ANÁLISE TÉCNICO-ECONÓMICA DE ALGUNS TIPOS DE …E1li… · À Doutora Zita Lourenço da Zetacorr agradeço todo o apoio prestado na área da reparação electroquímica de betão

ANÁLISE TÉCNICO-ECONÓMICA DE ALGUNS TIPOS DE REPARAÇÃO DE ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO

EXPOSTAS A UM AMBIENTE MARÍTIMO

Tomás Paes de Vasconcellos Nunes da Silva

Dissertação para obtenção de Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Outubro de 2007

Presidente: Prof. José Manuel Matos Noronha da Câmara

Orientador: Prof. Júlio António da Silva Appleton

Vogal: Prof. Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito

i

AGRADECIMENTOS

Este trabalho foi realizado individualmente mas nunca teria sido possível sem a ajuda de várias

pessoas e entidades às quais quero prestar os meus profundos agradecimentos.

Em primeiro lugar, quero agradecer ao Professor Doutor Júlio Appleton pela sua orientação e

pela grande disponibilidade manifestada ao longo da realização deste trabalho.

Quero também expressar o meu agradecimento ao Professor Doutor António Costa pela sua

participação na discussão de alguns temas que foram surgindo.

À «BEL» e em especial à Eng.ª Rita Moura e à Eng.ª Filomena Duarte, pela cedência de

elementos que se revelaram essenciais na elaboração do presente estudo, pela partilha de

conhecimentos numa área em que não os tinha, pela leitura rigorosa do texto e pelos úteis

comentários tecidos.

À Doutora Zita Lourenço da Zetacorr agradeço todo o apoio prestado na área da reparação

electroquímica de betão contaminado por cloretos.

Finalmente, os meus agradecimentos à Maria e à minha família pelo apoio e pelo permanente

incentivo.

ii

ANÁLISE TÉCNICO-ECONÓMICA DE ALGUNS TIPOS DE REPARAÇÃO DE ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO EXPOSTAS A UM AMBIENTE

MARÍTIMO

RESUMO

A deterioração precoce de estruturas de betão armado expostas a ambientes marítimos é um

fenómeno bastante comum nos dias de hoje e tem conduzido a um aumento das verbas

dispendidas na reparação e reabilitação de estruturas.

Com o intuito de se minimizarem estes custos de reparação, tem sido frequente a adopção de

estratégias de reparação que tenham um menor custo inicial. Contudo, este tipo de estratégia

tem sido contraproducente uma vez que o facto de se poupar no custo inicial tem conduzido ao

aumento do custo total da estrutura ao longo do período de vida útil. Deste modo, o presente

trabalho pretende analisar o custo total de algumas estratégias de reparação, ao longo do

período de vida das estruturas, de modo a auxiliar os donos de obra a optarem pela solução

economicamente mais vantajosa.

Neste trabalho são analisados dois casos de estudo reais, onde se pretende comparar o custo

total de três tipos de estratégias de reparação:

− substituição do betão contaminado por um material de melhor qualidade;

− protecção catódica da estrutura;

− situação hipotética de se ter construído a estrutura com uma certa percentagem de aço

inoxidável (nas zonas mais gravosas) em vez de aço corrente.

É ainda analisado um caso de estudo geral de um troço de laje exposto a diferentes micro-

ambientes, de modo a se tentar perceber a influência de:

− um aumento da espessura do recobrimento das armaduras, no custo total da estrutura

ao longo do seu período de vida;

− um aumento da qualidade do betão no custo total da estrutura.

PALAVRAS-CHAVE: Durabilidade, Período de vida, custo, corrosão

iii

LIFE-CYCLE COST ANALYSIS OF SOME CONCRETE REPAIR TECHNIQUES

ABSTRACT

The concern over the deterioration of reinforced concrete structures exposed to marine

environments, with the consequent increased awareness for the need to repair these structures

and ensure their safety, is widespreading in recent years. As the “economic” factor plays an

obvious and essential role in the decision-making process aimed at determining the best repair

techniques to be adopted, the present work is intended to assist owners of deteriorated

reinforced concrete structures in their choice of the most cost effective repair alternatives and

yielding the lower possible life-cycle costs.

Two real structures were studied with the aim of comparing the costs of the following three

different prevention and repair techniques:

− use of inox steel instead of current steel;

− repairing by steel repassivation and replacement of the damaged concrete layer;

− cathodic protection.

Furthermore, in order to determine the consequences of some specific situations in terms of life

costs, the following situations were also studied:

− the influence of the reinforcement cover’s increase, for a given concrete quality;

− the influence of the concrete quality’s increase, for a given reinforcement cover.

KEYWORDS: Durability, service life, costs, corrosion

iv

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 1

1.1. Fundamentação do trabalho ......................................................................................... 1

1.2. Objectivos ...................................................................................................................... 2

1.3. Organização da dissertação .......................................................................................... 3

2. PRINCIPAIS MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO EM ESTRUTURAS DE BETÃO

ARMADO EXPOSTAS A AMBIENTES MARÍTIMOS ................................................................... 5

2.1. Causas Físicas .............................................................................................................. 7

2.2. Causas Químicas .......................................................................................................... 7

2.2.1. Corrosão de armaduras......................................................................................... 8

2.2.2. Ataque químico do betão .................................................................................... 14

3. EVOLUÇÃO DA DETERIORAÇÃO DE ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO ................ 15

3.1. Fase de iniciação ......................................................................................................... 16

3.2. Fase de propagação.................................................................................................... 20

4. INSPECÇÃO E AVALIAÇÃO DOS NÍVEIS DE DETERIORAÇÃO .................................... 22

4.1. Avaliação das propriedades do betão mais relevantes na durabilidade ..................... 23

4.1.1. Propriedades mecânicas do betão ...................................................................... 23

4.1.2. Determinação do posicionamento das armaduras e dos recobrimentos ............ 23

4.1.3. Porosidade e permeabilidade .............................................................................. 23

4.1.4. Resistividade eléctrica do betão .......................................................................... 24

4.1.5. Potencial eléctrico das armaduras ...................................................................... 26

4.2. Caracterização de agentes agressivos ....................................................................... 26

4.2.1. Determinação da profundidade de carbonatação ............................................... 26

4.2.2. Determinação do teor de cloretos e do coeficiente de difusão ........................... 27

4.3. Velocidade de corrosão das armaduras...................................................................... 29

5. TIPOS DE REPARAÇÃO ................................................................................................... 31

5.1. Reparação electroquímica .......................................................................................... 31

5.1.1. Realcalinização ................................................................................................... 32

v

5.1.2. Dessalinização .................................................................................................... 33

5.1.3. Protecção catódica .............................................................................................. 33

5.2. Substituição do betão contaminado ............................................................................ 34

5.3. Inibidores de Corrosão ................................................................................................ 35

6. ANÁLISE ECONÓMICA ..................................................................................................... 36

6.1. Reparação tradicional de betÃo .................................................................................. 42

6.2. Protecção Catódica ..................................................................................................... 44

6.3. SubstiTuição de uma percentagem de aço corrente por aço inoxidável durante a

construção da estrutura .......................................................................................................... 45

7. CASOS DE ESTUDO ......................................................................................................... 46

7.1. Reparação da Central de Bombagem do estaleiro naval da Setenave ...................... 46

7.1.1. Estimativa do custo inicial da estrutura ............................................................... 48

7.1.2. Estimativa do custo de inspecções periódicas .................................................... 50

7.1.3. Estimativa do custo de reparação ....................................................................... 54

7.1.4. Estimativa do custo de manutenção da estrutura ............................................... 57

7.1.5. Comparação de custos ........................................................................................ 58

7.2. Reparação de uma ponte cais .................................................................................... 61

7.2.1. Estimativa do custo inicial da estrutura ............................................................... 63

7.2.2. Estimativa do custo de inspecções periódicas .................................................... 65

7.2.3. Estimativa do custo de reparação ....................................................................... 66

7.2.4. Estimativa do custo de manutenção da estrutura ............................................... 67

7.2.1. Comparação de custos ........................................................................................ 68

7.3. Caso de estudo geral .................................................................................................. 70

8. CONCLUSÕES ................................................................................................................... 76

9. REFERÊNCIAS .................................................................................................................. 78

10. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA MAS NÃO REFERENCIADA NO TEXTO ...................... 79

vi

ÍNDICE DE FIGURAS

Fig. 1 – Condições de exposição e mecanismos de deterioração num ambiente marítimo [4] ... 5

Fig. 2 - Modelo simplificado da corrosão do aço no betão [4] ...................................................... 9

Fig. 3 - Volume relativo dos produtos de corrosão (aumento percentual) [13] ........................... 10

Fig. 4 - Comparação entre perfis de concentração de cloretos no tempo t [anos], para o caso

em que os cloretos estão contidos na mistura inicial e o caso em que a contaminação provém

do meio exterior ........................................................................................................................... 11

Fig. 5 - Perfil de concentração de cloretos em profundidade para a situação teórica de difusão

pura (à esquerda) e para a situação mais real em que há uma lavagem do betão superficial e o

teor máximo é atingido no interior do betão (à direita) ............................................................... 12

Fig. 6 - Esquema do mecanismo de degradação para a corrosão [11] ...................................... 15

Fig. 7 - Variação do coeficiente de difusão dos cloretos com o tempo de exposição do betão a

este agente agressivo [4] ............................................................................................................ 18

Fig. 8 - Representação duplamente logarítmica da raiz quadrada do tempo. O valor de k

corresponde a linhas paralelas de pendente 0.5 ........................................................................ 20

Fig. 9 - Velocidades de corrosão registadas em laboratório em diversas condições de

exposição [4] ............................................................................................................................... 21

Fig. 10 - Diferença entre permeabilidade e porosidade [10] ....................................................... 24

Fig. 11 - Medição da resistividade do betão in situ [25] .............................................................. 25

Fig. 12 - Exemplo de um mapa de potencial de uma viga dum porto cais localizado na Noruega

[12] ............................................................................................................................................... 26

Fig. 13 - Medição da profundidade de carbonatação em três amostras de betão de um encontro

de um viaduto, utilizando o indicador de fenolftaleína (a fenolftaleína foi aplicada apenas em

meia secção já que apenas a face superior das amostras estava em contacto com o meio

ambiente) ..................................................................................................................................... 27

Fig. 14 - Extracção de amostra de betão, para ensaio de determinação do teor de cloretos

(Ponte de Portimão) .................................................................................................................... 28

Fig. 15 - Variação da concentração de cloretos em profundidade, para o caso de contaminação

oriunda do meio ambiente exterior .............................................................................................. 28

vii

Fig. 16 - Cálculo da redução da secção das armaduras com base na medição da resistência de

polarização .................................................................................................................................. 30

Fig. 17 - Processo de realcalinização [17] .................................................................................. 32

Fig. 18 - Deterioração acentuada nas zonas adjacentes a uma área reparada (Central de

bombagem da Setenave) ............................................................................................................ 35

Fig. 19 - Comparação entre o valor da estrutura, no fim do período de análise, para duas

soluções de reparação distintas (solução 1 e 2) ......................................................................... 39

Fig. 20 - Variação da taxa de inflação de Portugal entre 1970 e 2005 ....................................... 40

Fig. 21 - Taxa de actualização de custos na Europa, entre os anos de 1980 e 1999 [17] ......... 41

Fig. 22 – Vista aérea do estaleiro naval da Setenave com indicação da localização da Central

de Bombagem (imagem obtida a partir do Google Earth) .......................................................... 46

Fig. 23 – Doca 21 e vista exterior da Central de Bombagem ..................................................... 46

Fig. 24 - Cobertura e edifício de entrada (esq.) e viga interior muito afectada pela corrosão das

armaduras (dir.) ........................................................................................................................... 47

Fig. 25 - Plano de inspecções periódicas da estrutura da Central de Bombagem (Setenave) no

caso de se optar por substituir o betão que se encontra deteriorado ......................................... 51


caso de se optar por reparar a estrutura com um sistema de protecção catódica ..................... 53


caso de se optar pelo uso selectivo de aço inox durante a construção...................................... 54

Fig. 28 - Plano de reparações da estrutura da Central de Bombagem (Setenave) .................... 55

Fig. 29 - Plano de manutenção do sistema de protecção catódica da estrutura da C. Bombagem

(Setenave) ................................................................................................................................... 57

Fig. 30 – Análise de custos de três soluções de reparação da Central de Bombagem da

Setenave, ao longo do período de vida da estrutura (taxa de actualização=1.50%) ................. 58


Setenave, ao longo do período de vida da estrutura (taxa de actualização=2.00%) ................. 59


Setenave, ao longo do período de vida da estrutura (taxa de actualização=2.5%) ................... 59

viii

Fig. 33 - Planta da Ponte-Cais .................................................................................................... 61

Fig. 34 - Esquema de reparação para a solução 1 ..................................................................... 62

Fig. 35 - Comparação de custos entre duas soluções de reparação e a situação hipotética de

se ter construído a estrutura no ano de 1930 com uma determinada percentagem de aço

inoxidável (taxa de actualização de custos igual a 1.50%) ......................................................... 69



inoxidável (taxa de actualização de custos igual a 2.00%) ......................................................... 69



inoxidável (taxa de actualização de custos igual a 2.5%) ........................................................... 69

Fig. 39 - Distribuição de recobrimentos para a hipótese 1 (recobrimento médio igual a 0.03m e

espessura da laje igual a 0.20m) ................................................................................................ 71

Fig. 40 - Distribuição de recobrimentos para a Hipótese 2 (recobrimento médio igual a 0.06m e

espessura da laje aumenta para 0.26m) ..................................................................................... 72

Fig. 41 - Comparação do custo total da hipótese 1 com o custo total da hipótese 2 para um

betão B1 exposto a vários tipos de ambiente diferentes ............................................................ 74

Fig. 42 - Comparação do custo total da hipótese 1 com o custo total da hipótese 2 para um

betão B2 exposto a vários tipos de ambiente diferentes ............................................................ 74

Fig. 43 - Comparação do custo total das várias hipóteses consideradas................................... 75

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 – Comparação de alguns valores da relação entre a concentração de cloretos e de

hidróxidos que levará à destruição da película passiva, obtidos por vários autores (resumo de

uma parte da bibliografia [4]) ....................................................................................................... 12

Tabela 2 – Valores da energia de activação para processos de difusão de cloretos em betões

com diferentes razões água/cimento [19] ................................................................................... 19

Tabela 3 - Velocidades de corrosão médias em betão carbonatado ou contaminado por cloretos

em função da humidade relativa [18] .......................................................................................... 21

Tabela 4 - Quantificação do risco de corrosão em função da resistividade do betão [24] ......... 25

ix

Tabela 5 - Valores indicativos para a avaliação da qualidade do betão com base no coeficiente

de difusão aos 28 dias, determinado por ensaio de migração em condições não estacionárias

[21] ............................................................................................................................................... 29

Tabela 6 – Correlação entre a taxa de corrosão e o nível de corrosão ...................................... 30

Tabela 7 – Características dos tratamentos electroquímicos [22] .............................................. 31

Tabela 8 - Custos a considerar na análise económica de uma reparação por substituição do

betão contaminado ...................................................................................................................... 43

Tabela 9 - Custos médios a considerar na análise económica de uma reparação com protecção

catódica ....................................................................................................................................... 44

Tabela 10 - Estimativa do custo de construção da estrutura ...................................................... 49

Tabela 11 - Taxas de armadura consideradas no cálculo dos custo de construção da estrutura

..................................................................................................................................................... 50

Tabela 12 - Custo de construção da estrutura no caso de se utilizar aço inoxidável ................. 50

Tabela 13 - Plano de inspecções e custos de cada tipo de inspecção ...................................... 51

Tabela 14 - Custos de construção actualizados para o ano de 2007 em função da taxa de

actualização média entre 1930 e 2007 ....................................................................................... 65

Tabela 15 – Dados para a modelação da penetração dos cloretos no betão B1 para várias

condições de exposição .............................................................................................................. 71

Tabela 16 – Dados para a modelação da penetração dos cloretos no betão B2 para várias

condições de exposição .............................................................................................................. 71

Tabela 17 - Teor crítico de cloretos (% em massa de cimento) [8] ............................................ 72

Tabela 18 - Cálculo do tempo de iniciação para um betão B1 com várias espessuras de

recobrimento e para quatro classes de exposição diferentes .................................................... 72

Tabela 19 – Cálculo do tempo de iniciação para um betão B2 com várias espessuras de

recobrimento e para quatro classes de exposição diferentes ..................................................... 73

Tabela 20 - Custo total das várias situações estudadas e cálculo da relação entre o custo da

hipótese 1 e o custo da hipótese 2 para cada tipo de betão e cada tipo de exposição ............. 75

Tabela 21 - Custo total das várias situações estudadas e cálculo da relação entre o custo do

betão B2 e o custo do betão B1 para cada hipótese considerada e cada tipo de exposição .... 75

1

1. INTRODUÇÃO

1.1. FUNDAMENTAÇÃO DO TRABALHO

O betão é um material relativamente recente cujo comportamento, do ponto de vista estrutural,

é bem conhecido e estudado, mas que, no que respeita à durabilidade, ainda não é

perfeitamente dominado devido ao facto de não ter passado tempo suficiente para se conseguir

alcançar um acordo em relação às várias teorias formuladas.

O que se tem vindo a constatar é que os encargos dispendidos na reparação de estruturas,

devido à sua degradação precoce, são bastante elevados (no Reino Unido, prevê-se que a

reabilitação das pontes degradadas exceda os 930 milhões de euros, nos próximos 10 anos [6]

e estima-se que, na Europa, 50% das verbas destinadas ao sector da construção sejam

usadas na reparação de construções deterioradas). Por esta razão, vem-se dando cada vez

mais importância, a nível mundial, ao estudo dos mecanismos de deterioração do betão e à

definição de modelos que permitam estimar, com algum grau de fiabilidade, o período de vida

útil das estruturas, com base em análises laboratoriais ou ensaios do betão in situ.

O fraco comportamento do betão, quando exposto a um ambiente marítimo, deve-se, na

maioria dos casos, à contaminação dos cloretos existentes nas águas do mar, uma vez que,

quando a concentração destes iões no interior do betão ultrapassa um determinado limite (teor

crítico de cloretos), a película de óxidos de ferro que envolve as armaduras e as protege dos

agentes agressivos é destruída e, na presença de água e oxigénio, a corrosão pode iniciar-se.

O processo de corrosão das armaduras é assim o grande responsável pela rápida deterioração

do betão porque, para além de resultar numa redução da secção de aço, dá origem à formação

de produtos de reacção altamente expansivos que, por sua vez, conduzem a fendilhação e

delaminação do betão de recobrimento.

A deterioração precoce de estruturas de betão armado é muito habitual não só em estruturas

nas quais este material está em permanente contacto com a água salgada, mas também

naquelas que, não estando em contacto directo com esta, se encontram edificadas junto à

costa, sendo possível o transporte dos cloretos por acção do vento.

Por muito que se saiba que o ambiente marítimo propicia a rápida degradação das estruturas,

em grande parte dos casos esta acontece por erros de projecto (especificação inadequada

relativa à composição do betão e ao recobrimento de armaduras) e/ou por erros de execução

(compactação e cura mal realizadas e erros no posicionamento das armaduras), sendo que o

grande catalizador destes erros nos últimos tempos tem sido a “política do preço mais baixo”.

Esta política é adoptada muitas vezes pelos donos de obra menos conscientes da

agressividade do ambiente marítimo para as estruturas de betão armado acabando por ser, na

2

maioria dos casos, contraproducente pois muitas soluções inicialmente menos dispendiosas

acabam por ser menos económicas a longo prazo devido aos elevados encargos que será

necessário despender em manutenções e reparações futuras.

Para se conseguir comparar o custo total de várias soluções de reparação, é necessário

proceder-se a uma análise económica, ao longo do período de vida da estrutura (definido em

projecto), em que terão de ser contabilizados não só os custos de construção da estrutura

propriamente dita como também os custos de inspecção, manutenção, reparação, entre outros.

A previsão do instante em que uma estrutura começa a evidenciar sinais de degradação devido

à corrosão das armaduras constitui uma das dificuldades deste tipo de análise. Usualmente

recorre-se às Leis de Fick para, de uma maneira aproximada, se modelar a penetração dos

cloretos em profundidade no betão e se poder determinar o instante em que se atinge o teor

crítico junto às armaduras. Porém, tem-se vindo a verificar que a não consideração da variação

do teor de cloretos à superfície com o tempo ou da variação do coeficiente de difusão com o

tempo e com a temperatura conduz a previsões pouco realistas. Deste modo, no presente

trabalho, adoptam-se expressões modificadas que contemplam estes parâmetros, conduzindo

a previsões mais realistas do instante em que ocorre o início da corrosão e,

consequentemente, do instante em que começa a ser necessário intervir de modo a impedir o

progresso desta anomalia.

Com base nesta estimativa, é então possível calcular, de um modo aproximado, o custo total

de cada alternativa de reparação, o que poderá constituir uma importante ferramenta para

auxiliar, tanto os donos de obra como os projectistas, na escolha da solução mais económica.

1.2. OBJECTIVOS

O presente trabalho insere-se no âmbito da durabilidade de estruturas de betão armado

expostas a um ambiente marítimo.

A motivação para abordar este tema surgiu da necessidade que os donos de obra têm em

escolher a solução de reparação que apresenta um custo total mínimo ao longo do período de

vida da estrutura.

Os principais objectivos do presente trabalho são, deste modo, os seguintes:

− estudo da contaminação do betão pelos cloretos oriundos das águas do mar e

modelação da penetração deste agente agressivo no betão;

− identificação das principais soluções de reparação de um betão contaminado por

cloretos;

− definição de alguns custos que deverão ser tidos em conta numa análise económica de

soluções de reparação, ao longo do período de vida da estrutura;

3

− analise económica de algumas técnicas de reparação, aplicada a dois casos reais de

estruturas contaminados com cloretos;

− análise da mais valia económica na escolha de uma estratégia preventiva em

detrimento da adopção de uma estratégia reactiva em que apenas se actua quando a

estrutura começa a apresentar sinais de degradação evidentes (por exemplo:

substituição de uma percentagem de aço corrente por aço inoxidável);

− análise económica da influência da espessura e qualidade do betão de recobrimento

na durabilidade de uma estrutura.

1.3. ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO

Esta dissertação é constituída por 8 capítulos, incluindo a introdução e as conclusões.

No capítulo 2, procede-se a uma caracterização do ambiente marítimo e dos principais

mecanismos de deterioração que afectam as estruturas edificadas junto ao mar.

Primeiramente, serão identificadas as condições de exposição que caracterizam este tipo de

ambiente e, posteriormente, serão associados os vários mecanismos de deterioração (de

origem física ou química) a cada microclima.

É abordada mais aprofundadamente a deterioração devida à corrosão das armaduras por ser a

principal causa da degradação precoce das estruturas edificadas junto ao mar. Assim, após se

descrever o processo electroquímico da corrosão, são identificadas as condições necessárias

para que esta ocorra e os agentes agressivos que originam a destruição da película passiva

das armaduras (cloretos e dióxido de carbono).

Relativamente à contaminação por cloretos, procura-se explicar a razão que leva à destruição

da película passiva, definir o conceito de teor crítico e identificar os factores que influenciam a

definição deste limite.

Quanto à erosão e cavitação, aos impactos das ondas do mar, à carbonatação e ao ataque

químico de betão, é feita apenas uma pequena descrição dos mecanismos de deterioração

uma vez que, na maior parte dos casos observados, a degradação das estruturas deve-se

quase exclusivamente à contaminação do betão com cloretos provenientes das águas do mar.

No capítulo 3, é realizado o estudo da evolução da deterioração de estruturas de betão

armado devido à corrosão. O capítulo é iniciado com a descrição do modelo de Tuutti e com a

definição de período de iniciação e período de propagação. Posteriormente, é apresentada a

metodologia usada geralmente para modelar a evolução da deterioração em cada uma destas

fases.

4

No capítulo 4, são descritos alguns ensaios que podem ser realizados na fase de inspecção

da estrutura. Estes ensaios permitirão identificar as causas da deterioração, ajudando a definir

quais as soluções de reparação mais indicadas do ponto de vista técnico.

No capítulo 5, descrevem-se sucintamente os principais tipos de reparação de betão armado.

O capítulo é iniciado com a descrição dos três tipos de reparação electroquímica

(realcalinização, dessalinização e protecção catódica), sendo posteriormente descrita a

reparação tradicional por substituição do betão contaminado e a utilização de inibidores de

corrosão.

No capítulo 6, são introduzidos os princípios básicos de uma análise económica e descrevem-

se alguns custos que podem ser considerados na análise a efectuar.

Posteriormente, analisam-se, do ponto de vista económico, três soluções de reparação de

betão: solução tradicional por substituição do betão contaminado, protecção catódica e

utilização selectiva de aço inoxidável durante a construção da estrutura.

Finalmente, no capítulo 7, são analisados dois casos práticos e um caso geral onde se

pretende estudar a influência da espessura do recobrimento e do tipo de betão utilizado no

custo total de uma estrutura ao longo do seu período de vida.

Nos dois casos práticos analisados, é elaborada uma análise de custos das três soluções de

reparação descritas no capítulo 6.

No capítulo 8, resumem-se as principais conclusões do trabalho.

2. PB

O pre

de be

além

fenóm

agrav

a acç

Portu

A det

fenóm

trans

betão

molha

Este

vento

probl

No a

do po

“zona

PRINCIPAIBETÃO AR

esente capítu

etão armado

das causas

menos cuja

vamento do f

ção dos cic

ugal, não ser

terioração da

menos de n

portados qu

o às acções

agem/secag

ambiente po

os fortes que

emas de dur

mbiente ma

osicionamen

a de rebentaç

Fig. 1 – Co

IS MECANRMADO EX

ulo abordará

o expostos a

s de degrad

importância

fenómeno da

clos gelo/deg

rá abordada)

as estruturas

natureza quí

e provocam

químicas do

em ou gelo/d

oderá estend

e, ao transp

rabilidades n

rítimo podem

nto do eleme

ção”, “zona d

ondições de ex

NISMOS DXPOSTAS

á apenas os

ambientes m

ação que se

será inferior

a deterioraçã

gelo que, po

.

s de betão in

ímica e físic

a erosão e

s constituinte

degelo.

der-se até gr

portarem os

nestas estrutu

m-se diferen

ento de betã

de maré” e “z

xposição e mec

5

DE DETERS A AMBIE

principais m

marítimos, s

e apresenta

r, na maioria

ão (tais como

or não ser

seridas num

ca tais com

desgaste d

es agressivo

andes distân

agentes agr

uras.

ciar quatro z

ão em relaç

zona subme

canismos de d

RIORAÇÃOENTES MA

mecanismos d

endo contud

m de seguid

a dos casos

o a retracção

uma causa

m ambiente m

mo a acção

da superfície

os da água d

ncias da linh

ressivos da

zonas microc

ção ao nível

rsa” [4].

deterioração nu

O EM ESTARÍTIMOS

de degradaç

do importante

da, existe um

, mas que c

o e fluência d

de degrada

marítimo pode

das ondas

de betão o

do mar e a ci

a costeira de

água do ma

climáticas (F

l do mar: “z

um ambiente m

TRUTURAS

ção dos elem

e referir que

m vasto leq

contribuem p

do betão ou

ação habitua

e ocorrer dev

e dos ma

ou a exposiç

clos repetitiv

evido à acçã

ar, podem c

Fig. 1), em fu

zona atmosfé

marítimo [4]

S DE

mentos

, para

ue de

para o

ainda

al em

vido a

teriais

ão do

vos de

ão dos

causar

unção

érica”,

6

Começando a descrição pela base do pilar (Fig. 1), o primeiro microclima existente é

denominado por “zona submersa”. Esta caracteriza-se pelo facto de o betão estar

permanentemente saturado, levando a um grande decréscimo da sua resistividade (em relação

à resistividade de betão seco) e, consequentemente, a um aumento da penetração de cloretos.

Contudo, como a difusão do oxigénio na água se dá com velocidades muito reduzidas, a

corrosão neste microclima não tem grande significado, sendo o ataque químico e biológico do

betão o principal mecanismo de deterioração nesta zona. Existe, todavia, a possibilidade de

ocorrência de “corrosão negra” mesmo sem a presença de oxigénio em grandes quantidades,

fenómeno este que é bastante gravoso para as estruturas já que, por não originar produtos de

corrosão expansivos, não é facilmente detectável e origina grandes perdas de secção das

armaduras.

Subindo ao longo do pilar, distingue-se um novo microclima: a “zona de marés”. Neste caso, o

betão não se encontra permanentemente submerso (maré cheia ocorre duas vezes por dia),

fazendo com que a camada superficial do betão possa secar e a penetração do oxigénio se dê

com maior facilidade. Este aspecto não ocorre no interior do betão, que continua a estar

saturado devido à regularidade com que estas zonas se encontram submersas. Deste modo,

os principais mecanismos de deterioração são o ataque químico e biológico do betão, a

“corrosão negra” e a erosão do betão.

Acima da zona de marés, é possível identificar-se outro microclima, também caracterizado

pelos ciclos de molhagem/secagem, mas onde os períodos de secagem são bastante mais

prolongados do que no caso anterior, facilitando o acesso do oxigénio ao interior do betão e

gerando assim condições para que a corrosão das armaduras se possa desenvolver com

grandes velocidades. Este microclima é denominado por “zona de rebentação” e os principais

mecanismos de deterioração são a corrosão de armaduras e a erosão do betão provocada pelo

impacto das ondas do mar e dos materiais sólidos por este transportados.

Por fim, a uma maior distância do nível de água do mar, existe uma zona também exposta à

acção dos sais devido ao transporte, por acção do vento, dos borrifos criados pela rebentação

das ondas. Esta é denominada por “zona atmosférica” e pode afectar estruturas afastadas da

costa, expondo-as aos agentes agressivos da água do mar. Neste microclima, a corrosão das

armaduras por acção dos cloretos constitui o principal mecanismo de deterioração, embora a

carbonatação do betão também possa ocorrer. Este último mecanismo, embora constitua uma

acção com uma agressividade muito inferior à dos cloretos, contribui significativamente para

agravar a corrosão das armaduras provocada por este agente agressivo.

7

2.1. CAUSAS FÍSICAS

Como foi exposto anteriormente, as principais causas físicas de degradação de estruturas de

betão armado inseridas num ambiente marítimo são:

− erosão e cavitação;

− impactos das ondas do mar.

A erosão é um tipo de desgaste importante para estruturas de betão em contacto com a água

em escoamento uma vez que esta transporta muitas vezes areias ou calhaus que, ao entrar em

contacto com o betão, o deterioram. Esta acção depende grandemente da velocidade do

escoamento sendo mais importante, por exemplo, em descarregadores de cheias ou canais

artificiais do que em estruturas edificadas em zonas marítimas. A erosão progride rapidamente

assim que a camada superficial de betão é desgastada, podendo provocar estragos com

profundidades de alguns centímetros até alguns metros [10].

A cavitação é a perda de material provocada pela implosão de bolhas de vapor no escoamento

de um fluido a elevada velocidade. Este fenómeno é provocado por uma alteração repentina da

velocidade ou direcção do escoamento ou ainda quando se dá uma diminuição de pressão na

água, originando a formação de cavidades que, ao passar em zonas de elevada pressão,

entram em colapso e provocam um grande impacto no betão [10].

2.2. CAUSAS QUÍMICAS

O cimento portland hidratado é atacado por muitos sais e soluções ácidas do meio ambiente

que podem induzir várias formas de deterioração química do betão através de reacções com a

pasta de cimento ou com os constituintes dos agregados.

A maior parte dos problemas resultantes de ataques químicos surgem devido à penetração de

fluidos agressivos para o interior dos poros do betão, razão pela qual a permeabilidade do

betão assume particular importância. Esta penetração pode dar-se por vários mecanismos, que

normalmente não se processam isoladamente, havendo quase sempre combinações entre

eles. Os mais importantes são a difusão, a absorção por capilaridade e a permeabilidade:

− a difusão é um processo pelo qual um fluido (líquido, ião ou gás) passa através do

betão devido a um gradiente de concentração, ou seja, é um processo que faz com

que, do ponto de vista macroscópico, seja transportado um soluto das zonas de

concentração mais elevada para as zonas de concentração mais baixa; neste caso, a

penetração não está associada ao transporte de água para o interior do betão, como

acontece com a penetração por permeabilidade ou por absorção, mas sim ao

movimento dos iões na solução dos poros do betão; neste mecanismo de transporte, a

presença de água nos poros é essencial, o que faz com que a penetração seja máxima

8

nos ambientes saturados e mínima em ambientes secos; deste modo, num ambiente

marítimo, a difusão assume maior importância na “zona submersa”, diminuindo

sucessivamente de importância na “zona de maré”, “zona de rebentação” e “zona

atmosférica”;

− a sucção capilar ou absorção é a penetração dum fluido no betão por acção de sucção

da sua estrutura; os poros no betão apresentam uma grande gama de dimensões e,

um líquido entra em contacto com estes, é absorvido pelas forças capilares presentes

em cada poro; estas forças são inversamente proporcionais ao diâmetro dos poros,

sendo que os de dimensão menor exercem uma maior força capilar (apesar da

velocidade de ingresso do fluido nos poros menores ser inferior à dos de maior

dimensão); o mecanismo de transporte por absorção ocorre quando a estrutura está

sujeita a ciclos de molhagem/secagem por águas contaminadas por cloretos,

assumindo particular importância na “zona de rebentação”;

− a permeabilidade é a propriedade de um meio poroso se deixar atravessar por um

fluido sob a acção de um gradiente de pressão; a velocidade de penetração do fluido é

largamente influenciada pela estrutura porosa, por fendas e pelo meio ambiente que

envolve a superfície do betão; este mecanismo de transporte tem significado quando a

estrutura está sujeita ao contacto de líquidos sobre pressão que contêm cloretos, como

acontece nas “zonas submersas” em ambientes marítimos, onde a pressão hidrostática

é relativamente elevada.

Exceptuando o impacto das ondas do mar, a cavitação e a erosão do betão, as acções que

mais contribuem para a deterioração de estruturas, expostas durante largos períodos de tempo

num ambiente marítimo, são o ataque químico de betão e a corrosão das armaduras.

2.2.1. Corrosão de armaduras

Quando inserido num betão de boa qualidade, o aço encontra-se protegido dos agentes

agressivos do meio ambiente tanto pelo facto de o betão constituir uma barreira física à

penetração destes agentes, como pelo facto de a solução existente nos poros do betão originar

a formação de uma película protectora de óxido de ferro (passivação) que impede a ocorrência

de corrosão. Esta película passiva forma-se devido à alta alcalinidade da água existente nos

poros do betão (com PH a rondar os 12.5 a 13.5) conferida principalmente pela dissolução de

hidróxido de cálcio (produto resultante da hidratação do cimento).

Embora a passivação represente um mecanismo de protecção normal das armaduras inseridas

num betão de boa qualidade, pode ocorrer a destruição desta película quer pela diminuição do

PH da solução existente nos poros do betão, quer devido a uma concentração de cloretos

acima do teor crítico, dando-se início à corrosão do aço.

A co

funcio

zonas

const

não d

De ac

−

−

−

Este

muito

acaba

A ex

humid

orrosão das

onamento de

s da armadu

tituída por u

despassivada

cordo com a

− no ânodo

forma Fe

− os electr

eléctrico)

desta rea

alcalinida

funciona

− os hidróx

electrólito

condições

processo or

o superior ao

am por fendi

xpansibilidad

dade e oxigé

armaduras

e uma pilha

ura. Na Fig. 2

m ânodo (zo

a e com aces

Fig. 2 - M

Fig. 2, o pro

o, processa-s++, libertando

ões libertad

para o cáto

acção são o

ade, contribu

como cátodo

xidos fluem

o) dando or

s de humida

rigina a form

o do ferro (

ilhar, delamin

e dos prod

énio junto às

é um proc

, induzido p

2, apresenta-

ona da arma

sso ao oxigé

Modelo simplifi

ocesso de co

se a dissoluç

o dois electrõ

os passam

odo, ocorren

originados iõ

uem para o r

o;

na direcçã

rigem a pro

de e da disp

mação dos p

Fig. 3), gera

nar e destac

dutos de co

s armaduras,

9

cesso electr

por diferença

-se um mode

adura despas

énio) [4].

icado da corro

orrosão envo

ção do ferro e

ões;

através da

ndo a reacçã

ões de hidr

reforço da pe

ão do ânodo

odutos de c

ponibilidade d

produtos de

am no interio

car o betão d

orrosão depe

, sendo a “zo

oquímico, q

as de potenc

elo simplifica

ssivada) e u

são do aço no

olve os segui

em que os iõ

armadura (

ão destes co

róxido (OH-)

elícula passi

o através d

corrosão cu

de oxigénio.

corrosão qu

or do betão

e recobrimen

ende essen

ona atmosfér

que pode se

cial existente

ado de uma c

um cátodo (z

betão [4]

ntes acontec

ões passam

(que funcion

om o oxigén

que, devid

iva na zona

do betão (q

ja forma fin

ue, por ocup

tensões mu

nto das arma

cialmente d

rica” e a “zon

er comparad

es entre as

célula de cor

zona da arm

cimentos [4]:

para a soluç

na como con

nio e com a

do à sua ele

da armadur

ue funciona

nal depende

parem um vo

uito elevada

aduras.

das condiçõe

na de rebent

do ao

várias

rrosão

madura

:

ção na

ndutor

água;

evada

ra que

a com

e das

olume

s que

es de

tação”

10

as que conduzem à formação de produtos de corrosão mais volumosos (Fe2O3, Fe(OH)2,

Fe(OH)3 e Fe(OH)3+3H2O, da Fig. 3). Este aspecto deve-se ao facto de o betão destas zonas

não estar permanentemente saturado, havendo, deste modo, uma maior disponibilidade de

oxigénio. Na “zonas de maré” e na “zona submersa”, pode ocorrer um fenómeno denominado

por “corrosão negra”, em que, devido à dificuldade de acesso do oxigénio, a dissolução do ferro

dá-se sem que haja aumento apreciável de volume.

Fig. 3 - Volume relativo dos produtos de corrosão (aumento percentual) [13]

Para que o mecanismo da corrosão se possa desenvolver, têm que ocorrer simultaneamente

as seguintes condições [3]:

− é necessário, em primeiro lugar, que a protecção das armaduras seja destruída, por

redução do PH da solução existente nos poros, devida, por exemplo, à carbonatação,

ou pela contaminação de cloretos; nas zonas onde ocorre esta situação, formam-se os

ânodos.

− é necessário que ocorram diferenças de potencial na superfície das armaduras,

devidas, por exemplo, a diferenças na composição do betão, a diferenças de humidade

e acesso de ar ou a diferenças de tensão nas armaduras;

− na zona catódica deve existir disponibilidade de oxigénio; assim, é necessário que

ocorra a difusão contínua de oxigénio da superfície do betão para a zona da armadura,

que funciona como cátodo;

− as zonas anódicas e catódicas devem estar ligadas electrica e electroliticamente de

modo a que os electrões e os iões possam fluir entre elas; a malha de armaduras

funciona como condutor eléctrico permitindo que os electrões fluam do ânodo para o

cátodo; para que o betão funcione como electrólito, é necessário que contenha

humidade suficiente.

11

2.2.1.1. Cloretos

A contaminação de estruturas de betão armado por cloretos tem criado problemas sérios de

corrosão de armaduras obrigando a que se despenda uma avultada soma de dinheiro em

reparações. A Noruega constitui um caso pragmático pois, após investigar este tipo de

problema, concluiu que mais de 50% de todas as grandes pontes ao longo da costa sofriam de

problemas de corrosão ou já tinham sido alvo de reparações pelo mesmo efeito. A maior parte

destas pontes foi construída nos últimos 25 anos e uma delas estada tão severamente corroída

que isso obrigou à sua demolição [10].

Esta contaminação pode ocorrer devido à exposição do betão a ambientes agressivos (tais

como os ambientes marítimos) ou devido à utilização, durante o fabrico do betão, de

aceleradores do processo de cura que contenham cloreto de cálcio ou de areias da praia mal

lavadas.

Fig. 4 - Comparação entre perfis de concentração de cloretos no tempo t [anos], para o caso em que os

cloretos estão contidos na mistura inicial e o caso em que a contaminação provém do meio exterior

Quando os cloretos provêm do meio exterior, a concentração deste agente agressivo vai

aumentando com o tempo até se atingir um valor que cause a ruptura localizada da película

passiva (teor crítico) e, consequentemente, o início da corrosão. O perfil de concentração de

cloretos é geralmente decrescente com a profundidade, como se pode observar na Fig. 4.

Devido à acção das águas da chuva, poderá ocorrer a lavagem do betão superficial, sendo

atingido o máximo teor de cloretos no interior do betão e não à superfície (Fig. 5).

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0

PErf

il de

clo

reto

s no

fim

do

perío

do d

e in

icia

ção

[% p

eso

de b

etão

]

Profundidade [mm]Cloretos provenientes do meio exteriorCloretos existentes na mistura inicial

12

Fig. 5 - Perfil de concentração de cloretos em profundidade para a situação teórica de difusão pura (à

esquerda) e para a situação mais real em que há uma lavagem do betão superficial e o teor máximo é atingido no interior do betão (à direita)

No segundo caso (inclusão dos cloretos durante processo de fabrico de betão), a

despassivação das armaduras poderá ocorrer imediatamente e o teor de cloretos é

aproximadamente constante em todo o elemento de betão (Fig. 4).

A corrosão por cloretos é caracterizada por zonas anódicas pequenas (zonas onde se deu a

rotura local da película passiva) e zonas catódicas grandes (zonas passivadas localizadas

geralmente perto das zonas anódicas) o que, como as correntes catódicas têm de ser iguais às

correntes anódicas, conduz a velocidades de corrosão muito elevadas e a que se dêem perdas

acentuadas de secção de armadura (chegam a ser superiores às perdas devido à

carbonatação do betão em cerca de 10 vezes).

O teor crítico de cloretos que conduz à destruição da película passiva e, consequentemente, à

activação do mecanismo de corrosão não é consensual e tem sido objecto de investigação

desde há muitos anos. Uma das metodologias usadas geralmente neste tipo de problemas

consiste em comparar o teor de cloretos existente nos poros do betão com o teor de iões

hidróxido. Contudo, as conclusões obtidas com este parâmetro podem não servir de muito já

que, como se pode constatar pela análise da Tabela 1, existe uma grande discrepância entre

os valores limite desta relação que conduzem ao início da corrosão.

Tabela 1 – Comparação de alguns valores da relação entre a concentração de cloretos e de hidróxidos que levará à destruição da película passiva, obtidos por vários autores (resumo de uma parte da bibliografia [4])

Autor Conclusões sobre o teor crítico

Hausmann [Cl-]/[OH-] = 0.6

Diamond e Gouda 0.3 < [Cl-]/[OH-] < 0.57

Petterson 2.5 < [Cl-]/[OH-] < 6

Lambert et al 3 < [Cl-]/[OH-] < 15 a 20

Tais diferenças podem ter origem em vários aspectos distintos, referidos em pormenor em [4],

e que se resumem de seguida:

− os ensaios realizados em soluções artificiais podem conduzir a resultados muito

diferentes dos realizados sobre a solução existente nos poros de provetes de betão;

esta diferença pode ter por base o facto de a estrutura porosa da argamassa dificultar a

13

mobilidade dos iões e o facto de a película passiva numa argamassa ser bastante mais

resistente do que numa solução artificial;

− a quantidade de cloretos livres necessária para despassivar as armaduras é função da

razão água/cimento e da humidade relativa do ambiente já que estes parâmetros

influenciam activamente a porosidade do betão e, consequentemente, a facilidade de

penetração dos cloretos e do oxigénio no betão; para além deste aspecto, o primeiro

parâmetro condiciona ainda a quantidade de cloretos que é fixada pela pasta de

cimento;

− a temperatura pode influenciar significativamente o teor crítico de cloretos uma vez

que, segundo Hussain et al, o aumento da temperatura reduz a concentração de iões

OH- na solução dos poros do betão e aumenta o teor de cloretos livres ao provocar a

decomposição dos cloroaluminatos e de outros compostos aos quais os cloretos

estavam ligados (importa referir que os cloretos podem estar quimicamente ligados aos

componentes do cimento, fisicamente adsorvidos na superfície dos poros ou livres na

solução existente nos poros mas que apenas os últimos contribuem para a corrosão

das armaduras);

− a origem dos cloretos é outro dos parâmetros que influenciam o teor crítico, tendo-se

demonstrado que, para a mesma quantidade total de cloretos, o teor de cloretos livres

é maior quando estes provêm do meio exterior do que quando estes foram

incorporados na massa do betão aquando do seu fabrico; deste modo, o teor crítico

será inferior na primeira situação devido, possivelmente, à menor capacidade de

fixação dos cloretos quando a pasta de cimento já se encontra hidratada e endurecida;

− a ocorrência de carbonatação e a presença de sulfatos fazem com que o teor de

cloretos livres também aumente e, consequentemente, se atinja a despassivação das

armaduras mais rapidamente, o que conduz a uma redução do teor crítico;

− os aditivos (micro sílica, escórias de alto forno, cinzas volantes e pozolanas) também

podem influenciar o teor crítico, não havendo contudo consenso quanto ao seu efeito;

assim, enquanto alguns autores defendem que a utilização de aditivos conduz a uma

redução da capacidade de fixação de cloretos e, consequentemente, à diminuição do

teor crítico de cloretos que conduz à despassivação das armaduras, outros defendem

que, segundo alguns estudos realizados pelos próprios, esta adição conduz a um efeito

contrário, ou seja, ao aumento desse teor.

Assim, a análise do risco de corrosão devido à contaminação de cloretos não é simples já que

não existe um valor fixo do teor crítico que seja válido para todos os casos.

O ataque de cloretos tem ainda como agravante o facto de estes actuarem como catalisadores

da corrosão, acelerando a velocidade da reacção química sem se alterarem no decorrer deste

processo.

14

2.2.1.1. Carbonatação

A corrosão das armaduras devida à carbonatação do betão ocorre de forma generalizada, ao

invés da corrosão por ataque de cloretos que é mais localizada, e é desencadeada quando o

dióxido de carbono da atmosfera reage com o hidróxido de cálcio produzido pela hidratação do

cimento. Como resultado desta reacção, o PH da água contida nos poros do betão decresce

para o nível apresentado por uma solução saturada de carbonato de cálcio, ou seja, para um

PH inferior a 9. À medida que a frente de carbonatação se vai aproximando das armaduras, a

película passiva começa a deteriorar-se de forma generalizada e, na presença de água e

oxigénio, pode-se dar início à corrosão das armaduras.

A penetração do dióxido de carbono para o interior do betão ocorre por um processo de difusão

em meio gasoso. Deste modo, como a velocidade de difusão do CO2 na água é muito baixa

(cerca de 104 vezes inferior à velocidade de difusão no ar), a carbonatação quase não se faz

notar em estruturas saturadas ou com uma humidade relativa muito elevada.

Para além do grau de saturação dos poros de betão, a permeabilidade da camada de

recobrimento (que depende da relação água/cimento) e o tipo de ligante (que determina a

quantidade de hidróxido de cálcio existente nos poros) são os factores que mais influenciam a

velocidade de carbonatação.

2.2.2. Ataque químico do betão

As estruturas de betão armado expostas a um ambiente marítimo, para além de serem

fortemente atacadas pela corrosão de armaduras, devido principalmente à contaminação por

cloretos, estão também sujeitas ao ataque químico de substâncias que provocam a

deterioração da pasta de cimento, como é o caso do dióxido de carbono (CO2), do cloreto de

magnésio (MgCl2) e do sulfato de magnésio (MgSO4). O resultado deste ataque poderá ser o

enfraquecimento e aumento da porosidade da pasta de cimento, quando o agente agressor é o

dióxido de carbono ou o cloreto de magnésio, ou o desenvolvimento de compostos químicos

agressivos (etringite ou gesso) que levam à fendilhação do betão, quando o ataque é causado

por sulfatos.

O mecanismos de ataque químico é composto por duas fases, ocorrendo primeiramente a

penetração das substâncias agressivas e, posteriormente, a reacção com os produtos

hidratados da pasta de cimento susceptíveis de serem atacados. Assim, os parâmetros que

condicionam o ataque químico são, por um lado, os que controlam a penetração das

substâncias agressivas, como é o caso da permeabilidade e possibilidade de formação de um

camada protectora de aragonite e/ou brucite à superfície do betão, e, por outro, os que

determinam a quantidade de produtos vulneráveis e o grau dessa vulnerabilidade.

15

3. EVOLUÇÃO DA DETERIORAÇÃO DE ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO

As estruturas de betão armado construídas na proximidade do mar são grandemente afectadas

pela corrosão das armaduras induzida por contaminação de cloretos. Assim, para se poder

determinar a vida útil de estruturas expostas a este tipo de ambiente, é essencial avaliar a

velocidade de penetração dos cloretos no betão.

O processo de degradação desenvolve-se, segundo Tuutti, em duas fases distintas – iniciação

e propagação – e pode levar ao colapso da estrutura, se não forem tomadas medidas

correctivas na altura certa (Fig. 6).

Fig. 6 - Esquema do mecanismo de degradação para a corrosão [11]

16

Para se conseguir escolher a melhor altura para se preceder a uma acção de reparação,

importa definir quais os aspectos que podem acelerar ou retardar a velocidade da deterioração

em cada uma das fases.

3.1. FASE DE INICIAÇÃO

Nesta fase, ocorre a penetração dos agentes agressivos no betão de recobrimento até se

atingir o nível das armaduras e se iniciar o processo de destruição da película passiva.

A duração da fase de iniciação depende essencialmente de parâmetros relacionados com as

condições ambientais do meio onde a estrutura se encontra, uma vez que vão determinar quer

os mecanismos de transporte dos cloretos para o interior do betão quer a velocidade com que

esta penetração se vai processar, e de parâmetros relacionados com a qualidade do betão

(composição, compactação e cura), por influenciarem a resistência do elemento estrutural à

penetração desses agentes [4].

O princípio base da penetração dos cloretos no interior do betão pode ser formulado de acordo

com a 1ª Lei de Fick, que considera que o transporte de cloretos através de uma área unitária

de uma secção de um elemento de betão, por unidade de tempo (fluxo F), é proporcional ao

gradiente de concentração de cloretos medido na direcção perpendicular à secção.

(3.1)

em que:

x Distância entre o ponto onde se quer conhecer o teor de cloretos e a superfície

do betão [m];

C Concentração de cloretos [kg/m3];

D Coeficiente de difusão dos cloretos [m2/s];

Desenvolvendo a equação anterior, considerando que o coeficiente de difusão é constante no

tempo e no espaço, obtém-se a equação (3.2), denominada por 2ª Lei de Fick:

(3.2)

Esta equação, quando resolvida para as condições de fronteira:

C(x) = 0 para t = 0; 0 < x < ∞

C(x) = Cs para x = 0; 0 < t < ∞

17

dá origem à solução apresentada na equação (3.3), que é a equação mais usada para se

determinar a concentração de cloretos à profundidade x, no tempo t, já que, a partir de um

único perfil de cloretos, obtido por exemplo durante a fase de inspecção da estrutura, é

possível determinar o valor dos parâmetros D, Cs e Ci, facilitando a tarefa de previsão da

evolução da penetração de cloretos ao longo do tempo :

, 12√ .

(3.3)

C( x,t) Teor de cloretos à profundidade x e ao fim do tempo de exposição aos cloretos

t [kg/m3];

t Tempo de exposição [s];

Cs Teor de cloretos à superfície do betão [kg/m3];

Ci Concentração inicial de cloretos no betão [kg/m3];

D(t) Coeficiente de difusão dos cloretos [m2/s];

erf Função de erro.

Do ponto de vista teórico, a aplicação da equação (3.3) apresenta bastantes limitações, como

por exemplo:

− o principal mecanismo de transporte de cloretos para o interior do betão pode não ser a

difusão, dependendo este aspecto das condições de exposição; como já exposto, nas

zonas sujeitas a ciclos de molhagem/secagem, a penetração de cloretos pode ocorrer

por absorção capilar, não sendo este aspecto contemplado na equação anterior;

− o coeficiente de difusão varia de ponto para ponto no betão devido à heterogeneidade

deste material;

− o coeficiente de difusão depende do tempo de exposição uma vez que a porosidade do

betão varia à medida que o cimento vai hidratando;

− o coeficiente de difusão depende da temperatura já que um aumento da temperatura

conduz à aceleração das reacções electro-químicas;

− o coeficiente de difusão depende da concentração de cloretos, tendo-se provado, em

alguns ensaios laboratoriais, que este coeficiente diminui com o acréscimo da

concentração de cloretos;

− o coeficiente de difusão depende da humidade do betão já que a difusão de cloretos

apenas ocorre em meio líquido; assim, este coeficiente é maior em ambientes

saturados, onde a resistividade do betão é menor, do que em ambientes com uma

humidade relativa inferior.

18

De modo a ter alguns destes aspectos em conta, foi então desenvolvida uma equação empírica

a partir da 2ª lei de Fick (equação 3.4) que permite modelar a penetração de cloretos com

maior fiabilidade, ao ser introduzida a variação de D e Cs com o tempo de exposição e com a

temperatura.

, 12 , .

(3.4)

A variação do coeficiente de difusão com o tempo apresenta, segundo alguns estudos, uma

forma hiperbólica traduzida aproximadamente pela expressão apresentada na Fig. 7:

Fig. 7 - Variação do coeficiente de difusão dos cloretos com o tempo de exposição do betão a este agente

agressivo [4]

em que t é o tempo de exposição representado em anos, m é um coeficiente empírico que

depende da qualidade do betão e das condições de exposição (m é maior para um betão de

menor qualidade e para condições de ambiente mais agressivas) e Dref é o coeficiente de

difusão no ano de referência, que depende igualmente dos dois últimos parâmetros. Os valores

de m e Dref poderão ser obtidos a partir de uma regressão estatística da medição dos valores

médios de D em diferentes idades da estrutura.

No que respeita à influência da temperatura no coeficiente de difusão, Berke (1994) deduziu a

seguinte expressão, baseada na equação de Nernst-Einstein [12]:

. .1 1

(3.5)

em que:

D(T) Coeficiente de difusão no tempo t e à temperatura T [m2/s];

Dref Coeficiente de difusão no tempo tref e à temperatura Tref [m2/s];

R Constante dos gases nobres;

T Temperatura [k];

Tref Temperatura de referência [k];

Ea Energia de activação do processo de difusão.

19

Segundo Saetta et al [19], o valor da energia de activação do processo de difusão de cloretos

para cimentos portland com diferentes valores de razões água/cimento é apresentado na

Tabela 2, tendo-se demonstrado que as pastas de cimento mais porosas (razão água/cimento

mais elevada) desenvolvem energias de activação menores.

Tabela 2 – Valores da energia de activação para processos de difusão de cloretos em betões com diferentes razões água/cimento [19]

w/c Ea (kJ/mol)

0.4 41.8 ± 4.0

0.5 44.6 ± 4.3

0.6 32.0 ± 2.4

Tal como acontece com o coeficiente de difusão, também o teor de cloretos à superfície varia

com o tempo, tendo Swamy et al chegado à conclusão de que este teor apresenta uma relação

quase linear com a raiz quadrada do tempo, ou seja, que o ritmo de crescimento da

concentração de cloretos na superfície do betão tem tendência para abrandar com a idade de

exposição [4].

Outras relações entre o teor de cloretos à superfície e o tempo (equação 3.6) têm sido

propostas, por melhor se adaptarem aos resultados obtidos nas medições de situações reais:

(3.6)

em que t é o tempo de exposição, n é um coeficiente empírico e Cref é o teor aparente de

cloretos à superfície no tempo de referência, se t for representado em anos.

Os valores de Cref e n podem ser obtidos através de uma regressão estatística da equação

anterior relativamente a algumas medições do teor de cloretos à superfície efectuadas a

diferentes idades do betão. Deste modo, obtém-se a seguinte equação empírica, ao introduzir

as alterações anteriores na 2ª lei de Fick:

, 1

2 . . 1 1 . .

(3.7)

Alternativamente, também é usual recorrer-se à Lei da Raiz Quadrada para calcular a

profundidade atingida pelo teor crítico no tempo t:

. √ (3.8)

20

em que:

xCL Profundidade de penetração dos cloretos ao fim do tempo t [m];

t Tempo de exposição, medido em relação à data de construção da estrutura

[anos];

KCL Constante que depende do tipo de betão [mm/ano0.5];

Representando esta fórmula num gráfico duplamente logarítmico, obtém-se o gráfico

apresentado em baixo (Fig. 8), que pode facilitar a operação de previsão da profundidade de

penetração dos cloretos mediante o conhecimento da constante K.

Fig. 8 - Representação duplamente logarítmica da raiz quadrada do tempo. O valor de k corresponde a linhas

paralelas de pendente 0.5

3.2. FASE DE PROPAGAÇÃO

A fase de propagação caracteriza-se pelo desenvolvimento do processo de corrosão das

armaduras, de acordo com o exposto no capítulo 2.2.1, dando origem ao aparecimento dos

primeiros sinais exteriores de deterioração.

A velocidade com que esta fase se desenvolve é difícil de prever uma vez que os parâmetros

envolvidos são variadíssimos e cada estrutura constitui um caso particular, determinado pelas

condições de exposição a que está sujeita e pela qualidade do betão com que foi constituída.

Tendo por base algumas medições da perda de secção de armaduras num determinado

intervalo de tempo, realizadas por Tuutti, a velocidade média de corrosão devido à

carbonatação é da ordem dos 50 μm/ano enquanto que, no caso de a corrosão ser provocada

por contaminação de cloretos, este valor pode ser bastante superior, tendo já sido medidas

velocidades de corrosão localizada da ordem dos 500 μm/ano a 1000 μm/ano.

1

10

100

1 10 100

Profun

dida

de de pe

netração

de cloretos

[mm]

Tempo de exposição[anos]

K=1

K=2

K=3

K=4

K=5

K=6

K=7

K=8

K=9

K em [mm/ano0,5]

Tabe

Tend

maté

de vid

cloret

aderê

secçã

com

aume

dese

Fig. 9 - Velocid

la 3 - Velocida

o por base

ria, é fácil en

da útil de es

tos junto às

ência de arm

ão das arma

a ocorrência

enta forteme

nvolvimento

dades de corro

des de corrosã

estas veloc

ntender a raz

struturas cont

armaduras e

maduras ou u

aduras. Para

a de fendilha

ente, geran

de produtos

Humidade r[%]9995908580757065605550

osão registada

ão médias em hum

idades de c

zão que leva

taminadas p

em vez de se

uma determ

a reforçar es

ação do bet

do um gra

s de corrosão

relativa Bet

21

as em laboratór

betão carbonamidade relativa

corrosão e o

a a que norm

por cloretos,

e correr o risc

inada perda

sta postura m

tão de recob

ande aumen

o mais volum

tão carbonata[μm/ano]

25012310.100000

rio em diversas

atado ou contama [18]

o ainda fraco

malmente se d

a altura em

co de se est

de resistênc

mais defensi

brimento, o

nto das ve

mosos.

ado Betão c[μ

s condições de

minado por clo

o conhecime

defina, como

que se ating

ipular, como

cia originada

iva, importa

fluxo de oxi

locidades d

com cloretosμm/ano]

3412298786147362719149

e exposição [4

oretos em funç

ento acerca

o limite do pe

ge o teor crít

o limite, a per

a pela reduç

ainda referi

igénio nas fe

de corrosão

]

ção da

desta

eríodo

ico de

rda de

ção de

r que,

endas

e o

22

4. INSPECÇÃO E AVALIAÇÃO DOS NÍVEIS DE DETERIORAÇÃO

A existência de um plano de manutenção que tenha por base a realização de inspecções

periódicas constitui a via mais económica de se proceder à gestão de estruturas de betão

armado, uma vez que a probabilidade de se detectar uma anomalia numa fase inicial é

bastante maior e a eventual reparação a efectuar, será necessariamente menos dispendiosa.

Este aspecto é particularmente importante em estruturas expostas a ambientes marítimos uma

vez que a contaminação por cloretos pode conduzir a elevadas velocidades de corrosão, o que

significa que a fase de propagação será curta e, deste modo, haverá menos tempo para se

determinar qual a solução de reparação mais indicada.

Actualmente ainda são poucas as estruturas em que, durante a fase de projecto, é elaborado

um plano de manutenção o que leva, em grande parte dos casos, à necessidade de se recorrer

a inspecções estruturais apenas quando o estado de degradação começa a ser mais evidente

ou quando se pretende reabilitar uma estrutura de maneira a satisfazer solicitações diferentes

daquelas para as quais fora inicialmente concebida.

Numa inspecção de uma estrutura em que a corrosão é a principal causa de degradação,

dever-se-á procurar detectar os factores ambientais causadores da deterioração, recolher

dados que permitam caracterizar o betão e o estado das armaduras e prever o

desenvolvimento dessa mesma deterioração. Deste modo, no que concerne às características

do betão, importará determinar:

− propriedades mecânicas do betão;

− permeabilidade/porosidade;

− espessura do recobrimento;

− resistividade.

Quanto à caracterização do estado de deterioração da estrutura, importa aferir o seguinte:

− teor dos cloretos a várias profundidades (permitindo assim determinar o nível de

contaminação e o coeficiente de difusão do betão na altura da execução do ensaio);

− profundidade de carbonatação;

− existência de ataque químico do betão.

No que respeita ao estado das armaduras, importará sobretudo que seja medida a velocidade

de corrosão (no caso de esta se ter já iniciado).

A determinação do número, tipo e localização dos ensaios a realizar deverá ser feita na fase de

“inspecção preliminar”, que constitui uma etapa fulcral para o sucesso de uma inspecção, uma

vez que permite caracterizar superficialmente as principais anomalias e, com base na

experiência, estimar a causa ou causas que levaram à deterioração da estrutura.

23

4.1. AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES DO BETÃO MAIS RELEVANTES NA DURABILIDADE

4.1.1. Propriedades mecânicas do betão

A resistência à compressão do betão pode ser considerada como uma das propriedades mais

importantes para se fazer uma avaliação do estado geral da estrutura, tanto do ponto de vista

da durabilidade como da capacidade de resistência mecânica.

Para se determinar a resistência à compressão do betão, é usual recorrer-se ao ensaio de

compressão uniaxial de carotes extraídas da estrutura. A determinação do local onde estas

deverão ser extraídas poderá ser definida primeiramente através de uma análise da

homogeneidade do betão (com um esclerómetro ou pelo método dos ultra-sons) que permitirá

perceber se a amostra extraída é representativa da estrutura ou se corresponde a uma

singularidade pontual. Após esta fase, dever-se-á proceder à detecção das armaduras

existentes recorrendo, por exemplo, a um aparelho de indução magnética (FerroScanner), para

evitar cortar armaduras.

Os ensaios de compressão serão realizados de acordo com a especificação LNEC E 226 e a

resistência real do betão será obtida por correlação com a resistência das carotes, em função

da sua dimensão e do facto de estas terem sido retiradas na horizontal ou vertical.

4.1.2. Determinação do posicionamento das armaduras e dos recobrimentos

A determinação do posicionamento das armaduras e do seu recobrimento é usualmente

realizada com um pacómetro ou com equipamentos de detecção de armaduras por indução

magnética (ex.: Ferroscan da Hilti) e é um dos ensaios mais usuais em inspecções de

estruturas expostas a ambientes marítimos.

Este ensaio não destrutivo, para além de permitir marcar as zonas onde se conseguem extrair

as carotes para ensaio à compressão sem que sejam interceptadas armaduras, identifica a

espessura de recolhimento, necessária para se saber se a carbonatação ou os cloretos já

atingiram as armaduras.

4.1.3. Porosidade e permeabilidade

A permeabilidade do betão tem uma grande influência na durabilidade de uma estrutura de

betão armado uma vez que condiciona a facilidade de penetração dos cloretos, dióxido de

carbono, oxigénio e água, que são alguns dos factores responsáveis pela corrosão das

armaduras.

24

Esta característica do betão é condicionada pela porosidade do betão, ou seja, o volume de

espaços vazios, existentes na massa do betão, resultantes da evaporação da água de

amassadura excedente ou de bolhas de ar.

Estes espaços poderão, contudo, não estar interligados impedindo assim a entrada de água

contaminada para o interior do betão (Fig. 10). Deste modo, o que importará medir na fase de

inspecção, será a porosidade efectiva que permite a entrada de água ou de agentes agressivos

para o interior do betão.

Fig. 10 - Diferença entre permeabilidade e porosidade [10]

Os ensaios mais correntemente utilizados são o «ensaio de absorção capilar», o «ensaio de

absorção de água» e o «ensaio de porosidade». Com eles, é possível calcular a absorção

capilar [mm/h1/2] ou a porosidade do betão que, comparados com alguns limites normativos,

permitem aferir se o betão apresenta boas características face ao tipo de ambiente a que está

exposto. Alguns desses limites são apresentados em [6] tal como a descrição de cada um

desses ensaios.

4.1.4. Resistividade eléctrica do betão

A resistividade eléctrica do betão é um dos parâmetros que condiciona a velocidade de

corrosão e depende essencialmente da maior ou menor comunicação entre os poros do betão

e da sua humidade relativa.

No caso de se pretender optar por um dos métodos de reparação electroquímicos

(realcalinização, dessalinização ou protecção catódica), a determinação da resistividade

25

eléctrica do betão adquire maior importância uma vez que pode condicionar o sucesso ou

insucesso destas reparações, ao dificultar a passagem da corrente eléctrica.

Este tipo de ensaios permite localizar as áreas onde o betão armado precisa de ser reparado

ou protegido e, através da sua aplicação periódica, acompanhar o comportamento de

estruturas novas, minimizando assim os seus custos de manutenção.

As medições podem ser efectuadas in situ ou em laboratório (Fig. 11). No primeiro caso é

usualmente utilizada a sonda de Wenner, que consiste num conjunto de quatro eléctrodos em

linha, numa fonte de corrente alterna e circuitos electrónicos e que permite medir a variação da

resistividade com a profundidade ou elaborar um mapeamento da resistividade (detecção das

variações da resistividade ao longo da superfície do elemento). Esta técnica pode servir ainda

para avaliar a uniformidade e qualidade duma estrutura e detectar áreas contaminadas, por

exemplo, com cloretos se for complementada com medições de potenciais eléctricos [24].

Fig. 11 - Medição da resistividade do betão in situ [25]

No caso de os ensaios serem realizados em laboratório a partir de amostras extraídas da

estrutura, será medida a resistência à passagem de corrente eléctrica através de um provete

previamente saturado de modo a se poder determinar a resistividade mínima, que corresponde

ao máximo índice de corrosão possível para o betão em causa.

Apesar do risco de corrosão não depender unicamente de um parâmetro, é possível encontrar

em [24] uma classificação desse risco em função da resistividade (Tabela 4).

Tabela 4 - Quantificação do risco de corrosão em função da resistividade do betão [24]

Resistividade (kΩ.cm) Nível de corrosão

>100 – 200

As taxas de corrosão serão muito baixas,

mesmo em betão carbonatado ou

contaminadas com cloretos.

10 – 100 Taxas de corrosão baixas a altas

<10 A resistividade não é um parâmetro relevante

para a taxa de corrosão.

26

4.1.5. Potencial eléctrico das armaduras

Outro ensaio frequentemente realizado em obras onde o betão armado se encontra

contaminado por cloretos é a medição do potencial eléctrico da superfície do betão, em relação

a um eléctrodo de referência, já que os resultados podem ser correlacionados com a

probabilidade de existir corrosão, permitindo detectar este fenómeno de uma forma não

destrutiva, antes de os seus efeitos se tornarem visíveis.

O equipamento é composto por uma célula de medição (eléctrodo que contém uma ponta

metálica inserida na sua própria solução saturada, como por exemplo prata em cloreto de prata

ou cobre em sulfato de cobre, uma esponja num dos topos e uma ficha de ligação ao voltímetro

na outra), um voltímetro e um eléctrodo secundário que tem de ser ligado directamente a uma

armadura (podendo ser necessário picar o betão até que essa armadura fique exposta).

Aplicando uma diferença de potencial entre a célula de medição (eléctrodo de referência) e o

terminal ligado à armadura (eléctrodo secundário), é possível medir o potencial eléctrico (em

mV) existente no sistema. Os valores obtidos são apenas qualitativos (já que podem estar

afectados por diversos parâmetros tais como a humidade relativa, a continuidade eléctrica das

armaduras, a espessura do recobrimento ou a temperatura), mas permitem classificar o risco

de ocorrência de corrosão de acordo com algumas tabelas de referência.

É possível ainda organizar os resultados obtidos em forma de mapa de linhas equipotenciais

(através da utilização de um software que vem incluído no kit do aparelho – Fig. 12).

Fig. 12 - Exemplo de um mapa de potencial de uma viga dum porto cais localizado na Noruega [12]

4.2. CARACTERIZAÇÃO DE AGENTES AGRESSIVOS

4.2.1. Determinação da profundidade de carbonatação

A medição da profundidade de carbonatação é um ensaio frequentemente realizado em

inspecções a estruturas de betão armado uma vez que permite, com relativa facilidade,

determinar a profundidade da frente de comparação e avaliar o risco de ocorrência de corrosão

generalizada.

27

Utilizando o indicador da fenolftaleína, é possível determinar in situ a profundidade da frente de

carbonatação recém exposta, logo após a extracção de uma carote de betão.

Com a utilização deste indicador ácido-base, a zona carbonatada apresenta-se incolor (ácido)

e a zona não carbonatada apresenta uma coloração violeta, sendo a profundidade de

carbonatação medida na transição de uma zona para a outra (Fig.13).

A medição da profundidade de carbonatação deverá ser complementada com a medição do

recobrimento no mesmo local de modo a se poder aferir se as armaduras se encontram

protegidas ou se, por redução do PH, existe o risco de a película passiva já ter sido destruída e

a corrosão se ter iniciado.

Fig. 13 - Medição da profundidade de carbonatação em três amostras de betão de um encontro de um viaduto, utilizando o indicador de fenolftaleína (a fenolftaleína foi aplicada apenas em meia secção já que apenas a face

superior das amostras estava em contacto com o meio ambiente)

4.2.2. Determinação do teor de cloretos e do coeficiente de difusão

O objectivo deste tipo de ensaios é determinar a concentração de cloretos no interior do betão

a diferentes profundidades, o que permite calcular o coeficiente de difusão aparente dos

cloretos para o interior e, consequentemente, a velocidade de penetração destes agentes

agressivos com o tempo (utilizando, por exemplo, a 2º Lei de Fick).

As amostras utilizadas neste ensaio são geralmente em forma de pó, retirado do betão a

diferentes profundidades com um berbequim (Fig. 14). Estas amostras são posteriormente

dissolvidas numa solução ácida normalizada e, utilizando um eléctrodo provido de um sensor

de temperatura e um aparelho expressamente concebido para este tipo de ensaios, é possível

converter automaticamente a tensão gerada na reacção química em percentagem de iões

cloreto.

28

Fig. 14 - Extracção de amostra de betão, para ensaio de determinação do teor de cloretos (Ponte de Portimão)

O resultado deste ensaio poderá ser analisado num gráfico idêntico ao da Fig. 15, no qual se

pode comparar a profundidade a que se encontram as armaduras com a profundidade em que

o teor dos cloretos é superior ao teor crítico (que, segundo a Especificação LNEC E-365 [8],

depende da classe de exposição e da razão água/cimento) e identificar se a contaminação é

oriunda do meio ambiente exterior (teor de cloretos decresce em profundidade) ou se os

cloretos já haviam sido incorporados na massa de betão durante o processo de fabrico (nesse

caso, o teor de cloretos é aproximadamente constante em profundidade).

Fig. 15 - Variação da concentração de cloretos em profundidade, para o caso de contaminação oriunda do meio

ambiente exterior

No caso de a contaminação ser provocada por cloretos oriundos do meio ambiente exterior, é

possível calcular o coeficiente de difusão aparente através da 2ª lei de Fick e, por comparação

com alguns limites apresentados em [6] e [21], estimar o risco de corrosão associado à

penetração dos cloretos.

29

Tabela 5 - Valores indicativos para a avaliação da qualidade do betão com base no coeficiente de difusão aos 28 dias, determinado por ensaio de migração em condições não estacionárias [21]

Qualidade do betão Coeficiente de difusão (28 dias)

Avaliação Critério (×1012 , m/s)

Boa Pouco permeável D < 5

Média Permeável 5 < D < 20

Baixa Muito permeável D > 20

O coeficiente de difusão calculado deve ser utilizado, para efeitos de previsão da penetração

de cloretos ao longo do tempo, com alguma cautela já que se pode alterar bastante ao longo

do tempo ou com as variações da temperatura.

Para além deste método, é também usual recorrer-se ao “ensaio de imersão” ou ao “ensaio da

célula de difusão” para determinar o coeficiente de difusão do betão, baseando-se o primeiro

ensaio na imersão de provetes de betão numa solução salina, medindo-se a concentração de

cloretos ao fim de algum tempo e o segundo na utilização de uma célula constituída por uma

fatia fina de betão envolvida por duas soluções (uma com iões e outra neutra) que, controlando

a passagem de iões de uma solução para outra, permite calcular esse coeficiente.

Como principal desvantagem do “ensaio de imersão” pode-se apontar a grande duração desse

ensaio, sendo por isso usual recorrer-se ao “ensaio de imersão acelerado”, cujo procedimento

está descrito na especificação LNEC E 383.

4.3. VELOCIDADE DE CORROSÃO DAS ARMADURAS

A determinação da velocidade de corrosão das armaduras pode ser muito útil nas situações em

que a deterioração já começa a ser evidente e se torna necessário saber, de um modo

aproximado, qual o tempo disponível para se reparar a estrutura.

Uma das técnicas correntemente utilizadas é a medição da resistência de polarização das

armaduras já que permite acompanhar, por monitorização, a evolução do estado de uma

estrutura contaminada por cloretos ou pela carbonatação e avaliar o seu desempenho futuro.

Os resultados obtidos com este ensaio são a taxa de corrosão Icorr [µA/cm2], ou seja, a

quantidade de corrosão verificada por unidade de superfície e referido a um intervalo de tempo

específico, o potencial de corrosão Ecorr, relativamente a uma meia célula de cobre/sulfato de

cobre, a resistência eléctrica do betão, a resistividade, a temperatura e a humidade relativa

ambiente.

Comparando os resultados obtidos com alguns valores de referência ([24], [21] e [8]), é

possível conhecer o nível de corrosão.

30

Tabela 6 – Correlação entre a taxa de corrosão e o nível de corrosão

Taxa de corrosão (µA/cm2) Nível de corrosão

<0,1 Desprezável

0,1 – 0,5 Baixa

0,5 – 1,0 Moderada

>1,0 Elevada

Para além de se conseguir detectar o nível de corrosão com o cálculo da resistência de

polarização, é possível estimar a velocidade de corrosão instantânea (Vcorr, [mm/ano]),

utilizando a expressão:

/ 0.0115 / (4. 1)

Tendo por base a correlação entre a velocidade de corrosão e a resistividade do betão, é

possível, conhecendo-se o valor da resistividade, determinar a velocidade de corrosão nas

condições mais desfavoráveis (betão muito húmido).

⁄ . 10 (4. 2)

Conhecendo-se a velocidade de corrosão (que pode ser calculada pela média do valor mais

desfavorável obtido em laboratório e o valor obtido com as medições in situ), pode-se calcular a

redução da secção das armaduras para o caso de corrosão uniforme ou corrosão localizada.

I , ,

2 (4.3)

Fig. 16 - Cálculo da redução da secção das armaduras com base na medição da resistência de polarização

Em que:

α= Factor de corrosão localizada determinado pela razão entre a profundidade da picadura e a

média de penetração da corrosão uniforme medida por inspecção visual das armaduras (α=2

quando a corrosão é uniforme, que é o caso da provocada por carbonatação, e α≤10 quando a

corrosão é por picadas, caso da corrosão por cloretos [8])

31

5. TIPOS DE REPARAÇÃO

Tendo em consideração que, em ambientes marítimos, a principal patologia que afecta as

estruturas de betão armado é a corrosão de armaduras, é necessário eliminar algum dos

quatro elementos que formam a célula de corrosão (ânodo, cátodo, condutor iónico ou condutor

electrónico) de modo a impedir a sua progressão.

Diversos métodos têm sido utilizados para proteger as estruturas de betão armado da

corrosão, entre os quais se destacam a utilização de pinturas inibidoras de corrosão, a

protecção catódica, a dessalinização, a realcalinização e a substituição parcial ou total do

betão de recobrimento por outro de melhor qualidade.

5.1. REPARAÇÃO ELECTROQUÍMICA

Uma reparação electroquímica é definida pela imposição de uma corrente eléctrica, entre um

elemento externo à estrutura e as armaduras de betão armado, que leva à interrupção da

corrosão destes elementos por repassivação das armaduras, ou por remoção dos iões

agressivos (cloretos) ou ainda por reinstalar a alcalinidade da solução existente nos poros do

betão.

As técnicas de reparação electroquímica usadas para reduzir a corrosão das armaduras em

estruturas de betão armado são:

− realcalinização;

− dessalinização;

− protecção catódica.

Todos os métodos electroquímicos têm princípios e detalhes em comum sendo que a principal

diferença entre eles reside na intensidade da corrente imposta e na duração do tratamento

(Tabela 7).

Tabela 7 – Características dos tratamentos electroquímicos [22]

Protecção catódica Dessalinização Realcalinização

Objectivo Polarização da armadura a um potencial de protecção

Remoção de cloretos no betão /repassivação

Aumento do pH do betão /repassivação

Duração da polarização Permanente 6 a 10 semanas 1 a 2 semanas

Densidade de corrente * 3 a 20 A/m2 0.8 a 2 A/m2 0.8 a 2 A/m2

*relativamente à área de betão

32

5.1.1. Realcalinização

Este tipo de tratamento é especialmente indicado para estruturas em que a corrosão é

originada por carbonatação já que provoca um aumento do PH da água existente nos poros do

betão e restaura a película passiva, outrora destruída pela carbonatação.

O princípio geral de funcionamento é idêntico ao dos restantes tratamentos electroquímicos,

envolvendo a passagem de uma corrente eléctrica entre o ânodo (malha aplicada

exteriormente e envolvida por uma solução electrolítica que, no caso da realcalinização,

costuma ser uma pasta de celulose com 1 molar de carbonato de sódio) e um cátodo

(armaduras do betão).

Fig. 17 - Processo de realcalinização [17]

Deve ser dada atenção ao facto de, por se utilizar uma solução com iões de sódio como

electrólito, poderem ocorrer reacções álcalis-sílica (RAS).

33

Durante o tratamento, o electrólito é transportado para o betão carbonatado por electro-osmose

e migração de iões, produzindo um meio altamente alcalino (Fig. 17).

Analisando a Fig. 17, constata-se que o primeiro efeito da realcalinização é a criação de

produtos de reacção alcalinos junto às armaduras, devido à electrólise, e junto à superfície do

betão, devido à absorção, electro-osmose e difusão do electrólito. No final do processo, todas

as zonas entre as armaduras e a superfície do betão terão um PH altamente alcalino.

A realcalinização é um tratamento temporário e tem uma duração de 1 a 2 semanas, aplicando-

se uma intensidade de corrente entre 0.8 e 2 A/m2. No final, o ânodo é removido e a superfície

da estrutura fica no seu estado original, sendo, por isso, um tipo de tratamento indicado para

estruturas de elevado valor arquitectónico que não podem ser danificadas.

5.1.2. Dessalinização

A dessalinização é um método de reparação electroquímico que possibilita remover iões

cloreto da camada de betão superficial. O processo envolve a passagem de uma corrente

eléctrica imposta entre as armaduras (cátodo) e um ânodo aplicado à superfície de betão

provisoriamente, durante o período de tratamento. As reacções que ocorrem no ânodo

originam a formação de iões hidróxido que repõem a alcalinidade do betão na zona das

armaduras, sendo desta forma restaurada a passivação das armaduras.

Este método é particularmente eficaz no caso de estruturas contaminadas com cloretos por via

externa e em que estes se aproximam das armaduras sem que os danos devidos à corrosão

sejam muito severos. Posteriormente ao tratamento, deverá ser aplicado um revestimento que

restrinja a entrada de cloretos e a absorção de água de modo a permitir prolongar a acção do

tratamento.

Dependendo do teor e do tipo de distribuição dos cloretos no betão, da qualidade do betão, da

distribuição das armaduras e da corrente aplicada, o método pode necessitar de actuar durante

algumas semanas a vários meses até que se atinja um teor de cloretos juntos das armaduras

inferior ao crítico.

5.1.3. Protecção catódica

A protecção catódica baseia-se na inversão do potencial das armaduras do betão para um

estado mais electro-negativo, de modo a que estas passem a funcionar como cátodo e a

corrosão se reduza a valores ínfimos. Este efeito é conseguido através da passagem de uma

corrente eléctrica de baixa intensidade, de um ânodo exterior, para as armaduras (cátodo),

através do betão (electrólito).

34

A protecção catódica das armaduras do betão pode ser conseguida utilizando ânodos

sacrificiais que se dissipam gradualmente ou através da imposição de uma corrente eléctrica.

Tendo por base alguns estudos (referido em [22]), pode-se concluir que o segundo método é

mais eficaz, especialmente em zonas atmosféricas (não submersas) devido à elevada

resistividade do betão.

Esta técnica tem dado bons resultados, por exemplo, na reparação de estruturas de betão

armado expostas a um ambiente marítimo e contaminado por cloretos já que consegue

remover totalmente os agentes agressivos e permite controlar a corrosão de uma forma eficaz

durante o período de vida da estrutura.

Para além da remoção dos cloretos, a protecção catódica origina ainda a produção de iões

hidróxido que levam a um aumento da alcalinidade da solução e, consequentemente, à

restauração da película passiva.

5.2. SUBSTITUIÇÃO DO BETÃO CONTAMINADO

A substituição parcial ou total do betão contaminado é, nos dias de hoje, uma das técnicas

mais utilizadas para reparar estruturas de betão armado deterioradas, embora nem sempre

seja a técnica mais adequada (do ponto de vista técnico ou económico).

O objectivo deste tipo de tratamento é a substituição do betão superficial contaminado, por

betão novo de melhor qualidade ou uma argamassa de reparação, diminuindo-se, assim, a

velocidade de desenvolvimento da deterioração devido à maior protecção contra o ingresso de

agentes agressivos que estes novos elementos conferem.

A reparação por substituição parcial de betão é uma solução bastante competitiva no que

respeita a custos iniciais mas, uma vez que o agente agressor não é completamente removido

do betão, acaba por ser uma solução pouco durável e que requer novas intervenções de

reparação num curto/médio prazo. Para além disso, do ponto de vista técnico, esta solução

poderá mesmo agravar o problema nas zonas adjacentes à reparação (Fig. 18) uma vez que

poderá potenciar a corrosão das armaduras nessas zonas (a área tratada funciona como um

cátodo e as zonas adjacentes que, apesar de poderem não apresentar sinais exteriores de

deterioração, podem estar contaminadas por cloretos com teores próximos do crítico,

funcionam como ânodo, promovendo-se a dissolução do ferro).

35

Fig. 18 - Deterioração acentuada nas zonas adjacentes a uma área reparada (Central de bombagem da

Setenave)

A reparação por substituição total do betão é, do ponto de vista técnico, uma solução muito

eficaz em grande parte das situações mas, no que respeita à economia, poderá ser uma

solução inviável em vários casos uma vez que envolve grandes custos iniciais.

A escolha entre um ou outro método de reparação dependerá assim do montante inicial que o

dono de obra pretende investir e da durabilidade pretendida já que, apesar de uma substituição

total do betão superficial representar grandes custos iniciais, poderá tornar-se economicamente

vantajosa, a longo prazo, uma vez que é uma solução mais eficaz e com maior durabilidade,

envolvendo menores custos de exploração. Este tipo de escolha terá então de se basear numa

análise de custos de cada reparação ao longo do período de vida pretendido para a estrutura,

tema este que será abordado nos próximos capítulos.

5.3. INIBIDORES DE CORROSÃO

Um inibidor de corrosão é uma substância química, comercializada na forma de pó, líquido ou

gel, que, quando é aplicada durante o fabrico do betão, retarda o início da corrosão e, quando

é aplicada superficialmente em estruturas já construídas, reduz a velocidade da corrosão. Este

efeito consegue-se geralmente através da formação de uma camada muito fina de compostos

químicos (que variam consoante o tipo de inibidores e o seu fabricante), o que permite

controlar e retardar a corrosão uma vez que afecta a reacção anódica de dissolução do ferro.

Os inibidores de corrosão aplicados à superfície do betão (migratórios) não se revelam eficazes

uma vez que o seu baixo coeficiente de difusão através do betão faz com que o produto não

atinja o nível das armaduras que carecem de protecção [9].

Quando os inibidores de corrosão são incluídos no seio do betão durante o seu fabrico e

quando o betão é de boa qualidade, consegue-se um retardamento eficaz da corrosão.

Contudo, ainda é desconhecido o seu efeito positivo a longo prazo [17].

36

6. ANÁLISE ECONÓMICA

Existe um certo paralelismo entre a evolução da degradação de uma estrutura e o

envelhecimento de um ser humano. A maior parte das pessoas está ciente de que, ao se

detectar uma doença grave no seu estado inicial, a probabilidade de haver uma cura é muito

maior do que se esta for detectada já num estado avançado, sendo, por isso, usual o recurso a

consultas médicas de rotina. Esta preocupação faz com que o número de casos tratáveis seja

bastante maior e com que a qualidade de vida da pessoa no futuro aumente.

No que respeita à estratégia de manutenção de uma estrutura, passa-se o mesmo, podendo-se

assim distinguir duas abordagens: reactiva e preventiva.

Numa abordagem reactiva, o dono de obra opta por reparar a estrutura apenas quando já

existem sinais claros de deterioração e a funcionalidade e a segurança da estrutura estão em

risco. A reparação a efectuar nestes casos tem geralmente o intuito de diminuir a velocidade de

degradação e estender o tempo de vida da estrutura.

Numa estratégia preventiva, o dono de obra decide investir mais na inspecção e manutenção

da estrutura de modo a que o período de iniciação se prolongue por mais tempo. Neste caso,

as inspecções periódicas a realizar terão de ser mais profundas e pormenorizadas do que na

abordagem reactiva, não podendo consistir numa simples observação visual da estrutura já

que a única informação obtida com este tipo de análise é se a degradação da estrutura já teve

início. Assim, ao invés do que acontece com a abordagem reactiva, as inspecções periódicas

poderão envolver a medição do potencial eléctrico das armaduras, da profundidade de

carbonatação e da penetração dos cloretos, ou a medição da velocidade de corrosão, entre

outros.

Esta solução envolve maiores custos periódicos mas poderá ser mais eficaz do ponto de vista

económico se se fizer uma análise de custos ao longo do período de vida útil da estrutura uma

vez que, pelo facto de se jogar com a antecipação, as reparações a efectuar não serem

geralmente tão dispendiosas como as realizadas numa abordagem reactiva e não envolverem

um tempo de paragem tão elevado. Este aspecto poderá igualmente constituir um grande

ponto a favor deste tipo de estratégia de manutenção de estruturas já que a interrupção de

uma actividade devido a obras ou a perda de produtividade resultante de uma acção de

reparação podem envolver grandes custos para o dono de obra.

A escolha entre uma ou outra abordagem poderá ser feita com base em vários factores mas a

economia é sem dúvida aquele que geralmente mais peso tem para a decisão de um dono de

obra.

Para se fazer uma análise económica comparativa, é necessário definir primeiramente os

vários custos envolvidos. Esta fase poderá ser mais ou menos exaustiva, dependendo do grau

de detalhe pretendido para esta análise, e apresenta, como maior problema, a dificuldade de

37

quantificação de alguns destes custos, como é o caso dos custos gerados pela perturbação do

normal funcionamento de um espaço devido aos trabalhos de reparação da estrutura ou os

custos que o mau funcionamento de uma solução de reparação podem implicar.

Como exemplos de alguns custos que se podem ter em conta no processo de análise

comparativa de soluções de reparação tem-se [17]:

− custo inicial da obra (Construction Costs), CC – este custo deverá contabilizar não só o

investimento realizado quando a estrutura estava a ser construída, mas também o

custo de planeamento e dos projectos das várias especialidades;

− custos de inspecção (Inspection Costs), CI – custo de inspecções realizadas

regularmente com o intuito de controlar e avaliar o estado de degradação da estrutura;

este custo não deverá incluir os encargos decorrentes de inspecções especiais,

realizadas quando se suspeita da existência de uma qualquer deficiência da estrutura;

em casos de avaliações económicas mais profundas, dever-se-á contemplar, em

termos de um custo negativo, a mais valia em termos de segurança e fiabilidade que as

inspecções regulares “oferecem”;

− custos de manutenção (Maintenance Costs), CM – como custos de manutenção,

deverão ser contabilizados os encargos decorrentes de acções de preservação da

estrutura de modo a que esta mantenha a segurança aos estados limite e um bom

desempenho em serviço; estes custos não deverão incluir os encargos decorrentes de

acções de reparação importantes; os custos de manutenção são geralmente

uniformemente distribuídos no tempo de vida da estrutura, ocorrendo após se

detectarem pequenas anomalias nas inspecções periódicas; estes custos são

dependentes da idade da estrutura e, à medida que esta vai aumentando, podem-se

tornar de tal forma elevados que pode ser mais vantajoso optar por uma reparação

mais profunda ou, em casos extremos, pela construção de uma nova estrutura;

− custos de reparação (Repair Costs), CR – os custos de reparação de uma estrutura

englobam os encargos decorrentes da inspecção preliminar, que deverá ser realizada

de modo a se detectarem as causas da deterioração da estrutura, a extensão e a

gravidade dos danos; no caso de a substituição total da estrutura ser uma hipótese a

considerar, deverão ser contabilizados os encargos do novo projecto, da demolição da

estrutura antiga, os custos de construção, de supervisão e os custos administrativos;

− custos decorrentes da ineficácia da solução de reparação (Failure Cost), CF – apesar

de não ser muito comum ocorrer o colapso de uma estrutura, existe sempre uma

probabilidade de tal acontecer devido a variados aspectos, tais como, excesso de

carga, erros de projecto, problemas dos materiais etc; o colapso de uma estrutura pode

assim envolver uma grande variedade de custos, tais como o custo de construção de

uma nova estrutura que substitua a antiga, o custo de vidas humanas, que, por

exemplo, em Espanha é da ordem de 45.000€ a 90.000€ por pessoa, o custo de

38

reparação do equipamento danificado ou ainda o custo devido à destruição de

património de grande valor arquitectónico, cultural ou religioso; estes custos são muito

difíceis de quantificar e deverão ser associados a uma probabilidade de rotura (Pf); de

uma forma simplificada, esta probabilidade poderá ser simulada por uma variação

linear crescente com o tempo durante o período de vida útil da estrutura, sendo que a

maneira mais correcta de a calcular seria fazer variar a probabilidade de rotura em

função do agente agressor; este método de cálculo envolve um grande número de

parâmetros, tais como a dimensão e importância da estrutura, os graus de redundância

ou o tempo de vida considerado na fase de projecto, o que faz com que o seu uso se

destine apenas a projectos de grande importância; estes custos deverão ser

contabilizados apenas quando uma solução de reparação apresenta uma probabilidade

de rotura muito diferente das restantes já que, caso contrário, o benefício retirado da

sua consideração para o processo de decisão é muito pequeno;

− custos dos utilizadores (User Costs), CU – este tipo de custos engloba os encargos que

os utilizadores da estrutura vão ter devido aos trabalhos de reparação; estes custos

dependem usualmente da duração das obras, pelo que a adopção de uma solução de

reparação que dure menos tempo apresentará vantagens do ponto económico; no caso

de uma reparação de uma ponte, por exemplo, os utilizadores dessa estrutura

passarão a demorar mais tempo nas suas viagens devido ao congestionamento

geralmente gerado durante a ocorrência de obras ou poderão mesmo ter de alterar o

seu percurso normal por outro mais comprido; esta ocorrência origina custos aos

utilizadores que, quando possível, devem ser contabilizados uma vez que poderão ser

bastante importantes no processo de decisão; outro exemplo é a reparação de um

edifício de habitação em que os seus utilizadores se têm de ausentar durante a fase de

obras, podendo ter de arrendar outro espaço durante esse intervalo de tempo;

− valor da estrutura no fim do período de análise (Salvage Value), VS – a estimativa do

valor da estrutura no fim do período de análise deverá ser tida em conta quando este

período é inferior ao período de vida da solução de reparação; como valor a considerar,

poderá ser feita uma interpolação linear entre o custo da solução de reparação, quando

t=0 e zero quando t=tvida útil (Fig. 19);

− beneficio retirado com o investimento, R – para além dos vários custos já

mencionados, poderão ainda ser considerados os benefícios retirados com o

investimento realizado, tais como, por exemplo, o aumento das rendas de um edifício

reparado ou o aumento das receitas das portagens de uma ponte devido ao aumento

da capacidade de tráfego.

39

Fig. 19 - Comparação entre o valor da estrutura, no fim do período de análise, para duas soluções de reparação

distintas (solução 1 e 2)

Posto isto, o custo global pode ser calculado através da equação seguinte:

(6.1)

Em que, tal como foi referido anteriormente:

CT Custo total;

CC Custo inicial de construção;

CI Custo de inspecções periódicas;

CM Custo de manutenção;

CR Custo de reparação;

CF Custo da falha da solução de reparação;

CU Custo dos utilizadores;

CO Outros Custos;

VS Valor da estrutura no fim do período de análise;

R Benefícios retirados com o investimento;

Esta é apenas uma das muitas equações possíveis para se calcular o custo de cada solução,

sendo que, se necessário, poderão ser incluídos outros tipos de custos ou rendimentos

decorrentes da solução adoptada.

Quando o intuito do estudo económico é comparar o custo de duas ou mais soluções de

reparação, não é necessário incluir todos os encargos anteriormente mencionados já que os

custos que são similares em todas as soluções de reparação não contribuem para o processo

de decisão. Por exemplo, se o estudo a efectuar pretende comparar o custo de uma solução de

protecção catódica com o custo de uma solução de reparação em que há substituição total do

betão contaminado, a quantificação do custo inicial de construção da estrutura não acrescenta

40

nenhuma mais-valia para o processo de decisão já que este custo será idêntico nas duas

soluções. Quando se pretende comparar ainda as duas soluções anteriores com uma solução

hipotética de se ter construído a estrutura inicialmente recorrendo-se a aço inoxidável em vez

de aço normal, o custo inicial já teria de ser contabilizado uma vez que, para a última

alternativa, os encargos iniciais serão superiores aos encargos de construção da solução 1 e 2.

Outro aspecto que não está explícito na equação anterior é o facto de todos os custos terem de

ser actualizados para um determinado tempo de referência, que normalmente é a altura em

que o investimento é feito.

Para tal é necessário prever a variação da taxa de inflação, que é um parâmetro que indica o

ganho ou perda do poder de compra do dinheiro, que o dono de obra tem em sua posse. Este

passo envolve sempre grandes incertezas uma vez que a taxa de inflação varia de país para

país e depende de variadíssimos factores. A Fig. 20 apresenta um gráfico com a variação da

taxa de inflação de Portugal entre 1970 e 2005, sendo bem visível a grande oscilação que pode

ter.

Fig. 20 - Variação da taxa de inflação de Portugal entre 1970 e 2005

Para além do conhecimento da taxa de inflação, deverá ainda estimar-se a taxa de valorização

do dinheiro quando este é investido (taxa de juro). Esta taxa pode variar bastante em função da

valorização que cada dono de obra espera conseguir obter, razão pela qual a actualização de

encargos que vão ocorrer no futuro poderá envolver grandes erros.

Posto isto, a taxa de actualização deverá reflectir a relação entre a taxa de juro e a taxa de

inflação, podendo-se utilizar a equação seguinte para a calcular:

11 çã

1 (6.2)

Tendo por base a Fig. 21, pode-se constatar que a taxa de actualização de custos têm sido, em

média, da ordem dos 2% para os países da União Europeia.

41

Fig. 21 - Taxa de actualização de custos na Europa, entre os anos de 1980 e 1999 [17]

A actualização de custos pontuais para um determinado tempo de referência é feita de acordo

com a seguinte equação:

,

1(6.3)

em que:

Ci Custo no ano de referência;

Ci,j Custo ao fim de j anos;

j Intervalo de tempo entre o ano de referência e o ano em que é tido o encargo;

r Taxa de actualização média de custos.

Para custos recorrentes, como é o caso dos custos de inspecções periódicas e dos custos de

manutenção de um sistema de protecção catódica, o valor dos encargos no ano de referência

podem ser calculados de acordo com a fórmula seguinte:

.1 1 .

1 1 (6. 4)

em que:

Ci Somatório de todos os custos periódicos actualizados para o ano de referência;

ci Valor individual de cada custo periódico;

(trunc significa que só se usa o valor inteiro do valor calculado);

N Período de vida da estrutura;

m Intervalo de tempo entre cada ocorrência.

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

3.00%

3.50%

1980 1985 1990 1995 2000

Taxa de actualização

de custos %

Países membros da União Europeia (média = 2.02%)

Europa inteira (média = 1.68%)

42

6.1. REPARAÇÃO TRADICIONAL DE BETÃO

Quando o período de iniciação acaba e é necessário tomar as devidas medidas correctivas, a

reparação da estrutura por substituição do betão contaminado por outro de boa qualidade é,

usualmente, a primeira opção a ter em conta.

A previsão do fim do período de iniciação pode ser feita de acordo com a metodologia

explicitada nos capítulos anteriores (2ª Lei de Fick adaptada de modo a ter em conta a variação

do teor de cloretos à superfície e do coeficiente de difusão dos cloretos ao longo do tempo).

Porém, a partir do momento em que ocorre a primeira reparação nas zonas deterioradas, é

mais difícil prever o tempo que levará até nova acção de reparação uma vez que, para tal, seria

necessário medir a velocidade de corrosão ou mapear o teor de cloretos de toda a estrutura

(ou pelo menos em alguns pontos característicos dos vários microclimas existentes) de modo a

se conseguir prever quais as zonas mais críticas, que não foram reparadas anteriormente, e

que num futuro próximo poderão começar a apresentar sinais de degradação.

Em termos económicos, a escolha de um método de reparação tradicional, por substituição do

betão com um teor de cloretos elevado, envolve custos de inspecção e manutenção reduzidos,

quando comparados, por exemplo, com o caso de uma reparação com protecção catódica.

Este aspecto deve-se ao facto de, salvo algumas excepções, as estruturas reparadas por este

método só serem inspeccionadas a partir do momento em que a deterioração já é bem visível

(este aspecto tem vindo a ser combatido por alguns donos de obra, como por exemplo a Brisa,

as Estradas de Portugal, EP, ou a Refer, já que a falta de inspecção e manutenção pode fazer

com que o custo da reparação futura seja bastante superior).

De uma forma generalista e para uma obra de média dimensão, pode-se estimar que, nos

casos em que o dono de obra tem interesse em que sejam feitas inspecções regulares da

estrutura, se gaste cerca de 4.000€ a 5.000€ por cada inspecção. Quanto à periodicidade deste

tipo de encargos, é usual definir-se um intervalo de 2 anos entre inspecções. Este valor poderá

contudo variar bastante de estrutura para estrutura ou à medida que esta vai envelhecendo,

sendo por isso difícil generalizar.

Quando os sinais de degradação começam a aparecer e quando começa a ser necessário

reparar a estrutura, terá de ser considerado um custo adicional, correspondente ao custo de

uma inspecção detalhada, que pode variar, em média, entre 10.000€ e 20.000€, consoante o

tipo de obra em causa.

Quando a reparação incide apenas sobre algumas zonas da estrutura que se apresentem mais

deterioradas, deixando de parte as zonas que, apesar de estarem contaminadas por cloretos,

ainda não apresentam sinais claros de deterioração, a periodicidade entre cada reparação

poderá ser mais reduzida, já que essas zonas podem vir a ter de ser reparadas pouco tempo

depois.

43

Por exemplo, se um betão for mais poroso em determinada zona da estrutura, os produtos de

corrosão têm espaço para se formarem sem que ocorra a fissuração ou delaminação do betão

de recobrimento. Contudo, se não se repararem igualmente estas zonas, poderá ocorrer a sua

deterioração pouco tempo depois de as zonas adjacentes terem sido reparadas.

No caso de a reparação incidir sobre toda a estrutura, ou seja, no caso de todo o betão

contaminado ser substituído por um betão novo de boa qualidade, o número de reparações

necessárias para que a estrutura desempenhe bem as suas funções durante o período de vida

estipulado na fase de projecto é, em média, bastante mais reduzido, dependendo grandemente

da qualidade do betão utilizado na reparação e do facto de se remover todo o betão

contaminado. Deste modo, o custo de cada reparação será bastante maior do que no caso

anterior, mas o intervalo de tempo entre cada uma será claramente superior (a periodicidade

média entre cada reparação é de 25 anos).

Em média, uma reparação deste tipo poderá custar cerca de 150€/m2 de área a reparar,

envolvendo este valor a picagem do betão deteriorado, a substituição de algumas armaduras

mais corroídas e a execução de uma nova camada de recobrimento com um betão novo de

boas características. Nos casos em que as condições de trabalho são difíceis (ex: reparação

da Central de Bombagem da Setenave em que o espaço é bastante apertado e existe uma

grande quantidade de máquinas em funcionamento e há a necessidade de as proteger das

poeiras que se geram durante as operações de reparação da estrutura), o custo médio de

reparação poderá ser bastante superior ao anteriormente mencionado, podendo chegar aos

450€/m2.

Resumindo o que foi exposto, os valores que serão considerados na análise económica são:

Tabela 8 - Custos a considerar na análise económica de uma reparação por substituição do betão contaminado

Custo Periodicidade média

Inspecções periódicas 4 000 a 5 000 € 2 em 2 anos

Inspecções detalhadas 10 000 a 20 000 € Antes de uma acção de reparação

Reparação 150 €/m2 10 anos quando se substitui somente o betão contaminado e 25 anos quando se opta pela substituição total do betão superficial

44

6.2. PROTECÇÃO CATÓDICA

A protecção catódica é, do ponto de vista técnico, a melhor opção de reparação de estruturas

de betão armado contaminadas por cloretos já que é a única que consegue controlar o

problema da corrosão, evitando reparações futuras. Este aspecto poderá igualmente funcionar

como uma mais valia do ponto de vista económico uma vez que, se se garantir que o sistema

está a funcionar em perfeitas condições, a corrosão não ocorre e os encargos com reparações

futuras serão quase nulos.

Para se garantir o bom funcionamento do sistema, é necessário, contudo, monitorizar

periodicamente a estrutura (especialmente no primeiro ano em que há a necessidade de

calibrar o sistema de modo a que se possa garantir o seu bom funcionamento nos anos

subsequentes), realizar inspecções com uma maior regularidade do que no método tradicional

de reparação e substituir o equipamento no fim do seu período de vida (é usual considerar-se

um período de vida útil superior a 40 anos para os ânodos e superior a 30 anos para os

eléctrodos).

Para se ter uma ideia dos valores envolvidos neste tipo de reparação, em média o custo de

aplicação de um sistema de protecção catódica varia entre 100€/m2 e 200€/m2, o custo das

inspecções varia entre 1000€ e 2000€ (de 6 em 6 meses) e o custo de manutenção é de cerca

de 5% do custo inicial do sistema, em cada ciclo de 10 anos. Estes custos são apenas custos

médios já que existe uma grande variedade de factores que poderão influenciar os valores

referidos, como é o caso da facilidade de acesso às zonas deterioradas, o grau de degradação

da estrutura, a existência de continuidade eléctrica nas armaduras, entre outros.

Pelo facto de a aplicação de protecção catódica não exigir a remoção de muito betão, a

operação é mais rápida e menos intrusiva e, portanto, não interfere tanto com o uso da

estrutura. Assim, uma vez que o tempo de reparação e o número de intervenções é bastante

inferior ao longo do período de vida útil da estrutura, pode-se concluir também que os “user

costs” deste tipo de reparação devem ser consideravelmente inferiores aos da solução de

reparação tradicional o que poderá ser outro ponto a favor da protecção catódica.

Custo Periodicidade Inspecções periódicas 1 000 a 2 000€ 6 em 6 meses

Manutenção do sistema * 5% Custo de instalação do SPC

10 em 10 anos

Inspecções detalhadas 15 000 € Antes de uma acção de reparação

Reparação 100 a 200€/m2 Se o sistema tiver uma manutenção regular, não é necessário reparar a estrutura mais do que uma vez já que a PC impede o avanço da corrosão

* Inclui substituição do equipamento no fim do seu período de vida

Tabela 9 - Custos médios a considerar na análise económica de uma reparação com protecção catódica

45

6.3. SUBSTITUIÇÃO DE UMA PERCENTAGEM DE AÇO CORRENTE POR AÇO INOXIDÁVEL DURANTE A CONSTRUÇÃO DA ESTRUTURA

A utilização selectiva de aço inoxidável durante a fase de construção de uma estrutura é, ao

contrário das soluções anteriores, uma medida preventiva e não correctiva. As medidas

preventivas correspondem, na maioria dos casos, a custos iniciais de construção acrescidos,

mas que, em situações de ambientes de elevada agressividade (como é o caso do ambiente

marítimo), podem vir a traduzir-se em menores custos globais, durante o ciclo de vida da

estrutura.

Embora seja sensível à corrosão localizada induzida por acção dos iões cloreto, um aço

inoxidável apresenta um teor crítico de cloretos que pode ser 4 a 8 vezes superior ao do aço

corrente [1], o que, aliado ao facto de a progressão da corrosão não originar significativa

fissuração e delaminação do betão de recobrimento (a corrosão que se desenvolve está

normalmente associada a um menor volume de produtos de corrosão do que o originado nos

casos correntes), faz com que a sua utilização em armaduras do betão possa constituir um

meio atractivo de prevenção da corrosão, particularmente nas zonas de maior agressividade.

Um dos principais factores para a pouca utilização de aços inoxidáveis no betão armado é o

seu custo, que é em geral cerca de 5 a 7 vezes superior ao dos aços normais (um aço

inoxidável aplicado custa em média 5€/kg e o custo médio de um aço corrente aplicado é de

0.9€/kg).

Se a análise de custos for feita numa base de custos totais, a qual terá de ter em conta os

benefícios que esta utilização tem na resistência da estrutura às acções ambientais e

sobretudo se a introdução dos aços inox for prevista apenas nas zonas da estrutura onde a

agressividade é maior, a utilização deste tipo de solução poderá ser bastante competitiva já

que conduz a uma grande redução dos encargos de manutenção e de reparação da estrutura.

46

7. CASOS DE ESTUDO

7.1. REPARAÇÃO DA CENTRAL DE BOMBAGEM DO ESTALEIRO NAVAL DA SETENAVE

Os estaleiros navais da Setenave localizam-se na península de Setúbal, no estuário do rio

Sado e têm sido objecto de alguns estudos pelo facto de a corrosão estar a afectar

grandemente a durabilidade das estruturas aí localizadas.

Fig. 22 – Vista aérea do estaleiro naval da Setenave com indicação da localização da Central de Bombagem

(imagem obtida a partir do Google Earth)

Um exemplo de uma estrutura que está a ser alvo de corrosão devido à contaminação do betão

por cloretos é o edifício da central de bombagem (Fig. 22 a Fig. 23). Este foi construído por

volta do ano 1973 e é constituído por 3 pisos enterrados com dimensões em planta de

52.15x24.30m.

Fig. 23 – Doca 21 e vista exterior da Central de Bombagem

O ed

e o t

dime

Em 1

repar

1632

eleme

Apes

neces

na al

recob

o fun

trans

interv

Fig. 2

Rece

de de

pilare

ser e

Impo

tendo

afecta

altern

−

−

−

ifício encont

terreno, na

nsões para a

1991/92 (cer

ração com o

m2) por um

entos estrutu

sar de se sa

ssidade de r

ltura por rea

brimento dev

ncionamento

formação de

venção de re

24 - Cobertura e

entemente, n

eterioração,

es, o que mo

xecutado em

rta assim es

o em conta

ado. Assim,

nativas:

− solução 1

executad

− solução 2

− solução 3

quantidad

ra-se confina

menor dime

acesso e con

rca de 20 a

objectivo de

betão de bo

urais.

aber que a s

reparar no fu

alizar apenas

vido à dificuld

da central (

e alta tensão

eparação).

e edifício de en

otou-se um a

nomeadame

otivou a exec

m 2007).

stimar qual s

que é nece

, entre as

1: reparação

a em 1992);

2: protecção

3: situação h

de de aço ino

ado, na maio

ensão. Acim

ntrolo de ope

nos após a

e substituir o

oa qualidade

solução ado

uturo as zon

s uma repar

dade de aces

(este edifício

o, entre outro

ntrada (esq.) e

acentuar do

ente, de dela

cução de um

será a melho

essário gara

opções de

o local por su

catódica da

hipotética de

oxidável em

47

or dimensão,

ma do nível

erações.

construção)

o betão dete

(microbetão

optada não s

as que iam

ração local e

sso a alguns

o abriga maq

os, cujo func

viga interior m

processo de

aminações e

m novo estud

or alternativa

antir que o

reparação

ubstituição d

estrutura;

construção

vez de aço n

, entre a doc

do solo, ex

), a estrutur

eriorado das

o), repondo a

seria a mais

ser alvo de

e não uma s

s pontos da e

quinaria pesa

cionamento t

muito afectada

e deterioraçã

e fendilhaçõe

do e de um n

a de reparaç

normal func

possíveis, v

o betão dela

inicial da es

normal.

ca 21 e a doc

xiste uma ca

ra em causa

zonas delam

as secções d

s indicada p

reparação e

substituição

estrutura e à

ada como bo

teve de ser m

pela corrosão

ão e o edifício

es em pared

novo projecto

ão das anom

cionamento d

vão-se anali

aminado (rep

strutura com

ca 22 e entre

asa de pequ

a foi alvo de

minadas (cer

de aço dos

por poder ha

em 1992, opt

total do bet

à interferência

ombas, post

mantido dura

das armadura

o apresenta

des, lajes, vi

o de reparaç

malias verific

do edifício n

sar as seg

paração idên

uma determ

e o rio

uenas

e uma

rca de

vários

aver a

tou-se

ão de

a com

tos de

ante a

s (dir.)

sinais

igas e

ção (a

cadas,

não é

uintes

ntica à

minada

48

A análise será efectuada para um período de vida de 50 anos, a contar a partir do tempo

presente, ou seja, até 2057.

7.1.1. Estimativa do custo inicial da estrutura

7.1.1.1. Usando armaduras ordinárias de aço

Como o custo de construção da estrutura não é conhecido, optou-se por estimar este valor com

base em custos médios de construção.

Os valores unitários considerados na estimativa do custo inicial da estrutura são:

Lajes

− Custo de 1 m3 de betão é de cerca de 90€/m3;

− Como as lajes têm aproximadamente 0.30m de espessura, serão necessários 1/0.3

3.5m2 de cofragem por cada m3 de betão. Como o custo por m2 de cofragem é da

ordem dos 15€/m2, o custo desta componente, por m3 de betão, será de 50€/m3;

− Considerando uma taxa de armadura de 110kg/m3 e um custo unitário do aço corrente

de 0.9€/kg, o custo do aço por m3 de betão é de 99€/m3;

Somando estes valores, obtém-se um custo de construção de cerca de 240€/m3 ou de

72€/m2 de área de laje.

Paredes

− Custo de 1 m3 de betão é de cerca de 90€/m3;

− Como as paredes têm uma espessura média de cerca 0.80m, serão necessários

1.25m2 de cofragem por cada m3 de betão. Adoptando o mesmo custo unitário por m2

de cofragem, o custo desta componente por m3 de betão será de 20€/m3;

− Considerando uma taxa de armadura de 100kg/m3 e um custo unitário do aço corrente

de 0.9€/kg, o custo do aço por m3 de betão é de 90€/m3;

Somando estes valores, obtém-se um custo máximo de construção de 200€/m3 ou um

valor de 160€/m2 de parede.

Deste modo, se se tiver em conta que as áreas totais das lajes e das paredes são de cerca de:

− 2660m2 de área total de lajes;

− 1400m2 de área total de paredes.

49

O custo estimado de construção da estrutura (no ano de 1973), considerando que o custo dos

pilares e vigas é contabilizado por um factor de majoração de 10%, é de:

. 2660 72 1400 160 1.1 1 0.02 233.120€

Este valor foi estimado, com base no custo médio dos materiais para a presente data,

actualizando estes valores para custos no ano de 1973 à taxa de 2.0% ao ano. O valor

actualizado para o ano de 2007, foi calculado para taxas de actualização iguais a 1.5, 2 e 2.5% e

são apresentados na Tabela 10.

Tabela 10 - Estimativa do custo de construção da estrutura

7.1.1.2. Uso selectivo de aço inoxidável na construção da estrutura

Por não se conhecer ao certo a quantidade de aço corrente que, por se encontrar mais exposto

aos agentes agressivos do ambiente marítimo, apresenta maior probabilidade de ser corroído,

vão-se considerar três hipóteses distintas:

− substituição de 20% do aço corrente por aço inoxidável;

− substituição de 30% do aço corrente por aço inoxidável;

− substituição de 50% do aço corrente por aço inoxidável.

No caso de o betão ser muito permeável aos cloretos, poderá ser necessário utilizar aço

inoxidável nas armaduras interiores para se garantir uma maior durabilidade da estrutura,

havendo, neste caso, um aumento da percentagem de aço inoxidável relativamente ao aço

corrente. Este aspecto poderia levar à necessidade de se utilizar 100% de aço inox, mas não

foi considerado na análise efectuada.

Na determinação do custo de construção de cada uma dessas hipóteses, foram considerados

os seguintes pressupostos (Tabela 11):

Custo estimado de construção no ano de 1973

Custo de construção actualizado para o ano de 2007 com uma taxa de actualização de 1.5%



Solução base

233 120 € 386 745 € 457 072 € 539 747 €

50

Tabela 11 - Taxas de armadura consideradas no cálculo dos custo de construção da estrutura

Como o custo unitário do aço corrente aplicado é de cerca de 0.9€/kg e o custo unitário do aço

inox aplicado é de cerca de 5€/kg, o custo de construção de cada uma das hipóteses

considerada é igual a (Tabela 12). Importa referir que a determinação do custo de construção

(de cada uma das hipóteses) actualizado para o ano de 1973 foi feita considerando uma taxa

de actualização média de 2% ao ano. A actualização posterior para o ano de 2007 foi feita

considerando uma taxa de actualização de 1.5, 2 ou 2.5% de modo a se ter em conta a

influência deste parâmetro no custo de construção da estrutura.

Tabela 12 - Custo de construção da estrutura no caso de se utilizar aço inoxidável

7.1.2. Estimativa do custo de inspecções periódicas

7.1.2.1. Reparação local por substituição do betão delaminado

Tendo por base um projecto de reparação do Cais de Bombagem por substituição do betão

contaminado (solução 1), será definido um plano de inspecção e ensaios que, relativamente às

zonas reparadas, possibilite a detecção e o desenvolvimento dos mecanismos de deterioração

quando estes ainda se encontram numa fase inicial, permitindo o seu controlo numa fase em

que ainda estão pouco desenvolvidos e, relativamente às zonas não tratadas, permita

acompanhar a evolução da deterioração e possibilite uma melhor detecção de anomalias que

possam causar situações críticas relativas à segurança estrutural.

Taxa de armadura corrente

Taxa de aço inox

Taxa de armadura corrente

Taxa de aço inox

[‐] [kg/m3] [kg/m3] [kg/m3] [kg/m3]

Hipótese 1Substituição de 20% das armaduras correntes por armaduras em aço inox

88 22 80 20


77 33 70 30


55 55 50 50

LajesDescrição

Paredes

DescriçãoCusto estimado de construção

no ano de 1973





326 744 € 542 068 € 640 640 € 756 519 €


374 342 € 621 033 € 733 964 € 866 723 €


463 412 € 768 798 € 908 600 € 1 072 947 €

51

O plano de observação será, constituído por duas fases:

− inspecções de rotina: com uma periodicidade menor, consistem essencialmente numa

inspecção visual, por forma a se detectarem sinais indicadores do início dos

mecanismos de deterioração (deterioração da protecção superficial ou manchas

provocadas por produtos de corrosão) ou para se avaliar o ritmo de progressão da

deterioração e as consequências que essa deterioração pode ter ao nível da segurança

da obra.

− inspecções especiais: com uma periodicidade maior, consistem na execução de

ensaios por forma a que se possam obter informações sobre os mecanismos de

deterioração, impossíveis de detectar através da inspecção visual; os ensaios previstos

consistem na medição do teor de cloretos e, se este for elevado, na medição do

potencial eléctrico das armaduras e na detecção de zonas delaminadas; nas áreas não

tratadas, consistem ainda na execução de medições da área delaminada em duas

zonas, consideradas representativas de todos os elementos.

A periodicidade de cada tipo de inspecção é apresentada na Tabela 13.

Tabela 13 - Plano de inspecções e custos de cada tipo de inspecção

Considerando então que a taxa de actualização é constante e igual a 2% (taxa média de

actualização nos últimos anos, como se pode observar na Fig. 21, e que equivale, por exemplo,

a uma taxa de juro anual de 4% e a uma taxa de inflação igual a 2%), é possível calcular o

custo total de inspecções periódicas, actualizado para a presente data (2007).

Fig. 25 - Plano de inspecções periódicas da estrutura da Central de Bombagem (Setenave) no caso de se optar

por substituir o betão que se encontra deteriorado

INSPECÇÃO VISUAL PERIOD. CUSTO CONSIDERADO ENSAIOS PERIOD. CUSTO

CONSIDERADO

Zonas Não Reparadas

Manchas de corrosão e delaminação do betão 1 ano 4 000 € Delaminação

do betão 3 anos 10 000 €

Zonas Reparadas + Zonas não reparadas

Manchas de corrosão, delaminação do betão, fendilhação do betão e protecção superficial

2 anos 5 000 €

Delaminação do betão,

penetração de cloretos e

potencial das armaduras

6 anos 20 000 €

INSPECÇÃO ESPECIAL

ELEMENTO

INSPECÇÃO DE ROTINA

52

− Inspecção do tipo 1

Analisando a Fig. 25, pode-se concluir que a periodicidade deste tipo de inspecções pode ser

modelada através de duas ocorrências distintas com início em 2008 e 2012 e com intervalos de

tempo de 6 anos, ou seja, a primeira ocorrência ocorre nos anos 2002+n×6 e a segunda ocorre

nos anos 2006+n×6 (com n sendo um número inteiro superior a 0).

O cálculo do factor k depende do factor N que, por sua vez, depende do ano de início de cada

ocorrência.

Assim:

N 9 , 2057 2002 558 , 2057 2006 51

, 4.000€1 1 0.021 0.02 1 20.825€

, 4.000€1 1 0.021 0.02 1 19.450€

Actualizando estes custos para o ano de 2007:

. 20.825€

1 0.0219.450€

1 0.02 42.830€


O cálculo deste custo poderá ser feito de maneira idêntica ao anterior, modelando a

periodicidade através de duas ocorrência distintas com início em 2003 e 2005 e uma

periodicidade de 6 anos.

N 8 , 2057 2003 548 , 2057 2005 52

, , 5.000€1 1 0.021 0.02 1 24.310€

. 24.310€

1 0.0224.310€

1 0.02 51.600€


Estas inspecções ocorrem com uma periodicidade de 6 anos e têm início no ano de 2010.

Deste modo, o seu custo total, actualizado para o ano de construção é:

8 , 2057 2004

53

10.000€1 1 0.021 0.02 1 48.625€

. 48.625€

1 0.02 51.600€


8 , 2057 2007

20.000€1 1 0.021 0.02 1 97.250€

Assim, o custo total das inspecções periódicas, actualizado para o ano de 2007, é igual a:

çõ ó 42.830 51.600 51.600 97.250 243.290€

o que equivale a 53% do custo inicial da estrutura. Este valor é bastante superior ao que se

estava à espera mas decorre de um plano de inspecções real e de custos médios de cada tipo

de inspecções a realizar.

7.1.2.2. Protecção catódica da estrutura

No caso de se recorrer a um sistema de protecção catódica, o plano de inspecções periódicas

poderá ser idêntico ao anterior mas com a diferença de não existirem zonas não tratadas.

Assim, considerar-se-á que apenas existem inspecções do tipo 2 (observação visual de toda a

estrutura) e do tipo 4 (inspecção detalhada de toda a estrutura) e que a periodicidade de cada

uma é idêntica ao caso anterior.


por reparar a estrutura com um sistema de protecção catódica

O custo total actualizado das inspecções periódicas é, neste caso, dado por:

çõ ó 51.600 97.250 148.860€

Este valor representa um acréscimo de cerca de 33% ao custo inicial da estrutura.

54

7.1.2.3. Uso selectivo de aço inoxidável na construção

A utilização de aço inox nas zonas mais susceptíveis ao ataque dos cloretos do ambiente

marítimo faz com que o comportamento da estrutura ao longo do seu período de vida útil seja

bastante superior, não havendo por isso a necessidade de a inspeccionar com tanta

regularidade.

Na análise efectuada, considera-se que apenas haverá a necessidade de efectuar inspecções

visuais com uma periodicidade de 10 anos.


pelo uso selectivo de aço inox durante a construção

N 8 , 2057 1973

5.000€1 1 0.021 0.02 1 18.150€

. 18.150€

1 0.02 35.585€

Este custo, quando comparado com o custo de construção de cada hipótese, representa um

acréscimo de 5,6%, 4,8% ou 3,9% ao custo total da estrutura ao longo do seu período de vida

útil, respectivamente.

7.1.3. Estimativa do custo de reparação

7.1.3.1. Reparação local por substituição do betão delaminado

Como se referiu anteriormente, em 1992 houve necessidade de se proceder à primeira acção

de reparação, tendo-se optado na altura por substituir apenas o betão deteriorado já que,

embora se soubesse que essa solução era pouco duradoura, havia várias condicionantes,

relacionadas com a necessidade de não interromper o normal funcionamento da Central de

Bombagem e com a dificuldade de acesso a algumas zonas, que conduziram a essa solução.

A área total reparada foi de 1.632m2.

No ano de 2007, haverá a necessidade de efectuar novas obras de reparação da estrutura,

estando já definido que a intervenção a realizar consistirá igualmente na substituição do betão

contaminado, numa área de cerca de 370m2. Tendo por base um orçamento obtido para as

55

referidas obras de reparação, esta intervenção custará cerca de 161.350€, o que corresponde

a um custo unitário por metro quadrado de reparação de cerca de 435€/m2. Os custos unitários

obtidos são assim bastante superiores ao que foi exposto anteriormente (150€/m2), devendo-se

este aspecto essencialmente à grande dificuldade de acesso a algumas zonas da estrutura

dada a grande densidade de equipamentos que não podem ser desactivados durante as obras

de reparação por serem essenciais nas operações de bombagem de água para as docas.

Se se utilizar este valor, é possível então efectuar uma estimativa do custo da reparação que

se efectuou nesse ano ( a actualização de custos para o ano de 1992 foi feita com uma taxa de

2% ao ano):

çã 435€/m 1.632m 1 0.02 527.480€

Somando a área reparada em 1992 com a área a reparar em 2007, chega-se à conclusão de

que, num total de 6.320m2 (somatório das área totais de pavimentos, tectos e paredes), cerca

de 2000m2 (32% da área total) já apresentaram sinais claros de deterioração e tiveram de ser

reparados. No entanto, uma vez que existe uma grande percentagem de zonas não reparadas,

é muito difícil prever a data da próxima reparação se não se conhecer o teor de cloretos de

todas as áreas não reparadas e o coeficiente de difusão do betão original da estrutura (de

modo a que se consiga estimar o fim do período de iniciação nessas zonas e,

consequentemente, o início da corrosão das armaduras do betão armado).

Como ainda não foi realizada nenhuma inspecção recentemente que possa fornecer tais

dados, considerar-se-á que é necessário reparar a estrutura em intervalos de 15 anos (valor

médio do intervalo entre reparações até ao presente momento). Este pressuposto poderá

contudo afastar-se da realidade uma vez que pode ocorrer o caso de o intervalo entre cada

reparação tender a diminuir ao longo do tempo (provavelmente será o que vai acontecer).

Fig. 28 - Plano de reparações da estrutura da Central de Bombagem (Setenave)

Para além disto, considerou-se ainda que a área a reparar em cada intervenção é de cerca de

400m2 (valor estimado com base na área a reparar no ano de 2007 mas que poderá ser, na

realidade, bastante variável), o que, tendo por base os custos unitários apresentados

anteriormente, corresponde a um custo total de reparações igual a:

çõ527.480

1 0.02161.350

400 4351 0.02

400 4351 0.02

400 4351 0.02

1.167.990€

56

Este custo representa um acréscimo de 256% ao custo inicial de construção da estrutura,

reforçando-se, deste modo, a necessidade de se procederem a estudos deste tipo para se

auxiliar o dono de obra a optar por estratégias de manutenção que evitem custos de reparação

tão elevados.


O custo de instalação de um sistema de protecção catódica pode ser bastante variável uma

vez que depende, por exemplo, da quantidade de betão que, por se encontrar muito

deteriorado, necessita de ser reparado antes de se instalar o sistema de protecção catódica ou

da quantidade de armaduras que precisam de ser substituídas pelo facto de não haver

continuidade eléctrica (aspecto indispensável para o funcionamento deste tipo de reparação).

Apesar do grande grau de incerteza envolvido, estima-se que o custo de instalação de um

sistema de protecção catódica por unidade de área varie entre 100€/m2 e 200€/m2, pelo que,

na presente análise de custos, serão considerados três casos distintos com custos de 100€/m2,

150€/m2 e 200€/m2.

Para uma área de reparação de cerca de 4060m2 (2660m2 de lajes e 1400m2 de paredes), o

custo actualizado (para o ano de 2007) de reparação é então de:

− Hipótese 1: çõ C çã C çã

527.480

1 0.024060 100 1.115.920€


527.480

1 0.024060 150 1.318.920€


527.480

1 0.024060 200 1.521.920€

− Uso selectivo de aço inoxidável

A necessidade de reparação de uma estrutura em que, durante a fase de construção, é

utilizado aço inoxidável nas zonas mais críticas é muito difícil de comprovar já que não existem

ainda casos de estudo suficientes que permitam comprovar a longevidade deste tipo de

soluções (o caso mais antigo de uma estrutura em que foi utilizado aço inoxidável é o de uma

ponte, localizada na Península de Yucatan no México e que, desde 1940 até ao presente ano

57

ainda se apresenta em boas condições, apesar de estar exposta a um ambiente tropical

marítimo).

Pelo facto de ser muito difícil saber ao certo se a corrosão afectará primeiramente as

armaduras exteriores em aço inoxidável (com um teor crítico de cloretos de cerca de 8 vezes

superior ao do aço corrente, ou seja, 0.4% do peso do betão ou, para um betão com A/C=0.5 e

300kg/m3 de cimento, 3.2% do peso de cimento) ou se, devido à má qualidade de betão, a

penetração de cloretos se dá com grande facilidade e as armaduras interiores em aço normal

são as primeiras a mostrar sinais de corrosão, considera-se que não será necessário reparar a

estrutura ao longo do período de análise, que é de cerca de 84 anos (entre 1973 e 2057). Este

aspecto é muito difícil de comprovar já que exigiria um estudo aprofundado das características

do betão e da facilidade de penetração de cloretos até às zonas mais interiores e menos

expostas à acção dos agentes agressivos, podendo influenciar as conclusões da análise de

custos efectuada.

7.1.4. Estimativa do custo de manutenção da estrutura

Como já se referiu anteriormente, os custos de manutenção englobam os encargos

decorrentes de acções de preservação da estrutura de modo a que esta mantenha a

segurança aos estados limite e um bom desempenho em serviço.

Este tipo de custos é normalmente baixo quando se opta por substituir o betão deteriorado,

uma vez que a degradação das zonas envolventes é normalmente rápida e uma simples acção

de manutenção não resolve o problema na maioria dos casos. Assim, como o intervalo de

tempo entre acções de reparação é baixo, não se vão contabilizar custos de manutenção neste

caso.

O mesmo já não se passa se se optar por reparar a estrutura com a instalação de um sistema

de protecção catódica, uma vez que o equipamento necessita de ser substituído com uma

certa periodicidade para que o bom funcionamento do sistema não fique posto em causa.

Deste modo, é usual considerar-se que, a cada 10 anos, será necessário despender cerca de

5% do custo inicial do sistema para o manter em bom estado.

Fig. 29 - Plano de manutenção do sistema de protecção catódica da estrutura da C. Bombagem (Setenave)

N 4 , 2057 2007

58

0.05 4060 1001 1 0.021 0.02 1 50.715€ , hipótese 1

0.05 4060 1501 1 0.021 0.02 1 76.075€ , hipótese 2

0.05 4060 2001 1 0.021 0.02 1 101.430€ , hipótese 3

No caso de se optar pelo uso selectivo de aço inox, os custos de manutenção serão muito

baixos em relação ao custo inicial de construção, tendo-se desprezado a contribuição desta

parcela para o cálculo do custo total da solução ao longo do período de vida da estrutura. Esta

consideração poderá afastar-se da realidade nos casos em que o betão apresenta uma grande

permeabilidade aos cloretos já que, neste caso, as armaduras de aço corrente, utilizadas nos

locais onde a agressividade do meio deveria ser inferior poderão apresentar alguma corrosão

ao longo do tempo.

7.1.5. Comparação de custos

A análise de custos que se pretende efectuar apresenta sempre algum grau de arbitrariedade

dada a grande dificuldade de previsão da taxa de actualização de custos para períodos de

análise longos.

Deste modo, apesar de a taxa de actualização destes últimos anos ser, em média, de 2% (Fig.

21), apresenta-se na Fig. 30, Fig. 31 e Fig. 32 uma análise dos custos totais, actualizados, à

taxa de 1.5, 2 e 2.5%, respectivamente, para o ano de construção, ao longo do período de vida

útil da estrutura.

Fig. 30 – Análise de custos de três soluções de reparação da Central de Bombagem da Setenave, ao longo do

período de vida da estrutura (taxa de actualização=1.50%)

0 €

500 000 €

1 000 000 €

1 500 000 €

2 000 000 €

2 500 000 €

1973 1983 1993 2003 2013 2023 2033 2043 2053

Cus

to [€

]

Tempo [anos]Reparação Tradicional por subsituição do betão contaminadoProtecção catódica em 2007 (100€/m2)Protecção catódica em 2007 (150€/m2)Protecção catódica em 2007 (200€/m2)Substituição de 20% do aço corrente por aço inoxidávelSubstituição de 30% do aço corrente por aço inoxidávelSubstituição de 50% do aço corrente por aço inoxidável

Actualização de custos para o ano de 2007 à taxa 1.50%

59





Analisando as referidas figuras, pode-se constatar que, para o presente caso de estudo, o uso

selectivo de aço inoxidável é a solução que, do ponto de vista económico, maiores vantagens

traz ao dono de obra, independentemente da taxa de actualização considerada (1.5, 2 ou

2.5%,) e para qualquer das percentagens de substituição consideradas (20, 30 e 50%). À

medida que a taxa de actualização aumenta, pode-se notar uma ligeira perda de vantagem

económica em se utilizar este tipo de solução mas o custo total continua a ser claramente

inferior (ao se passar de uma taxa de actualização de 1.5% para 2.5%, a solução de reparação

tradicional passa a ter um custo total 138% superior ao custo total da solução de utilização de

20% de aço inoxidável em vez de 190%).

Esta conclusão vai ao encontro do que se estava à espera, uma vez que as abordagens

preventivas acabam por ser sempre bastante mais vantajosas a longo prazo do que as

0 €

500 000 €

1 000 000 €

1 500 000 €

2 000 000 €

2 500 000 €

1973 1983 1993 2003 2013 2023 2033 2043 2053

Cus

to [€

]



0 €

500 000 €

1 000 000 €

1 500 000 €

2 000 000 €

2 500 000 €

1973 1983 1993 2003 2013 2023 2033 2043 2053

Cus

to [€

]



60

abordagens reactivas, em que se opta pela reparação da estrutura apenas quando esta

apresenta sinais de deterioração.

Relativamente às restantes soluções, pode-se constatar que a utilização de um sistema de

protecção catódica em vez de se optar pela solução tradicional de substituir o betão

contaminado é vantajosa se o seu custo de instalação for inferior a 150€/m2 (conclusão válida

apenas para o período de vida útil considerado uma vez que, para intervalos de tempo

superiores, a protecção catódica poderá tornar-se mais vantajosa mesmo para custos de

instalação a rondar os 200€/m2).

À medida que a taxa de actualização de custos aumenta, a solução de reparação tradicional

vai-se tornando mais vantajosa uma vez que o custo das reparações e inspecções futuras vão

perdendo expressão (para uma taxa de actualização mais elevada, o dinheiro valoriza-se mais

e é mais vantajoso investi-lo mais tarde do que no momento presente). Esta conclusão também

é válida para as soluções de reparação com instalação de um sistema de protecção catódica

mas, pelo facto de não se ter considerado necessário reparar a estrutura após o ano de 2007 e

de as inspecções terem um peso menor no custo total, a influência da taxa de actualização é

menor.

61

7.2. REPARAÇÃO DE UMA PONTE CAIS

Outro exemplo de uma estrutura muito danificada devido à contaminação do betão com

cloretos provenientes das águas do mar é uma ponte-cais localizada no estuário do Rio Tejo.

Esta estrutura foi construída nos anos 30 e tem uma dimensão em planta de cerca de 24.0m de

largura de frente de acostagem por 45.5m de comprimento total.

Fig. 33 - Planta da Ponte-Cais

A laje do tabuleiro é vigada e apoia em pórticos constituídos por pilares, vigas horizontais e

escoras, sendo os pilares fundados indirectamente através de estacas em betão armado. A

área de implantação é de cerca de 770m2.

Parte da estrutura original da ponte-cais encontra-se revestida por um encamisamento, em

betão armado, com cerca de 7.0 cm de espessura.

A campanha de inspecção, realizada em no ano de 2006, permitiu detectar, de forma

sistemática, um conjunto de anomalias de degradação de betão, nas zonas emersas e

submersas dos elementos estruturais, e o desligamento generalizado da camada de

encamisamento da estrutura. As amostras de betão extraídas revelaram um betão de

constituição muito heterogénea, com resistências de classe igual ou superior a C30/37, na laje

e pilares, e a C16/20, nas vigas. As espessuras de recobrimentos detectadas na estrutura

foram muito variáveis, desde um mínimo de 3.0mm a um máximo de 79mm.

Enquanto que a presença de carbonatação no betão não é relevante, o teor de cloretos medido

é superior ao teor crítico até 6.0cm de profundidade, excedendo a espessura do recobrimento

médio das armaduras.

Tendo por base a Especificação LNEC – E464, referente à “Metodologia Prescritiva Para Uma

Vida Útil de Projecto de 50 e de 100 Anos Face às Acções Ambientais”, verifica-se que a

ponte-cais pertence à classe de exposição ambiental XS3, de zonas de marés, de rebentação

e de salpicos, com corrosão induzida por cloretos da água do mar. Este enquadramento

62

ambiental corresponde à prescrição de um betão com classe de resistência mínima C35/45 a

C50/60, dependendo do tipo de cimento utilizado, e de um recobrimento nominal de 55 mm,

para uma vida útil de projecto de 50 anos.

Assim, como o betão identificado com as amostras recolhidas apresenta uma qualidade

bastante inferior ao especificado nas normas e os recobrimentos medidos são muito reduzidos,

passar-se-á a analisar algumas soluções de reparação ou prevenção da corrosão de

armaduras:

− solução 1: remoção integral da camada de revestimento e do betão da estrutura

original contaminado até 2 cm atrás das armaduras e reposição da secção com betão

de elevado desempenho (com elevado grau de impermeabilidade à penetração de

cloretos);

Fig. 34 - Esquema de reparação para a solução 1

− solução 2: instalação de um sistema de protecção catódica por corrente imposta, que

irá proteger as armaduras da estrutura original e as do revestimento executado

posteriormente;

− solução 3: situação hipotética de construção inicial da estrutura com uma certa

percentagem de aço inoxidável em vez de aço normal (como não se sabe ao certo qual

a percentagem de aço inoxidável que é necessário utilizar para se garantir uma maior

durabilidade da estrutura, serão testadas as hipóteses de substituição de 20, 30 ou

50% do aço corrente por aço inoxidável e ainda a utilização de 100% de aço inox).

A análise será efectuada para um período de vida de 50 anos, a contar a partir do tempo

presente, ou seja, até 2057.

63

7.2.1. Estimativa do custo inicial da estrutura

7.2.1.1. Usando armaduras ordinárias de aço

Não tendo sido possível obter o valor real do custo de construção deste estrutura foi feita uma

estimativa deste custo com base em taxas de armadura médias e custos médios dos materiais

para a presente data (ano de 2007), tendo-se majorado posteriormente o valor obtido em 100%

para se ter em conta o custo de execução das fundações indirectas por estacas.

Assim, considerando valores unitários idênticos aos do caso prático anterior:

A determinação do custo actualizado de construção no ano de 1930 foi feita considerando uma

taxa de actualização de 2.0%. Fixando este valor, é então possível calcular o valor actualizado

para o ano de 2007 considerando taxas de actualização diferentes de modo a se ter em

atenção a influência deste parâmetro na análise de custos.

çã 184.865 2.0 1 0.02 80.480€

çã

80.480 1 0.015 253.255€80.480 1 0.020 369.730€80.480 1 0.025 538.780€


No caso de se optar pela substituição de uma parte do aço corrente por aço inoxidável, o custo

inicial da estrutura será necessariamente superior uma vez que, como já foi referido

anteriormente, este material tem um custo cerca de 5 a 7 vezes superior.

Deste modo, como a sua utilização se restringirá à superestrutura, o custo estimado de

construção da estrutura neste caso será de:

TOTAIS Betão Taxa aço Aço Cofragem Custo Betão Custo aço Custo

cofragem Custo total

m3 kg/m3 Kg m2 € € € €

Área das faces inferiores das Lajes [m2] 770.10 146 110 16 095 770 13 169 € 14 486 € 11 552 € 39 206 €

Comprimento das Vigas Superiores [ml] 523.20 157 150 23 544 523 14 126 € 21 190 € 7 848 € 43 164 €

Comprimento das Vigas Intermédias [ml] 186.00 38 150 5 650 223 3 390 € 5 085 € 3 348 € 11 823 €

Comprimento das Vigas de ligação viga superiorcom viga inferior [ml] 427.10 68 150 10 250 513 6 150 € 9 225 € 7 688 € 23 063 €

Comprimento das Vigas Inferiores [ml] 387.40 46 150 6 917 465 4 150 € 6 225 € 6 973 € 17 348 €

Área dos Escudos de betão [m2] 92.64 56 100 5 558 185 5 003 € 5 003 € 2 779 € 12 784 €

Comprimento dos Pilares ( da cota +6,20m até ácota +0,80m) [ml] 362.10 91 200 18 105 869 8 147 € 16 295 € 13 036 € 37 477 €

184 866 €

64

TOTAIS Betão Taxa aço normal

Taxa aço Inox

Aço normal

Aço Inox Cofragem Custo

BetãoCusto aço

normalCusto aço

InoxCusto


m3 kg/m3 kg/m3 Kg Kg m2 € € € € €Área das faces inferioresdas lajes [m2] 770.10 146 88 22 12 876 3 219 770 13 169 € 11 588 € 16 095 € 11 552 € 52 404 €

Comprimento das vigas superiores [ml] 523.20 157 120 30 18 835 4 709 523 14 126 € 16 952 € 23 544 € 7 848 € 62 470 €

Comprimento das vigas Intermédias [ml] 186.00 38 120 30 4 520 1 130 223 3 390 € 4 068 € 5 650 € 3 348 € 16 455 €

Comprimento das vigas deligação viga superior comviga inferior

[ml] 427.10 68 120 30 8 200 2 050 513 6 150 € 7 380 € 10 250 € 7 688 € 31 469 €

Comprimento das vigas inferiores [ml] 387.40 46 120 30 5 533 1 383 465 4 150 € 4 980 € 6 917 € 6 973 € 23 020 €

Área dos escudos de betão [m2] 92.64 56 80 20 4 447 1 112 185 5 003 € 4 002 € 5 558 € 2 779 € 17 342 €

Comprimento dos pilares (da cota +6,20m até á cota+0,80m)

[ml] 362.10 91 160 40 14 484 3 621 869 8 147 € 13 036 € 18 105 € 13 036 € 52 323 €

255 483 €

Hipótese 1: Substituição de 20% de aço corrente por aço inoxidável


Taxa aço Inox

Aço normal


BetãoCusto aço

normalCusto aço

InoxCusto





Comprimento das vigas deligação viga superior comviga inferior

[ml] 427.10 68 105 45 7 175 3 075 513 6 150 € 6 458 € 15 376 € 7 688 € 35 671 €




[ml] 362.10 91 140 60 12 674 5 432 869 8 147 € 11 406 € 27 158 € 13 036 € 59 747 €

290 792 €



Taxa aço Inox

Aço normal


BetãoCusto aço

normalCusto aço

InoxCusto





Comprimento das vigasde ligação viga superiorcom viga inferior

[ml] 427.10 68 75 75 5 125 5 125 513 6 150 € 4 613 € 25 626 € 7 688 € 44 077 €



Comprimento dos pilares( da cota +6,20m até ácota +0,80m)

[ml] 362.10 91 100 100 9 053 9 053 869 8 147 € 8 147 € 45 263 € 13 036 € 74 593 €

361 410 €



Taxa aço Inox

Aço normal


BetãoCusto aço

normalCusto aço

InoxCusto


m3 kg/m3 kg/m3 Kg Kg m2 € € € € €Área das faces inferioresdas lajes [m2] 770.10 146 0 110 0 16 095 770 13 169 € 0 € 80 475 € 11 552 € 105 196 €

Comprimento das vigas superiores [ml] 523.20 157 0 150 0 23 544 523 14 126 € 0 € 117 720 € 7 848 € 139 694 €

Comprimento das vigas Intermédias [ml] 186.00 38 0 150 0 5 650 223 3 390 € 0 € 28 249 € 3 348 € 34 987 €

Comprimento das vigasde ligação viga superiorcom viga inferior

[ml] 427.10 68 0 150 0 10 250 513 6 150 € 0 € 51 252 € 7 688 € 65 090 €

Comprimento das vigas inferiores [ml] 387.40 46 0 150 0 6 917 465 4 150 € 0 € 34 583 € 6 973 € 45 706 €

Área dos escudos de betão [m2] 92.64 56 0 100 0 5 558 185 5 003 € 0 € 27 792 € 2 779 € 35 574 €


[ml] 362.10 91 0 200 0 18 105 869 8 147 € 0 € 90 525 € 13 036 € 111 708 €

537 954 €

Hipótese 4: Utilização de 100% de aço inoxidável

65

çã

255.485 184.865 1 0.02 95.850€ , hipótese 1290.795 184.865 1 0.02 103.535 , hipótese 2361.410 184.865 1 0.02 118.905 , hipótese 3537.955 184.865 1 0.02 172.705 , hipótese 4

* Admite‐se que o custo de execução das fundações não sofre alterações em relação ao custo considerado no caso base, ou seja,

considerou‐se que é igual ao custo de construção da superestrutura no caso base

O custo de construção de cada hipótese, actualizado para o ano de 2007 à taxa de 1.5, 2.0 ou

2.5% é apresentado na Tabela 14.

Tabela 14 - Custos de construção actualizados para o ano de 2007 em função da taxa de actualização média entre 1930 e 2007

7.2.2. Estimativa do custo de inspecções periódicas

7.2.2.1. Reparação por substituição total do betão contaminado

Na determinação do custo das inspecções para a solução 1, considera-se que são realizadas

inspecções visuais à estrutura de dois em dois anos, optando-se por uma inspecção mais

detalhada caso se comecem a notar sinais exteriores de deterioração da estrutura e seja

necessário repará-la novamente.

Repetindo a metodologia usada no caso anterior para calcular o custo actualizado deste tipo de

encargos para a presente data (ano de 2007) e admitindo que o custo unitário de uma

inspecção visual é de 4.000€ (estrutura é mais pequena do que a anterior logo foi considerado

um custo inferior) e de uma inspecção detalhada é de 15.000€:

çõ çõ çõ 59.740 26.305 86.045€

Deste modo, as inspecções constituem um acréscimo de 23% ao custo inicial de construção da

estrutura.

1.50% 2.00% 2.50%Solução base 253 255 € 369 731 € 538 779 €

Hipótese 1 301 626 € 440 349 € 641 684 €Hipótese 2 325 812 € 475 658 € 693 137 €Hipótese 3 374 183 € 546 275 € 796 042 €Hipótese 4 543 481 € 793 437 € 1 156 211 €

Taxa de actualização média entre 1930 e 2007

66


No caso de se optar por instalar um sistema de protecção catódica na estrutura, considera-se

que é necessário realizar uma inspecção visual de rotina a cada 2 anos de modo a se poder

comprovar o bom funcionamento do sistema. Considerando ainda que, tal como no caso

anterior, o custo de cada uma destas inspecções é de 4000€:

çõ çõ 62.740€

Este custo representa um acréscimo de 18% ao custo de construção da estrutura.


No caso de se optar pela substituição de uma certa percentagem de aço corrente por aço

inoxidável durante a fase de construção da estrutura, considera-se que apenas haverá a

necessidade de efectuar inspecções visuais com uma periodicidade de 10 anos (considerou-se

que estas inspecções tiveram início no ano de 1930).

çõ çõ 48.000€

O que representa um acréscimo de 11, 10, 9 ou 6% em relação ao custo de construção da

estrutura com 20, 30, 50 ou 100% de aço inoxidável, respectivamente.

7.2.3. Estimativa do custo de reparação


A reparação da estrutura por remoção integral da camada de revestimento e do betão da

estrutura original contaminado até 2 cm atrás das armaduras e reposição da secção com betão

de elevado desempenho foi orçamentada, no ano de 2007, por uma empresa de reabilitação de

estruturas, no valor de 730.000€ (cerca de 200€/m2).

Como, na reparação por substituição do betão contaminado, é usual definir-se uma espessura

fixa de betão a sanear (por exemplo: ”deverá ser removido todo o betão contaminado até 2cm

atrás das armaduras”), pode ocorrer a situação de nem todo o betão contaminado ser

removido. Este aspecto, aliado à possibilidade de a betonagem da nova camada de

recobrimento não ser feita correctamente e de se poderem criar vazios dentro do betão que

aumentem a disponibilidade de oxigénio à volta das armaduras compromete a durabilidade

desta solução de reparação, sendo por isso considerado um período de vida médio de 25 anos

(será necessário intervir novamente por volta do ano de 2032).

67

Neste caso, considerou-se que a reparação a realizar será menos dispendiosa do que a de

2007, estimando-se que custe aproximadamente 500.000€ (custo terá de ser actualizado para

o ano de 2007).

Deste modo,

çõ 730.000500.000

1 . .

1.074.605 . . 1.5%1.034.765 . . 2.0%999.695 . . 2.5%

Este custo representa um acréscimo de 290, 280 ou 270% ao custo estimado de construção da

estrutura, valor este que, apesar de parecer exagerado, foi calculado com base num orçamento

real.


No caso de se optar pela protecção catódica da estrutura, o custo da intervenção deverá

rondar os 500.000€ (valor estimado com base num orçamento realizado no ano de 2007 por

uma empresa especializada na reabilitação de estruturas). Este custo, quando comparado com

o custo de construção da estrutura (actualizado para o ano de 2007) é cerca de 1.35 vezes

superior.

7.2.4. Estimativa do custo de manutenção da estrutura


A estimativa dos custos de manutenção da estrutura quando se opta pela solução de

reparação 1, não é muito fácil de efectuar uma vez que depende de vários factores, como por

exemplo a qualidade do betão de reparação, a qualidade de execução da reparação ou ainda a

possibilidade o betão não removido estar muito contaminado com cloretos.

Deste modo, não se considerará este encargo na presente análise de custos.


Quando se opta por reparar a estrutura instalando um sistema de protecção catódica, é usual

considerar-se que, a cada 10 anos, se gasta cerca de 5% do custo de instalação do sistema

para o manter em bom estado, o que corresponde a 25.000€ de 10 em 10 anos. Utilizando a

metodologia exemplificada no exemplo anterior para o cálculo do custo total actualizado:

çã 67.460€

68


No caso de se optar pelo uso selectivo de aço inox durante a construção, os custos de

manutenção serão muito reduzidos em relação ao custo inicial, sendo desprezados para o

cálculo do custo total da solução ao longo do período de vida da estrutura. Esta conclusão é

válida se se considerar que a quantidade de aço inoxidável utilizada é suficiente se garantir a

durabilidade de todas as zonas mais expostas aos agentes agressivos da água do mar e que

nas restantes zonas onde se utilizou aço corrente as velocidades de deterioração da estrutura

são bastante reduzidas devido à sua menor exposição a estes agentes.

7.2.1. Comparação de custos

A análise das Figs.35 a 37 permite concluir que, no presente caso de estudo, a utilização de

aço inoxidável durante a fase de construção da estrutura é compensatória do ponto de vista

económico, sendo que esta vantagem é tanto maior quanto menor for a taxa de actualização

de custos (para taxas de actualização elevadas, os custos futuros actualizados para o tempo

presente são menores e, por este motivo, o custo total das soluções 1 e 2 aproxima-se mais do

custo total das soluções preventivas com utilização selectiva de aço inoxidável).

É possível também constatar que, no caso de ser necessário utilizar 100% de aço inoxidável

para se garantir a durabilidade da estrutura durante todo o período de vida da estrutura e no

caso de a taxa de actualização média ser igual a 2.5%, o custo total aproxima-se da solução de

reparação com protecção catódica.

Na impossibilidade de voltar atrás no tempo e de se construir a estrutura com uma determinada

percentagem de aço inox, deveria optar-se pela solução de reparação 2 uma vez que a

reparação tradicional por substituição do betão superficial por outro de boa qualidade é menos

durável, levando provavelmente à necessidade de se proceder a uma nova intervenção ao fim

de 25 anos, e apresenta um custo total 37 a 54% superior (para uma taxa de actualização de

2.5 e 1.5%, respectivamente).

69

Fig. 35 - Comparação de custos entre duas soluções de reparação e a situação hipotética de se ter construído a estrutura no ano de 1930 com uma determinada percentagem de aço inoxidável (taxa de actualização de custos igual a 1.50%)



0 €

500 000 €

1 000 000 €

1 500 000 €

2 000 000 €

1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050

Cus

to [€

]

Tempo [anos]Reparação por substituição total do betão contaminado em 2007Protecção catódica em 2007Substituição de 20% de aço corrente por aço inoxidável na fase de construção da estruturaSubstituição de 30% de aço corrente por aço inoxidável na fase de construção da estruturaSubstituição de 50% de aço corrente por aço inoxidável na fase de construção da estruturaUtilização de 100% de aço inoxidável

Actualização de custos para o ano de 2007 à taxa de 1.50%

0 €

500 000 €

1 000 000 €

1 500 000 €

2 000 000 €

1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050

Cus

to [€

]



0 €

500 000 €

1 000 000 €

1 500 000 €

2 000 000 €

1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050

Cus

to [€

]



70

7.3. CASO DE ESTUDO GERAL

Para além do estudo de dois casos práticos, foi analisado igualmente, no presente trabalho, um

caso geral de um troço de laje de betão armado com 1.0m de largura, 1.0m de comprimento e

0.20m de espessura, localizada junto ao mar.

Este exemplo tem como objectivos:

1. O estudo da influência do aumento do recobrimento médio das armaduras no custo total

da estrutura ao longo do seu período de vida, para um mesmo betão; 2. O estudo da influência do aumento da qualidade do betão no custo total da estrutura ao

longo do seu período de vida, para um mesmo recobrimento médio.

Na presente análise, foram considerados dois betões distintos, com as seguintes

características:

Betão B1:

− cimento tipo i (cimento portland normal); classe de resistência 32.5R; 300kg/m3;

− relação a/c = 0.5;

− máxima dimensão dos agregados superior a 19.1mm e inferior a 25.4mm;

− consistência medida pelo ensaio de abaixamento = 7cm;

− resistência média à compressão aos 28 dias de idade medida em cubos (20×20×20)

cm3 = 34Mpa (poderá classificar-se aproximadamente como um C25/30).

Betão B2:

− cimento tipo i (cimento portland normal); classe de resistência 32.5R; 425kg/m3;

− relação a/c = 0.3

− superplastificante Rheobuild 2000;

− máxima dimensão dos agregados superior a 19.1mm e inferior a 25.4mm;

− consistência medida pelo ensaio de abaixamento = 17cm;

− resistência média à compressão aos 28 dias de idade medida em cubos (20×20×20)

cm3 = 54Mpa (poderá classificar-se aproximadamente como um C40/50);

Estes betões foram estudados para várias condições de exposição pelo Prof. Dr. António Costa

[4], apresentando-se, na Tabela 15 e na Tabela 16, os valores dos parâmetros D1ano, m, Cs,1ano

e n que permitem modelar a penetração dos cloretos ao longo do tempo (recorrendo-se à

equação 3.7).

71

Tabela 15 – Dados para a modelação da penetração dos cloretos no betão B1 para várias condições de exposição

Tabela 16 – Dados para a modelação da penetração dos cloretos no betão B2 para várias condições de exposição

A análise de custos foi realizada para as duas hipóteses que se apresentam de seguida:

− hipótese 1: espessura da laje igual a 0.20m e distribuição de recobrimentos de acordo

com a Fig. 38 (recobrimento médio igual a 0.03m);

Fig. 38 - Distribuição de recobrimentos para a hipótese 1 (recobrimento médio igual a 0.03m e espessura da laje igual a 0.20m)

− hipótese 2: aumentar a espessura da laje para 0.26m e passar a ter uma distribuição

de recobrimentos de acordo com a Fig. 39 (recobrimento médio igual a 0.06m).

Classe de exposição D1ano m Cs,1ano n[-] [×10-12 m2/s] [-] [%peso betão] [-]

Zona atmosférica/rebentação XS3 3.12 0.51 0.24 0.47

Zona de maré XS3 5.32 0.60 0.38 0.37

Zona atmosférica XS1 1.21 0.42 0.12 0.54 Zona sujeita a ciclos de

molhagem/secagem XS3 3.04 0.44 0.21 0.47

Classe de exposição D1ano m Cs,1ano n[-] [×10-12 m2/s] [-] [%peso betão] [-]

Zona atmosférica/rebentação XS3 1.60 0.43 0.20 0.51

Zona de maré XS3 - - - -

Zona atmosférica XS1 0.77 0.36 0.09 0.69 Zona sujeita a ciclos de

molhagem/secagem XS3 1.31 0.41 0.14 0.54

72

Fig. 39 - Distribuição de recobrimentos para a Hipótese 2 (recobrimento médio igual a 0.06m e espessura da laje aumenta para 0.26m)

Na Tabela 18 e na Tabela 19, apresenta-se o número de anos necessários para que o teor de

cloretos junto às armaduras seja igual ao teor crítico que, de acordo com a Especificação

LNEC E-465 [8], depende da razão a/c e da classe de exposição (Tabela 17). Conhecendo-se

a altura se atinge o teor crítico a várias profundidades e a distribuição de recobrimentos é então

possível determinar a altura em que será necessário reparar a estrutura e qual a área de

reparação.

Tabela 17 - Teor crítico de cloretos (% em massa de cimento) [8]

Tabela 18 - Cálculo do tempo de iniciação para um betão B1 com várias espessuras de recobrimento e para quatro classes de exposição diferentes

Água/cimento XS1; XS2 XS3a/c ≤ 0,30 0.6 0.5

0,30 < a/c ≤ 0,40 0.5 0.4

a/c > 0,40 0.4 0.3

Zona atmosférica / rebentação

Zona de maré

Zona atmosférica

Zona sujeita a ciclos de molhagem / secagem

[mm] [anos] [anos] [anos] [anos]10 0.2 0.0 1.6 0.320 1.0 0.3 5.4 1.130 2.7 0.9 12.8 2.840 6.0 2.5 24.9 5.750 11.2 5.4 42.1 10.060 19.1 10.3 66.0 16.170 30.1 18.2 97.4 24.580 45.8 30.4 138.4 34.990 65.5 47.3 187.1 48.1

tiniciaçãoRecobrimento

73

Tabela 19 – Cálculo do tempo de iniciação para um betão B2 com várias espessuras de recobrimento e para quatro classes de exposição diferentes

A análise comparativa apresentada na Fig. 40, para o betão B1, e na Fig. 41, para o betão B2,

teve por base os seguintes pressupostos:

− o custo de aplicação dos betões B1 e B2 em obra é de 70€/m3 e 90€/m3,

respectivamente;

− o custo da cofragem é de 15€/m2;

− o custo do aço é de 0.90€/kg e a taxa de armadura da laje é de 100kg/m3;

− o custo de reparação é de 150€/m2 (custo médio estimado para uma reparação

tradicional por substituição do betão contaminado por um de boa qualidade);

− a taxa de actualização dos custos de reparação da estrutura para o ano 2007 é de 2%.

Analisando os gráficos da Fig. 40 e da Fig. 41 e a Tabela 20, pode-se concluir que o aumento

da espessura da laje e do recobrimento em 0.03m (a laje passa a ter 0.26m de espessura em

vez de 0.20m), apesar de contribuir para o acréscimo dos encargos de construção, conduz a

um custo total inferior, ao longo do período de vida da estrutura. Esta redução de custos é mais

evidente quando o coeficiente de difusão do betão é pequeno, como é o caso de se expor um

troço de laje construído com um betão B1 a uma zona atmosférica (com o aumento do

recobrimento e da espessura da laje, obteve-se uma redução de 45%) ou de se expor um troço

de laje construído com um betão de melhor qualidade a qualquer condição de exposição (para

um betão B2, consegue-se em média uma redução de 32% caso se aumente a espessura do

recobrimento médio e da laje em 0.03m).

Esta conclusão está de acordo com o que se estava à espera uma vez que o aumento do

recobrimento faz com que as armaduras se encontrem mais protegidas dos agentes agressivos

da água do mar, sendo necessárias menos operações de reparação da estrutura para que esta

cumpra o período de vida definido em projecto.

Zona atmosférica / rebentação

Zona de maré

Zona atmosférica

Zona sujeita a ciclos de molhagem / secagem

[mm] [anos] [anos] [anos] [anos]10 1.4 - 4.8 2.320 4.5 - 12.4 6.930 10.6 - 24.8 15.240 20.4 - 42.9 28.250 34.5 - 67.3 46.560 54.1 - 98.7 71.170 79.8 - 137.8 102.980 113.2 - 185.8 143.390 153.3 - 241.5 191.5

Recobrimentotiniciação

74

Relativamente ao segundo objectivo, conclui-se que o aumento da qualidade do betão numa

estrutura exposta a um ambiente marítimo é bastante rentável do ponto de vista económico já

que, como se pode observar na Tabela 21 e com a comparação da Fig. 40 com a Fig. 41, o

custo total da estrutura é bastante inferior no caso de se utilizar um betão B2, conseguindo-se,

na hipótese 1, reduções entre 15 e 20% e, na hipótese 2, reduções entre 10 e 38%.

Fig. 40 - Comparação do custo total da hipótese 1 com o custo total da hipótese 2 para um betão B1 exposto a

vários tipos de ambiente diferentes

Fig. 41 - Comparação do custo total da hipótese 1 com o custo total da hipótese 2 para um betão B2 exposto a

vários tipos de ambiente diferentes

0 €

50 €

100 €

150 €

200 €

250 €

2007 2012 2017 2022 2027 2032 2037 2042 2047 2052 2057

Costo [€/m

2]

Tempo [anos]Espessura de recobrimento de 3cm ‐Zona atmosférica/rebentaçãoEspessura de recobrimento de 6cm ‐Zona atmosférica/rebentaçãoEspessura de recobrimento de 3cm ‐Zona de maréEspessura de recobrimento de 6cm ‐Zona de maréEspessura de recobrimento de 3cm ‐Zona atmosféricaEspessura de recobrimento de 6cm ‐Zona atmosféricaEspessura de recobrimento de 3cm ‐Zona sujeita a ciclos de molhagem/secagemEspessura de recobrimento de 6cm ‐Zona sujeita a ciclos de molhagem/secagem

Taxa de actualização de custos = 2.00%

0 €

25 €

50 €

75 €

100 €

125 €

150 €

175 €

2007 2012 2017 2022 2027 2032 2037 2042 2047 2052 2057

Custo [€/m

2]

Tempo [anos]Espessura de recobrimento de 3cm ‐Zona atmosférica/rebentação

Espessura de recobrimento de 6cm ‐Zona atmosférica/rebentação

Espessura de recobrimento de 3cm ‐Zona atmosférica

Espessura de recobrimento de 6cm ‐Zona atmosférica

Espessura de recobrimento de 3cm ‐Zona sujeita a ciclos de molhagem/secagem

Espessura de recobrimento de 6cm ‐Zona sujeita a ciclos de molhagem/secagem

Taxa de actualização de custos = 2.00%

75

Tabela 20 - Custo total das várias situações estudadas e cálculo da relação entre o custo da hipótese 1 e o custo da hipótese 2 para cada tipo de betão e cada tipo de exposição

Tabela 21 - Custo total das várias situações estudadas e cálculo da relação entre o custo do betão B2 e o custo do betão B1 para cada hipótese considerada e cada tipo de exposição

Fig. 42 - Comparação do custo total das várias hipóteses consideradas

Este exemplo aplica-se a qualquer outro caso já que, em elementos mais espessos, um

aumento da espessura do recobrimento quase não se repercute no custo inicial de construção

e constitui uma grande mais valia no que respeita à sua durabilidade.

Hipótese 1 Hipótese 2 Custo hipótese 2 / Custo hipótese 1 Hipótese 1 Hipótese 2 Custo hipótese 2 /

Custo hipótese 1 Zona atmosférica / rebentação 193 € 151 € 78% 165 € 94 € 57%

Zona de maré 200 € 168 € 84% - - -

Zona atmosférica 156 € 86 € 55% 133 € 78 € 59%

Zona interior sujeita a ciclos de molhagem / secagem

194 € 157 € 81% 156 € 90 € 57%

Betão B1 Betão B2

Betão B1 Betão B2 Custo betão B2 / Custo betão B1 Betão B1 Betão B2 Custo betão B2 /

Custo betão B1 Zona atmosférica/rebentação 193 € 165 € 86% 151 € 94 € 62%

Zona atmosférica 156 € 133 € 85% 86 € 78 € 90%

Zona interior sujeita a ciclos de molhagem/secagem 194 € 156 € 80% 157 € 90 € 57%

Hipótese 1 Hipótese 2

0 €

100 €

200 €

0 3 6

Cust

o [€

/m2]

Recobrimento [cm]Betão B1Betão B2

76

8. CONCLUSÕES

O presente trabalho teve como principal objectivo abordar, de um ponto de vista económico, o

tema da deterioração de estruturas de betão armado expostas a um ambiente marítimo, tendo

sido motivado pelo interesse em auxiliar os donos de obra a optar por uma estratégia de

reparação que, a longo prazo, tenha um custo total menor.

O estudo de dois casos reais de estruturas com deterioração precoce provocada pela corrosão

de armaduras devido à contaminação do betão com cloretos provenientes das águas do mar foi

essencial para se poder chegar a algumas conclusões.

Assim, com o estudo de algumas estratégias de reparação da Central de Bombagem,

localizada no estaleiro naval da Setenave, foi possível comprovar a mais valia da adopção de

uma estratégia preventiva ao invés de se actuar apenas quando os sinais de degradação da

estrutura, devido à corrosão das armaduras, começam a ser evidentes.

Veja-se, por exemplo, a Fig. 31 em que, para uma taxa de actualização de 2%, a situação

hipotética de substituição de 50% do aço corrente por aço inoxidável durante a fase de

construção, conduz a um custo total cerca de 50% inferior ao custo de uma solução base com

reparações em 1992, com um método tradicional de reparação por substituição local do betão

contaminado, e em 2007, com a instalação de um sistema de protecção catódica (com um

custo de 100€/m2 de área a reparar).

Pela análise do mesmo gráfico, pode-se ainda concluir que, na impossibilidade de recuar no

tempo e utilizar aço inoxidável durante a construção da estrutura, o dono de obra deveria dar

preferência a uma reparação em 2007 com a instalação de um sistema de protecção catódica

(se o custo de instalação deste sistema rondar os 100€/m2) já que, para um período de análise

de 50 anos, é este o tipo de reparação que apresenta um menor custo total. Este aspecto pode

ser ainda reforçado se se tiver em conta o custo associado à perturbação do normal

funcionamento de um edifício devido às obras (“user costs”) já que este custo é proporcional ao

tempo de duração da reparação e a instalação de um sistema de protecção catódica tem uma

duração inferior à reparação por substituição do betão contaminado.

Conclusões idênticas podem ser obtidas com a análise económica de três alternativas de

reparação de uma ponte-cais situada no leito do Rio Tejo. A adopção de uma estratégia

preventiva com a utilização selectiva de aço inox durante a construção continua a ser

claramente a melhor opção já que, na hipótese de se substituir 50% do aço corrente por aço

inox, o custo total da estrutura ao fim de 50 anos (a contar a partir do ano de 2007) é cerca de

1.9 vezes inferior do que o custo da solução de reparação com protecção catódica. Ao

contrário do que acontecia no caso anterior, a reparação com instalação de um sistema de

protecção catódica é sempre mais vantajosa do que a reparação tradicional já que a relação

entre o custo total da primeira em relação à segunda é de cerca de 65%.

77

Para além do estudo de duas estruturas reais, foi ainda analisada a influência do aumento do

recobrimento médio das armaduras e do tipo de betão num troço de laje com uma área de 1m2

e uma espessura de 0.20m.

Com este estudo, chegou-se à conclusão de que um aumento da espessura média do

recobrimento pode ser bastante benéfico do ponto de vista económico uma vez que, este

aumento não encarece muito o custo de construção e acaba por ter uma grande influência no

custo total da estrutura já que os cloretos demorarão mais tempo a chegar às armaduras e o

número de reparações a efectuar durante a vida útil da estrutura é bastante inferior. Esta

redução do custo total é tanto maior quanto melhor for a qualidade do betão uma vez que, num

betão de má qualidade, o aumento do recobrimento não dificulta muito a penetração dos

cloretos.

Deste modo, pode-se concluir que a conjugação de um bom recobrimento com um betão de

boa qualidade acaba por ser bastante vantajosa, do ponto de vista económico, para o dono de

obra, já que a menor necessidade de reparar a estrutura faz com que o seu custo total, ao

longo do período de vida, seja consideravelmente inferior.

78

9. REFERÊNCIAS

[1] CATARINO, José M.; “Novos materiais estruturais”; Congresso Nacional de Engenharia

de Estruturas; Lisboa; 2002

[2] CONTECVET Manual; “A validated Users Manual for assessing the residual service life

of concrete structures”; 2000

[3] COSTA, António, “Degradação de estruturas de betão armado e pré-esforçado por

corrosão de armaduras”; Encontro Nacional sobre Conservação e Reabilitação de

Estruturas (REPAR2000); Lisboa; 2000

[4] COSTA, António; “Durabilidade de estruturas de betão armado em ambiente marítimo”;

Tese de Doutoramento; Instituto Superior Técnico; 1997

[5] DUARTE, Filomena; “Projecto e reabilitação com protecção catódica aplicada ao betão

armado”; 2003

[6] DURAR; “Manual de inspeccion, evaluation y diagnostico de corrosion en estructuras de

hormigon armado”; CYTED; 1998

[7] Especificação LNEC E464-2005

[8] Especificação LNEC E465-2005

[9] FARINHA, Manuel Brazão; “Reabilitação e manutenção de edifícios”; 2006

[10] FERREIRA, Rui Miguel; “Avaliação de ensaios de durabilidade do betão”; Tese de

Mestrado; Escola de Engenharia da Universidade do Minho; 2000

[11] FERREIRA, Rui Miguel; “Optimização da vida útil das estruturas de betão armado”; 4as

Jornadas Portuguesas de Engenharia de Estruturas; 2006

[12] FERREIRA, Rui Miguel; “Probability-based durability analysis of concrete structures in

marine environment”; Tese de Doutoramento; Escola de Engenharia da Universidade do

Minho; 2004

[13] Folhas da Cadeira de Betão I; IST

[14] Laboratório de betões da Teixeira Duarte; “Nota técnica sobre o estudo de betões de

elevado desempenho para ambiente marítimo”; Vale Figueira, 2000

[15] LOURENÇO, Maria Zita; “Aplicação de protecção catódica (CP) a estruturas de betão

armado”; Encontro Nacional sobre Conservação e Reabilitação de Estruturas

(REPAR2000); Lisboa; 2000

79

[16] Norma Portuguesa EN 206-1; 2005

[17] REHABCON Manual, “Strategy for maintenance and rehabilitation in concrete structures”;

2004

[18] RILEM Report 14; “Durability design of concrete structures”; E&FN Spon; 1996

[19] SAETTA, A.; Scotta, R.; Vitaliani, R.; “Analysis of chloride diffusion into partially saturated

concrete”; ACI Materials Journal, Vol. 90; pp. 441-451; 1993

[20] SALTA, Maria Manuela; “A utilização de armaduras de aço inoxidável como medida

preventiva da corrosão em estruturas em ambiente marítimo”; Encontro Nacional sobre

Conservação e Reabilitação de Estruturas (REPAR2000); Lisboa; 2000

[21] SALTA, Maria Manuela; “Corrosão em estruturas de betão armado – Relevância da

inspecção e diagnostic”; Seminário da Ordem dos Engenheiros sobre “Métodos

electroquímicos de prevenção e reabilitação de pontes e viadutos de betão armado e

pré-esforçado; 2006

[22] SALTA, Maria Manuela; “Prevenção e controlo da corrosão em estruturas de betão

armado utilizando técnicas electroquímicas”; Encontro Nacional sobre Conservação e

Reabilitação de Estruturas (REPAR2000); Lisboa; 2000

[23] SILVA, A.Santos; Reis, M.O.Braga; “Metodologia de diagnóstico da ocorrência de

reacções expansivas de origem interna em estruturas e betão”; Encontro Nacional sobre

Conservação e Reabilitação de Estruturas (REPAR2000); Lisboa; 2000

[24] www.oz.pt

[25] www.proceqeurope.com/en/products/resi.php

10. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA MAS NÃO REFERENCIADA NO TEXTO

[26] ANDRADE, C.; “Ultimos advances en el calculo de la vida util del hormigon estructural”;

Congresso sobre Reparação de Pontes

[27] ANDRADE, Jairo José de Oliveira; “Contribuição à previsão da vida útil das estruturas de

concreto armado atacadas pela corrosão de armaduras: Iniciação por cloretos”; Tese de

Doutoramento, Porto Alegre; Brasil; 2001

[28] ARYA, C.; Vassie, P. R.; “Assessing the sustainability of methods of repairing concrete

bridges subjected do reinforcement corrosion”; Int. J. Materials and Product Technology;

Vol.23; pp.187-218; 2005

80

[29] BENTZ, E.C.; Thomas, M.D.A; “Life 365 Version 1.1 – Service Life Prediction Model –

Computer program for predicting the service life and life-cycle costs of reinforced

concrete exposed to chloride”; December 2001

[30] fib bulletin 34; “Model code for service life design”; February 2006

[31] fib manual – Version 3.4; “Structural service life aspects – The Owners’ Guide to good

practice – Assessment, maintenance and remediation”; 2006

[32] MILLER, John B.; “Electrochemical chloride extraction and realkalisation – Part 1 –

Principles, durability, experience and post treatment”

[33] PURVIS, Ronald L.; Clear,Cenneth C.; Markow, Michael J.; “Life-cycle cost analysis for

protection and rehabilitation of concrete bridges relative do reinforcement corrosion”;

Strategic Highway Research Program; Washington, DC; 1994

[34] SMITH, Frank N.; “The use of stainless steel reinforcement”; Concrete Engineering

International; Summer 2007;

[35] WOODWARD, R.J. et al; “ BRIME – Bridge Management in Europe – Version 4 - Final

Report”; United Kingdom; 2001

Documents

ANÁLISE TÉCNICO-ECONÓMICA DE ALGUNS TIPOS DE …E1li… · À Doutora Zita Lourenço da Zetacorr agradeço todo o apoio prestado na área da reparação electroquímica de betão