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Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 1 de 22 AVALIAÇÃO DE MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM PASSARELAS ESTRUTURADAS EM AÇO NA CIDADE DE BELO HORIZONTE – MG. Adilson Carmo Pereira (Engenheiro Civil, Mestre em Construção Metálica, Universidade Federal de Ouro Preto); [email protected]. Rovadávia Aline de Jesus Ribas (Professora D.Sc., Universidade Federal de Ouro Preto). Geraldo Donizetti de Paula (Professor D.Sc., Universidade Federal de Ouro Preto). Resumo: As passarelas estruturadas em aço têm instalação rápida e são capazes de vencer grandes vãos, sendo ideal sua instalação sobre rodovias e ferrovias para dar segurança à travessia de pedestres. Como são estruturas expostas a intempéries, estas estruturas estão sujeitas à manifestações patológicas que podem originar de seu projeto, fabricação, montagem ou utilização. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo detectar visualmente e analisar as incidências de manifestações patológicas presentes em três passarelas estruturadas em aço na cidade de Belo Horizonte - MG, propondo procedimentos de manutenção, recuperação e reabilitação dessas estruturas, de forma a garantir sua durabilidade e vida útil. O estudo de caso realizado demonstrou que o estado de conservação dessas três estruturas está em estágio avançado e até mesmo crítico em algumas delas, as quais necessitam com urgência de medidas corretivas e procedimentos de recuperação. Palavras-chave: Passarelas estruturadas em aço. Manifestações patológicas. Manutenção. Reabilitação. EVALUATION OF PATHOLOGICAL MANIFESTATIONS IN STRUCTURED STEEL WALKWAYS IN THE CITY OF BELO HORIZONTE - MG. Abstract: The structured steel walkways have quick installation and are able to overcome large gaps, being ideal its installation on highways and railways to give security to pedestrian crossing. As they are weather-exposed structures, these structures are subject to the

323GICAS EM PASSARELAS ESTRUTURADAS)...Na Tabela 1 mostram-se algumas diretrizes para o preparo superficial e sistemas de pintura a serem realizados em estruturas metálicas expostas

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  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 1 de 22

    AVALIAÇÃO DE MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM

    PASSARELAS ESTRUTURADAS EM AÇO NA CIDADE DE BELO

    HORIZONTE – MG.

    Adilson Carmo Pereira (Engenheiro Civil, Mestre em Construção Metálica, Universidade

    Federal de Ouro Preto); [email protected].

    Rovadávia Aline de Jesus Ribas (Professora D.Sc., Universidade Federal de Ouro Preto).

    Geraldo Donizetti de Paula (Professor D.Sc., Universidade Federal de Ouro Preto).

    Resumo: As passarelas estruturadas em aço têm instalação rápida e são capazes de

    vencer grandes vãos, sendo ideal sua instalação sobre rodovias e ferrovias para dar

    segurança à travessia de pedestres. Como são estruturas expostas a intempéries, estas

    estruturas estão sujeitas à manifestações patológicas que podem originar de seu projeto,

    fabricação, montagem ou utilização. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo

    detectar visualmente e analisar as incidências de manifestações patológicas presentes em

    três passarelas estruturadas em aço na cidade de Belo Horizonte - MG, propondo

    procedimentos de manutenção, recuperação e reabilitação dessas estruturas, de forma a

    garantir sua durabilidade e vida útil. O estudo de caso realizado demonstrou que o estado

    de conservação dessas três estruturas está em estágio avançado e até mesmo crítico em

    algumas delas, as quais necessitam com urgência de medidas corretivas e procedimentos

    de recuperação.

    Palavras-chave: Passarelas estruturadas em aço. Manifestações patológicas. Manutenção.

    Reabilitação.

    EVALUATION OF PATHOLOGICAL MANIFESTATIONS IN

    STRUCTURED STEEL WALKWAYS IN THE CITY OF BELO

    HORIZONTE - MG.

    Abstract: The structured steel walkways have quick installation and are able to overcome

    large gaps, being ideal its installation on highways and railways to give security to pedestrian

    crossing. As they are weather-exposed structures, these structures are subject to the

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    pathological manifestations that can originate from their design, manufacture, assembly or

    use. In this context, the present work aims to visually detect and analyze the incidences of

    pathological manifestations present in three steel - structured walkways in the city of Belo

    Horizonte - MG, proposing procedures for maintenance, recovery and rehabilitation of these

    structures, in order to guarantee their durability and service life. The case study showed that

    the conservation status of these three structures is advanced and even critical in some of

    them, which urgently need corrective measures and recovery procedures.

    Keywords: Structured steel walkways. Pathological manifestations. Maintenance.

    Rehabilitation.

    1. INTRODUÇÃO

    Segundo a BHTRANS (2017), estima-se que existam 142 passarelas para pedestres em

    Belo Horizonte, das quais 28 em corredores de transporte, 37 sobre o trem metropolitano,

    23 no Anel Rodoviário, 16 na Linha Verde e 38 acopladas a viadutos em toda a cidade. Com

    o passar do tempo, as primeiras manifestações patológicas foram surgindo nas passarelas

    estruturadas em aço, principalmente a corrosão do aço, decorrentes da falta de

    manutenções e aplicações de tratamentos anticorrosivos adequados.

    De acordo com a Revista Infraestrutura Urbana Pini (2011), a União, Estados e

    Municípios ou até mesmo empresas desperdiçam recursos ao deixarem de realizar

    inspeções em pontes, pontilhões, viadutos e passarelas. É a chamada Lei de Sitter (1984),

    que mostra os custos de recuperação crescem segundo uma progressão geométrica,

    dividindo-se as etapas construtivas e de uso de uma obra de arte em quatro períodos:

    Projeto, Execução, Manutenção preventiva (efetuada antes dos primeiros três anos) e

    Manutenção corretiva (efetuada após surgimento dos problemas). Assim, os custos com

    uma manutenção corretiva são cinco vezes maiores do que uma manutenção preventiva,

    conforme ilustrado na Figura 1.

  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 3 de 22

    Figura 1 - Lei da evolução de custos das intervenções: Lei de SITTER

    Fonte: SITTER (1984) apud HELENE (1992).

    Nessa circunstância, considerando que caso não seja elaborado e seguido um

    programa geral de manutenção, as manifestações patológicas e as falhas localizadas ou

    globais nessas estruturas metálicas podem levá-las ao colapso ao serem atingidos alguns

    estados limites de resistência ou ainda o estado limite de utilização, provocando perdas

    humanas e/ou econômicas importantes. Portanto, é fundamental e indispensável à

    implementação de sistemas de gestão e de programas de manutenções preventivas e

    corretivas frequentes, por parte dos órgãos públicos, por meio de vistorias rotineiras

    realizadas em intervalos de tempo não superiores há dois anos, garantindo-se a vida útil de

    projeto e a segurança dos usuários e transeuntes.

    Nesse contexto, o objetivo geral desse trabalho é analisar as manifestações

    patológicas presentes em elementos estruturais de três passarelas estruturadas em aço

    localizadas na cidade de Belo Horizonte – MG, apresentando-se sugestões e procedimentos

    para o tratamento dessas manifestações patológicas, com medidas preventivas e

    procedimentos de recuperação e reabilitação das estruturas.

    2. CLASSIFICAÇÃO DAS PASSARELAS DE PEDESTRES

    O termo passarela está definido de acordo com a NBR 7188 (ABNT, 2013, p.1) como

    “estrutura longilínea, destinada a transpor obstáculos naturais e/ou artificiais exclusivamente

    para pedestres e/ou ciclistas.”

  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 4 de 22

    Segundo Meyer (1996), as passarelas são geralmente classificadas quanto ao

    sistema estrutural adotado, em: viga de alma cheia, viga treliçada, viga armada, viga Langer,

    pórtico, arco, viga Vierendeel, viga estaiada e pênsil.

    Nas Figuras 2, 3, 4, 5, 6 e 7 estão exemplificadas as passarelas metálicas que

    utilizam, respectivamente, os sistemas em vigas caixão, arco transversal, suspensa por

    cabos, helicoidal, circular e em malha de aço tubular.

    Figura 2 - Passadiço do Bom Sucesso, Lisboa. Figura 3 - Passerelle Debilly no Rio Sena, Paris.

    Fonte: PEREIRA (2018). Fonte: PEREIRA (2018).

    Figura 4 - Passarela estaiada curva, La Coruña. Figura 5 - Ponte Helix de dupla espiral, Singapura.

    Fonte: STRUCTURAE (2017). Fonte: STRUCTURAE (2017).

    Figura 6 - Passarela circular em Xangai. Figura 7 - Passarelle Beaugrenelle, Paris.

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    Fonte: STRUCTURAE (2017). Fonte: PEREIRA (2018).

    As passarelas são classificadas ainda em sobrejacentes (em nível superior à

    superestrutura da via permanente) e em subjacentes (em nível inferior à superestrutura da

    via permanente), todas projetadas de acordo com a Instrução de Serviço para Projeto de

    Passarela para Pedestres ISF-219 (DNIT, 2015).

    3. PRINCIPAIS MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS EM ESTRUTURAS METÁLICAS

    Castro (1999), Ribas (2006) e Sartorti (2008) descrevem que as principais manifestações

    patológicas que mais ocorrem nas estruturas metálicas são: Corrosão do aço; Patologias

    das ligações soldadas e parafusadas; Patologias das tintas; Falhas causadas pela perda de

    estabilidade estrutural; Falhas devidas à situação de incêndio e colisões; Falhas causadas

    por vibrações devidas ao vento; Falhas causadas por vibrações excessivas induzidas por

    atividades humanas.

    Dentre os diversos fenômenos patológicos que podem afetar uma estrutura de aço, o

    mais comum é a corrosão, que se manifesta nos detalhes construtivos e, principalmente,

    nas ligações soldadas e parafusadas, em que o metal acaba perdendo suas qualidades

    essenciais, tais como resistência mecânica, elasticidade, ductilidade e estética.

    A corrosão atmosférica é a mais importante forma de corrosão uniforme, sendo

    também, a forma de corrosão metálica mais comum (PANNONI, 2015).

    Gentil (2011) esclarece que as soluções e medidas práticas para combater a corrosão

    no aço são: Emprego de inibidores de corrosão; modificações de processo, de propriedades

    de metais e de projetos; emprego de revestimentos protetores metálicos e não metálicos;

    proteção catódica e proteção anódica.

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    Além dos cuidados em projeto, as principais soluções empregadas para eliminar, ou

    reduzir a velocidade de corrosão, a valores compatíveis com a vida útil ou com os intervalos

    de manutenção dos componentes de aço são (SILVA; FRUCHTENGARTEN, 2012):

    • Utilização de aços resistentes à corrosão atmosférica, como os aços carbono de

    baixa liga (aços inoxidáveis e aços patináveis);

    • Aplicação de revestimento metálico (zincagem);

    • Aplicação de revestimento não-metálico (pintura).

    Em relação ao revestimento por pintura, Pannoni (2015) destaca que as tintas mais

    importantes para a proteção do aço-carbono são classificadas em:

    • Alquídicas: utilizadas em interiores secos e abrigados, ou em exteriores não

    poluídos;

    • Epoxídicas: resistem à umidade, à imersão em água doce ou salgada, a lubrificantes,

    combustíveis e diversos produtos químicos, não sendo indicadas para a exposição

    ao intemperismo (ação do sol e da chuva);

    • Poliuretânicas: são indicadas para a pintura de acabamento em estruturas expostas

    ao tempo;

    • Acrílicas: são indicadas para a pintura de acabamento, resistentes à ação do sol.

    Krankel (2017) recomenda seguir as orientações durante todo o período de preparo

    da superfície e aplicação das tintas:

    • Umidade relativa do ar, que deve ser inferior a 85%;

    • Temperatura ambiente que não deve ser inferior a 5°C;

    • Temperatura da superfície (medida por meio de termômetro de contato), que não

    deve ser inferior a um valor correspondente a 3°C acima do ponto de orvalho (ou

    2°C, a que for maior) e nem superior a 45°C (ou 40°C para as tintas inorgânicas de

    zinco).

    Na Tabela 1 mostram-se algumas diretrizes para o preparo superficial e sistemas de

    pintura a serem realizados em estruturas metálicas expostas em ambientes urbanos, em

    atendimento à norma 12944-5 (ISO, 2007).

  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 7 de 22

    Tabela 1 - Sistemas de pintura para aço carbono e aço patinável em ambientes urbanos.

    Sistema Tipo Tinta N.º

    demãos

    EPS p/demão

    (µm)

    EPS Total (µm)

    Observações

    CBCA-08 Fundo Primer Alquídico 2 40

    160 Sistema de baixo custo por galão. Expectativa de durabilidade (4 a 7 anos) Acabamento Esmalte Alquídico 2 40

    CBCA-09 Fundo Primer Epóxi 2 40

    160 Sistema de médio custo por galão. Expectativa de durabilidade (5 a 8 anos) Acabamento Esmalte Alquídico 2 40

    CBCA-10 Fundo/acabamento Epoximastic cores 1 120 120

    Sistema de custo médio por galão. Expectativa de durabilidade ( 6 a 9 anos). Calcina (muda de cor e de brilho)

    CBCA-11

    Fundo Primer Acrílico WB 2 50

    180

    Sistema de custo médio por galão. Expectativa de durabilidade ( 6 a 10 anos). Tem boa resistência à calcinação

    Acabamento Esmalte Acrílico WB

    2 40

    CBCA-12 Fundo/acabamento Poliuretano DF 2 70 140

    Sistema de custo alto por galão. Expectativa de durabilidade (7 a 10 anos). Tem boa resistência à calcinação

    Fonte: GNECCO; MARIANO; FERNANDES (2003).

    4. MANUTENÇÃO, FORTALECIMENTO E REABILITAÇÃO DE OBRAS DE ARTE

    ESPECIAIS (OAEs)

    Manutenção é o conjunto de operações realizadas para garantir-se a integridade da

    estrutura e preservá-la da deterioração, sendo que pequenos reparos e atividades são

  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 8 de 22

    realizados para manter a estrutura em ótimas condições de funcionamento e, assim, evitar

    maiores despesas em processos de reabilitação ou substituição (DNIT, 2016; NYSDOT,

    2008).

    A manutenção é classificada como programada ou corretiva, segundo o DNIT (2016).

    A falta de manutenção contínua em Obras de Arte Especiais (OAEs) como pontes,

    viadutos e passarelas é decorrente da ausência de gerenciamento e de conhecimento

    sistematizado do estado de conservação de todas as estruturas existentes, somado ao

    baixo investimento público em manutenção preventiva, tendo por consequência, inúmeros

    prejuízos em termos econômicos e de segurança, como a diminuição da vida útil e o risco

    de colapso dessas estruturas (CREA-RS, 2015).

    Nas Figuras 8 e 9, exemplificam-se colapsos estruturais que ocorreram em viadutos

    de Brasília e São Paulo, causados pela falta de manutenção.

    Figura 8 – Colapso parcial em viaduto do Eixão Sul, Brasília (06/02/2018).

    Fonte: https://g1.globo.com/df/distrito-federal/noticia/parte-do-eixao-sul-desaba-no-centro-de-brasilia.

    Figura 9 – Colapso parcial em viaduto da Marginal Pinheiros, São Paulo (15/11/2018).

  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 9 de 22

    Fonte: https://vejasp.abril.com.br/cidades/viaduto-marginal-pinheiros-descaso

    Para as OAEs existem cinco tipos de inspeções: cadastral, rotineira, especial,

    extraordinária e intermediária (DNIT, 2004). As frequências recomendadas para as

    inspeções segundo a Norma 010/2004 - PRO DNIT, são apresentadas no Quadro 1.

    Quadro 1 - Frequência das inspeções. Tipos de Inspeção Frequência

    Inspeção Cadastral Imediatamente após a conclusão da obra ou quando se inclui a obra no SGO*, ou quando a obra é submetida a importantes alterações estruturais.

    Inspeção Rotineira A cada dois anos.

    Inspeção Especial A cada cinco anos.

    Inspeção Extraordinária Quando ocorrer um grave acidente na obra.

    Inspeção Intermediária Para certas obras, quando recomendado por inspeções anteriores.

    Fonte: DNIT (2004).

    *Sistema de Gerenciamento de Obras de Arte Especiais

    Já o fortalecimento é o aumento da capacidade de carga de uma estrutura existente,

    fornecendo-se a ela um nível de serviço superior à estrutura original (KLAIBER; WIPF,

    2000).

    Enquanto que a reabilitação é o conjunto de atividades que, além de recuperar e

    reforçar a estrutura, introduz modificações, tais como aumento da capacidade de carga,

  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 10 de 22

    alargamento, passeios laterais e barreiras de segurança, que aumentam o conforto e a

    segurança dos usuários (DNIT, 2004; AASHTO, 2007).

    5. METODOLOGIA

    Os dados coletados foram obtidos por meio de inspeções realizadas em uma amostra de 17

    passarelas estruturadas em aço, escolhidas aplicando-se o critério da amostra aleatória em

    um universo de 142 passarelas existentes na cidade de Belo Horizonte – MG, ou seja, um

    percentual avaliado de 12% em relação ao total de passarelas.

    Nos estudos de caso, adota-se como metodologia principal a inspeção visual de

    passarelas estruturadas em aço, apresentada por meio de visitas técnicas com registros

    fotográficos, feitos in loco, das manifestações patológicas e falhas observadas nos

    elementos estruturais inspecionados. É importante salientar que os estudos de caso

    completo das 17 passarelas estruturadas em aço foram objeto da dissertação de mestrado

    de PEREIRA (2018).

    O presente trabalho limita-se a apresentar os estudos de caso de três passarelas

    inspecionadas, caracterizadas com altas incidências de problemas patológicos e falhas

    estruturais avançadas, denominadas, respectivamente, de passarelas 1, 2 e 3, sendo

    representadas no Quadro 2.

    Quadro 2 - Passarelas urbanas inspecionadas

    Passarela

    Localização

    Bairro

    Ano de construção

    Coordenadas Geográficas

    Latitude Longitude

    1 Av. N.S.ª do Carmo Sion 2004 19º57’17.0”S 43º56’22.8”W

    2 Av. Pres.Carlos Luz – Shopping Del Rey Alto

    Caiçaras 1991 19º53’17.8”S 43º58’05.6”W

    3 Av. Cristiano M. c/ Rua Gilson Bretas Vila

    Suzana 2012 19º51’37.1”S 43º56’00.4”W

    Fonte: PEREIRA (2018)

    Cabe ressaltar que, em relação aos ambientes de exposição, essas estruturas estão

    classificadas na categoria C3 com média agressividade (ISO, 1998), ou seja, estão inseridas

    em ambientes de exposição atmosférica urbana com poluição moderada por SO2 , onde o

    material da chapa base é caracterizado por uma perda de massa entre 200 a 400 g/m2 e

    uma perda de espessura variando entre 25 a 50 µm.

  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 11 de 22

    Branco, Paulo e Garrido (2013) esclarecem que, nas estruturas metálicas, sua vida

    útil pode ser estimada com base nas taxas de corrosão, em que o produto dessas taxas

    pelos anos da vida útil define a espessura de aço que será corroída durante esse período.

    6. RESULTADOS E ANÁLISE

    6.1 Passarela 1

    A Passarela 1 foi construída há 14 anos (2004), sendo caracterizada pelo sistema estrutural

    principal em treliça metálica tipo Warren em aço carbono tubular com tabuleiro inferior,

    vigamentos principais do tabuleiro (banzos) em aço carbono tubular retangular, pilares de

    seção circular em concreto armado, guarda corpo tubular metálico, cobertura em argamassa

    armada e laje mista de aço-concreto (PEREIRA, 2018).

    A sua localização está ilustrada na Figura 10.

    Figura 10 - Localização da Passarela 1

    Fonte: Google Maps (2018)

  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 12 de 22

    Na Figura 11, estão ilustradas a vista geral e a vista do tabuleiro central da passarela 1.

    Figura 11 - Passarela 1: vista geral (a); vista do tabuleiro (b)

    (a) (b)

    Fonte: PEREIRA (2018). A estrutura metálica dessa passarela apresenta grande quantidade de falhas e

    manifestações patológicas identificadas visualmente em quase todos os seus elementos

    estruturais, conforme representadas no Quadro 3.

    Quadro 3 - Manifestações patológicas e causas identificadas na Passarela 1. Manifestações patológicas e causas Imagens das manifestações patológicas

    • Desgaste total da pintura anticorrosiva de proteção;

    • Corrosão uniforme e ausência de pintura em toda a extensão inferior dos vigamentos dos tabuleiros das rampas de acesso;

    • Ausência de pontos de drenagem em toda a extensão do tabuleiro.

    • Corrosão puntiforme em bases de ligações das diagonais com o banzo inferior, que apresentam perfurações que atravessam a espessura da chapa, com perda de massa e diminuição da espessura dos perfis;

    • Cantos vivos e superfícies fechadas que acumulam água (defeitos de projetos);

  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 13 de 22

    • Corrosão generalizada em regiões de transição entre a cobertura e as ligações do banzo superior com diagonais, decorrente de infiltrações nas fissuras do concreto da cobertura;

    • Corrosão uniforme em vigamento inferior do vão principal por falta de pintura protetora anticorrosiva.

    Fonte: PEREIRA (2018).

    Como sugestões e procedimentos para o tratamento das manifestações patológicas

    detectadas, recomendam-se:

    • Nas chapas, diagonais, montantes verticais, banzos, corrimãos e guarda corpo, que

    apresentam corrosão uniforme e ausência de pintura, deve ser feita a limpeza de

    carepas de laminação e ferrugem, por meio de aplicação de uma demão de decapante e

    fosfatizante para aço carbono, e, em seguida, uma limpeza mecânica com escova

    rotativa elétrica em toda a extensão desses elementos;

    • Eliminação de cantos vivos e superfícies fechadas que acumulam água e sujeira;

    • Aplicação de argamassa impermeabilizante e mastique nas regiões de transição entre a

    cobertura de concreto e ligações do banzo superior;

    • Substituição dos perfis metálicos que encontram-se em processo avançado de corrosão;

    • Em todas as peças metálicas da passarela, deve-se fazer a aplicação de uma demão de

    tinta primer epoximastic alumínio modificado, espessura de 100 µm seca; em seguida,

    recomenda-se a aplicação de duas demãos de tinta de acabamento poliuretânica acrílica

    alifática semi-brilho, com espessura de 40 µm/demão, por meio de pistola a ar

    comprimido.

    6.2 Passarela 2

    A Passarela 2 foi construída há 27 anos (1991), sendo caracterizada pelo sistema estrutural

    composto por duas vigas em treliças metálicas tipo Warren em aço carbono tubular, com

    vigamento inferior do tabuleiro em aço carbono, guarda corpo metálico sem tela, cobertura

    em fibra de vidro e laje mista de aço-concreto (PEREIRA, 2018).

    A sua localização está ilustrada na Figura 12.

    Figura 12 - Localização da Passarela 2

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    Fonte: Google Maps (2018)

    Na Figura 13, está ilustrada a vista geral da passarela 2.

    Figura 13 - Vista geral da Passarela 2

    Fonte: PEREIRA (2018).

    Constata-se que a Passarela 2, principalmente pela falta de manutenção e ausência

    de reparos, encontra-se estruturalmente instável com avançados estágios patológicos e

    falhas estruturais como fraturas, fissuras ou trincas, desalinhamentos, desgastes,

    deformação excessiva e processo de corrosão generalizada e perceptível por praticamente

    todas as seções dos perfis. Nos elementos de ligações soldadas, podem ocorrer, a qualquer

    momento, colapso parcial ou total de trechos da estrutura. A estrutura metálica dessa

  • Revista Técnico-Científica do Crea-PR - ISSN 2358-5420 - 18ª edição – Abril de 2019 - página 15 de 22

    passarela apresenta grande quantidade e diversidade de falhas e manifestações patológicas

    identificadas, conforme representadas no Quadro 4.

    Quadro 4 - Manifestações patológicas e causas identificadas na Passarela 2.

    Manifestações patológicas e causas Imagens das manifestações patológicas

    • Processo corrosivo avançado em ligações soldadas e bases de pilares dos tabuleiros central e das rampas de acesso (corrosões uniforme, puntiforme, alveolar, por placas, por frestas e em torno do cordão de solda).

    • Descascamento da pintura protetora nas chapas de base;

    • Corrosão nos elementos superiores de sustentação da cobertura, com presença de cavidades, pites e desintegração total do material base.

    • Corrosão generalizada e por pites em bases de ligações das diagonais com o banzo inferior, com presença de cavidades, pites e desintegração total do material base;

    • Corrosão em grande parte dos guarda corpos metálicos existentes, que encontram-se danificados, retorcidos e soltos da estrutura principal.

    • Reforços metálicos instalados, provisoriamente, abaixo das rampas de acesso, com função de cavaletes de sustentação e apoio dos tabuleiros, que se encontram estruturalmente instáveis;

    • Cobertura deteriorada apresentando-se toda solta, danificada e boa parte foi retirada.

    Fonte: PEREIRA (2018).

    Diante desse quadro patológico é essencial uma rápida intervenção nessa passarela,

    existindo duas soluções a serem avaliadas e adotadas tecnicamente:

    • 1ª: Demolição da passarela e substituição por outra passarela nova;

    • 2ª: Reabilitação total da passarela, incluindo conjunto de atividades de recuperação,

    reforço, substituição e modificações em todos os elementos, tais como aumento da

    capacidade de carga da estrutura.

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    A primeira solução de substituição total da estrutura metálica requer menos trabalho e

    tempo se comparado com a segunda, uma vez que a reabilitação estrutural envolve projetos

    mais específicos e detalhados de reparos em vários componentes dessa estrutura. Para

    uma reabilitação é necessário um conhecimento rigoroso das técnicas existentes, da

    duração da intervenção e dos resultados que se preveem obter e, obviamente, dos custos

    globais incidentes em todas as etapas da recuperação.

    6.3 Passarela 3

    A Passarela 3 foi construída há 6 anos (2012), sendo caracterizada pelo sistema estrutural

    central em duas vigas treliçadas do tipo Warren, invertidas e contínuas, com

    contraventamento superior. O piso é formado por laje mista de aço e concreto, tipo steel

    deck MF-50. As seções transversais nos apoios e no vão são compostas por banzos

    superiores, inferiores, diagonais e contraventamentos em tubos de aço carbono de seção

    circular sem costura tipo VMB-350. As transversinas que ligam os banzos inferiores são

    formadas por tubos de aço carbono de seção quadrada tipo VMB 350.

    Os pilares são formados por tubos de aço carbono de seção circular preenchido com

    concreto. Os corrimãos são em aço tubular não estrutural tipo VMB-250. As ligações de

    continuidade dos banzos inferior e superior são do tipo flangeadas circulares, constituídas

    por duas placas de flange, ligadas por solda de filete nas extremidades e unidas por

    parafusos, arruelas e porcas (PEREIRA, 2018).

    A localização da passarela 3 está ilustrada na Figura 14.

    Figura 14 - Localização da Passarela 3

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    Fonte: Google Maps (2018)

    A estrutura metálica da Passarela 3 apresenta grande quantidade e diversidade de

    falhas e manifestações patológicas identificadas e ilustradas no Quadro 5.

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    Quadro 5 - Manifestações patológicas e causas identificadas na Passarela 3.

    Manifestações patológicas e causas Imagens das manifestações patológicas

    • Corrosão uniforme nas rampas e escadas de acesso, principalmente na parte inferior dos vigamentos (transversinas, longarinas, travessas de apoio e ligações), decorrente da falta de proteção anticorrosiva;

    • Corrosão localizada por frestas entre os flanges nas ligações dos banzos inferior e superior, não existindo nesses elementos um selante ou isolante elétrico.

    • Corrosão localizada por frestas nas emendas de vigas longarinas com ligações parafusadas, entre as chapas cobrejuntas e os flanges, não existindo entre os dois metais um selante ou isolante elétrico.

    • Corrosão uniforme dos elementos das vigas treliçadas do vão central, em toda a extensão, decorrente da falta de proteção anticorrosiva e falhas na pintura de acabamento.

    • Lixo, vegetação e solo, obstruindo pontos de drenagem e possibilitando acúmulo de água, decorrentes da falta de manutenção e limpeza do local;

    • Falhas em placas base de pilares dos guarda-corpos e ligações parafusadas oriundas de erros ou incompatibilidade de projetos (falhas no gabarito de furação).

    • Danos nas telas metálicas de fechamento dos elementos do guarda corpo e vigamentos das rampas de acesso, consequências de vandalismo; • Avançado grau de corrosão uniforme, com diminuição da espessura, em perfil cantoneira inferior; • Falhas de pintura e manchas de oxidação nas vigas metálicas, decorrentes de pulverização seca e diferença nas espessuras da tinta aplicada.

    === ++

    Fonte: PEREIRA (2018).

    De forma geral, a corrosão atmosférica está presente em grande parte das superfícies

    metálicas dessa passarela, onde a pintura protetora apresenta um aspecto sujo e afetado

    pela corrosão uniforme, decorrente de falhas na pintura (diferença nas espessuras das tintas

    aplicadas, escorrimento, enrugamento, descascamento e manchas de oxidação oriundas do

    substrato), deposição de poluentes atmosféricos e poeiras e também da falta de

    manutenção rotineira.

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    Outro problema identificado nessa passarela, é a ocorrência de vibrações

    perceptíveis na direção vertical do seu vão central, que podem ser facilmente sentidas pelo

    caminhar dos pedestres. Visando a recuperação da Passarela 3, podem-se adotar as

    seguintes medidas para o controle das manifestações patológicas:

    • As peças metálicas corroídas e danificadas, que compõem os guarda corpos

    (cantoneiras e telas), devem ser substituídas por outras peças novas e com pintura

    anticorrosiva;

    • Devem ser eliminadas todas as frestas nas ligações entre as chapas cobrejuntas e os

    flanges, nas folgas dos gabaritos de furação dos parafusos e também nas ligações

    flangeadas dos banzos inferior e superior, com vedação por meio de mastique

    betuminoso ou massa epóxi;

    • Devem ser providenciadas manutenção e limpeza geral do patamar do vão central e do

    vão entre a treliça tubular e o guarda corpo, com a retirada de sujeira e restos vegetais

    com desobstrução de pontos de drenagem;

    • Caso haja suspeição sobre a qualidade das ligações soldadas, pode-se executar ensaio

    não destrutivo por líquido penetrante, para verificar a situação da ligação;

    • Deve haver uma limpeza mecânica com escova rotativa elétrica das superfícies de

    peças metálicas que apresentam corrosão, com a aplicação de uma demão de

    decapante e fosfatizante para aço carbono na superfície da peça metálica;

    • Em todas as peças metálicas da passarela, deve-se fazer a aplicação de uma demão de

    tinta primer epoximastic alumínio modificado, espessura 100 µm seca; em seguida,

    recomenda-se a aplicação de duas demãos de tinta de acabamento poliuretânica acrílica

    alifática semi-brilho, com espessura 60 µm/demão, por meio de pistola a ar comprimido;

    • Recomenda-se ainda realizar vistorias rotineiras e manutenções corretivas na passarela

    em intervalos de tempo não superiores a dois anos.

    7. CONCLUSÕES

    A análise das manifestações patológicas em três passarelas estruturadas em aço mostra

    que o estado de conservação de algumas delas está em estágio crítico e necessitam com

    urgência de medidas corretivas, preventivas e procedimentos de recuperação e reabilitação

    de suas estruturas.

    Como parte dos estudos de caso, a Passarela 2 é a que apresenta os mais graves

    problemas patológicos e falhas estruturais avançadas, tais como a corrosão acentuada das

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    chapas metálicas dos perfis e o avançado grau de deterioração dos elementos metálicos de

    apoio e sustentação dos tabuleiros que compõem as rampas de acesso, que se mostram

    estruturalmente instáveis, podendo provocar a qualquer momento colapso parcial ou total

    desses trechos. As intervenções nesse caso seriam mais complexas e são apresentadas

    duas soluções a serem avaliadas tecnicamente.

    As estruturas das Passarelas 1 e 3 também merecem atenção especial, pois

    apresentam alta incidência de patologias e falhas estruturais, tais como presença de

    corrosão uniforme em toda a extensão dos vigamentos dos tabuleiros, ausência de pontos

    de drenagem, presença de cantos vivos e superfícies fechadas que acumulam água,

    corrosão generalizada ao longo da superfície de diagonais e banzos, corrosão puntiforme

    em bases de ligações dos banzos com as diagonais das treliças, corrosão localizada por

    frestas e em torno do cordão de solda dos perfis compostos das treliças.

    Quanto à Passarela 3, sugere-se a realização de avaliações numéricas de seu

    desempenho, utilizando os estados limites de serviço referentes a vibrações, ou seja, um

    estudo da análise dinâmica da passarela com a finalidade de contornar esse problema seja

    pelo enrijecimento de sua estrutura, seja pela instalação de amortecedores adequados para

    a minimização ou eliminação dos problemas de vibrações encontrados na estrutura tubular.

    Destaca-se que muitas das manifestações patológicas encontradas nas três

    passarelas poderiam ter sido minimizadas, e até mesmo evitadas, caso houvesse um

    adequado controle na manutenção dessas estruturas, partindo sempre da implementação

    de sistemas de gestão e de programas de manutenções preventivas e corretivas frequentes,

    com vistorias programadas e rotineiras realizadas em intervalos de tempo não superiores a

    dois anos, garantindo-se assim a vida útil de projeto das passarelas e a segurança dos

    usuários, inclusive reduzindo-se custos nas manutenções.

    REFERÊNCIAS

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