Universidade do Minho

Inspecção e análise da Capela da Santa Casa da Misericórdia em Arouca

Paulo B. Lourenço, Artur Feio

Relatório 01-DEC/E-1

Data: Outubro 2001 Nº de páginas: 15 + 6 desenhos

Palavras-chave: inspecção, diagnóstico, análise estrutural

O presente trabalho foi realizado por solicitação de

Humberto Vieira, Abílio Mourão – Arquitectos, Lda

Azurém, 4800-058 Guimarães - Tel. 253 510200 - Fax 253 510217 - E-mail secG@eng.uminho.pt

Departamento de Engenharia Civil

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ÍNDICE 1. Enquadramento ..............................................................................................................1 2. Historial das Intervenções Anteriores e Estado Actual..................................................2 3. Constituição e Anomalias da Parede entre a Sacristia e a Capela .................................3

3.1 Caracterização da laje de esteira ............................................................................3 3.2 Levantamento dos empenos...................................................................................4 3.3 Levantamento da fendilhação ................................................................................5 3.4 Constituição da parede...........................................................................................6 3.5 Caracterização das Fundações ...............................................................................8 3.6 Ensaio de macacos planos......................................................................................8 3.7 Cálculo das tensões na parede com elementos finitos .........................................10

4. Parede Esquerda da Capela..........................................................................................12 5. Fachada Principal.........................................................................................................13 6. Conclusões ...................................................................................................................13 Anexo A – Peças Desenhadas..............................................................................................15

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1. Enquadramento

A Capela da Santa Casa da Misericórdia situa-se na pequena Praça Brandão de Vasconcelos (concelho de Arouca, distrito de Aveiro), do lado oposto ao Convento de Arouca, contígua aos antigos Paços do Concelho, num enquadramento urbano e rodeada de construções destoantes. A capela está classificada como Imóvel de Interesse Público (dec. nº 42 255, DG 105 de 08 Maio de 1959).

A capela, de dimensões reduzidas, possui planta rectangular de uma só nave e cobertura em telhado de duas águas, ver Figura 1. No topo da capela existe apenas o altar-mor, à direita, sobreposta à sacristia (1º piso), existe a casa do despacho e a tribuna respectiva (2º piso) e, à esquerda, abre-se um arco devocional e altar.

(a)

(b) (c) Figura 1 – Capela da Misericórdia de Arouca: (a) planta, (b) alçado principal e (c) corte

transversal

A fachada é caracterizada por um frontão triangular que se estende por todo o alçado, com marcação nos cunhais da ordem arquitectónica e albergando duas frestas rectangulares, um portal, de composição simples, em arquivolta com remate arquitravado

Nave

Sacristia Ante-câmara

2

assente em duas pilastras em longo pedestal e rematadas por pináculos, e óculo central encimado por emblemática real. Os cunhais e a linha de empena, com duas cruzes sobre os postigos, e ainda o brasão nacional do alto pertencem já ao séc. XVIII. A torre sineira, paralelepipédica, é de elevada estatura e localiza-se no lado direito da fachada, realizando uma construção totalmente independente da capela. Esta construção data do século XIX.

A data da presente construção lê-se no friso do portal (séc. XVII), Devoti.Fecere.An 1612, existindo alterações posteriores, tais como o remeximento da fachada no séc. XVIII.

O interior, de nave única com tecto trapezoidal em peça única, é constituído por 45 caixotões de madeira policromada, com painéis pintados com iconografia religiosa. A pintura data de 1773. Do lado esquerdo, existe a capela de talha dourada e policromada referida (segunda metade do séc. XVIII) e, do lado direito lado, existe um púlpito de madeira trabalhada e policromada, com base pétrea e mísula concheada, tribuna dos mesários com varandim abalaustrado e pequena porta rectangular.

Todo o interior das paredes é revestido com azulejaria da primeira metade do séc. XVII policromada. A excepção é observada na parede fundeira onde se crava uma superfície retabular de madeira, dos começos do séc. XVII, tendo sido alterada lateralmente. Ao nível da base retabular abrem-se, lateralmente, duas pequenas portas que conduzem ao espaço anterior da sacristia.

2. Historial das Intervenções Anteriores e Estado Actual

A capela foi objecto de diversas intervenções pela DGEMN. A primeira intervenção data de 1969, tendo sido executada a viga de apoio do telhado no vão lateral do coro e a caiação da fachada. Em 1978 é iniciada a reconstrução total da cobertura, incluindo a laje aligeirada de esteira com vigotas pré-esforçadas, cintas de travação em betão armado, assentamento de novas telhas regionais duplas e beiral. Realiza-se também por esta altura a consolidação do tecto com substituição das peças apodrecidas, execução de caleiras, rufos e condutores.

Em 1994 a Misericórdia comunica a suspensão da actividade religiosa por degradação do imóvel. Para tal contribui de forma significativa a queda de travessas que seguram os painéis do tecto. Em 1995 a DGEMN inicia o processo para futura intervenção, que passa para a responsabilidade do IPPAR.

O estado de degradação da capela em estudo é evidenciado por patologias que se concentram essencialmente na parede de separação entre a sacristia e a nave da igreja e na fachada principal.

O estado de conservação é caracterizado por alguma precariedade em termos estruturais, no que respeita ao aprumo, resistência e até segurança da estrutura, verificando-se grandes empenos, fendas com espessura significativa e destacamento parcial dos azulejos. Ainda que exista uma referência da DGEMN em que se associa a generalidade dos danos ao sismo de 1969, julgamos que esta hipótese poderá estar errada. Os danos visíveis na estrutura parecem resultar de movimentos lentos ao longo do tempo, provavelmente iniciados anteriormente à colocação dos azulejos, com aceleração dos danos por efeito da acção sísmica. Nos registos de sismicidade histórica e actual, o eventual sismo digno de registo na área data de 17521.

1 Moreira, V.J.S., Sismotectónica de Portugal continental e região atlântica adjacente, INMG, 1982

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3. Constituição e Anomalias da Parede entre a Sacristia e a Capela

Atendendo a que a parede entre a Sacristia e a Capela é a zona que suscita mais dúvidas sobre a sua estabilidade foi realizado um conjunto de medidas tendo em vista quantificar as acções, a constituição, as patologias, as características mecânicas e a segurança desta parede. As acções realizadas e as patologias estão indicadas nos desenhos nº 1 a 5.

3.1 Caracterização da laje de esteira Foram realizados três furos para inspecção boroscópica da laje de esteira na

sacristia e capela, tendo em vista identificar a sua constituição, ver Figura 2.

(a) (b)

(c) (d) Figura 2 – Inspecção boroscópica: (a,b) destelhamento, (c) septo interior e (d) aderência

entre abobadilha e betão de recobrimento

A inspecção realizada permitiu definir a seguinte geometria das lajes esteira: espessura total da laje igual a m145.0 ; espessura do recobrimento de betão igual a

m025.0/02.0 e altura das abobadilhas igual a m125.0 . A distância entre eixos das vigotas é de m45.0 , a largura das vigotas é de m125.0 e o comprimento das abobadilhas é de 0.245 m.

4

Os furos realizados (no centro e na extremidade das abobadilhas) demonstram que não existe uma variação significativa na sua altura, ver Figura 3. Os catálogos recentes de fabricantes de lajes aligeiradas com vigotas pré-esforçadas indicam um peso aproximado de 2.0 kN/m2 para lajes semelhantes.

Figura 3 – Geometria da laje de esteira.

3.2 Levantamento dos empenos A parede apresenta empenos generalizados muito significativos (valor máximo de

cerca de 0.15 m), que indiciam movimentos antigos no sentido da abertura das paredes por acção dos impulsos horizontais da cobertura, ver Figura 4. Estes movimentos parecem estabilizados após a intervenção da DGEMN em 1978.

Os valores dos empenos assumem especial relevo a partir do nível do 1º piso, o que é compreensível face ao travamento ao nível do 1º piso, face às aberturas existentes (tribuna e púlpito) e face à ausência de travamento ao nível da cobertura.

Figura 4 – Representação dos empenos na parede direita da capela.

5

3.3 Levantamento da fendilhação A fendilhação da parede ocorre com pouca expressão, generalizada na zona da

porta da sacristia e tribuna (face anterior) e concentrada verticalmente na zona da entrada da capela (ambas as faces), ver Figura 5.

Figura 5 – Representação das fendas na parede direita da capela

A zona da porta da sacristia e tribuna está particularmente fragilizada devido à concentração de aberturas numa mesma zona. Em face da construção de uma viga de betão armado para realizar a padieira da abertura da tribuna e de uma viga cinta em betão armado ao nível da cobertura em 1978, julga-se que a situação não parece particularmente gravosa. A fenda mais significativa desenvolve-se ao nível do 1º piso, diagonalmente, ver Figura 6. A largura da fenda atinge um máximo de 3 mm. Esta fenda está associada a fendilhação adicional, ver Figura 7, e, conforme se comprovará na secção seguinte, estará também associada a um tamponamento com alvenaria de qualidade muito deficiente.

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Figura 6 – Pormenores da fenda diagonal do 1º piso da sacristia.

(a) (b) Figura 7 – Pormenores das no 1º piso (tribuna) e no piso térreo (porta da sacristia).

A fenda vertical que atravessa esta parede, em toda a sua espessura, está localizada a cerca de 2.20 m da fachada e possui expressão mais significativa (máxima largura de fenda na parte superior igual a 0.015 m). Esta fenda está associada a outra fenda na parede longitudinal oposta, provocadas pela rotação da fachada para o exterior, provavelmente devido a algum abalo sísmico ou a deficientes fundações.

3.4 Constituição da parede Tendo em vista identificar a constituição da parede foram abertas duas janelas no

reboco com dimensões aproximadas de 1.0 × 1.5 m2. As janelas localizaram-se na face

7

rebocada (do lado da sacristia), uma ao nível do 1º piso e outra ao nível do 2º piso, ver Figura 8.

Figura 8 – Representação das janelas realizadas na parede direita da capela (face anterior)

Na primeira janela 1 (1º piso, 1.15 × 1.45 m2) foi possível identificar duas zonas distintas, uma, de boa qualidade, com alvenaria de pedra aparelhada com junta delgada seca e outra, de qualidade deficiente, constituída por pedra irregular média com junta espessa de 2 a 4 cm em saibro ou pequeno seixo de assentamento, ver Figura 9. A separação entre as zonas é perfeitamente recta o que parece indicar um tamponamento de uma abertura anterior.

Na segunda janela (piso térreo, 1.00 × 1.35 m2.) foi possível verificar que a alvenaria é realizada com pedras de elevada dimensão e junta delgada seca, ver Figura 10. De facto, a junta argamassada visível na Figura 10a representa apenas uma camada de regularização para execução do reboco. No interior da parede, não existe qualquer argamassa, ver Figura 10b.

8

(a)

Pedra irregular media com junta espessa em saibro

Pedra aparelhada com junta seca

0.28

1.15

0.42

1.45

(b) Figura 9 – Pormenores da janela 1 (1º piso): (a) aspecto geral e (b) geometria das duas

zonas distintas que indicam um tamponamento

(a)

(b) Figura 10 – Pormenores da janela 2 (piso térreo): (a) aspecto geral e (b) inspecção

boroscópica numa junta

3.5 Ensaio de macacos planos O ensaio de macacos planos foi executado com base na norma C1196 da ASTM, no

local da janela 2 definido na secção anterior. O local do ensaio foi criteriosamente limpo com o auxílio de uma espátula, martelo e ponteiro.

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As miras foram coladas às unidades de pedra distanciadas entre si de 0.205 m na vertical e 0.10 m na horizontal com recurso a cola epoxída de secagem rápida. Após a secagem da cola, iniciou-se o ensaio registrando-se as leituras das distâncias iniciais entre as quatro fiadas de miras, utilizando-se para o efeito um comparador de fissuras com precisão da centésima de milímetro.

Após a abertura e limpeza do rasgo, introduziu-se um macaco plano rectangular com 264.4016.10 cm× de área e cm381.0 de espessura, embutido em duas almofadas de chapa de aço inox de mm2 de espessura. Para além das duas almofadas, colocaram-se chapas mais pequenas para efectuar o ajuste entre o macaco e o rasgo, ver Figura 11.

Figura 11 – Aspecto da execução do ensaio

Efectuado o ajuste final do macaco com uma pressão de 2.0 MPa, realizou-se o ensaio com quatro incrementos de pressão. Em cada incremento, registaram-se três leituras consecutivas da distância entre as miras de cada fiada. O ensaio foi repetido três vezes, não sendo registadas diferenças significativas nos resultados.

As leituras registradas indicam que a distribuição de tensões não é uniforme e que a resistência máxima da parede poderá ter sido atingida, ver Figura 12. A distribuição não uniforme é esperada, em face da elevada irregularidade geométrica que a parede apresenta.

-2.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

5 14.9 24.7 35.1

Posição de cada Fiada (cm)

Des

loca

men

to R

elat

ivo

(cm

)

0.2 MPa

0.4 MPa

0.8 MPa

1.4 MPa

Figura 12 – Relação entre o deslocamento relativo das fiadas e os incrementos de carga Os valores da tensão instalada na parede foram calculados através da fórmula:

pKK am ××=σ

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mK - factor de calibração do macaco plano ( 85.0=mK );

aK - razão entre a área do macaco e a área do rasgo, ver Figura 13.

p - pressão medida no macaco plano, i.e., no sistema hidráulico.

A Figura 14 apresenta a relação entre os deslocamentos relativos e os valores corrigidos da tensão instalada na parede. É possível constatar que a tensão que iguala a distância inicial entre as miras varia entre 0.15 e 0.55 MPa, pelo que se considera uma tensão média na junta entre blocos da ordem dos 0.35 MPa. Estes valores foram obtidos através da extrapolação dos resultados das fiadas 2 e 3, sendo que a fiada 2 não apresentava, na altura do ensaio, um grande ajuste ao rasgo. O que se observou foi que houve uma elevada deformação de metade do macaco, enquanto que a outra metade pouco se deformou.

Figura 13 – Razão entre a área do macaco plano e a área média do rasgo ( %72≅ )

-2.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00

Tensão Instalada (MPa)

Des

loca

men

to R

elat

ivo

(cm

)

1ª Fiada

2ª Fiada

3ª Fiada

4ª Fiada

Figura 14 – Variação do deslocamento relativo em função da tensão instalada para as diversas fiadas

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3.6 Cálculo das tensões na parede com elementos finitos Tendo em vista analisar o estado de tensão da parede e efectuar a sua comparação

com os resultados obtidos na secção anterior, realizou-se uma análise recorrendo a um programa de elementos finitos, admitindo que a parede está submetida apenas a acções verticais.

Adoptaram-se os seguintes valores para as acções:

3

2

2

/0.20..

/0.2..

/1.0..

mkNparedepp

mkNesteiradelajepp

mkNtelhaspp

==

=.

Através das áreas de influência da parede e da inclinação da laje esteira ( º30 ), obtém-se a seguinte acção generalizada na parede:

mkNmmmkNpk /7.11)9.29.1(30cos//10.2 2 =+×°= e, para a parcela da parede, ligada apenas à cobertura da nave central:

mkNmmkNpk /0.79.230cos//10.2 2 =×°= O valor da tensão vertical máxima de cálculo esperada é então de:

MPaalturaespessurap paredeksSd 2.0)0.2087.46.0/7.11(5.1)/( ≅×+×=×+×= γγσ .

Os resultados obtidos com recurso ao método dos elementos finitos permitem comprovar que as tracções e compressões na parede em análise atingem valores muito reduzidos (não majorados).

Na Figura 15 pode-se observar que as tensões principais de tracção atingem um máximo de 0.15 MPa. Este valor é reduzido e surge sobre a padieira da porta de acesso à sacristia, onde provavelmente existirá uma um arco de pedra com o objectivo de eliminar as tensões de tracção. De qualquer forma este valor é muito reduzido, pelo que não parece suscitar quaisquer preocupações.

Figura 15 – Distribuição das tensões principais de tracção na parede direita da capela

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Na Figura 16 pode-se verificar que existe alguma concentração de tensões de compressão na porta da sacristia, devido ao efeito combinado das aberturas. Esta concentração de compressões é muito reduzida e atinge um máximo de apenas 0.3 MPa. Em geral o valor, não majorado, é de cerca de 0.15 MPa. Este valores são muito reduzidos pelo que não parece ser necessário reduzir a carga na parede, sendo suficiente uma intervenção local de melhoramento das resistência da parede, nas zonas deficientes.

Figura 16 – Distribuição das tensões principais de compressão na parede direita da capela

Relativamente ao ensaio de macacos planos, a diferença entre a tensão medida (0.35 MPa) e a tensão prevista na análise (0.15 MPa) é muito significativa. Atendendo a que a junta são secas e que a junta ensaiada se encontrava muito parcialmente preenchida de argamassa, e apenas na face exterior, a diferença seria de esperar. Por outro lado, a excentricidade de carga devido aos desaprumo da parede aumenta a tensão na face em que foi realizado o ensaio.

Julga-se que, para efeitos de análise, é razoável adoptar o valor calculado. No entanto, o valor medido com os macacos planos é, ainda assim, relativamente baixo para o material que constitui a janela 2.

4. Parede Esquerda da Capela

A parede esquerda da fachada parece encontrar-se sem empenos e em boas condições de estabilidade, ver Figura 17 e desenho nº 6. No entanto, é possível observar uma fenda vertical completa no cunhal de ligação entre a parede de fachada e a parede longitudinal em análise. Esta fenda confirma a rotação da fachada para o exterior que é uma anomalia corrente deste género de estruturas quando submetidas à acção sísmica. Na face anterior da parede, por detrás do altar, surge também uma fenda com extensão apreciável, largura máxima aproximada de 5 mm e com desenvolvimento diagonal.

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Figura 17 – Representação das fendas na parede esquerda da capela

5. Fachada Principal

A fachada principal apresenta um movimento de rotação para o exterior significativo (cerca de 0.14 m), ver Figura 18 e desenho nº 7, tal como já foi referido anteriormente, associado às fendas verticais presentes nas duas paredes longitudinais.

Figura 18 – Empenos da fachada principal da capela

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6. Conclusões

A construção analisada apresenta patologias que poderão estar parcialmente associadas com uma acção sísmica antiga, com acções verticais do passado e com abertura de poços no terreno para drenagens ou aterros. A estrutura não parece estar em risco de ruína imediato para acções verticais mas recomenda-se o seu reforço da seguinte forma:

• Reforço ligeiro da parede direita, com recurso a injecções; • Prevenção de uma ruína por instabilidade da parede direita com recurso a uma

intervenção concertada na sacristia e casa do despacho, tendo em vista o conveniente travamento da parede;

• Pregagem da fachada principal às paredes longitudinais. A remoção do telhado em laje aligeirada com vigotas pré-esforçadas não parece ser

necessária do ponto de vista de estabilidade. Efectivamente, para a parede direita, as coberturas contribuem apenas com uma percentagem de cerca de 15% para o valor total da tensão de compressão na base.

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Anexo A – Peças Desenhadas

Lista de Desenhos

nº 1: Planta do piso 0 – Localização de sondagens e ensaios nº 2: Planta do piso 1 – Localização de sondagens e ensaios nº 3: Corte G-H – Representação das fendas nº 4: Corte G-H – Representação das janelas nº 5: Corte G-H – Representação de empenos nº 6: Corte C-D – Representação das fendas nº 7: Fachada principal – Representação de empenos

Departamento de Engenharia Civil

Escala: 1/100

Desenhou: Planta do piso 0 - Localização de sondagens e ensaios.

Verificou:

Descrição:

Departamento de Engenharia Civil

Escala: 1/100

Desenhou: Planta do piso 1 - Localização de sondagens e ensaios

Verificou:

Descrição:

Departamento de Engenharia Civil

Verificou:

Escala: 1/200

Desenhou:

Descrição:

Corte G - H - Representação das fendas

Departamento de Engenharia Civil

Escala: 1/200

Desenhou: Verificou: Corte G - H - Representação das janelas

Descrição:

Corte G - H - Representação de empenos

Escala: 1/200

Desenhou: Verificou:

Descrição:

Departamento de Engenharia Civil

Verificou:

Departamento de Engenharia Civil

Desenhou:

Escala: 1/200

Corte C - D - Representação das fendas

Descrição:

Fachada principal - Representação de empenos

Desenhou:

Escala: 1/200

Departamento de Engenharia Civil

Verificou:

Descrição: