconsiderados para o cálculo da média e do desvio padrão 3.3. Diagnóstico da situação A análise das condições do local, realizada por meio de vistorias e dos ensaios complementares, permitiu levantar as seguintes causas principais para os problemas patológicos: - ausência ou insuficiência de um projeto de revestimento que permitisse: especificar adequadamente a espessura e a dosagem das camadas do revestimento; especificar detalhes arquitetônicos que reduzissem o volume de água sobre as fachadas; especificar reforços nos pontos de concentração de tensão da base; especificar juntas de controle horizontais e verticais para dividir os panos de revestimento, minimizando as tensões internas e, consequentemente, a probabilidade de falhas; especificar a inclinação dos peitoris; especificar contravergas e vergas para resistirem aos esforços a que estão solicitadas, aumentando a probabilidade de ocorrência de fissuras nas extremidades das aberturas das janelas. Essa fissuras possibilita a infiltração de água, que pode provocar uma redução na aderência entre o reboco e o emboço, ocorrendo assim o descolamento do revestimento. - umidade de infiltração na interface reboco/emboço, com origem na falta de repintura geral do prédio e de soluções de reparo das fissuras. As fissuras possibilitaram, provavelmente, a penetração de água pelo revestimento, proporcionando uma movimentação higroscópica e térmica diferenciada entre as camadas de reboco e emboço, diminuindo a aderência entre essas camadas (figura 5). Este fenômeno, com certeza, foi agravado pela falta de repintura do revestimento e do reparo dos danos nas fachadas. - o emboço apresenta teor de aglomerantes próximos aos indicados por SELMO(1989), enquanto o reboco apresenta um teor elevadíssimo, evidenciando um elevado consumo de cal (tabela 1) Esse fato pode ser constatado pela facilidade de desagregação do reboco, uma vez que o excesso de cal, provoca um maior fechamento dos poros da argamassa, impedindo que ocorra a carbonatação, ou seja, que a argamassa adquira resistência. - baixa resistência superficial da camada de emboço, constituindo-se em um substrato inadequado para promover ancoragem mecânica aos rebocos existentes, mais resistentes e menos susceptíveis às movimentações higroscópicas que, possivelmente, se sucederam no emboço, frente ao aumento progressivo de umidade de infiltração. - ausência de uma análise da capacidade da resistência de aderência do revestimento em resistir a pressão proporcionada pela lavagem dos revestimentos (tabela 2). H2O Movimentação Higroscópica Movimentação Térmica Fungos Figura 5 - Penetração de água pela fissura 3.4. Definição de conduta Para a realização de uma recuperação parcial do revestimento deve-se realizar uma inspeção mais criteriosa para uma identificação mais segura das regiões de reboco com aderência efetivamente afetada ou não. Segundo SELMO (1989), para isto, não são adequados os testes convencionais de percussão ou de arrancamento (visto que podem, por si, afetar a aderência), mas sim uma avaliação de natureza não destrutiva. A conduta de intervenção, ainda segundo SELMO (1989), deve ponderar três questões: tecnologias disponíveis ou possíveis de serem pesquisadas; grau de incerteza sobre os efeitos de cada uma; relação custo/benefício das diversas possibilidades. Entretanto, no caso estudado, estas não fazem parte do escopo deste trabalho e não cabe aqui serem analisadas. De qualquer forma, do diagnóstico realizado em relação aos revestimentos, depreende-se que o mais recomendável, em princípio, é a sua completa renovação. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS O revestimento de fachada, além de ser um dos subsistemas de um edifício que está submetido a um maior número de fatores de degradação, é o subsistema em que estes atuam primeiramente. Assim, a vida útil de um edifício está diretamente relacionada com a manutenção do desempenho desse subsistema acima dos níveis mínimos especificados. Para isso, deve-se ter um conhecimento preciso dos fatores de degradação a que estará submetido o revestimento de fachada, uma vez que a forma de deterioração é função da natureza do componente e das condições de exposição a que está submetido. Desse conhecimento, pode-se desenvolver um projeto de revestimento em que sejam especificados materiais que apresentem maior durabilidade em determinadas condições de exposição (como por exemplo argamassa com adequado teor de aglomerante), propor detalhes construtivos e além disso, elaborar um programa de manutenção preventiva. Esse programa de manutenção, como discutido no texto, tem por objetivo postergar a ocorrência de níveis de desempenho abaixo do mínimo (manifestações patológicas) a um custo compensador. Para isso, esse programa deve descrever: como realizar a manutenção dos revestimentos, a periodicidade das atividades de limpeza e inspeção e os indicadores de degradação como por exemplo, presença de fissuras, descolamentos ou falta da pintura, presença de manchas de umidade, de fungos ou outras sujidades, envelhecimento do selante das juntas. Além de possibilitar o acréscimo da vida útil dos revestimentos de fachada e consequentemente do edifício, a existência de um programa de manutenção documentado possui outras importantes funções, dentre as quais pode-se destacar: servir de um instrumento de apoio jurídico as construtoras, em caso de ocorrência de manifestações patológicas causadas pela ausência ou realização incorreta das atividades de manutenção; possibilitar um melhor planejamento e orçamento das atividades a serem realizadas pelos usuários e responsáveis pela administração do edifício ao longo da vida útil do edifício. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard recommended practice for developing short-term accelerated test for prediction of the service life of building components and materials: E632-82. Philadelphia, 1996. BAUER, Roberto José Falcão. Patologia em Revestimentos de Argamassa Inorgânica. 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