Survey Practice f - engegraut.com.br · RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 2008 5 ma doca com 11.000m2 para atra- ... Survey Practicef. ... com teste CPT. É bom lembrar que testes

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ma doca com 11.000m2 para atra-cação de navios, que alimenta umagrande indústria, estava com suas

estacas pré-moldadas de concreto proten-dido em avançado estado de corrosão, tan-to o concreto quanto o aço de alta resistên-cia. As estacas, com 45cm de diâmetro, sus-tentavam blocos, vigas transversais e lon-gitudinais, além das lajes, todas em concre-to armado moldadas no local. O ambientemarinho, com nível de elevação da maré de

U 5m, apresentava água salgada com algumacontaminação de dejetos orgânicos. Estequadro é conseqüência de vinte e dois anosde serviços e ausência de monitoramento emanutenção.

Os caminhos para a solução

Diante do possível colapso, esta indústriacontratou um escritório de consultores deengenharia para a análise do problema e,

naturalmente, sua solução. Concreto arma-do ou protendido sem qualquer tipo de pro-teção, em água salgada, é problema na cer-ta, em curto prazo. Vinte e dois anos nãosignificaram o tempo de resistência da es-trutura contra a corrosão, dois levantamen-tos executados demonstraram que o nívelde deterioração existente tinha pelo menos12 anos de vida, devido às perdas da seçãodo aço analisada. A análise da solução, na-turalmente, passou pelos sistemas tradici-

Figura 1 - Parte do porto com sua estrutura deconcreto armado/protendido sintomática.

Continua na página 7RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 2008 5

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Antes e depoisEstacas exigem tratamento eletroquímicocom proteção catódica do tipo JAQUETA G.Tratamentos com barrreira polimérica não

têm nenhum efeito positivo nos processosde contaminação do concreto e da corrosãonas armaduras/cabos de protensão. O aca-

bamento da JAQUETA G pode ser com ja-queta de fibra de vidro, polietileno ou comconcreto projetado.

onais à base de barreira com produtos ci-mentícios e poliméricos que só enchergamo próprio umbigo. O uso de “barreira” ele-

troquímica, sugerido pelos consultores,convenceu os engenheiros da indústria, jáque além de incorporarem a integridade es-

trutural nas estacas, vigas e lajes, neutrali-zaria a ação contaminante e irreversível doconcreto e sua ação deletéria contra o aço,

Outro acabamento da JAQUETA GA JAQUETA G também é executada com acabamento em concreto projetado.Veja abaixo o esquema típico de execução.


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Ausência de sistemas demonitoramento de curtoprazo.Ausência de fonte externa de energia.Cada peça estrutural tem seu própriosistema de proteção catódica, dimen-sionado de acordo com a densidadede aço existente.100% segura para o concreto proten-dido.

armado ou protendido, com proteção cató-dica. Para as estacas, dimensionou-se o usode JAQUETA G. Para as vigas longarinas/transversinas projetou-se o uso de VARAG contínua e nas lajes o ZINCO TERMOPROJETADO (ZTP).

Explicando a solução

Proteção catódica, por corrente galvânica, éum sistema de tratamento da corrosão quese baseia na diferença de energia eletroquí-mica entre o aço e o anodo empregado, oque gera uma corrente elétrica de proteçãoque neutraliza todos os focos de corrente dacorrosão existente na superfície do aço. Omaterial do anodo, mistura de alumínio, zin-co e índio é a liga anódica mais eficiente emais moderna que existe, pois oferece altopotencial eletroquímico, reduzida ação pas-sivadora provocada pelo ambiente alcalinodo concreto (o zinco é facilmente passivadoem ambiente alcalino) e corrente galvânicasuficiente para longos anos de proteção parao aço. Os benefícios da proteção catódicapor corrente galvânica incluem:

Viga longarina com seu fundotodo desplacado. Na foto menor a

condição das estacas.

O tratamento da corrosãonas estacas

JAQUETA G é um sistema de trata-mento da corrosão, por proteção ca-tódica, específico para estacas marí-

GLOSSÁRIO

Fluência – medida da relaxação do material nacondição não confinado e sob tensão.

timas e fluviais, indicado para a zonade variação da maré, onde se concen-

continua na página 10



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tra a maior incidência da corrosão.Este sistema também consegue pro-

teger a região submersa da estaca. As10 etapas básicas da instalação da

JAQUETA G nas estacas foram as se-guintes:

1ª Todas as estacas foram analisadas e asregiões desplacadas e com aço expostoforam adequadamente cortadas e limpas.

2ª As trincas existentes foram injetadas comepóxi com ultra baixa viscosidade(<50cps).

3ª A superfície do concreto das estacas foihidrojateada com areia de modo a proce-der à limpeza necessária.

4ª Executou-se a abertura de “janelas”, com10cm x 10cm, ao longo do corpo de cadaestaca, de modo a descobrir as cordoa-lhas de sua seção.

5ª Instalou-se, a seguir, armadura de refor-ço em forma de espiral, com diâmetro equantidade de espiras por metro, ade-quadamente dimensionada. Esta armadu-ra foi interligada com o sistema de cordo-alhas protendidas, de modo a haver acontinuidade elétrica entre ambos. A fi-xação da armadura espiralada ao con-creto foi feita com pinos fixados com pis-tola.

6ª O anodo TELA G, adequadamente dimen-sionado para estas estacas conforme suadensidade de armadura e cordoalhas, foientão fixado ao longo de toda a área das

tanciadores de 5cm entre a fôrma e aarmadura espiralada.

9ª Procedeu-se então, o enchimento da JA-QUETA G com grout cimentício adequa-do, através de bomba de concreto.

10ª Na parte superior das estacas os cabosde cobre que interligavam os anodos (TELAG e TARUGO G) e o aço (armadura espira-lada e cordoalhas) foram revestidos comeletroduto de PVC, chegando a uma caixatambém de PVC. Nesta caixa ficam os po-los positivo e negativo da proteção cató-dica para monitoramento futuro.

estacas, sobre a armadura de reforço emforma de espiral. Um cabo de cobre nº 10AWG, protegido, foi fixado ao longo daTELA G, de modo a formar o polo negati-vo.

7ª Na região submersa de cada estaca, foifixado o TARUGO G, que garante o forne-cimento de corrente de proteção na marébaixa. O cabo de cobre foi ligado tambémao TARUGO G.

8ª O complemento final da JAQUETA G, suasfôrmas em fibra de vidro, formando a se-ção quadrada de cada estaca, com dis-

Trincas,desplaca-mentos emuitacorrosãonasestacasantes dotratamen-to.Situaçãoapós otratamen-to.

Procedimentos para as estacas

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O tratamento da corrosão nasvigas longarinas/transversinas

A presença da corrosão em vigas portuári-as, sejam longarinas ou transversinas, émanifestada em sua região inferior. Lá ocor-rem desplacamentos e exposição das arma-duras com presença de corrosão. Tudo istomotivado não pelo contato direto da águasalgada, mas sim pela intensa maresia edeposição de sal nas superfícies. Com ofundo das vigas todo comprometido pelacorrosão, projetou-se um sistema de trata-mento da mesma com proteção catódicacom base em anodos contínuos, VARA G,seção redonda com 2cm de diâmetro. Deacordo com a densidade das armaduras dasvigas, foram projetados 2 anodos para cadaviga, fixados nos cantos delas.

Procedimentos para as vigas

1º Toda camada de recobrimento do con-creto do fundo das vigas foi removidajá que, mesmo as regiões sem sinaisde desplacamento, em sua maioria,mostrou potenciais comprometedoresno teste com a Semi-Pilha, acenando

para problemas a curto e médio pra-zos.

2º As armaduras, assim expostas, foramhidrojateadas com areia, de modo a seavaliar as possíveis perdas de seção.Confirmando-se estas perdas, inseri-ram-se novas barras procedendo-se otranspasse normativo.

3º O sistema de armaduras de todas asvigas foi checado com relação à conti-nuidade elétrica. Toda e qualquer bar-ra ou estribo, sem continuidade elétri-ca, foi interligada às demais.

4º A seguir, fixaram-se 2 anodos contínu-os, VARA G, nas armaduras de fundode cada viga.

5º A seguir, foi feita a projeção de micro-concreto, revestindo-se as armadurase anodos, compondo-se a nova cama-da de recobrimento das vigas.

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Posicionamento da VARA G ao longo do fundoda longarina.

O tratamento da corrosão nofundo das lajes

Sintomas pontuais de corrosão, tendo comofundo aquela sinistrose trivial viciada dearmadura colada na fôrma, compôs o menude problemas das lajes do sistema de do-cas deste porto. A solução? Com tal diag-nóstico de concreto contaminado, ausên-cia de camada de recobrimento protetora ecorrosão instalada, só poderia ser a prote-ção catódica com Zinco Termo Projetado(ZTP), com uma espessura nominal de 1mm(1.000 micrômetros). Os procedimentos dotratamento foram os seguintes:

Procedimentos para as lajes1º Limpeza preliminar com hidrojateamen-

to de areia em toda a superfície do con-creto que compõe o fundo das lajes,

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REFERÊNCIAS• Joaquim Rodrigues é engenheiro civil,

mestre em corrosão, membro de diversosinstitutos nos EUA, em assuntos de patolo-gias da construção, É editor e diretor da RE-CUPERAR, além de consultor de diversasempresas.

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Para ter maisinformações sobreCorrsoão.

3º Uma vez finalizada esta preparaçãopreliminar, iniciou-se a aplicação doZTP com uma espessura nominal mé-dia de 1.000 micrômetros, checadacom lâmina medidora de películaseca.

de modo a remover depósitos de sais,sujidades e aquela película indesejá-vel de nata superficial sobre a qualnada adere de modo a possibilitar aaderência do ZTP na superfície doconcreto.

2º Abertura de sulco com 5cm de larguraao longo de todo o perímetro das lajes(20cm afastado do vigamento) e aindauma cruz no meio de modo a manter opólo negativo da proteção catódica.

A aplicação do ZTP.

Esquema da área de uma laje e a disposiçãodo sulco que permitiu a ligação do pOlo ne-gativo da proteção catódica do ZTP em dire-ção às armaduras.

4º Finalizando o tratamento, com o obje-tivo de impedir a auto passivação dozinco e a diminuição da corrente deproteção, revestiu-se a película de ZTPcom 200 micrômetros de TOPCOATFC, tinta de elevada durabilidade àbase de poliuretano.

A durabilidade projetada

O objetivo deste tratamento, devido ao na-tural estado de contaminação do concretopor sais do ambiente marinho, e o conse-qüente comprometimento do aço ali hos-pedado, foi interromper e salvaguar, dar pe-los próximos 20 anos, todo o aço estruturalque compõe a infra-estrutura do porto emquestão, totalizando uma área aproximadade 7.000m2.

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Rotineiramente, após serviços de consoli-dação de solo mole, costuma-se avaliá-locom teste CPT. É bom lembrar que testesSPT não são boa referência para atestar estetipo de serviço (veja matéria na RECUPE-RAR nº 77). Não é difícil acontecer de tes-tes CPT, pós-consolidação, apresentaremvalores que reflitam pouca melhoria no solotratado. Com esta situação, engenheiros etécnicos, que trabalham com a técnica doCPR, por exemplo, costumam questionar:

ara avaliar o módulo ou a condiçãode um solo mole após serviços deconsolidação profunda radial

(CPR), aterro temporário etc, tornando-seum solo super consolidado, existem algunsmétodos específicos onde sobressai o tes-te de penetração do cone, Cone Penetrati-on Test, em inglês CPT, seja ele estático oudinâmico que, na realidade, funciona comouma verdadeira prova de carga. Verdade?Sim, claro. No entanto, engenheiros costu-

P 1º Solos super consolidados têmaumento contínuo da resis-tência após o término dosserviços de consoolidação, di-ferentemente das técnicas tradici-onais de fundação.

2º Depois da primeira campanha de tes-te CPT, após a consolidação, o soloassim super consolidado tem au-mento contínuo dos valores de CPT.

mam ignorar dois fatores super significan-tes:

Serviços de Compactação Profunda Radial (CPR) em uma área urbana com8.000m2, em Recife, e com camada de solo mole de + 10m de profundidade.

Geodreno purgando água após o CPR.


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Existe maneira mais moderna, inteligente e barata para consolidar solos sem resistência em grandes áreas.

Peça hoje mesmo informações.CPR



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COMPACTAÇÃO PROFUNDA RADIAL(CPR)


será que toda a malha de geodrenos, toda aquantidade de grout bombeado (geralmen-te de 10 a 20% do volume do solo) e todo onível de tensões (de 10 a 30kg/cm2) impos-to ao solo foi insuficiente ou as correlaçõesentre compressibilidade e os parâmetros ge-otécnicos estão errados? Como não é difí-cil verificar o estado de tensão-deformaçãode um solo (seu módulo), fica claro que aresposta a este problema é conciliar todo oestado de tensões imposto com os parâme-tros geotécnicos obtidos. É perfeitamente

aceito que as propriedades de compressibi-lidade e resistência de um solo seja argiloso,arenoso ou siltoso, melhorem com o tempo,tanto em depósitos de solos naturais, comoquando submetidos a superconsolidaçãocom as técnicas do CPR, aterro temporário,vibro-compactação etc. Numerosos artigostêm sido publicados sobre este fenômeno,incluindo a 25ª leitura de Karl Terzaghi (Sch-merhmann, 1991). Esta melhoria da resistên-cia e aumento do módulo ocorre com a dissi-pação do excesso da poropressão. Alguns

pesquisadores também atribuem esta melho-ria, evidenciada pelo tempo, às tensões efe-tivas, à compressão secundária, a cimenta-ção, ao movimento dispersivo das partícu-las, ao efeito de arqueamento e suas ten-sões internas, além de outros fatores.

Os números

Não é novidade que técnicos e engenhei-ros envolvidos em serviços de melhoria do

Continua na pág. 22

GLOSSÁRIO

Solo mole – são solos sedimentares com baixaresistência à penetração (valores de SPT inferiores a 4 golpes), em que a fração argila imprime ascaracterísticas de solo coesivo e compressível(plástico). São argilas moles ou areias fofas. Osdepósitos ou ambientes de deposição variam desdefluvial (aluviões nas várzeas dos rios) até o costeiro,passando pelos pântanos, onde ocorrem os depósitosorgânicos.Tensões efetivas – parcela da tensão total, apli-ada a um solo, suportada pelo esqueleto sólido,responsável pela resistência e deformação.Adensamento secundário – fase em que apósa completa dissipação da poropressão ocorrem de-formações no solo, devido à compressão do seuesqueleto sólido.Módulo – tensão para uma determinada deformação.Poropressão – pressão que atua na água contidanos vazios do solo. O mesmo que pressão neutra.Quando um solo compressível, saturado e de baixapermeabilidade é tensionado, de alguma forma, astensões são, no início, transferidas ou suportadaspela água de seus poros, que acarreta o chamadoexcesso de poropressão e que, aos poucos, vaisendo transferido para a estrutura do solo.

Relembrando mecânica de solosQuando se promove consolidação profunda numsolo mole por CPR, por exemplo, a poropres-são presente não ficará mais em equilíbrio. Issoquer dizer que, devido às cargas aplicadas,surgem fluxos d’água e, conseqüentemente,ocorre a dissipação desse excesso da poro-pressão devido às tensões impostas pelos bul-bos do grout. Ou seja, ocorrem fluxos d´águapara dissipar a poropressão adicional criada.Assim, estabelece-se gradientes ao longo damassa do solo mole tensionado e, portanto,iniciam-se fluxos como resultado destes gradi-entes e o excesso de poropressão dentro dosolo mole começa a diminuir além do seu volu-me na região carregada. O termo consolida-ção radial é empregado onde ocorrem fluxostransientes radiais devido à instalação da ma-lha de geodrenos para acelerar a velocidadeda consolidação do solo mole. O efeito com-pressivo na camada de solo mole durante aexecução do CPR, devido à formação dos bul-bos do grout, pode ser dividido em duas fases:

1 - Compressão primária ou instantânea, queocorre enquanto há dissipação do excessoda poropressão através dos geodrenos.

2 - Compressão secundária ou atrasada, quecontinua de forma lenta, após a completadissipação do excesso da poropressão. Suaexistência deve-se à relação, totalmentedependente do tempo, do volume de vaziosdo solo com as tensões efetivas atuantes.Como a formação dos bulbos do CPR induzformação imediata de tensões, assim comosua permanência durante prazos diversos,esta última característica introduz ainda maisconsolidação no solo mole. Em camadas es-pessas de solo mole, durante o CPR, ocorrenaturalmente compressão instantânea. Àmedida que dissipa-se o excesso de poro-pressão, verifica-se já a presença dos efei-tos da compressão atrasada, cujo tempode permanência dependerá da espessurado solo mole tratado, assim como do nívelde tensões imposto pelos bulbos do grout.

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solo, assim como consultores geotécnicos,costumam ficar frente a frente com a ques-tão de como explicar ou avaliar o nível demelhoria de depósitos de solos consolida-dos, na maioria das vezes analisados pordados do SPT (!) e até CPT onde, de formaincrível, chegam a informar diminuição naspropriedades de resistência e compressibi-lidade do depósito tratado, imediatamente

após os serviços de consolidação. “Curio-samente”, apenas algum tempo após estaprimeira campanha de testes, as proprieda-des de resistência e compressibilidade au-mentaram substancialmente. O Massachu-setts Institute of Technology apresenta nafigura abaixo, a relação entre compressãoinstantânea e atrasada para uma determi-nada espessura de solo mole. Jones tam-bém apresentou trabalho interessante so-bre consolidação do solo por vibro-substi-tuição em um depósito de solo fofo, em SãoFrancisco, onde se aferiu um abatimento de

Lenta dissipação do excesso de poropressão, emtorno do geodreno, 10 dias após a execução do CPR.

cerca de 60cm no greide do solo (10% dedeformação). Ensaios CPT, imediatamenteposteriores, informaram pouco ou nenhu-ma melhoria no depósito chegando, inclu-sive, a apresentar valores de resistênciainferior aos obtidos antes dos trabalhos de

Análise doCPT funciona como

uma verdadeira provade carga.


Relação entre o efeito da compressão instantâneae atrasada com a compressão primária e secundá-ria para uma determinada espessura de solo mole.

CPR sendo executado em uma área de 30mil metros quadrados em Recife, em uma camada de solo molede 8m de profundidade.

CPT dinâmico sendo executado.

E os geodrenos?

Geodrenos são drenos verticais inseridos nosolo através de maquinário específico.Trata-se de um sistema de drenagem de doiscomponentes, formado por um falso tecido fil-trante que envolve uma chapa plástica corru-gada. O falso tecido permite apenas a águapassar, em direção à chapa plástica corruga-da, que se encarrega de direcioná-la para asuperfície.

GLOSSÁRIO

Gradiente (hidráulico) – a carga que a águadissipa durante sua percolação em direção aosgeodrenos, em função das tensões criadas pelo,por exemplo, CPR dividida pela distância até osgeodrenos.Permeabilidade de um solo – tem a ver comum coeficiente chamado coeficiente de permeabi-lidade K, que indica a velocidade de percolação daágua no solo. Sua unidade é o m/s e como para ossolos seu valor é muito baixo, é expresso peloproduto de um número inferior a 10 por uma po-tência de 10. Por exemplo, uma argila temk<10-9m/s enquanto uma areia grossa o k é supe-rior a 10-2m/s.Superconsolidação – também chamada de so-bre consolidação, sobre adensamento e até over-consolidação, refere-se a relação entre a máximatensão sofrida pelo solo, em sua história, e amáxima tensão imposta no presente, por exem-plo, com um CPR.Compressibilidade – susceptibilidade de um soloao diminuir de volume sob o efeito de uma tensãoimposta.


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consolidação do solo. Algum tempo depois,confirmou-se um enorme incremento de re-sistência. Lukas, por sua vez, apresentoupesquisa feita com trabalhos de consolida-ção do solo sobre uma capa de areia depo-sitada sobre uma capa de solo mole silto-argiloso, com nível d’água (NA) localizadono topo da capa mole. Durante os traba-

lhos de consolidação do solo, o níveld’água chegou a subir cerca de 1m, fazen-do com que a capa de areia se comportassecomo uma esponja. Testes pressométricosfeitos duas semanas após o tratamento apre-sentaram valores inferiores aos originais,obtidos antes da consolidação. A análisedos piezômetros informou que a dissipa-ção do excesso da poropressão ocorreu 35dias depois. Um mês e meio após, novostestes pressométricos já apresentavam va-lores bem superiores. Mais dois meses sepassaram e novos testes já informavam odobro dos anteriores.

Aprofundando a análise

Testes de penetração tipo CPT ou SPT sãoutilizados para estimar o comportamento do

CPR sendo executado. Em primeiro plano o tubo que adentra no solo com seu manômetro que informaa tensão imposta ao solo na profundidade do bombeamento.

GLOSSÁRIO

Piezômetro – instrumento utilizado para medir aporopressão no solo.Adensamento – redução rápida ou lenta do volu-me de uma massa de solo sob o efeito de seupróprio peso e/ou de cargas externas ou invasivas.Ocorre em 3 estágios sucessivos: inicial, primárioe secundário.Ensaio pressométrico – desenvolvido na Fran-ça em 1955 é, basicamente, um dispositivo cilíndri-co que adentra no solo, promovendo uma tensãouniforme nas paredes do furo, através de sua mem-brana flexível, ocasionando uma expansão no solo.Existem 3 tipos no mercado. Exige muito cuidado ecalibração permanente.

Melhoria da resistência do solo aferida por um CPT.

solo com relação a futuros recalques. O re-calque calculado na ponta do lápis é inver-samente proporcional ao módulo do solo,tanto para o módulo elástico, E, como parao módulo confinado, M, que, por sua vezestá associado à resistência obtida com oensaio CPT, através da fórmula:

M = α α α α α • qc

Onde qc é a resistência de ponta e α relaci-ona-se ao tipo, ao estado de tensões e ao

O efeito da densificação do solo devido à formaçãodos bulbos do CPR.

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REFERÊNCIAS1 Jorge L. F. de Almeida é professor e enge-

grau de consolidação imposto ao solo. Ape-nas com base nesta equação, Mitchell, Gard-ner, Lunne e Christoffersen atestam:

Consolidação profundasignifica solo Super

Consolidado

Solos super consolidados, mesmo comresultados de CPT (e até SPT) que nãoevidenciem a melhoria do solo, certamen-te terão recalques bem menores do que ametade do que seria esperado antes daconsolidação.

fax consulta nº 15

Para ter maisinformações sobreSolos.

nheiro de fundações.2 Jones, J. (1988), Report of ground im-

provement following vibroreplacement atthe U.S. Navy Treasure Island DentalClinic, San Francisco, California, unpub-lished.

3 Lukas, R. (1997) , .Delayed Soi lImprovement.. Ground Improvement,Ground Reinforcement , GroundTreatment, Developments 1987 - 1997,Geotechnical Special Publication No. 69,Logan, Utah, pp 409-420 .

4 Lunne, T. and Christoffersen, H. (1985),.Interpretation of Cone Penetrometer forOffshore Sands. , NorwegianGeotechnical Institute No. 156, Oslo, pp1-11.

5 Mayne, P. , 1986, .Law EngineeringTest ing Co. Report for Moduli forSet t lement Calculat ions, DynamicCompaction Program, Haii Al Bathna andHaii Al Oyoun, Yanbu, Saudi Arabia.

6 Mitchell, J. and Gardner W. (1975), .InSitu Measurement of Volume ChangeCharacteristics,. Proceedings, In SituMeasurement of Soil Properties, Volume

GLOSSÁRIO

Resistência (ao cizalhamento) – todos ossolos rompem por cisalhamento, que está combi-nado à coesão (c) e ao atrito interno (Ø). A coesãotem a ver com a adesão entre as partículas dosolo, o que é significativo nos solos argilosos ezero nas areias lavadas. O ângulo de atrito interno(Ø) deve-se à aspereza estrutural entre partículasdo solo, considerável nas areias e fraca nas argi-las. Assim a resistência ao cizalhamento é igual acoesão + tensão total x tg Ø. A tensão total éfundamental para a resistência ao cizalhamento que,no entanto, divide com a poropressão essa tarefa,já que esta última absorve parte da carga imposta,reduzindo-a. Lembramos que a tensão total é igualà tensão efetiva + poropressão. A tensão total, emqualquer plano do solo, é a soma da tensão efetivaou seja tensão entre partículas sólidas do solo e apressão do fluido existente em seus vazios.Compactação profunda radial (CPR) – téc-nica de consolidação do solo mole ou fofo com aredução da compressibilidade e o aumento de suaresistência, através da instalação prévia de geo-drenos e a posterior compactação, devido a for-mação de bulbos de grout bombeado a alta pres-são. O Compaction Grouting é uma variação dométodo.Tempo de adensamento ou consolidação –relaciona-se, primeiro, à quantidade de água que éexpulsa da massa do solo. Vincula-se ao produtodas tensões impostas, à compressibilidade (quantomais plástico mais compressível) do solo e ao seuvolume. Segundo, o tempo para ocorrer a consoli-dação é inversamente proporcional à velocidadecom que a água flui pelo solo. O uso de geodrenosem solos moles aumenta substancialmente sua bai-xíssima permeabilidade e altera o tempo de conso-lidação.

II, Raleigh, NC, ASCE, pp 279-345.7 Robertson, P. and Campanella, R. (1983),

. Interpretat ion of Cone Penetrat ionTests., Canadian Geotechnical Journal,Vol. 20, No. 4, pp 718-733.

8 Schmertmann, J. (1970), .Static Cone toCompute Settlement Over Sand,. Journalof Soil Mechanics and FoundationsDivision, ASCE, Vol. 96, SM3, May, pp.1011-1043.

9 Schmertmann, J. (1978), .Guidelines forCone Penetration Test, Performance andDesign,. Federal Highway AdministrationReport No. FHWA-TS-78-209, U.S.Dept. of Transportation, Washington,D.C.

10 Schmertmann, J., et. al., (1986), .CPT/DMT Qual i ty Control of GroundModification., Proceeding, Use of In SituTests in Geotechnical Engineering,ASCE, Special Publ icat ion No. 6 ,Blacksburg, Virginia, pp 985-1135.

11 Schmertmann, J . (1991) , .TheMechanical Aging of Soils,. Journal ofGeotechnical Engineering, Vol. 117, No.9, pp 1288-1329.

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o meio do fogo cruzado de umaquantidade enorme de resultados detestes sofisticados, um patologis-

ta experimentado poderá, com certa faci-lidade, descobrir porque uma película detinta falhou. Por exemplo, a espectrosco-pia do infravermelho (EI) pode determi-nar informações sobre o tipo da tinta, apresença de contaminação e a relação demistura dos dois componentes. A croma-tografia detecta solventes residuais tan-to na película quanto no líquido que fica

N dentro das bolhas presentes na pintura.A calorimetria de varredura diferencial(CVD) informa se a película curou ade-quadamente. A microscopia com energiadispersiva do Raio-X (EDRX) detecta ecaracteriza, de forma precisa, planos deruína na película, presença de detritos eelementos estranhos. Para todas estas si-tuações, no entanto, o tipo e a qualidadeda amostra de película têm fundamentalimportância. Sem estes dois atributos,nada feito. E aí? Vamos lá.

GLOSSÁRIO

Analítico – relativo a, ou que procede por análise.

Analise tudo, antes.

A vitrine de tintas e revestimentos de pro-teção para a área de construção e industrialé enorme. A variedade de superfícies e mi-croambientes então, nem se fala. Não háum livro de receitas de procedimentos paracaracterizar o chamado “estado de ruína”




sintonizado em relação ao tipo de problemaexistente e as nuances que o cercam, demodo a elaborar o esquema de amostragem.Toda informação, nos mínimos detalhes,

de uma película, seja tinta ou revestimento,com um caminhão de variáveis para des-trinchar. O patologista ou investigador, queirá coletar as amostras, deverá estar bem

será de suma utilidade. Uma das primeirasobservações é procurar idealizar o padrãode ruína presente. A formação de bolhas ouo estado de fraturamento da película podeestar ocorrendo apenas em um lado da es-trutura ou próximo às juntas de dilatação.Todas estas informações, da “cena do cri-me”, ajudarão a montar o quebra-cabeça dacausa da ruína. O melhor dos laboratórios,apenas com a análise da amostra, poderáincorrer em erro de diagnóstico.

Amostra boa versus ruim

Provavelmente, a regra mais importante naanálise da ruína de películas de pintura/re-vestimentos seja comparar amostras com esem problemas. Isto porque na roleta russade causas prováveis da ruína está a poucaou muita espessura do filme, a presença devazios, a mistura inadequada dos compo-nentes, a formação de filme seco durante aaplicação etc. Muitas das vezes um primeré aplicado de forma incorreta e acaba acon-tecendo a fissuração do filme, exatamentepelo fato de que foi aplicado muito espes-so, por exemplo, com 200 micrômetros, ao

Desplacamento típico e comum em pisos epóxicos.

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invés de 80, tornando óbvio o julgamento.Esta moldura, infelizmente, não é comum.Assim, é de bom tamanho obter-se três ouquatro amostras problemáticas e, pelo me-nos, duas ou três em perfeito estado, demodo a fazer com que “estas testemunhas”comecem a “falar”. Algumas vezes, contu-do, fica até difícil prognosticar o que é áreaboa e em estado de ruína. Por exemplo,quando ocorre formação de bolhas, desco-loração ou pontinhos de ferrugem na pelí-cula fica fácil diagnosticar a área boa daruim. Casos de adesão insuficiente do fil-me, contudo, torna o caso complicado. NoInstituto de Patologias da Construção (Ipa-con) temos recebido amostras “boas”, mui-tas das vezes do tamanho de uma moedade 10 centavos, enquanto as amostras daregião comprometida são do tamanho deuma folha A4 o que induz, de imediato, umcaso de falta de adesão. O que é prematuroporque, muito provavelmente, as pequenasamostras “boas” podem pertencer a uma



região com problemas de adesão que, noentanto, ainda não se manifestou. Assim,muito provavelmente, ambas as amostraspoderão pertencer a regiões comprometi-das.

Quando a películase desfaz

Quando o estado de ruína envolve o des-camamento ou formação de bolhas de uma

demão em relação à outra, que forma a base,é obrigatório obter amostras das duas ca-madas, pondo-as no mesmo saco, identifi-cando-as separadamente.

Películas já desplacadasnão são amostras

Nas situações apresentadas acima, referi-mo-nos à remoção de películas com proble-mas de aderência. Outra coisa é coletaramostras, já desplacadas, existentes no lo-cal. Embora possam nos dizer alguma coi-sa, seu lado interno, certamente, já estácomprometido pelo ambiente. Este tipo desituação é tão mais importante quando setrata da camada de acabamento em relaçãoao primer aplicado como base.

Cara ou coroa?

Raramente existirá similaridade entre casosde ruína de película, que variam de uma sim-ples e sutil gradação até casos de despla-camentos bem complexos. Há casos em queuma simples e cuidadosa microscopia de-

Nesta microscopia fica evidente a separaçaõ da resina em relação aos demais componentes da tinta.Trata-se de um caso de tinta de má qualidade. Microambientes com altas temperaturas podem tambémprovocar esta patologia que, a olho nu, é completamente invisível.

Pintura de proteção com epóxi novolac no interior do tanque de uma estação de tratamento de efluentes industriais. Na foto menor, o serviço realizado. Apreparação das superfícies e o primer são fundamentais para a durabilidade da proteção.



tecta a causa do problema. Desplacamen-to intercamadas, contudo, é uma das pa-tologias mais complexas de diagnóstico.Parece engraçado, mas quando a películade acabamento chega desplacada da baseou primer, a primeira pergunta que se fazé: qual é o lado de fora? Isto porque hámuita semelhança entre os dois lados.Assim, torna-se necessário identificarqual o lado interno e o externo da camadade acabamento.

O líquido das bolhas

Formação de bolhas é uma patologia co-mum. Muitas vezes, a simples análise dolíquido presente identifica o mecanismode ruína da película. Assim, a coleta dolíquido é fator crítico para o diagnóstico.Como coletar? Não é difícil. Com uma se-

ringa de 1cc adequada, fura-se a bolha eextrai-se o líquido. Antes, porém, é suge-rido aplicar um papel toalha molhado so-bre a superfície da pintura, de modo a lim-pá-la, evitando possível contaminaçãoexterna do líquido. Se a película for tãodura a ponto de uma faca poder perfurá-la, faça-o e depois insira a seringa. A pró-pria seringa poderá ser enviada ao labo-ratório. Uma vez retirada a agulha, inse-re-se o plug plástico, vedando-se com fitaadequada. É muito importante este pro-cedimento porque o material coletado po-derá conter solventes voláteis. Não es-queça da identificação.

Limpeza

Técnicas de identificação como a EI ou aMEV-EDRX necessitam de amostras peque-

REFERÊNCIAS• Michelle Batista é química.

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Para ter maisinformações sobreAnálise.

nas. Quanto menor a amostra maior a exi-gência de limpeza. Qualquer sujeira poderáconduzir a respostas errôneas. Amostrasgrandes, por outro lado, permitem ao ana-lista limpá-las adequadamente, podendo es-colher partes da amostra.

Identificando tintas antigas

Ao se proteger estruturas antigas com pin-turas e revestimentos, torna-se obrigatórioidentificar a antiga tinta de base, com oobjetivo evidente de selecionar uma pintu-ra nova compatível. A moderna maneira defazer isto é com espectroscopia do infra-vermelho (EI). Para tanto, basta retirar amos-tras com o tamanho de uma moeda de 10centavos. Desta forma, obtem-se um espec-tro do infravermelho da superfície da amos-tra. Muitas vezes a superfície (antiga) daamostra apresenta sujeira aliada ao próprioenvelhecimento da película. Desta forma,dever-se-á limpá-la com solução de brome-to de potássio e, às vezes, até fazer um pe-queno lixamento.

Bolhas na superfície da pintura de proteçãoprovocadas pela volatização do seu solvente.Geralmente estas bolhas são muito pequenas e sóvistas ao microscópio. Quando maiores, asbolhas apresentam furos formando pequenascrateras.



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biodeterioração, certamente, temum espectro de atuação bem maisamplo que a já conhecida corro-

são microbiológica, já que em sua dieta,além do aço da construção, encontra-seo desprotegido concreto, plásticos e atéos resistentes compósitos à base de fibrade carbono. Para que entendamos do as-sunto, corrosão microbiológica, biocor-rosão ou corrosão induzida por microor-ganismos (CIM) são processos de desin-tegração que afetam em cheio o aço e oconcreto. Neste ambiente, vemos e con-

A


nicas de seres extracelulares produzidospelos microorganismos.O depósito biológico, bem característico,ocorre tanto com fluxos turbulentos comoem águas paradas, industriais ou não. Den-tro deste ambiente ocorrem processos or-gânico-biológicos cujo resultado é a velha

vivemos com depósitos biológicos sobrea superfície dos materiais, tanto na formade micro como de macro depósitos, am-bos formando o sinistro biofilme, quecontabiliza partículas inorgânicas, preci-pitados cristalinos, produtos da corrosãoe células imobilizadas em matrizes orgâ-

Figura 1 - A biodeterioração éfacilmente encontrada em estaçõesde tratamento de efluentes.

Figura 2 -Pinturasprotetoras devemter agentesespecíficos deproteção física ebiológicas queimpeçam odepósitobiológico.


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corrosão. Estes fenômenos modificam in-tensamente o comportamento da interfaceaço-solução ou concreto-solução. Comopode ser visto na figura acima, da esquer-da, primeiro ocorre a formação de um filmeorgânico, que acaba modificando a capaci-dade de molhagem e a conseqüente distri-buição dos resíduos na superfície do con-creto ou do aço, facilitando a aderência dosmicroorganismos presentes no fluido da es-

tação de tratamento. Estes microoganimos,iniciam então um processo de crescimentoem escala assombrosa. Nada que não pos-sa ser removido com um potente jatod’água. No entanto, se nada for feito, esta-belece-se naturalmente um processo dinâ-mico de renovação do biofilme, totalmentedependente de sua espessura, da veloci-dade do fluido e do crescimento dos micro-organismos. Uma das grandes conseqüên-

cias deste grude é a contaminação contí-nua do líquido por partículas biológicas einorgânicas, como apresentado na figuraacima, à direita. O processo de corrosão, queacontece na carona da biocorrosão/biode-terioração promove a dissolução do aço, in-troduzindo grande quantidade de subpro-dutos no meio, tipo sais inorgânicos insolú-veis, que acabam por se depositar nas pare-des dos tanques e tubulações. Tudo isto

Figura 4 - Esquema dos processos de transferência de massa em um biofilme.

Figuras 5 e 6 - Estações de tratamento de efluentes são o babitat nº 1 dos depósitos biológicos e de processos corrosivos complexos.

Figura 3 - As diferentes etapas de formação de biofilmes microbianos.

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coordenado por uma orquestra de figurasenvolvidas com pH, temperatura, condiçãodo fluido e do fluxo etc. Na carona em ter-mos, porque, na verdade, ambos os proces-sos têm direções opostas. A biodeteriora-ção ocorre do meio do “fluido” para a super-fície metálica. Já a conhecida corrosão vaino sentido contrário, ou seja, da superfíciemetálica para o meio do “fluido”. Como con-seqüência deste cruzamento, forma-se umanova interface aço-solução, meio sei lá o que,chamada interface bioeletroquímica, já que é

alimentada de maneira eletroquímica e bioló-gica. O biofilme, característico da biocorro-são e da biodeterioração, é uma matriz gela-tinosa com alto conteúdo de água, cerca de95%, onde proliferam células microbianascom dejetos diversos em suspensão. Esteambiente do biofilme nada tem a ver com oeletrólito típico da corrosão inorgânica oueletroquímica. No entanto, a interação entreos depósitos biológicos e inorgânicos aca-bam por mudar, de cinco belas maneiras, ocomportamento passivo do aço:

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1 – Dificultando o transporte das espéci-es químicas tanto em direção ao açoquanto proveniente dele.

2 – Acelerando a remoção da pintura pro-tetora.

3 – Gerando condições de aeração diferen-cial, já que o biofilme é tudo menosuniforme.

4 – Altera as condições redox naquela in-terface, principalmente devido à respi-ração microbiana.

Figura 7 - Esquema da interface bioeletroquímica aço/solução, na presença dedepósitos biológicos e inorgânicos.

GLOSSÁRIO

Corrosão – dissolução do aço em contato com meio agressivo. É um proces-so eletroquímico onde elétrons são liberados (oxidação) e a superfície do aço sedesintegra na forma de íons positivos (Fe++) que passam para o eletrólito.Microorganismos – são unicelulares vegetais ou animais invisíveis a olhonu, com dimensões que variam de 1 a 200μm.Oxidação – tem a ver com o aço, que cede elétrons, em sua região anódica.Pilha de aeração diferencial – pilha galvânica de corrosão em que a forçaeletromotriz tem origem nas diferenças de concentração de oxigênio no eletró-lito.Biofilme – matriz gelatinosa de material extracelular de natureza polissacarí-deo, com alto teor d’água (~95% em massa), células microbianas e detritos.Polissacarídeos – grupo de hidróxidos de carbono que contém mais de 3moléculas de açúcar. Carboidratos.Depósitos biológicos – no inglês é denomiado “fouling”. Significa sujeiracom participação biológica ou abiótica por acúmulo de material em superfícies.Abiótico – sem participação de microorganismos.Biocida – substância tóxica capaz de deter ou retardar o crescimento microbi-ano.Passivação – redução da velocidade da corrosão, devida à formação de filmeprotetor sobre o aço.

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REFERÊNCIAS

• Patrícia Karina Tinoco é engenheira ci-vil especialista em química e física da cons-trução.

• Hueck, H. J. "Biodeterioration of MateriaIs",p. 6, EIsevier, London, (1968).

• Eggins, H. O. W., "Biodeterioration, Past,

5 – É predador, por excelência, de filmesde óxidos que passivam a superfíciedo aço.

Só para materializarmos o modelito do malencarado biofilme, suas famílias de micro-organismos formam aglomerados separadospor canais ou túneis onde o transporte lí-quido ocorre por convecção.

Figura 8 - Modelo do biofilme, onde o transporte é, principalmente, convectivo e acontece por canais entreaglomerados microbianos.

fax consulta nº 29

Para ter maisinformações sobreCorrosão.

Present and Future " , em: Biodeterioration5, T. A Oxley, S. Barry (eds.), p. 1, JohnWiley & Sons, Chichester, UK, (1983).

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• De Beer, D., Srínívasan, R., Stewart,P.S.,Appl. Environ. Mierobiol. 60 (12),4339, (1994)..

GLOSSÁRIO

Respiração celular – ocorre devido à oxidaçãodas substâncias orgânicas, onde o oxigênio é re-ceptor de elétrons.Convecção – forma de transmissão de calor queocorre em fluidos, onde o transporte da energiatérmica é acompanhada pelo transporte de massa.Este último pode ser provocado pela diferença dedensidades que o calor estabelece no fluido.Redox – fenômeno inseparável formador do sis-tema onde elétrons são sequestrados de um áto-mo (oxidação) e entregues a outro átomo (redu-ção). Como o elétron tem carga negativa, quemperde fica positivo, quem ganha fica negativo. Aforça que executa estas reações é patrocinadapelo potencial eletroquímico.

Este modelo conceitual de biofilme permiteexplicar a limitação do acesso de algunsbiocidas oxidantes, como por exemplo o clo-ro (arrepios!) e sua menor eficiência sobremicroorganismos aderidos ao aço.

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