ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS DO CONCRETO

MÉTODO DA RADIAÇÃO

João Pavão Neto¹

José Ribamar Barros Netto²

Gilberto Lima Tavares³

Juan Gam

Francinildo Gustavo Ferreira Abre

RESUMO

Dentre os ensaios não destrutivos do concreto existe o método da radiação o qual utiliza mais

comumente a técnica da gamagrafia para análise de peças de concreto. A gamagrafia

possibilita a detecção com alta sensibilidade de fissuras com poucos milímetros de extensão

contribuindo para um maior controle de qualidade em peças que possam ter rachaduras ou

defeitos internos. A técnica consiste na impressão de radiação gama em filme fotográfico

utilizando uma fonte de geração chamada de isótopo radioativo composto por Irídio, Cobalto

ou Selênio, os raios-x ou gama atravessam a peça e uma parte deles será impressionada em

um filme fotográfico onde será possível visualizar toda a estrutura interna do corpo de prova

ou parte dele para serem tomadas as devidas providências.

Palavras-chave: Ensaios. Radiação. Gamagrafia.

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¹Graduando do curso Engenharia Civil – Universidade Estadual do Maranhão – São Luís/MA – código:1211501

²Graduando do curso Engenharia Civil – Universidade Estadual do Maranhão – São Luís/MA – código:1211101

³Graduando do curso Engenharia Civil – Universidade Estadual do Maranhão – São Luís/MA – código:1211123

4 Graduando do curso Engenharia Civil – Universidade Estadual do Maranhão – São Luís/MA – código:1211103

5 Graduando do curso Engenharia Civil – Universidade Estadual do Maranhão – São Luís/MA – código:1211107

INTRODUÇÃO

Os métodos de radiação são mais utilizados para análise das condições de

peças, não possuem o objetivo de avaliar a resistência de uma peça de concreto, porém fazem

parte dos ensaios não destrutivos, pois permitem determinar algumas propriedades do

concreto, bem como do aço (concreto armado). Os métodos da radiação podem ser

subdivididos em três métodos: radiografia com raios-x, radioscopia e radiografia com raios-y

(gamagrafia), este último é mais utilizado para análise do concreto. A radiografia utiliza um

filme radiográfico com gerador de raios-x, na radioscopia a peça é manipulada a distância

dentro de uma cabine à prova de radiação, proporcionando uma imagem instantânea de toda a

peça em movimento. Na gamagrafia utiliza-se a mesma técnica da radiografia, porém, a fonte

de geração de radiação será um isótopo radioativo, podendo ser o Irídio-192, Cobalto-60 ou

Selênio-75 assim como um Betatron que é considerado um transformador de alta voltagem

que acelera os elétrons de forma circular por mudança do campo magnético primário. Em

90% das casos a fonte utilizada é o Irídio-192, mas podem ser usadas outras fontes. A

gamagrafia industrial foi utilizada, por exemplo, em praticamente toda a extensão do gasoduto

Bolívia-Brasil.

A gamagrafia permite o registro permanente do ensaio realizado, uma vez

que no filme permanecem todas as evidências da inspeção de maneira objetiva e

incontestável, em relação a outros ensaios que são avaliados de modo subjetivo pelo inspetor,

além disso, o ensaio de gamagrafia pode ser realizado no campo e possui um custo de

operação relativamente baixo. A gamagrafia, porém, possui algumas desvantagens, entre elas

as radiações ionizantes que sensibilizam o filme, provenientes tanto dos raios X quanto dos

raios gama, são altamente prejudiciais ao ser humano e, também, requer uma mão de obra

altamente qualificada.

1 MÉTODOS DE RADIAÇÃO

Analogamente ao exame de raios x a que o corpo humano pode ser

submetido, peças estruturais de concreto armado podem ser examinadas internamente. Devido

às diferenças de densidade e variações de espessura do material, ou mesmo diferenças nas

características de absorção causadas por variações na composição do material, diferentes

regiões de uma peça absorvem quantidades diferentes da radiação penetrante. Essa absorção

diferenciada da radiação pode ser detectada por meio de um filme, ou de um tubo de imagem

ou mesmo medida por detectores eletrônicos de radiação. A variação de quantidade de

radiação absorvida indica a existência de uma falha interna ou descontinuidade no material.

A intensidade da radiação difundida é medida através de um contador de

Geiger. Uma peça de concreto armado pode ser examinada internamente através de um tipo

de irradiação que a atravesse e impressione um filme colocado do lado oposto. O equipamento

Gama independe de qualquer fonte de energia elétrica, pois está sempre emitindo irradiações,

cuja intensidade varia somente com a atividade da fonte. Devido a este fato, é preciso que a

fonte radioativa seja mantida dentro de cofres especiais.

1.1 Método de radiografia com raios X

A radiografia com raios X utilizam filme radiográfico com gerador de raios

X, os raios são produzidos em ampolas especiais de vidro. Os tamanhos das ampolas ou tubos

variam de acordo com a tensão máxima de operação do aparelho. Os equipamentos de raios X

industriais se dividem geralmente em dois componentes: o painel de comando e o cabeçote,

ou unidade geradora. A radiografia com raios X tem suas desvantagens, pois seus

equipamentos possuem um custo de operação muito alto e de alta voltagem, não sendo

recomendado para aplicação no local, sendo mais voltado para os laboratórios.

1.2 Método de radiometria (radioscopia)

Na radiometria, a peça é analisa à distância dentro de uma cabine a qual

monitora as imagens instantâneas da peça em movimento. Os raios-Y são gerados pelo

“radioisotope” passam através do concreto, e a intensidade da radiação é detectada pelo

“scintillation counter” e medida por um equipamento eletrônico. As medições são obtidas pela

radiação que passa pela massa de concreto, ou por meio da radiação que é refletida na mesma

superfície pela colisão dos elétrons dentro do concreto. Em ambos os casos, a massa por

unidade de área do concreto é a propriedade que tem maior influência na atenuação do fluxo

dos raios, e também no valor da radiação. Por meio deste método pode ser obtida a densidade

do concreto, a espessura do elemento, e a presença de armadura.

1.3 Método da gamagrafia

A gamagrafia é uma técnica que utiliza como fonte de radiação gama

isótopos radioativos que podem ser, na maioria das vezes, o Irídio-192, Cobalto-60 ou

Selênio-75. Pode ser utilizado o Betraton, um aparelho de alta voltagem que acelera os

elétrons de forma circular por mudança do campo magnético primário, adquirindo altas

velocidades e consequentemente transformando a energia cinética, após o impacto destes com

o alvo. Este equipamento pode gerar energias de 10 a 30 MeV (mega elétron-volt) e suas

vantagens são que o foco é de dimensões reduzidas (menor que 2mm), o tempo de exposição

é reduzido e o rendimento na conversão em raios X é maior.

A gamagrafia permite localizar facilmente as anomalias seguintes:

Trincas internas;

Inclusões no concreto;

Concretagem interrompida e mal reiniciada

Armaduras mal colocadas ou de diâmetro diferente do especificado

no projeto;

Luvas de proteção dos cabos de protensão que se deslocarem durante

a concretagem;

Má injeção das luvas de proteção dos cabos de protensão, podendo

causar a corrosão e posterior ruptura desses cabos;

Má aderência do concreto às armações;

Corrosão das armações;

Ruptura dos fios de protensão;

Esmagamento de luvas de proteção dos cabos de protensão.

Pode-se ainda, por extrapolação dos métodos, definir:

A reconstituição das plantas dos ferros de obras antigas;

O posicionamento da extração do corpo-de-prova, a fim de não ferir

as armações internas do concreto;

A verificação da boa penetração das resinas, seja numa luva de

protensão, seja numa viga.

As fontes radioativas usadas são aplicadas de acordo com a espessura das

peças. O irídio é usado para peças com espessura de 20 cm e o cobalto é usado para peças de

70 cm, enquanto que o aparelho Betraton é utilizado para peças com espessura de 120 cm. A

saída da fonte radioativa do seu bloco de estocagem, durante os períodos de exposição, deve

ser obrigatoriamente feita com controle remoto a uma distância suficiente para limitar a

exposição do pessoal. É muito importante proteger não somente o operador, mas também

outras pessoas que podem estar presentes no canteiro de obra e, para tanto, antes de iniciar a

exposição, deve-se balizar uma zona de extensão suficiente, proibindo atravessar esses limites

a qualquer pessoa não autorizada e que não tenha em seu poder dosímetro de controle. Para

efetuar a radiografia de uma peça de concreto, é preciso que se tenha acesso às duas faces,

pois numa delas se posiciona a parte emissora e na outra o receptor (filme fotográfico). A fim

de posicionar a emissora em qualquer lugar, é preciso ter, fora dos aparelhos, meios que

permitam ejetar a fonte. Esses meios, denominados de controle remoto, podem ser manuais ou

elétricos.

Defeitos volumétricos como vazios e inclusões que apresentam uma

espessura variável em todas direções, serão facilmente detectadas desde que não sejam muito

pequenos em relação à espessura da peça. A utilização deste método permite às empresas

alcançar os rígidos parâmetros exigidos pelo mercado mundial, além de agregar mais

qualidade aos produtos.

REFERÊNCIAS

BAUER, L.A FALCÃO. Materiais de Construção, vol. 1. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC,2012.

EVANGELISTA, ANA CATARINA JORGE. Avaliação da resistência do concreto usando

diferentes ensaios não destrutivos, Rio de Janeiro, 2002.

INFOSOLDA. Ensaios não destrutivo: Radiografia. Disponível em:

www.infosolda.com.br/biblioteca-digital/livros-senai/ensaios-nao-destrutivos-e-

mecanicos/215-ensaio-nao-destrutivo-radiografia. Acesso em: 27 de out. 2013.