Influência dos microclimas nas manifestações patológicas das estruturas de pontes e viadutos

Abstract

As Obras de Arte Especiais, embora robustas, podem ser consideradas como o elo frágil das vias, pois o mau funcionamento de um dos seus elementos pode levar a estrutura inteira ao colapso. A Vida Útil mínima de Projeto (VUP) hoje normatizada no Brasil é de 50 anos, porém existem OAE’s em utilização que possuem mais de 100 anos. É necessária a realização de manutenções periódicas para garantir que a curva de degradação fique sempre acima do nível mínimo necessário para o cumprimento da VUP. A demanda destas manutenções é gerada através das inspeções rotineiras que devem ser realizadas anualmente. O órgão detentor do maior número de obras de artes no Brasil (DNIT) possui a estimativa do estado de conservação de somente 25,3% das suas obras nos últimos cinco anos. Frente ao grande número de OAE’s existentes em nosso país e a importância de torná-las mais duráveis assim como a necessidade de otimizar a sua vistoria e conservação, buscou-se com a realização deste trabalho a caracterização da influência dos microclimas nas manifestações patológicas nestas estruturas. Foram realizadas vistorias conforme a NBR 9452:2019 em dez pontes, onde foram mapeadas as manifestações patológicas, coletados dados ambientais de temperatura, umidade relativa do ar e nível de dióxido de carbono e realizados ensaios de carbonatação. De forma geral, os dados ambientais apresentaram umidade relativa e quantidade de dióxido de carbono menores onde a temperatura era maior. Na análise das manifestações patológicas das obras estudadas constatouse que as lajes estão no mesmo microclima. Nos demais elementos não foi possível detectar através somente das manifestações patológicas uma tendência para a amostra estudada. A profundidade de carbonatação variou conforme o tipo de elemento estudado e o ano de construção. Notou-se que as lajes foram os elementos com menor profundidade carbonatada, o que pode ser atribuído ao microclima onde este elemento está inserido. Ou seja, as lajes recebem incidência direta da água da chuva, e embora também sejam atingidas por luz solar direta, a umidade relativa do macroclima e a frequência e volume de precipitações faz com que os poros do concreto estejam normalmente saturados. As vigas não são atingidas diretamente por chuva ou sol e recebem incidência perpendicular de vento, o que contribui para o aumento da taxa de carbonatação. As dimensões dos pilares fazem que haja o desprendimento do vento, assim embora nas mesmas condições ambientais que as vigas, este elemento apresentou menor profundidade carbonatada. Em 90% das obras estudadas a curva de deterioração para carbonatação encontra-se acima do esperado. Para o concreto utilizado o cobrimento mostrouse ineficiente.

Although robust, the bridges can be considered the weak link of the roads since the malfunction of one of its elements can cause the entire collapse of the structure. The Project Lifespan standardized in Brazil is 50 years; however, there are bridges over 100 years old. Periodic maintenance is necessary to ensure that the degradation curve is always above the minimum level required to comply with the project's life. The demand for this maintenance is generated through routine inspections that must be carried out annually. In the last five years, the government agency with the highest number of bridges in Brazil (DNIT) has an estimate of the state of conservation of only 25.3% of the bridges. Considering many bridges existing in our country and the requirement to make them more durable and optimize their inspection and maintenance, we sought to characterize microclimates' influence on pathological manifestations in these structures. Inspections were carried out according to NBR 9452:2019 in ten bridges, pathological manifestations were mapped, environmental data of temperature, relative humidity, and carbon dioxide level being collected, and carbonation tests were carried out. In general, the environmental data showed lower relative humidity and the amount of carbon dioxide where the temperature was higher. In the analysis of the pathological manifestations of the studied bridges, it was found that the slabs are in the same microclimate. It was not possible to detect a propensity for the studied sample only by pathological manifestations in the other elements. The carbonation depth varied according to the element studied and the year of construction. It was noted the slabs were the elements with the lowest carbonated depth, which can be attributed to the microclimate where this element is inserted. That is, the slabs receive direct incidence of rainwater, and although they are also affected by direct sunlight, the macroclimate's relative humidity and the frequency and volume of rainfall cause the concrete pores to be commonly saturated. The beams are not directly affected by rain or sun and receive a perpendicular incidence of wind, contributing to the increase in the carbonation rate. The column dimensions cause the wind to detach, although, in the same environmental conditions as the beams, this element presented less carbonated depth. In 90% of the bridges studied, the deterioration curve for carbonation is above expectations. For the concrete used, the covering proved to be inefficient.