Como construir: recuperação de estruturas de concreto

As edificações e o corpo humano apresentam muitas semelhanças: assim como o ser humano tem esqueleto, as edificações têm estruturas. Assim como o ser humano tem musculatura, as edificações têm alvenaria. Assim como o ser humano tem pele, as edificações têm revestimentos. Assim como o ser humano tem sistema circulatório, as edificações têm instalações hidráulicas e elétricas.” (Texto extraído da “Análise Técnica das Condições Atuais da Estrutura do Edifício Beira Rio”, da Vaz de Mello Consultoria em Avaliações e Perícias.)

No corpo humano, assim como num edifício, as condições das estruturas são prioritárias. Ninguém adia a cura de um osso quebrado. Essa ocorrência é tratada como prioridade em qualquer pronto-socorro. Na construção, essa prioridade é ainda mais urgente. A estrutura deteriorada de uma construção pode gerar uma catástrofe. Vamos contar aqui duas histórias de recuperação de estruturas de concreto. São casos diferentes. E felizmente duas histórias de competência e trabalho de prevenção que evitaram situação de perigo.

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Golden Tulip – Belo Horizonte, MG
Este é um caso de erros acumulados que deverá ter – se a crise econômica der uma chance – um final feliz.

Em 1984 foi criado o projeto para um hotel chamado Beira Rio no número 18 da Rua Rio de Janeiro, bem no centro de Belo Horizonte. O projeto original previa 23 pavimentos numa área de 2.172 m2. Aconteceu então o primeiro dos erros que assombram o edifício até hoje. O empreendedor decidiu acrescentar mais quatro andares, uma casa de máquinas e o primeiro heliponto da capital mineira. O total de área de construção seria de 36.640 m2. O erro foi não ter pedido licença para fazer essas alterações. A obra foi embargada e paralisada pela prefeitura.

Em 2010, o imóvel foi leiloado para quitar dívidas trabalhistas. Tornou-se então um fantasma no centro de BH, à espera de outros donos. Os novos proprietários decidiram que o edifício seria repensado para virar um hotel cinco estrelas da rede Golden Tulip.

Antes de qualquer coisa, os novos proprietários contrataram a empresa Vaz de Melo para realizar um total de 717 avaliações para subsidiar os trabalhos de recuperação das estruturas. Os métodos de avaliação incluíram ensaios de ultrassonografia (UPV), medição do pH do concreto, ensaios com solução de fenolftaleína para caracterizar a profundidade de carbonatação do concreto, avaliação de permeabilidade do concreto, extração de corpos de prova e determinação da resistência à compressão do concreto.

As imagens mais dramáticas são as do heliponto. Por estar no topo do edifício, pela sua forma destacada, pela necessidade de suportar grandes pesos, a torre estava num estado de precariedade assustadora, com armações expostas, estruturas metálicas enferrujadas e madeira apodrecida pela chuva. “Foram identificados vários ‘ninhos de concretagem’ (ou segregação dos materiais constituintes do concreto)”, registra o relatório. O subsolo era outro território complicado, com intensas infiltrações.

Com um relatório desses, aparentemente o melhor destino para o Beira Rio seria uma implosão. E foi isso que tornou o caso ainda mais interessantes. A “pele” do edifício estava muito doente. Mas seu “esqueleto” permanecia perfeitamente saudável.

Não foi encontrado em nenhuma parte de seus 27 andares e no heliponto sinais de movimentação irregular da estrutura, apesar da ferragem exposta. “Nenhum sinal de comprometimento estrutural fora do normal.”

A imagem mais eloquente dessa saúde estrutural mostra escoras de madeira colocadas entre pisos. Depois de meses de abandono, essas escoras permaneciam íntegras “sem nenhum sinal de esmagamento/deslocamento”. Se houvesse um deslocamento estrutural no edifício, por menor que fosse, esses frágeis pedaços de madeira seriam os primeiros a se romper. Para atestar isso, os trabalhos de alvenaria também estavam “em condições normais, sem deformação, comprovando a estabilidade do conjunto”.

Conclusão final: “Apesar das patologias identificadas, constatamos que a estrutura não apresenta nenhum sinal de abalo, recalque ou outro comprometimento de segurança. O início das obras ainda acontece em momento oportuno, o que vai permitir uma rápida recuperação dos problemas mencionados”.

O que se seguiu é relatado pelo engenheiro Ubirajara Alvim Camargos, da Alvim Camargos Engenheiros Associados: “Os empreendedores escolheram uma construtora tradicional para executar as obras. Eles me contataram para que eu elaborasse os cálculos do prédio, de forma inversa. Eu os convenci a contratar o engenheiro que tivesse executado o projeto estrutural original, e eles assim o fizeram”.

O engenheiro Camargos foi contratado para coordenar todos os trabalhos que envolvessem estruturas. O contrato original seria de 12 meses, e foi prorrogado por mais 20 meses. Camargos contestou o valor estimado para a obra, que “estava muito abaixo da realidade para as características que a obra deveria ter para hotéis cinco estrelas da Rede Tulip. O orçamento não contemplava nenhum trabalho de recuperação/reforço de estruturas, quando estimei o custo de R$ 3,5 milhões para tal”.

RELATÓRIO DA VISTORIA DO EDIFÍCIO

A vistoria se completou em 31 de outubro de 2011. O relatório é um catálogo de problemas geralmente apresentados em construções interrompidas e abandonadas. Entre eles:

– “Infiltrações generalizadas, atingindo a armadura e provocando a corrosão”. A cobertura estava particularmente tomada por grandes manchas.

– “Corrosão generalizada das armações e em alguns pontos atingindo peças estruturais de importância.” As vigas de metal estavam claramente expostas em diversos pontos com o desplacamento do concreto.

– “Revestimento externo em condições precárias. Situação de alto risco.” As fotos mostram que áreas inteiras da cobertura de ladrilho já haviam se despregado da parede externa, provocando perigo crescente, especialmente entre pedestres tanto da Rua Rio de Janeiro quanto da Avenida do Contorno.

– “Recobrimento da armação insuficiente, facilitando a exposição e, em consequência, a corrosão.”

Para minimizar esse custo, Camargos sugeriu que eles contratassem um engenheiro com experiência nesse tipo de trabalho para formar uma equipe com mão de obra comum e um encarregado também com experiência. E assim foi feito com custo da ordem de R$ 2 milhões. O barateamento, segundo Camargos, ocorreu “em função de não haver BDI sobre os trabalhos, compras diretas com fabricantes/ representantes e treinamento de mão de obra pelo encarregado e engenheiro contratado”.

O caso do edifício ainda não está encerrado. Desde 2010 a FarKasVöl- Gyi Arquitetura está contratada para desenvolver um completo retrofit do edifício, que ganhou a bandeira da rede internacional da Golden Tulip (e Royal Tulip para os andares de luxo). Ele seria inaugurado em 2013, para a Copa das Confederações. Não foi. Em seguida, seria aberto para a Copa do Mundo de 2014. Nova data foi marcada para o fim de 2015 e depois para o início de 2016. Novas dificuldades surgiram. Afinal, como declarou o diretor Bernardo Farkasvölgyi, “se a edificação continuou praticamente a mesma nessas décadas, tudo à sua volta mudou: as leis, os parâmetros urbanísticos, as tecnologias e, por fim, a opinião pública”.

O trabalho de retrofit está a cargo do escritório de arquitetura FarKas- VölGyi, sob responsabilidade da Cesto Participações e construção da M.Roscoe. O projeto foi premiado na categoria Hotel Renovation/Refurbishment no International Hotel Awards. É um projeto em condições contraditórias. Por um lado, segundo Bernardo Farkasvölgyi à revista Finestra, “o prédio estava semiacabado, mas um dos pontos positivos era que o esqueleto tinha uma estrutura pronta para hotel com quartos de 42 metros quadrados. Pouca coisa foi alterada no layout interno das unidades”.

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Estrutura do heliponto à época da vistoria, realizada em outubro de 2011. Embora o esqueleto estivesse bastante danificado, com ferragem aparente e sinais de corrosão, o laudo constatou que a estrutura em si não tinha sofrido algum tipo de dano que comprometesse a segurança

Por outro lado, Bernardo Farkasvölgyi considera que “os desafios enfrentados no retrofit são maiores do que os de um projeto que começa do zero”. “A elaboração do projeto de retrofit só foi possível com o auxílio da ferramenta BIM [Building Information Modeling], que permite trabalhar com modelos tridimensionais parametrizados nos quais os edifícios, antes mesmo de construídos, já são reais em todas as suas complexidades e exigências.”

O projeto é complexo, desafiador e de alto nível: transformar um bom “esqueleto” em 403 apartamentos, quatro suítes de luxo e uma de superluxo, criar dois restaurantes, spa, piscina e grande centro de convenções de 4.500 metros quadrados. Falta apenas a data da inauguração.

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Ponte Pênsil – São Vicente, SP
Em 1912 foi inaugurado o bondinho do Pão de Açúcar, nasceram o escritor Jorge Amado e o rei do baião, Luiz Gonzaga. A China era um império, a Itália era um reino, o Titanic afundou e o Santos Futebol Clube foi fundado.

É portanto um tempo distante o suficiente para que a gente entenda certas diferenças com relação à nossa atual visão de mundo. No ano de 1912 começou a ser construída uma ponte ligando a Ilha de São Vicente ao continente. Sua função principal era levar o esgoto de Santos e São Vicente para ser lançado no Oceano Atlântico. Esse era considerado um procedimento aceitável e normal para a época. As populações da duas cidades sofriam com doenças típicas de saneamento deficiente, como febre amarela, cólera, leptospirose e peste bubônica. Os dejetos precisavam de uma saída, e na época não havia a consciência ambiental que temos hoje.

Foi a primeira ponte pênsil do Brasil. O princípio estrutural de uma ponte pênsil existe desde os tempos dos incas. Aquelas pontes de madeira suspensas por cordas sobre os abismos dos Andes seguem (com cordas e madeira) o mesmo princípio usado na gigante Golden Gate, em San Francisco, Califórnia, com seus 2,7 quilômetros de comprimento.

A Ponte Pênsil de São Vicente foi projetada pelo arquiteto August Kloenn, da empresa Bruckenbauanstail (da cidade de Dortmund, Alemanha) em consórcio com um escritório brasileiro, o Trajano & Medeiros. Na construção foi usado o aço tipo Holder 32, trazido da Alemanha em dez navios. A ponte ligando o Morro dos Barbosas à Prainha foi suspensa por 16 cabos com inclinação de 32 graus. De uma torre de sustentação a outra são 180 metros de tabuleiro, com 6,4 metros de largura. Foi projetada para aguentar até 540 toneladas de peso. No lado de fora da ponte passavam os canos de esgoto.

A ponte foi inaugurada em 21 de maio de 1914. (Foi uma inauguração bem acidentada: os canos de esgoto se romperam, a ponte balançou com o movimento causando pânico e um choque de veículos provocou uma morte.) A cada dois anos recebia uma pintura preventiva e “curativos” superficiais para que fosse protegida da corrosão da água do mar. Com o tempo, deixou de transportar esgoto, passou a ser utilizada para transposição de pedestres, veículos sobre rodas e adutoras da Sabesp.

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Embora o maior trabalho de recuperação tenha sido feito na estrutura metálica, grande parte dos componentes de concreto, que reveste a estrutura, teve de ser demolida e refeita, pois apresentava trincas comprometedoras

E por 100 anos a ponte permaneceu assim. Desde 1936 o Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) participa da conservação e manutenção da ponte pênsil a cada dez anos aproximadamente. A partir de 1990 foi observada a existência de fios rompidos ou com diâmetro reduzido por corrosão nos cabos de aço. Teve início então a primeira grande restauração da ponte. O primeiro passo foi aprofundar a análise das condições, tarefa a cargo do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) da Escola Politécnica da USP.

O engenheiro Ivanisio de Lima Oliveira, pesquisador do instituto, está envolvido com essa ponte desde 1989. Ele acompanhou o processo de restauração desde seu início.

“Os cabos de aço estavam bastante danificados pela corrosão”, lembra Oliveira. “Os cabos de aço utilizados pelos alemães tinham um coeficiente de segurança de aproximadamente sete vezes a sua resistência de ruptura. Nós constatamos nessas verificações que cada ponto onde havia uma presilha tinha fios rompidos e danos que causavam a redução do diâmetro desses cabos de aço. Encontramos alguns pontos em que esse coeficiente de segurança estava reduzido a 2,2. Com relação ao original, estava bem reduzido”. A ponte é sustentada por pendurais que se apóiam sobre os cabos de aço. Na junção desses pendurais com os cabos de aço há umas presilhas. Na ligação dessas presilhas havia um espaço. A água entrava por essa pequena fresta e atacava o elemento metálico.”

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Os blocos de ancoragem dos cabos foram parcialmente demolidos e refeitos. Havia trincas no concreto que reveste as torres de estrutura metálica
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A maior preocupação foi com os blocos de ancoragem

Foi decidido então junto ao DER (Departamento de Estradas de Rodagem, que administra a ponte) que a melhor alternativa era substituir os cabos de aço. Entre julho de 2013 e novembro de 2015 a ponte teve seu trânsito limitado aos pedestres. Todos os cabos foram trocados, pontos isolados de ancoramento foram reformados e uma pintura geral realizada nas treliças e no tabuleiro metálico, além das torres e blocos de ancoragem. O tráfego de veículos foi desviado durante esse tempo para a Ponte do Mar Pequeno, a 1,3 quilômetro de distância.

O projeto da recuperação da ponte foi desenvolvido pela empresa Engeti Consultoria e Engenharia e foi executado pela empresa Concrejato Serviços Técnicos de Engenharia, tendo o IPT dado apoio tecnológico na recuperação e controlado o comportamento da ponte por meio de monitoramento online. Essa foi uma inovação importante para o DER, pois a obra foi realizada com a permanência das adutoras apoiadas na ponte e o constante trânsito de pedestres e bicicletas, reduzindo assim os riscos de acidentes. O monitoramento online municiou em cada etapa da obra as informações relativas a deslocamentos, deformações e vibrações da ponte.

“O trabalho principal foi a troca dos cabos de aço e a recuperação da estrutura metálica”, conta Ivanisio Oliveira. “Ela é composta de treliças que sustentam o tabuleiro da ponte, que é metálico. As torres são estruturas metálicas revestidas com concreto. Haviam trincas no concreto e foram feitos reparos. A maior preocupação foi com os blocos de ancoragem dos cabos de aço. Os blocos foram parcialmente demolidos para poder remover os cabos antigos e ancorar os novos. Hoje esses blocos ficaram enormes. Se no futuro, e isso vai acontecer um dia, os blocos de aço forem trocados novamente, já não será preciso demolir os blocos. Agora esses novos blocos permitem que se faça a troca apenas desconectando os cabos novos do sistema de ancoragem. Para executar a troca dos cabos de aço, foi instalado um sistema de cabos provisórios apoiados em torres provisórias e ancorados em blocos provisórios.”

As trincas no concreto foram localizadas unicamente nas torres, mas eram de pequena magnitude. A infiltração da água do mar havia chegado aos elementos metálicos recobertos pelo concreto. O que muita gente não sabe é que a agressão das treliças e tabuleiro metálico acontece por causa de pequenos gestos humanos. Por exemplo, quando passa um jet ski borrifando água do mar. Ou quando alguém decide subir e mergulhar da ponte continuadamente. A água salgada que deixamos em nossas pegadas já é o suficiente para colaborar com a deterioração da estrutura. Mesmo assim, Ivanisio Oliveira ficou surpreso com as condições estruturais que encontrou.

“Constatamos que os cabos de aço estavam intactos dentro dos blocos após 100 anos! Isso me surpreendeu muito. Os novos cabos de aço instalados são zincados para aumentar a resistência à corrosão.”

Após dois anos de paralisação para reformas, a ponte pênsil foi liberada para o tráfego em 30 de outubro de 2015. O preço da recuperação foi de R$ 33,2 milhões, incluindo as 120 toneladas de cabos de aço importadas da Itália. As novas tecnologias e os procedimentos devem garantir que a ponte dure muito mais que os próximos 100 anos.

SITUAÇÕES DE DESGASTE DAS ESTRUTURAS DE CONCRETO
Engenheiro Paulo Helene
(Professor titular do Departamento de Engenharia de Construção Civil da Escola Politécnica da USP)

Em que condições as estruturas de concreto se desgastam mais?
O desgaste será maior quanto maior forem as solicitações de uso e a agressividade do meio ambiente. Na realidade o desgaste final de uma estrutura depende, por um lado, do uso e da agressividade ambiental e, por outro, da qualidade do concreto e da estrutura e de sua correta manutenção preventiva. Quanto maior a agressividade ambiental e as solicitações de uso, melhor deve ser o concreto e o projeto estrutural, assim como as operações rotineiras de manutenção preventiva.

Quais as razões técnicas pelas quais o ambiente marinho é tão prejudicial às estruturas de concreto?
O ambiente marinho e também muitos ambientes industriais têm compostos de cloro que resultam no íon cloreto. Esse elemento químico é o mais agressivo agente de ataque ao aço carbono (armadura) das estruturas de concreto. Ele não agride o concreto, mas tem enorme poder destrutivo sobre os metais, em especial o aço das armaduras.

Em que condições ambientais as estruturas de concreto se preservam melhor?
Todas as estruturas de aço, madeira ou cerâmica, assim como de concreto, se preservam melhor num ambiente seco e interno como salas, dormitórios, escritórios etc.

Qual a mais recente tecnologia para se recuperar as estruturas de concreto?
O meio técnico está tomando consciência de que precisa em primeiro lugar inspecionar, ensaiar e elaborar um correto diagnóstico do problema. Tendo esse diagnóstico será mais fácil propor a intervenção corretiva vitoriosa. Para a corrosão de armaduras por cloretos há os inibidores de corrosão, pastilhas de efeito catódico, proteção catódica, e outros. Para a corrosão de armaduras por carbonatação há os sistemas de repassivação alcalina.

Existe um método para se definir quando a demolição/reconstrução de uma obra é mais vantajosa do que a recuperação? 
Sim. É preciso fazer um diagnóstico e prognóstico adequados. Em seguida, propor a intervenção corretiva e avaliar o custo dessa intervenção. Muitas vezes são realizados reparos e reforços mais caros que a demolição e a reconstrução.

Pensando em construções onde interrupções para reformas são problemáticas (como num hospital), qual a forma menos intrusiva de se proceder à recuperação de estruturas de concreto? 
Também gostaria de saber, não existe uma panacéia universal; deve prevalecer o bom senso. Cada caso é um caso e a engenharia existe para resolver adequadamente os problemas existentes.

Existem estudos ou experiências que indiquem um material que seja mais vantajoso (e durável) que o concreto para as construções do futuro?
O concreto ainda é o material de construção civil em larga escala mais barato e mais durável do mundo. Pode, desde que bem dosado e bem construído e projetado, ter a durabilidade da rocha ou mais. Existem materiais mais duráveis, mas não são competitivos em preço e versatilidade.

“O meio técnico está tomando consciência de que precisa, em primeiro lugar, inspecionar, ensaiar e elaborar um correto diagnóstico do problema. Tendo esse diagnóstico, será mais fácil propor a intervenção corretiva vitoriosa.”

Fontes: engenheiros Ubirajara Alvim Camargos e Ivanisio de Lima Oliveira Edição: Dagomir Marquezi Ilustrações: Amanda Favali

 

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