( PDF ) Estudo comparativo da degradação de pontes de concreto armado e mistas nos estados do Ceará e Amazonas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

FACULDADE DE TECNOLOGIA

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

ESTUDO COMPARATIVO DA DEGRADAÇÃO DE PONTES DE

CONCRETO ARMADO E MISTAS NOS ESTADOS DO CEARÁ E

AMAZONAS

ANTONIO EDVAR ANDRADE FILHO

Manaus

2008

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

FACULDADE DE TECNOLOGIA

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

ANTONIO EDVAR ANDRADE FILHO

ESTUDO COMPARATIVO DA DEGRADAÇÃO DE PONTES DE

CONCRETO ARMADO E MISTAS NOS ESTADOS DO CEARÁ E

AMAZONAS

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-

Graduação em Engenharia Civil da Universidade

Federal do Amazonas, como requisito parcial para a

obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil, área

de Estruturas e Pavimentos.

Orientador: Prof. Dr. Raimundo Pereira de Vasconcelos

Co-orientador: Prof. Dr. Francisco dos Santos Rocha

Manaus

2008

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Ficha Catalográfica

(Catalogação na fonte realizada pela Biblioteca Central – UFAM)

A554e

Andrade Filho, Antonio Edvar

Estudo comparativo da degradação de pontes de concreto armado e

mistas nos estados do Ceará e Amazonas / Antonio Edvar Andrade

Filho. - Manaus: UFAM, 2008.

107 f.; il. color.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) –– Universidade

Federal do Amazonas, 2008.

Orientador: Prof. Dr. Raimundo Pereira de Vasconcelos

Co-orientador: Prof. Dr. Francisco dos Santos Rocha

1. Pontes – Projetos e construção 2. Construção civil 3. Rodovias –

Brasil I. Vasconcelos, Raimundo Pereira de II. Rocha, Francisco dos

Santos III. Universidade Federal do Amazonas IV. Título

CDU 625.745.1(811.3)(813.1)(043.3)

ANTONIO EDVAR ANDRADE FILHO

ESTUDO COMPARATIVO DA DEGRADAÇÃO DE PONTES DE

CONCRETO ARMADO E MISTAS NOS ESTADOS DO CEARÁ E

AMAZONAS

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-

Graduação em Engenharia Civil da Universidade

Federal do Amazonas, como requisito parcial para a

obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil, área

de Estruturas e Pavimentos.

Aprovado em 29 de julho de 2008

BANCA EXAMINADORA

Prof. Dr. Raimundo Pereira de Vasconcelos, Presidente

Universidade Federal do Amazonas

Prof. Dr. Francisco dos Santos Rocha, Membro

Universidade do Estado do Amazonas

Prof. Dr. Paulo Roberto do Lago Helene, Membro

Politécnica da Universidade de São Paulo

À minha esposa Nádya e meus filhos

Davi e Vitória. Aos meus pais Edvar e

Jandira pelo incentivo para a realização

deste trabalho.

AGRADECIMENTOS

A Deus, por ter me dado coragem e determinação para a vida;

Aos meus pais que com todo esforço e dedicação me deram a educação e o preparo,

necessários à condução da minha vida;

A minha esposa e filhos, que com amor, paciência e sabedoria aceitaram e compreenderam a

minha ausência em tantos momentos;

Ao meu amigo e orientador Prof. Dr. Raimundo Pereira de Vasconcelos, que com sua

sabedoria me mostrou o melhor caminho a ser trilhado para atingir este objetivo;

A todos os professores da pós-graduação em engenharia civil da Universidade Federal do

Amazonas que acreditaram e me apoiaram na realização deste desafio, em especial ao meu

co-orientador Prof. Dr. Francisco dos Santos Rocha, pelos seus conhecimentos transmitidos,

pela sua paciência e dedicação;

Ao meu amigo e professor Prof. Dr. Paulo Roberto do Lago Helene pelos seus ensinamentos

técnicos que me serviram de incentivo ao desenvolvimento desse trabalho;

Ao Prof. José Orlando Medeiros e demais amigos do Centro Federal de Educação

Tecnológica do Ceará por dar novo arranjo ao curso de edificações quando de minha

ausência;

Ao meu amigo Rosemberg Mendes Zogahib, pelo apoio espontâneo nas grandes dificuldades

de levantamentos de dados em campo no Estado do Amazonas;

Ao meu amigo Cláudio José Montenegro Silva que, nos diversos momentos de dificuldade,

esteve sempre disposto a ajudar na digitação do trabalho;

Aos amigos da Divisão de Tecnologia de Construção Civil do NUTEC pela cooperação e

companheirismo durante os levantamentos de dados no Estado do Ceará, e;

A todos aqueles que direta ou indiretamente me auxiliaram nos momentos de dificuldade para

obtenção deste propósito.

O verdadeiro ato da descoberta

não consiste em encontrar novas terras,

mas sim em vê-las com novos olhos.

Marcel Proust

ESTUDO COMPARATIVO DA DEGRADAÇÃO DE PONTES DE CONCRETO

ARMADO E MISTAS NOS ESTADOS DO CEARÁ E AMAZONAS

Antonio Edvar Andrade Filho

RESUMO

No presente trabalho, são tratadas das principais ocorrências patológicas em obras de

arte rodoviárias nos Estados do Ceará e Amazonas, visando subsidiar os profissionais

envolvidos com projetos de pontes e, também, contribuir com a prevenção de futuras

manifestações patológicas. A necessidade deste estudo decorre do elevado número de

ocorrências patológicas em obras rodoviárias no Brasil, que tem demandado um custo

bastante significativo no que se refere à recuperação e/ou reforço desse tipo de estrutura.

Foram vistoriadas setenta e quatro pontes pertencentes às rodovias CE-060, CE-292, CE-359

e CE-386, componentes da malha viária do Estado do Ceará, e AM-010, BR-319 e BR-174,

componentes da malha viária do Estado do Amazonas. A metodologia adotada na pesquisa

passou pelo levantamento de dados, compreensão, avaliação e comparação das patologias,

suas manifestações e causas quando inseridas em dois meios ambientes. Foi contemplada, no

desenvolvimento da pesquisa, a criação de um sistema computacional específico para

gerenciar obras de arte rodoviárias. Constam, ainda, considerações técnicas para melhoria da

qualidade de futuras obras do gênero, numa tentativa de contribuir com a segurança e

funcionalidade das obras de arte no Brasil, ampliando a vida útil desse tipo de estrutura.

Palavras-chave: Patologia, ponte, construção civil.

COMPARATIVE STUDY OF THE DEGRADATION IN BRIDGES OF

REINFORCED CONCRETE AND STEEL-CONCRETE IN THE STATES OF THE

CEARÁ AND AMAZONAS

Antonio Edvar Andrade Filho

ABSTRACT

In the present work, they are dealt with the main pathological occurrences in bridges

in the States of the Ceará and Amazonas, aiming at to subsidize the involved professionals

with projects of road bridges and, also, to contribute with the prevention of future pathologies.

The necessity of this study elapses of the high number of pathological occurrences in road

workmanships in Brazil that has demanded a sufficiently significant cost as for the recovery

and/or reinforcement of this type of structure. Seventy four pertaining bridges to highways

CE-060, CE-292, CE-359 and CE-386, components of the road mesh of the State of the

Ceará, and AM-010, BR-319 and BR-174 had been inspected, components of the road mesh

of the State of Amazonas. The methodology adopted in the research passed for the

understanding, data-collecting, evaluation and comparison of the pathologies, it’s when

inserted manifestations and causes in two half environments. It was contemplated, in the

development of the research, the creation of a specific computational system to manage works

of art road. They consist, still, considerations techniques for improvement of the quality of

future workmanships of the sort, in an attempt to contribute with the security and

functionality of the works of art in Brazil, being extended the useful life of this type of

structure.

Word-key: Pathology, bridge, civil construction.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1– Mapa do Estado do Ceará: informativo das rodovias percorridas para levantamento

de dados. ................................................................................................................................. 20

Figura 2– Mapa do Estado do Amazonas: informativo das rodovias percorridas para

levantamento de dados............................................................................................................. 21

Figura 3 – Representação de pilares da estrutura de uma ponte .............................................. 24

Figura 4 – Representação do aparelho de apoio ...................................................................... 24

Figura 5 – Representação das longarinas. ............................................................................... 25

Figura 6 – Representação das transversinas. ........................................................................... 25

Figura 7 – Representação das cortinas. ................................................................................... 26

Figura 8 – Representação do aterro ......................................................................................... 27

Figura 9 – Desmoronamento de aterro. ................................................................................... 27

Figura 10 – Representação dos encontros ............................................................................... 28

Figura 11 – Representação da laje de tabuleiro ....................................................................... 28

Figura 12 – Representação do guarda-corpo e guarda-rodas .................................................. 29

Figura 13 – Representação das lajes de transição.................................................................... 30

Figura 14 – Representação da pista de rolamento. .................................................................. 31

Figura 15 – Esquema de carreamento de material à jusante da ponte. .................................... 32

Figura 16 – Carreamento de aterro observado em umas das pontes vistoriadas na rodovia CE-

060 ........................................................................................................................................... 32

Figura 17 – Fluxograma de vistoria para infra-estrutura de uma ponte. ................................. 33

Figura 18 – Exemplo de fuga de nata ou pasta de cimento observada em uma ponte na rodovia

CE-060 ..................................................................................................................................... 34

Figura 19 – Geometria dos diversos tipos de pilares encontrados nas vistorias...................... 35

Figura 20 – Fluxograma adotado para a mesoestrutura de uma ponte .................................... 36

Figura 21 – Pilares desaprumados ou desalinhados. ............................................................... 36

Figura 22 – Fluxograma usado na vistoria da superestrutura de uma ponte ........................... 37

Figura 23 – Base de apoio da tribo Waimiri-Atroari sob a ponte do rio Alalaú, no Estado do

Amazonas. ............................................................................................................................... 38

Figura 24 – Marcenaria sob a ponte do Rio Capitarí no Estado do Amazonas. ...................... 39

Figura 25 – Patologias decorrentes da ação humana na viga de bordo, no Estado do Ceará.. 39

Figura 26 – Vista lateral de um dente Gerber .......................................................................... 40

Figura 27 – Localização da cidade de Aracoiaba no Estado do Ceará. ................................... 42

Figura 28 – Vista lateral da ponte sobre o rio Aracoiaba, no Estado do Ceará ....................... 43

Figura 29 – Esquema estrutural adotado na ponte sobre o rio Aracoiaba ............................... 43

Figura 30 – Esquema estrutural da ponte ................................................................................ 44

Figura 31 – Determinação da profundidade de carbonatação ................................................. 45

Figura 32 – Profundidade de carbonatação. ............................................................................ 46

Figura 33 – Peças que compõem a ponte. ............................................................................... 50

Figura 34 – Resumo das patologias encontradas na obra pesquisada sobre o rio Aracoiaba .. 52

Figura 35 – Tela principal do sistema de monitoramento de obras. ........................................ 56

Figura 36 – Página de cadastro da obra e suas características. ................................................ 57

Figura 37 – Página de cadastro das patologias e suas localizações. ........................................ 57

Figura 38 – Página de localização de alteração e dados cadastrais. ........................................ 58

Figura 39 – Página do relatório de obras prioritárias. ............................................................. 58

Figura 40 – Formulário de campo utilizado no cadastro das obras. ........................................ 59

Figura 41 – Fluxograma de atuação para identificação e diagnóstico das patologias. ............ 61

Figura 42 – Obras consideradas em estado crítico de conservação ......................................... 71

Figura 43 – Ponte sobre o rio Muchinato ................................................................................ 78

Figura 44 – Detalhe 1 .............................................................................................................. 78

Figura 45 – Ponte sobre o riacho dos bois. .............................................................................. 79

Figura 46 – Detalhe 2. ............................................................................................................. 79

Figura 47 – Ponte sobre o rio João Alves. ............................................................................... 80

Figura 48 – Ponte sobre o rio Aracoiaba. ................................................................................ 80

Figura 49 – Ponte sobre o rio Granjeiro .................................................................................. 81

Figura 50 – Ponte sobre o rio Vacaria. .................................................................................... 81

Figura 51 – Ponte sobre o Rio Preto da Eva. ........................................................................... 82

Figura 52 – Ponte sobre o Rio Preto da Eva. ........................................................................... 82

Figura 53 – Ponte sobre o Rio Preto da Eva. ........................................................................... 83

Figura 54 – Ponte sobre o Rio Preto da Eva. ........................................................................... 83

Figura 55 – Ponte sobre o Rio Preto da Eva ............................................................................ 84

Figura 56 – Ponte sobre o Rio Preto da Eva. ........................................................................... 84

Figura 57 – Ponte sobre o Rio Preto da Eva ............................................................................ 85

Figura 58 – Ponte sobre o Rio Preto da Eva. ........................................................................... 85

Figura 59 – Ponte sobre o Rio Preto da Eva. ........................................................................... 86

Figura 60 – Ponte sobre o Rio Preto da Eva ............................................................................ 86

Figura 61 – Ponte sobre o igarapé do Peréua. ......................................................................... 87

Figura 62 - Ponte sobre o igarapé do Sargento Picanço. ......................................................... 87

Figura 63 – Ponte sobre o igarapé Bá. ..................................................................................... 88

Figura 64 – Ponte sobre o igarapé Tarumã. ............................................................................. 88

Figura 65 - Ponte sobre o rio Urubu ........................................................................................ 89

Figura 66 - Tipologias das obras vistoriadas ........................................................................... 90

Figura 67 - Estrutura mista com aplicação de pré-moldado na laje de tabuleiro .................... 90

Figura 68 - Tipos de ambientes em que estão inseridas as obras ............................................ 91

Figura 69 - Exemplos de aparelhos de apoio encontrados. ..................................................... 92

Figura 70 - Tipos de aparelhos de apoio ................................................................................. 92

Figura 71 - Patologias mais freqüentes nos pilares ................................................................. 93

Figura 72 - Patologias encontradas nas longarinas .................................................................. 94

Figura 73 - Patologias encontradas nas transversinas ............................................................. 94

Figura 74 - Patologias encontradas nas lajes de tabuleiro ....................................................... 95

Figura 75 - Patologias encontradas nos guarda-rodas ............................................................. 96

Figura 76 - Patologias encontradas nos guarda-corpos ........................................................... 97

Figura 77 - Patologias encontradas nas cortinas ...................................................................... 97

Figura 78 - Patologias evidenciadas nos encontros ................................................................. 98

Figura 79 - Patologias encontradas nas lajes de transição ....................................................... 99

Figura 80 - Obras que necessitam de intervenções................................................................ 101

Figura 81 - Situação das obras pesquisadas em seu estado visual......................................... 102

Figura 82 - Patologias encontradas na ponte sobre o rio Preto da Eva ................................. 103

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 – Patologias encontradas na ponte sobre o rio Aracoiaba ....................................... 51

Quadro 2 – Tipologia das patologias e suas possíveis localizações. ....................................... 68

Quadro 3 – Metodologia de geração de grau parcial. .............................................................. 73

Quadro 4 – Metodologia de geração do grau final. ................................................................. 74

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Estado de conservação das rodovias no ano de 2008 ............................................ 31

Tabela 2 – Classe de agressividade ......................................................................................... 41

Tabela 3 – Nomenclatura e posicionamento das obras no Estado do Ceará ........................... 76

Tabela 4 – Nomenclatura e posicionamento das obras no Estado do Amazonas .................... 77

LISTA DE ABREVIATURAS

% - percentual;

A/C – relação água-cimento;

ACI – American Concrete Institute;

AF – alto forno;

AM 010 - rodovia pertencente ao Estado do Amazonas de número 010;

BR 174 - rodovia federal de número 174;

BR 319 - rodovia federal de número 319;

CA – concreto armado;

CAA – classe de agressividade ambiental;

CE 060 - rodovia pertencente ao Estado do Ceará de número 60;

CE 292 - rodovia pertencente ao Estado do Ceará de número 292;

CE 386 - rodovia pertencente ao Estado do Ceará de número 386;

cm – centímetro;

– dióxido de carbono

DERT – Departamento Estadual de Estradas de Rodagens e Transportes;

DNIT – Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes;

EH – Norma Espanhola;

GF – grau final;

GP – grau parcial;

GPS – Global Position System;

kg/dm

– quilograma por decímetro cúbico;

km – quilometro;

kN – quilo-Newton;

l/m

- litro por metro cúbico;

m – metro;

mm – milímetro;

MPa – mega Pascal;

NBR – Norma Brasileira;

NO – nordeste;

NUTEC – Fundação Núcleo de Tecnologia Industrial;

C – grau Celsius;

pH - potencial hidrogeniônico;

PI – Estado do Paiuí;

PIB – produto interno bruto;

SC – Estado de Santa Catarina;

SE – sudeste;

SISMOD – sistema de monitoramento de obras d’arte;

UR – umidade relativa.

SUMÁRIO

Capítulo I ................................................................................................................................. 14

1.1 Introdução ..................................................................................................................... 14

Capitulo II ................................................................................................................................ 17

2.1 Pressupostos da problematização .................................................................................. 17

2.2 Objetivo da pesquisa ..................................................................................................... 21

2.3 Estruturação desta dissertação ...................................................................................... 21

Capítulo III .............................................................................................................................. 23

3.1 Patologias em obras de arte rodoviárias ....................................................................... 23

3.1.1 Considerações gerais .......................................................................................... 23

3.1.2 Patologias de infra-estrutura ............................................................................... 33

3.1.3 Patologias de mesoestrutura ............................................................................... 35

3.1.4 Patologias de superestrutura ............................................................................... 37

3.2 Características do ambiente .......................................................................................... 41

3.3 Exemplo de caso: Ponte sobre o rio Aracoiaba na rodovia CE-060 ............................. 42

3.3.1 Procedimentos e fundamentação teórica ............................................................ 44

3.3.2 Situação encontrada na vistoria .......................................................................... 48

3.3.3 Análise estrutural ................................................................................................ 48

3.3.4 Diagnóstico do problema e agravantes ............................................................... 49

3.3.5 Resumo das patologias ....................................................................................... 49

3.3.6 Conclusão ........................................................................................................... 52

Capítulo IV .............................................................................................................................. 54

4.1 Aspectos metodológicos ............................................................................................... 54

4.2 Informações gerais ........................................................................................................ 62

4.2.1 Parâmetros para registro de patologia ................................................................. 63

4.2.1.1 Nome do curso d’água .............................................................................. 63

4.2.1.2 Nome da rodovia....................................................................................... 63

4.2.1.3 Localização ............................................................................................... 65

4.2.1.4 Caracterização da Obra ............................................................................. 65

4.2.1.5 Caracterização da superestrutura .............................................................. 66

4.2.1.6 Caracterização do sistema de apoio .......................................................... 66

4.2.1.7 Caracterização dos pilares ........................................................................ 66

4.2.1.8 Caracterização das fundações ................................................................... 66

4.2.1.9 Caracterização dos encontros ................................................................... 67

4.2.1.10 Caracterização do sistema de drenagem ................................................. 67

4.2.1.11 Caracterização do ambiente .................................................................... 67

4.2.1.12 Ensaios de esclerometria......................................................................... 67

4.2.1.13 Patologias ................................................................................................ 68

4.2.2. Estado aparente da obra ..................................................................................... 70

4.2.3 Urgência de intervenção ..................................................................................... 71

4.3 Metodologia de geração do grau final .......................................................................... 72

Capítulo V ............................................................................................................................... 75

5.1 Obras vistoriadas nos Estados do Ceará e Amazonas ................................................... 75

5.2 Levantamento de dados ................................................................................................ 77

5.3 Tratamento das informações coletadas ......................................................................... 89

5.3.1 Sobre a concepção estrutural e o ambiente .................................................. 89

5.3.2 Sobre as patologias ...................................................................................... 92

5.3.3 Sobre a necessidade de intervenção ............................................................. 99

Capítulo VI ............................................................................................................................ 104

6 Conclusão ....................................................................................................................... 104

Referências bibliográficas ..................................................................................................... 107

CAPÍTULO I

1.1 INTRODUÇÃO

O concreto é um dos materiais estruturais mais usados na construção civil. Desde sua

invenção até os dias de hoje, diversos são os fins a que ele se destina, tais como estruturas

armadas e protendidas, obras de arte e obras navais. Substituindo a madeira e a pedra, o

concreto tem sido um valioso aliado dos técnicos envolvidos com arquitetura e engenharia.

Após a segunda guerra mundial houve um grande avanço no desenvolvimento do

concreto devido à necessidade de reconstruir os danos provocados por esta guerra ao menor

custo e no menor tempo. (COUTINHO,1973). Porém, ao contrário do que se pode imaginar o

concreto não é eterno. Como todo material, se bem conservado, tem uma elevada

durabilidade. Segundo o comitê do ACI 201 (1989:77), a durabilidade é a habilidade para

resistir às ações de intempéries, ataques químicos, abrasão ou qualquer outro processo de

deterioração, ou seja, um concreto durável manterá sua forma original, qualidade e

funcionalidade, quando colocado em uso.

No Brasil, a grande maioria das obras de arte é construída em concreto devido à

versatilidade executiva e alto desempenho estrutural, aliados ao relativo baixo custo.

Entretanto, apesar de ser um material nobre, o que se observam são obras de pouca idade

apresentarem manifestações patológicas. São exemplos fissuras, lixiviações, deformações

excessivas, corrosões, lascamentos de concreto, ninhos de concretagem e até mesmo trechos

de armaduras ativas expostas às intempéries.

Neste trabalho procura-se identificar e comparar as principais patologias que ocorrem

ao longo da vida útil das pontes de concreto armado ou mistas de concreto e aço das rodovias

dos Estados do Ceará (CE) e Amazonas (AM). Os resultados obtidos visam servir de subsídio

para o Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes (DNIT) sobre a problemática

das patologias que ocorrem com mais freqüência nessas obras. É fornecida uma visão geral

das ocorrências patológicas, permitindo o acompanhamento de sua evolução ao longo da vida

útil da obra. Essas informações servirão, também, de parâmetros para execução de novas

obras de arte, incluindo concepção e projeto.

Inicialmente os dados coletados se referem às obras viárias do tipo ponte situadas no

interior do Estado do Ceará. As obras fazem parte das rodovias CE-060, CE-292, CE-359 e

CE-386 que servem aos municípios de Chorozinho, Ibaretama, Quixadá, Quixeramobim,

Senador Pompeu, Mombaça, Acopiara, Iguatu, Carius, Assaré, Várzea Alegre, Farias Brito,

Crato e Santana do Carirí. A análise dessas obras decorreu de uma solicitação do Governo do

Estado do Ceará, através do Departamento Estadual de Estradas de Rodagens e Transportes

(DERT), para a Fundação Núcleo de Tecnologia Industrial (NUTEC) sobre o estado de

conservação das pontes estaduais. A preocupação se deu por conta de várias obras

apresentarem deformações excessivas, com risco de ruína, necessitando de escoramentos

imediatos.

A segunda fase de coleta de dados foi relativa às obras viárias situadas nas estradas do

Estado do Amazonas, rodovias AM-010, BR-319 e BR-174, que servem, respectivamente, aos

municípios de Rio Preto da Eva, Itacoatiara, Presidente Figueiredo e Careiro Castanho. A

escolha dessas rodovias foi intencional, motivada apenas pela facilidade de deslocamentos

através do Estado do Amazonas, onde a grande maioria dos transportes é por via fluvial.

Faz parte do corpo deste trabalho, ainda, o desenvolvimento de uma ferramenta

computacional especifica para definir, por prioridade, obras que deverão sofrer intervenções

em função das patologias encontradas. As definições das prioridades são relativas às

intervenções imediata (curto prazo), médio prazo e longo prazo.

CAPÍTULO II

2.1 PRESSUPOSTOS DA PROBLEMATIZAÇÃO

Apesar de constituir um setor de grande importância sócio-econômica no país,

responsável por 15,5% do Produto Interno Bruto (PIB) e pelo emprego de 5,6% da mão-de-

obra ocupada, conforme Torres, 2007, a construção civil não tem acompanhado o

desenvolvimento tecnológico de outros setores industriais. Como resultado, obras construídas

para durar 50 anos já apresentam patologias, em geral, nos três primeiros anos. Contribuem

para isso a utilização de técnicas construtivas ultrapassadas, sem garantia de qualidade nas

diversas fases do empreendimento (planejamento, projeto, qualidade dos materiais, execução

e uso), desperdício de matéria-prima e mão-de-obra, e alto custo de manutenção. Apesar de

diversas ações de setores privado e público, ainda, tem-se muito o que avançar na busca de

reduzir a ineficiência e o desperdício nas obras.

O problema é ainda agravado quando se somam falta de planejamento,

desconhecimento técnico, ineficiência de fiscalização e acompanhamento, e inexistência de

infra-estrutura física mínima para execução, como é o caso da construção de obras de arte no

interior dos estados brasileiros. Por exemplo, o controle tecnológico do concreto nessas obras,

em geral, não segue as prescrições da NBR 12655/96 – concreto: preparo, controle e

recebimento, reduzindo a vida útil da obra e a margem de segurança.

No interior do Estado do Ceará, a água de amassamento é coletada no próprio local da

obra, para confecção do concreto. Nessa região, em geral, as águas são provenientes de poços

e possuem teores de sais bastante significativos. No Estado do Amazonas, as águas de seus

igarapés não contêm sais, porém, são consideradas ácidas, com pH variando de 3 a 6. Vale

ressaltar que as obras analisadas no Estado do Ceará estão entre 70 e 550 km de distância da

orla marítima. Já as examinadas no Estado do Amazonas, a mais de 1.000 km do litoral mais

próximo.

A presença de agentes agressivos na água de amassamento poderá desencadear um

processo patológico generalizado. Sobre a água de amassamento do concreto, a NBR 7187/87

diz: Como a água de amassamento, só devem ser empregadas águas reconhecidamente

aceitáveis, considerando as utilizações que tiveram anteriormente. Não havendo antecedente,

as águas devem ser analisadas para determinação do pH, do teor de ácido carbônico, de

sulfatos, de cloretos ou de outros sais ou impurezas. A água deve ser limpa, praticamente

isenta de matérias orgânicas e de produtos químicos capazes de prejudicar a durabilidade da

obra.

Os agentes agressivos são aqueles produzidos por ações mecânicas, físicas, químicas

ou biológicas, atuando sozinhos ou associados entre si. Os produzidos por ações mecânicas

são em sua grande maioria, cargas elevadas, sobrecargas, impactos, vibrações, cavitações,

produzidos por causas naturais ou artificiais. As ações físicas podem ser as variações de

temperatura e umidade, temperaturas extremas, gelo, fogo intenso, correntes elétricas ou

radiações. Já os produzidos por ações químicas podem ser causados por gases, atmosfera

contaminada, águas agressivas ou salgadas, despejos industriais ou outros líquidos com

elementos incorporados, agressivos ao concreto. Estas ações, geralmente, são as mais temidas,

pois podem causar, entre tantas, a dissolução dos compostos hidratados do cimento, as

formações de novos sais solúveis que vão sendo arrastados pela água, de cristais e

eflorescências. As reações entre agregados e aglomerantes também se encontram nesta

classificação. Finalmente os produzidos por ações biológicas, tais como micro-organismos e

bactérias também podem causar danos ao concreto. (MONTOYA et al., 1987).

Outro fator de deterioração brusca das obras de arte é a mudança da característica de

suporte de carga da estrutura, sem a preocupação da avaliação prévia de um possível e

necessário reforço estrutural, pois o desenvolvimento do setor de transportes rodoviários no

Brasil produz incremento permanente na capacidade de carga de caminhões e carretas. As

características de suporte de carga das pontes denominadas classes ou trens-tipo são definidas

pela NBR 7188/84 – carga móvel em ponte rodoviária e passarela de pedestre, como:

• Classe 45: veículo-tipo com 450kN de peso total;

• Classe 30: veículo-tipo com 300kN de peso total;

• Classe 12: veículo-tipo com 120kN de peso total.

O elevado número de pontes em estado avançado de deterioração é, na maioria das

vezes, causado por problemas de ordem executiva. Por exemplo, a simples colocação de

espaçadores de armaduras (cocadas) nas estruturas já garante a medida de cobrimento mínimo

da armadura, exigida pela norma brasileira. Segundo Helene (1994), aumentando-se a

qualidade do concreto, podem-se reduzir as espessuras de cobrimento sem comprometer a

vida útil da peça, porém, esta preocupação com a garantia das camadas protetoras das

armaduras não são tão bem observadas nas obras.

A garantia da estanqueidade das formas também é um fator para obtenção de concretos

de boa qualidade. A fuga da nata ou pasta de cimento produz concretos com excesso de poros

ou vazios, permitindo, por sua vez, o contato de agentes agressivos com as armaduras,

presentes na atmosfera local. Esses exemplos e as características da região contribuem para

que as obras de arte executadas no interior dos estados apresentem manifestações patológicas

mais numerosas e intensas que as obras executadas nas zonas urbanas.

A figura 1 mostra os trechos de rodovias estaduais, no Estado do Ceará, que foram

vistoriados. Essas rodovias, codificadas como CE-060, CE-292, CE-359 e CE-386, servem

aos municípios de Chorozinho, Ibaretama, Quixadá, Quixeramobim, Senador Pompeu,

Mombaça, Acopiara, Iguatu, Carius, Assaré, Várzea Alegre, Farias Brito, Crato, Santana do

Carirí e Nova Olinda.

No Estado do Amazonas, foram vistoriados os trechos de rodovias mostrados na figura

2, rodovias codificadas como AM-010, BR-319 e BR-174, que servem aos municípios de Rio

Preto da Eva, Itacoatiara, Presidente Figueiredo e Careiro Castanho.

Figura 1– Mapa do Estado do Ceará: informativo das rodovias

percorridas para levantamento

de dados.

2.2 OBJETIVO DA PESQUISA

Esta pesquisa tem por objetivo geral registrar e comparar as manifestações patológicas

existentes em setenta e quatro pontes componentes das rodovias dos Estados do Ceará e

Amazonas, disponibilizando ao meio técnico a problemática da deterioração de elementos de

aço e concreto armado quando submetidas a dois meios ambientes diferentes. Isto é, o clima

semi-árido da região nordeste e o clima úmido da região norte e suas peculiaridades.

2.3 ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO

O capítulo I apresenta uma introdução que reflete a problemática central discutida

neste trabalho em uma formatação mais abrangente.

No capítulo II, destacam-se os pressupostos da problematização que retrata as

patologias de maneira generalizada sem induzir particularidades das obras em questão e,

também, o objetivo da pesquisa.

Figura 2– Mapa do Estado do Amazonas: informativo das rodovias percorridas para

levantamento de dados.

O capítulo III trata essencialmente do estado da arte nos diversos assuntos abordados

neste trabalho. Isto é: caracterização das patologias, patologias de infra-estruturas,

mesoestrutura, superestrutura, características dos ambientes nos quais estão inseridas obras de

arte e exemplo de caso: ponte sobre o rio Aracoiaba na rodovia CE-060.

No capítulo IV se abordam aspectos metodológicos da pesquisa, características da

pesquisa, técnicas de coletas e organização de informações.

A relação de obras vistoriadas nos Estados do Ceará e Amazonas, levantamento de

dados e tratamento das informações coletadas são apresentados no capítulo V.

O capítulo VI trata da conclusão da pesquisa.

CAPÍTULO III

3.1 PATOLOGIAS EM OBRAS DE ARTE RODOVIÁRIAS

3.1.1 Considerações gerais

O termo Manifestação Patológica, originário da área de saúde, indica deficiência

presente nas obras, tornando-as doentias, podendo agravar-se por deterioração ou até mesmo,

ruptura de componentes ou colapso da obra. Como ficou evidente em algumas obras

vistoriadas, uma determinada patologia pode ter origem no projeto, na execução ou até

mesmo no uso inadequado. É importante destacar que algumas patologias ocorrem com mais

freqüência em determinados elementos estruturais em decorrência de sua concepção e

emprego.

As obras analisadas são de concreto armado ou de concreto armado e aço. Esta é uma

mescla de elementos portantes de aço, em geral, longarinas e transversinas, e de elementos de

concreto armado, constituindo as demais partes da ponte. Todas as obras analisadas têm a

função de transpor obstáculos naturais de curso d’água, exceto um viaduto na cidade de

Manaus, Estado do Amazonas, que serve para transpor outra rodovia.

A seguir, efetuam-se considerações sobre os principais elementos estruturais que

compõem as obras estudadas nos Estados do Amazonas e Ceará.

Os pilares, figura 3, são elementos estruturais verticais que recebem as cargas

permanentes, acidentais, verticais e horizontais, e as transferem para as fundações, que por

sua vez as transmitem para o terreno. Essas peças estruturais têm a particularidade de serem

as mais atingidas por depredações, devido à sua exposição direta e acessibilidade.

Os aparelhos de apoio são elementos idealizados para a superestrutura, componentes do

sistema estrutural, com a função de absorver e/ou amortecer esforços, figura 4. Estes esforços

são provenientes do peso próprio da estrutura, de cargas acidentais, de frenagens ou manobras

de veículos sobre a ponte.

Figura 3 – Representação de pilares da estrutura de uma ponte.

Figura 4 – Representação de aparelho de apoio.

Detalhe do Aparelho

de Apoio

As longarinas das pontes são vigas posicionadas na direção longitudinal, conforme

mostra a figura 5, tendo a função de distribuir longitudinalmente as cargas. Em função da

importância desses elementos estruturais, atenção especial deve ser dada às suas deformações

visando não comprometer outras peças que são interligadas a elas, ou, ainda, não atingir um

estado limite de serviço.

As transversinas são vigas posicionadas na direção transversal da obra, tendo a função

de distribuir transversalmente as cargas, figura 6. Elas, geralmente, estão ligadas

monoliticamente às longarinas. O conjunto composto pelas longarinas e transversinas servirá

de apoio para a laje de tabuleiro.

Figura 5 – Representação de longarinas.

Figura 6 – Representação de transversinas.

No Brasil, os elementos estruturais das pontes sofrem problemas de corrosão de

armaduras, em sua grande maioria, nas faces inferiores das longarinas, transversinas e laje de

tabuleiro devido à agressividade do meio ambiente. Já na Europa e nos Estados Unidos, esse

tipo de manifestação patológica ocorre na superfície superior das pontes, devido à

agressividade provocada pelos sais usados para degelo no inverno.

A figura 7 fornece exemplos de cortinas, que têm a função de conter o aterro do

pavimento, evitando seu desmoronamento nas regiões próximas à obra e à pista de rolamento.

Essas peças tanto podem receber ações decorrentes de empuxo de terra no sentido

longitudinal quanto ações no sentido transversal. Elas se ligam monoliticamente às lajes de

tabuleiro.

O volume de solo compactado para formação do greide da estrada propriamente dita,

como mostrado na figura 8, recebe a denominação de aterro.

Figura 7 – Representação de cortinas.

A saturação de um aterro de rodovia pode, além de desestabilizar sua base, danificar o

pavimento da via, podendo até promover sua destruição, como é o caso do sistema estrutural

mostrado na figura 9, localizado na rodovia federal BR-101, sobre o rio Preto, no Estado do

Espírito Santo.

Os muros de contenção de aterro, indicados na figura 10, recebem o nome de

encontros e têm a função de receber o empuxo do solo, evitando sua transmissão a elementos

Figura 8 – Representação de aterro.

Figura 9 – Desmoronamento de aterro. (Fonte: Manual de inspeção de pontes rodoviárias – DNIT 2004)

da ponte. No Estado do Ceará, são confeccionados com pedra-de-mão argamassada. Já no

Estado do Amazonas, esses encontros são confeccionados em rip-rap ou simplesmente não

existem, pela ausência de rochas nas proximidades da obra.

A laje de suporte do pavimento asfáltico, sobre o arranjo estrutural composto por

longarinas e transversinas, é denominada tabuleiro, cuja função é dar continuidade à estrada,

figura 11. As lajes de tabuleiro podem ser confeccionadas em elementos pré-fabricados de

concreto ou executadas no próprio local da obra.

Figura 10 – Representação de encontros.

Figura 11 – Representação de laje de tabuleiro.

A face inferior do tabuleiro, semelhante a da longarina, sofre ataques de agentes

agressivos. O acúmulo de águas evaporadas, o acúmulo de fuligem e a penetração de agentes

agressivos têm relação com este tipo de patologia.

A capacidade de carga do tabuleiro é quem determina a classe da ponte, ou seja, o

conjunto de características de suporte e dimensão da obra em relação às cargas acidentais.

Trem-tipo de eixo simples, com elevada capacidade de carga, é o que mais preocupa os

especialistas em cálculo, por concentrarem grandes ações nas rodas traseiras. Vale ressaltar

que trens-tipo representam cargas móveis verticais que devem ser consideradas nos projetos

estruturais das pontes.

Os guarda-corpos e guarda-rodas, figura 12, são anteparos laterais ligados aos

tabuleiros, com função de proteger pedestres e/ou veículos quando da travessia da ponte.

Estas peças estruturais, além de sofrerem ataques de agentes agressivos naturais, são

geralmente deterioradas por colisão de veículos.

Figura 12 – Representação de guarda-corpo e guarda-rodas.

A figura 13 mostra elementos confeccionados em concreto armado sobre os aterros,

conhecidos por lajes ou placas de transição, destinadas a realizarem transição suave entre a

estrada e a ponte. Elas minimizam as possíveis diferenças de níveis entre a estrutura de

concreto da ponte e o pavimento das estradas, provenientes dos recalques do aterro na entrada

da obra. Essas lajes não são solidárias à ponte.

A pista de rolamento, conforme mostra a figura 14, é a camada de pavimentação

asfáltica ou de concreto destinada ao tráfego de pedestres e/ou veículos. A condição de

conservação deste pavimento implica em maior ou menor risco de acidente quando da

passagem de veículos sobre as pontes. Estes acidentes, na maioria das vezes, provocam a

destruição do guarda-corpo.

Figura 13 – Representação de lajes de transição.

Vale ressaltar que em 2008, as rodovias dos Estados do Ceará e Amazonas

apresentavam as situações de conservação mostradas na tabela 1. Os valores constantes nessa

tabela indicam índices elevados de pavimentos capazes de provocar acidentes.

Estado de conservação Ceará Amazonas

Em obras 2 % 3%

Interditada 4% 0%

Precária 8% 29%

Ruim 2% 8%

Regular 24% 0%

Normal 60% 41%

Sem informação 0% 19%

Nos encontros de pontes são comuns os problemas de desmoronamentos e

carreamento do material de aterro devido à inadequada compactação ou até mesmo pela falta

de controle tecnológico durante sua execução. Em alguns casos, pela falta de muro de

contenção. O turbilhonamento de águas a jusante da ponte contribui para o agravamento do

problema, conforme esquema mostrado na figura 15.

Figura 14 – Representação de pista de rolamento.

Tabela 1 – Percentuais de estado de conservação das rodovias no ano de 2008.

Fonte: www.dnit.gov.br

Na figura 16, são mostrados os danos na estrutura de contenção na cabeceira de uma

ponte da rodovia estadual do Estado do Ceará. Essa patologia decorreu da ação de águas

pluviais no concreto provocando desgastes, remoção do solo da fundação do elemento

estrutural, e, até mesmo, erosão do concreto.

Figura 15 – Esquema de carreamento de material à jusante da ponte.

Figura 16 - Carreamento de aterro observado em uma das pontes vistoriadas na

rodovia CE-060.

Área de

carreamento

aterro

Pista de

rolamento

Aterro

Longarina

3.1.2 Patologias em infra-estrutura

A identificação do tipo de fundação empregado na infra-estrutura de uma ponte é o

primeiro passo para identificação de possíveis patologias em seus elementos estruturais. Na

figura 17, consta um organograma com os principais elementos de fundação existentes nas

pontes vistoriadas, indicando a fase recomendada para análise de problemas de patologia.

O acesso à fundação de uma ponte é fator determinante na verificação do seu estado de

conservação. Por isso, uma primeira análise deve ser feita na região superior das estacas ou

blocos de coroamento. No Estado do Amazonas, o nível de água é superior, em geral, a cota

da face superior do elemento de fundação. A fuga de solo na região de transmissão de cargas

dos blocos de coroamento das estacas, geralmente, é provocada pela passagem de água em

movimento. No Estado do Ceará, a erosão é, em geral, provocada pela retirada de areia dos

rios para comercialização nos centros urbanos.

A passagem de água sobre os blocos de coroamento pode causar danos, chegando a

expor as armaduras, com acentuadas perdas de seção, tanto do concreto quanto do aço. Outro

problema bastante comum é a presença de concretos de baixa qualidade, como se pode

observar na figura 18.

Figura 17 – Fluxograma de vistoria para infra-estrutura de uma ponte.

Fundação direta

Fundação Indireta

Sapata Bloco

Estaca

Tubulão

Infra-estrutura

Patologias

As regiões com baixo ou nenhum teor de argamassa, apresentando apenas agregado

graúdo, surgem pela fuga de argamassa, pela falta de estanqueidade das formas de contenção

lateral ou até mesmo pelo excesso de vibração do concreto fresco, provocando desagregação

do concreto. Segundo Silva (1995), toda fôrma tem necessariamente que ser estanque, rígida e

não aderente. A estanqueidade é para evitar a perda de água e argamassa. Com o vazamento,

haverá considerável perda de água nessa região, que carreará finos do concreto, gerando uma

superfície com vazios, que está delimitada por uma mancha escura. A mancha indica uma

região de concreto com relação água/cimento menor do que a região adjacente da peça; ela

não é superficial e tem espessura considerável.

Nesse tipo de obra, podem, também, ocorrer recalques diferenciais decorrentes, em

geral, da deficiência de acompanhamento técnico na fase de execução da fundação. O

assentamento da base da sapata ou do bloco em solo com resistência não compatível com o

especificado no projeto é um exemplo.

Figura 18 – Exemplo de fuga de nata ou pasta de cimento observada em uma ponte

na rodovia CE-060.

3.1.3 Patologias em mesoestrutura

Fazem parte da mesoestrutura, as peças intermediárias de sustentação de uma ponte,

geralmente constituídas por pilares e elementos de travamentos. Estes elementos, conforme

mostra a figura 19, diversificam-se pela suas formas e dimensões: circulares, quadrados,

retangulares, incluindo aqui os pilares-parede.

Nesta fase de vistoria devem ser observados se os pilares estão contraventados e se

foram utilizados aparelhos no processo de transmissão de esforços da superestrutura para os

pilares da ponte. Esses recursos são comumente usados no projeto de uma ponte.

O estado de conservação dos elementos que compõem a mesoestrutura deve ser

observado identificando as patologias. A metodologia empregada na pesquisa seguiu a

seqüência mostrada na figura 20.

Figura 19 – Geometria dos diversos tipos de pilares encontrados nas vistorias.

(a) Pilar circular

(b) Pilar retangular

(d) Pilar quadrangular

A falta de verticalidade dos pilares, isto é, pilares desaprumados, permitem surgimento

de esforços não presentes no modelo estrutural de projeto. No caso de pilares desalinhados,

em geral, as intensidades dos esforços são modificadas podendo levar a estrutura ou parte da

estrutura a atingir um estado limite último. A figura 21 mostra essas duas situações.

Figura 20 – Fluxograma adotado para mesoestrutura de uma ponte.

Figura 21 – Pilar desaprumado e desalinhado.

Pilar

Retangular

Mesoestrutura

Quadrangular

Circular

Pilar-parede

Aparelho de apoio

Contraventamento

Patologias

O objetivo da vistoria na meso-estrutura é identificar principalmente os seguintes

problemas patológicos: corrosão de armaduras, fissuras, desaprumos, desníveis e condições de

conservação dos aparelhos de apoio. É importante destacar que o chumbo foi utilizado, no

Brasil, como elemento de apoio da superestrutura sobre os pilares na maioria das obras

executadas até a década de 60.

Na falta de resultados de ensaios de corpos-de-prova de concreto dos elementos da

mesoestrutura da ponte, convém avaliar a resistência do concreto através de ensaio por

método esclerométrico, principalmente naquelas partes das pontes que apresentam baixo grau

de conservação.

3.1.4 Patologia em superestrutura

A superestrutura é basicamente composta de vigas longitudinais e transversais,

respectivamente denominadas longarinas e transversinas, lajes de tabuleiro, guarda-corpos e

guarda-rodas. Essa parte da estrutura está mais exposta às ações das intempéries, sofrem

desgastes naturais ou provocados e por isso demanda maior tempo de vistoria relativamente à

infra-estrutura e mesoestrutura. Na figura 22 constam os procedimentos seguidos na vistoria

da superestrutura de uma ponte.

Figura 22 – Fluxograma usado na vistoria da superestrutura de uma ponte.

Superestrutura

Patologias

Vigas

Guarda

corpos

Concreto armado

Concreto pré-moldado

Metálica

Lajes

Além dos casos já citados de patologia nos elementos de concreto, foram observados,

nas obras existentes nos 1.200 km percorridos nos interiores dos Estados do Ceará e

Amazonas, a ação danosa do homem. As áreas sob as pontes, as vezes são usadas para

moradias temporárias, indústrias, comportas para controle de cheias, estábulos e até mesmo

tanques para criadouros de peixes. Essa alteração de finalidade da obra origina patologias ou

agrava as existentes, reduzindo sua vida útil.

A ponte sobre o rio Alalaú, no Estado do Amazonas, mostrada na figura 23, serve de

base de apoio para membros da tribo Waimiri-Atroari em suas viagens de caça.

Uma marcenaria foi montada sob a ponte do rio Capitari, BR-319, localizada no

município de Careiro da Várzea, no Estado do Amazonas, conforme se constata na figura 24.

Figura 23 – Base de apoio da tribo Waimiri-Atroari sob a ponte do rio Alalaú, no

Estado do Amazonas.

A interferência humana que afeta a vida útil das obras de arte executadas fora das

regiões urbanas, também, é um fato possível de acontecer. A remoção de parte dos aparelhos

de apoio de chumbo para a confecção de pesos para linhas de pesca e a destruição de parte da

transversina para a obtenção de mel de abelha, conforme mostra a figura 25, são exemplos.

A exposição intencional de armaduras de lajes de tabuleiro para servir de local de

amarração de rede de pessoas que pernoitam sob pontes é comum na região cearense. Outro

problema comum encontrado na maioria das pontes vistoriadas é a ausência de guarda-corpo

Figura 25 – Patologias decorrentes da ação humana em viga de bordo, no Estado do Ceará.

Figura 24 – Marcenaria sob a ponte do rio Capitarí, no Estado do Amazonas.

proveniente do abalroamento de veículos nas pontes. Outros parâmetros a serem observados

numa vistoria da superestrutura são:

• desnível de viga;

• desalinhamento de viga;

• desagregação do concreto;

• bexigas ou falhas de concretagem;

• cobrimento insuficiente de armadura;

• armadura corroída e exposta;

• elevada profundidade de carbonatação;

• elevado grau de lixiviação, com formação de estalactites;

• empoçamento de água na laje de tabuleiro;

• drenos entupidos;

• fissuras causadas por retração;

• fissuras causadas por sobrecarga excessiva;

• aparelhos de apoio tipo dente Gerber, figura 26.

Neoprene

Junta

Figura 26 – Vista lateral de um dente Gerber.

Segundo a NBR-6118, entende-se por vida útil de uma estrutura, período de tempo no

qual se mantêm as características da estrutura de concreto, sem exigir medidas extras de

manutenção e reparo; é após esse período que começa a efetiva deterioração da estrutura com

o aparecimento de sinais visíveis de deterioração, tais como: produtos de corrosão,

desagregação do concreto, fissuras, dentre outros.

3.2 CARACTERÍSTICAS DOS AMBIENTES

Apresentam-se na tabela 2 as classes de agressividade ambientais definidas pela NBR-

6118/2003.

Classe de Agressividade

Ambiental (CAA)

Agressividade

Classificação geral do tipo de

ambiente para efeito de projeto

Risco de

Deterioração da

Estrutura

I Fraca Rural Insignificante

Submersa

II Moderada Urbana Pequeno

III Forte Marinha Grande

Industrial

IV Muito Forte Industrial Elevado

Respingo de maré

Apesar do estudo de Meira (2004, 346p), relatar a presença de obras danificadas pela

influência da névoa salina em suspensão em mais de 600 km de distância do litoral, não foi

constatado início de corrosão provocado por névoa salina nas obras vistoriadas no Estado do

Ceará.

A presença de sais no interior do concreto das pontes foi diagnosticada em maior

profundidade em trabalho realizado para o Departamento Estadual de Estradas de Rodagens e

Transportes do Estado do Ceará – DERT/CE. Trata-se de cloretos provenientes da água de

amassamento do concreto, água salobra, da areia contaminada ou até mesmo do uso indevido

de aditivos aceleradores de pega.

Tabela 2 – Classes de agressividade.

Fonte: NBR-6118

Nas amostras retiradas das pontes, constatou-se um teor de cloreto mais elevado nas

regiões mais afastadas da superfície. A camada superficial do concreto apresenta um teor de

cloreto menor relativamente ao interior da peça, provavelmente, devido à lavagem da

superfície por águas. Vale lembrar que as águas dos rios do Estado do Amazonas são ácidas

com pH em torno de 3.

3.3 EXEMPLO DE CASO: PONTE SOBRE O RIO ARACOIABA NA RODOVIA

CE-060

A cidade de Aracoiaba, cujo nome provem do rio que corta a cidade, está localizada

no Estado do Ceará a 73km do litoral, enquanto a ponte sobre o rio Aracoiaba dista 75km do

litoral mais próximo, conforme mostra a figura 27.

A ponte sobre o rio Aracoiaba, mostrada na figura 28, pertence à malha viária do

Estado do Ceará, localizada na rodovia CE-060, km 73, trecho Aracoiaba – triângulo de

Baturité. É uma ponte de concreto armado com superestrutura apoiada em parede de concreto

ciclópico, possuindo as seguintes características: tabuleiro, quatro vigas biapoiadas com altura

variável e rótulas (dentes Gerber), transversinas nos apoios, cortinas de contenção em cada

Figura 27 – Localização da cidade de Aracoiaba, no Estado do Ceará.

73 km

extremidade, aparelhos de apoio confeccionados com chumbo, fundação direta em concreto

ciclópico e encontros de alvenaria de pedra. O comprimento total da ponte é de 45m e sua

largura mede 7,4m.

A viga principal é composta de cinco vãos, sendo um central, dois intermediários e

dois em balanço, conforme esquema estrutural mostrado na figura 29.

A infra-estrutura é composta por sapatas, região central, com base medindo 10,0m x

2,1m. A contenção dos aterros nos encontros é feita por dois muros de arrimo em alvenaria de

pedra. A mesoestrutura é composta por pilares de seção transversal variável em concreto

ciclópico, região central, com altura de 6m.

Figura 28 – Vista lateral da ponte sobre o rio Aracoiaba, no Estado do Ceará.

Figura 29 – Esquema estrutural adotado na ponte sobre o rio Aracoiaba.

A superestrutura é formada por lajes e vigas principais de seção retangular com 25cm

de base e altura variável, 32cm no vão isostático (trecho central) e 135cm nas extremidades

dos balanços. A superestrutura possui vigas transversais com seção retangular de 20cm x

135cm sobre pilares, cortinas com seção retangular de 25cm x 80cm e laje de tabuleiro com

20cm de espessura. A figura 30 apresenta a disposição desses elementos estruturais.

3.3.1 Procedimentos e fundamentação teórica

Os trabalhos envolveram observações visuais, ensaios de campo, identificação e

descrição da obra, levantamento de dados, medições, mapeamento de fissuras e retiradas de

amostras de concreto e aço para ensaios de laboratório.

Inicialmente foi realizado um levantamento global de todos os elementos estruturais,

avaliando-se todas as deformações e patologias encontradas. Os ensaios de campo realizados

foram: avaliação da profundidade de carbonatação e avaliação da dureza superficial por

método esclerométrico.

Figura 30 – Esquema estrutural da ponte.

Detalhe dente Geber

Convém lembrar que o concreto de cimento Portland, possui pH em torno de 12, que é

o meio indicado para proteção das armaduras. Dois fatores podem alterar esta proteção: a

carbonatação do concreto e a presença de ions de cloreto.

A carbonatação é uma reação química do gás carbônico (CO

) com o hidróxido de

cálcio (Ca(OH)

) existente no cimento hidratado. Esta reação converte o Ca(OH)

em CaCO

reduzindo o pH do concreto para aproximadamente 9, proporcionando um ambiente favorável

à corrosão das armaduras.(GENTIL, 1982, p.203).

A velocidade do processo de carbonatação é função da difusão de CO

no concreto,

umidade relativa, tempo, relação água-cimento, tipo de cimento, permeabilidade do concreto e

cura. Um concreto de baixa permeabilidade carbonata menos que um de alta permeabilidade.

O cimento Portland comum é o mais recomendado para resistir a carbonatação; os resistentes

a sulfatos têm 50% a menos de resistência e os AF até 200% menos. (NEVILLE, 1982)

A profundidade de carbonatação em um concreto de 40 MPa, por exemplo, será de

5mm aos 4 anos e de 10 mm aos 16 anos. Para concretos de 20 MPa esses prazos seriam de

1,5 e 2 anos, para profundidades de 5 e 10 mm, respectivamente. (NEVILLE, 1982).

O gráfico mostrado na figura 31 permite estimar a profundidade de carbonatação

relacionando a idade, relação água-cimento, tipo de cimento e ambiente.

Figura 31 – Determinação da profundidade de carbonatação. (Fonte: Meyer: p 49-61)

Por exemplo, um concreto de cimento Portland com idade de 20 anos, com relação a/c

igual a 0,61, e exposto em ambiente externo sem chuva, pelo gráfico da figura 31, deverá ter

um avanço da frente de carbonatação da ordem de 18 mm.

Para determinar a capacidade efetiva de proteção do concreto quanto à corrosão, isto é,

se a camada de concreto que envolve a armadura é passivadora, realizou-se ensaio de

determinação da profundidade de carbonatação com solução a base de fenolftaleina.

Os resultados encontrados mostram que a camada de concreto envolvente da armadura

principal não é passivadora, pois as profundidades de carbonatação atingiram valores

superiores ao cobrimento da armadura e, em alguns casos, o dobro do cobrimento existente,

figura 32.

O ensaio de esclerometria, comumente utilizado em estruturas de concreto de pouca

idade, foi realizado com o objetivo de avaliar a uniformidade do concreto da estrutura,

levando-se em consideração ninhos de concretagem e vazios existentes sob a superfície. Os

índices encontrados indicaram um concreto relativamente homogêneo.

Após essa fase, foram extraídas seis amostras de concreto da superestrutura e duas da

mesoestrutura para serem realizados os seguintes ensaios: resistência à compressão, absorção

Figura 32 – Profundidade de carbonatação.

de água, índice de vazios e massa específica, seguindo as diretrizes das normas NBR-7680 e

NBR-9778. As resistências à compressão dos testemunhos extraídos do tabuleiro conduziram

à resistência característica de 19,9 MPa, com coeficiente de variação de 13%, indicando uma

resistência de 15MPa na fase de execução da obra. Segundo a NBR-7680/83, concretos com

mais de 2 anos de idade, sofrem um acréscimo de resistência da ordem de 20%.

No que diz respeito à absorção de água, o valor médio encontrado foi da ordem de

4,46%, indicando um consumo de água de amassamento entre 185 a 190 l/m

de concreto

endurecido. É um valor que conduz a um concreto de boa plasticidade e fácil adensamento. A

massa específica média encontrada é 2,298 kg/dm

, valor inferior ao obtido em concreto de

boa compacidade, que é da ordem de 2,4 kg/dm

. Este índice, aliado a falta de uniformidade

na utilização do agregado graúdo e a alta densidade de armadura nas vigas principais,

proporcionou a ocorrência de vazios, facilitando a penetração de agentes agressivos.

Com relação à porosidade, isto é, índice de vazios, o valor médio encontrado é

10,24%, indicando um concreto permeável, inadequado para proteger as armaduras por

longos períodos.

Para a determinação do teor de cloretos solúveis em água, utilizou-se um dos

testemunhos extraídos para o ensaio de compressão. Obedecendo-se aos procedimentos da

NBR-9917, encontrou-se um teor de íon cloreto da ordem de 0,04% em relação ao peso do

concreto. De acordo com a norma espanhola EH-88, que considera como limite geral dos

valores compreendidos entre 0,05% a 1,0% em relação ao peso do concreto, o teor encontrado

indica a presença de cloretos na amostra, porém, em proporções aceitáveis. Esse índice,

apesar de não ser fator determinante para corrosão das armaduras atua como acelerador do

processo de corrosão, aliado à presença de outros fatores, tais como lixiviação, fungos e

elevada frente de carbonatação. Os íons de cloreto podem ser provenientes do uso da água de

amassamento ou da areia.

Os ensaios de tração das armaduras quanto ao limite de escoamento, resistência

convencional à ruptura, e alongamento, conduziram ao aço de categoria CA-25. Os valores

das massas por metro encontradas nos exemplares satisfazem as preconizadas pela NBR-

7480.

3.3.2 Situação encontrada na vistoria

De posse dos dados referenciais da obra, foi realizada uma análise estrutural da ponte

no sentido de avaliar o seu grau de segurança.

No tabuleiro, observaram-se fissuras extensas com abertura máxima de 0,8mm no

balanço contíguo ao pilar P1. Não foram observadas fissuras nas vigas principais. Já nas

transversinas, constatou-se fissuração significativa com abertura máxima de 0,8mm;

O pilar P1 apresentou fissuração generalizada com abertura máxima de 4,0mm. As

cargas atuantes nesse pilar são provenientes do muro de contenção, através de escoras de

carnaúba e do empuxo direto decorrente do acúmulo de terra entre o pilar e o muro de

contenção, proveniente do desmoronamento de parte do muro e aterro.

Quanto às flechas, observaram-se valores excessivos da ordem de 25mm no centro do

vão; de 23mm na extremidade do balanço contíguo ao encontro; de 45mm na extremidade do

balanço contigo ao trecho central; de 40mm no trecho central. Essas deformações excessivas

podem ser visualizadas na figura 27.

3.3.3 Análise estrutural

Na análise foram consideradas as ações permanentes e acidentais preconizadas nas

normas técnicas NBR-7187/87 e NBR-7188/84. As cargas acidentais foram majoradas pelo

coeficiente de impacto.

O modelo de cálculo empregado na análise da superestrutura segue o esquema de

vigas principais independentes conforme mostrado na figura 29. A análise indicou ser uma

ponte classe 12. As patologias encontradas na ponte, tais como fissuração generalizada e

flechas excessivas apontam como origem, a presença de tráfego de veículos pesados, que

acarretam vibrações excessivas, sobretudo no instante de entrada do veículo na ponte.

3.3.4 Diagnóstico do problema e agravantes

A obra em estudo se encontra em estado de conservação regular, necessitando de

intervenção para recuperar danos causados pelo processo corrosivo já instalado. O avanço da

frente de carbonatação associada à presença de vazios resultante de um adensamento

insuficiente, má colocação e concentração de armaduras, além de elevada granulometria do

agregado graúdo, torna a obra mais vulnerável ao ataque de agentes agressivos.

Este quadro é corroborado pelas seguintes evidências:

a) elevados graus de porosidade e absorção d’água;

b) massa específica inferior ao padrão de concreto de boa compacidade;

c) presença de vazios e ninhos de concretagem;

d) cobrimento insuficiente, inclusive com exposição de armaduras em alguns trechos.

A estrutura apresenta fissuração e, também, flechas excessivas de 45mm devido ao

aumento expressivo da sua sobrecarga de utilização, agravada pela proporção inadequada de

vãos.

3.3.5 Resumo das patologias

Na figura 33, são mostrados esquemas dos elementos estruturais da ponte,

identificando-os para posterior análise das manifestações patológicas.

O quadro 1 relaciona as patologias encontradas na ponte sobre o rio Aracoiaba, no Estado do

Ceará. Nele estão relacionados os diversos elementos que compõem a ponte, em

conformidade com as convenções mostradas na figura 33.

GC1

GC2

T1B

T1A

C1A

C1B

TR1

TR2

TR3

TR4

V1B

V2B

V3B

V4B

V1A

V2A

V3A

V4A

TRB1

TRB2

Figura 33 – Peças que compõem a ponte.

Mancha de lixiviação

Mancha de corrosão

Mancha de fungos

Fissura longitudinal

Fissura transversal

Fissuras generalizadas

Corrosão de armaduras

Desplacamentos (por ações internas)

Destplacamentos (por ações externas)

Ninho de concretagem

Flecha excessiva

Degradação química

Cortina C1-A X X X X

Cortina C1-B

Guarda-corpo GC-1 X X X X X X

Guarda-corpo GC-2 X X X X X

Laje de tabuleiro T1-A X X X X X X X

Laje de tabuleiro T1-B X X X X X

Laje de tabuleiro T2+Gerber X X

Muro de Arrimo M1

Muro de Arrimo M2

Pilar 1 X

Pilar 2

Pilar 3 X

Pilar 4 X X

Transversina de bordo TR-B-1 X X X

Transversina de bordo TR-B-2 X X

Transversina TR-1 X

Transversina TR-2

Transversina TR-3

Transversina TR-4

Viga 1B X X X

Viga 2B X X X

Viga 3B X X X

Viga 4B X X X X

Viga V1-A X X X X

Viga V2-A X X X

Viga V3-A X X X

Viga V4-A X X X X

Quadro 1 – Patologias encontradas na ponte sobre o rio Aracoiaba.

Patologia

Elemento

O gráfico mostrado na figura 34 representa um resumo das patologias relacionadas no quadro

1, onde se observam os seguintes percentuais mais significativos:

• 20% dos elementos da ponte apresentam flecha excessiva;

• 22% deles apresentam lascamentos ou desplacamentos;

• 20% deles apresentam corrosão de armaduras;

• 8% deles apresentam manchas ou fungos impregnados nas superfícies.

3.3.6 Conclusão

As análises realizadas permitem concluir que a substituição ou reforço total da

superestrutura deve ser a opção mais viável tecnicamente. Quanto às demais partes da ponte a

opção técnico-econômica mais apropriada é reforçar fundações e pilares, com encamisamento

de concreto armado. Esses reforços conduzirão ao aumento da capacidade de carga e rigidez

20%

22%

20%

Manchas de lixiviação Manchas de corrosão

Manchas de fungos

Fissuras longitudinais Fissuras transversais

Fissuras generalizadas

Apresenta corrosão Lascamentos/ações internas Lascamentos/ações externas

Ninhos de concretagem

Flechas excessivas

Degradação química

Figura 34 – Percentagens de patologias encontradas na ponte sobre o rio Aracoiaba.

da ponte, acarretando uma redução de fragilidade e vulnerabilidade à fissuração, necessárias

ao desempenho da nova estrutura.

Caso se deseje duplicar a ponte, é indispensável à elaboração de um projeto global de

reforço e duplicação, que compatibilize ao máximo o comportamento entre a seção antiga

reforçada e a nova seção. Vale ressaltar, que além das providências já citadas para

aproveitamento global das estruturas, faz-se necessária a total recuperação de todos os

elementos componentes da ponte, devido à degradação provocada pelos processos corrosivos.

CAPITULO IV

4.1 ASPECTOS METODOLÓGICOS DA PESQUISA

A metodologia aplicada para desenvolvimento deste estudo exige a definição de

critérios de levantamento de dados relativos às obras, compreendendo:

• localização da obra na via;

• caracterização do sistema estrutural com elaboração de croquis;

• caracterização dimensional das principais peças estruturais componentes da obra, tais

como: guarda-corpo e guarda-rodas, tabuleiro, sistema de drenagem, longarina (viga

longitudinal), transversina (viga transversal), aparelho de apoio, encontro, pilar e

fundação, quando possível;

• inspeção visual com preenchimento de fichas de cadastros patológicos das principais

peças estruturais;

• falhas observadas / sintomas visuais; e

• cadastro da obra no Sistema de Monitoramento de Obras de Arte – SISMOD.

A NBR 9452/86, Vistoria de Pontes e Viadutos de Concreto Armado, recomenda três

tipos de vistorias em pontes, a saber:

a) vistoria cadastral;

b) vistoria rotineira; e

c) vistoria especial.

Na vistoria cadastral são anotados os principais elementos para a segurança e

durabilidade da obra. A vistoria cadastral é complementada com o levantamento dos

principais documentos e informes construtivos relacionados à obra, tais como: classe,

localização, data, projetista e construtora.

A vistoria rotineira visa manter atualizado o cadastro da obra, devendo ser realizada

em intervalos regulares, não superior a um ano, e também aquelas motivadas por ocorrências

excepcionais. Já a vistoria especial visa interpretar e avaliar ocorrências danosas detectadas na

vistoria rotineira.

Neste trabalho, optou-se por realizar uma vistoria diferenciada das três apresentadas

anteriormente, uma mescla entre a vistoria rotineira e a especial. A vistoria é efetuada sempre

que se julgar necessário, objetivando o registro e a análise dos resultados encontrados.

Para o registro das informações e rápido controle das obras prioritárias a sofrerem

intervenções, utilizou-se o Sistema de Monitoramento de Obras – SISMOD. É um software

computacional especialmente elaborado para monitoramento das patologias que ocorrem nas

obras rodoviárias. Além de servir de subsídio para técnicos do Departamento Nacional de

Infraestrutura de Transportes – DNIT, o sistema monitora e prioriza as obras mais degradadas

numa escala decrescente de urgência de intervenção.

De fácil acessibilidade e interpretação, o SISMOD utiliza a linguagem HTML para

elaboração de sua estrutura física e a linguagem JAVA para a sua estrutura lógica de

processamento. São mostradas, a seguir, as principais páginas que compõem o SISMOD.

Na tela principal, mostrada na figura 35, são encontrados:

• cadastro da obra e suas patologias, onde são registradas todas as informações relacionadas

às características dimensionais e de concepção da ponte;

• pesquisar / alterar dados da ponte, opção utilizada para localizar ou alterar um ou mais

dados da obra, bastando digitar o seu código;

• listagem de obras prioritárias, que possibilita obter uma lista por prioridade das obras que

necessitam sofrer intervenções de qualquer natureza.

Os dados de cadastro e localização da ponte, como nome do curso d’água, rodovia,

número de vãos, comprimento e largura, devem ser digitados. Já as características da ponte e

sua concepção estrutural devem ser escolhidas dentro das opções que são reveladas nas

janelas. O tipo de estrutura adotada, o tipo de aparelho de apoio e as características do

ambiente são exemplos mostrados na figura 36.

Figura 35 – Tela principal do sistema de monitoramento de obras: ponte sobre o rio Negro.

Na tela mostrada na figura 37, estão relacionados os principais tipos de patologias que

podem ocorrer na ponte e seus elementos estruturais.

Figura 37 – Página de cadastro das patologias e suas localizações.

Figura 36 – Página de cadastro da obra e suas características.

No caso de alteração de dados da ponte, o programa dispõe de recurso para atualização

das informações, figura 38.

A tela mostrada na figura 39 revela a listagem de obras cadastradas e suas respectivas

classificações quanto à necessidade de intervenção.

Figura 38 – Página de localização e alteração de dados cadastrais.

Figura 39 – Página do relatório de obras prioritárias.

O formulário utilizado nas investigações relaciona as características da obra e suas

patologias usuais que podem ocorrer nos seus elementos estruturais, figura 40.

Figura 40 – Formulário de campo utilizado no cadastro das obras.

Na etapa de análise dos dados coletados em campo, foram efetuados os seguintes

estudos:

• análise global dos dados coletados nas obras;

• tratamento estatístico dos dados levantados.

O fluxograma, mostrado na figura 41, elaborado pelo engenheiro civil Norberto B.

Lichtenstein, serviu de base para identificação e diagnóstico das patologias encontradas nas

pontes vistoriadas.

Figura 41 – Fluxograma de atuação para identificação e diagnóstico das patologias. (Fonte:

Lichtenstein, 1985)

Problema Patológico

Vistoria do Local

-Utilização dos sentidos humanos

- Utilização de instrumentos

É possível diagnosticar ?

Anamnese

-Informações orais

- Informações formalizadas

É possível diagnosticar ?

Exames Complemen

tares

-No Próprio Local

- Em Laboratório

Pesquisa

-Bibliográficas

- Tecnológicas

-Científicas

É possível diagnosticar ?

Diagnóstico

-Origens

-Causas

- Mecanismos de Ocorrência

Prognóstico

-Alternativas de Intervenção

Definição da Conduta

-Colapso

-Deterioração

-Desempenho Insatisfatório

Terapia

-Proteção

-Reparo

-Restrição ao Uso

Execução

Pesquisar

Avaliação

Registro do Caso

Satisfatório

Insatisfatório

Conhecida

Desconhecida

Não Intervir Intervir

Sim

Não Não

Não

4.2 INFORMAÇÕES GERAIS

Os problemas patológicos, salvo raras exceções, apresentam manifestações

características a partir das quais se pode deduzir a natureza, a origem e os mecanismos dos

fenômenos envolvidos, assim como estimar suas prováveis conseqüências. Esses sintomas,

também denominados de lesões, danos, defeitos ou manifestações patológicas, podem ser

descritos, classificados e registrados, servindo de orientação para posteriores avaliações, a

partir de minuciosas e experientes observações visuais.

Na coleta de dados em campo, foram utilizados formulários específicos para

identificação das obras e de suas peças estruturais assim como as manifestações patológicas,

adotando-se pesos diferentes para cada tipo de manifestação patológica. Com esse

procedimento objetiva-se reduzir o grau de subjetividade da avaliação no que tange a

formatação de uma lista de obras prioritárias a sofrerem intervenções.

Para cada patologia cadastrada, o SISMOD gerará automaticamente um “grau parcial”

(GP) baseado no nível de importância do fenômeno e da peça que está comprometida.

Patologias mais severas em peças de maior responsabilidade na obra, isto é, aquelas que põem

em maior risco a durabilidade e/ou a segurança da obra terão maior urgência sobre as demais

e apresentarão um grau parcial maior. Ao final da análise, a obra passará a ter um “grau final”

(GF), o qual define, quando comparada às demais obras, o nível de urgência para a

intervenção. Isto é, uma obra com grau final maior tem prioridade de intervenção sobre as

demais.

As rodovias federais são divididas por jurisdições (trechos), sendo sua manutenção de

responsabilidade direta dos engenheiros residentes nas diversas localidades do interior dos

Estados. Esses profissionais podem, via internet, cadastrar as obras da malha viária de sua

jurisdição com suas respectivas patologias e obter imediatamente o grau final e sua colocação

no ranking de urgência de intervenção.

Dessa forma, do ponto de vista técnico, fica o gestor com condições de tomar decisão

de intervenção na estrutura, pois dispõe do levantamento atualizado de toda a malha

rodoviária.

A metodologia de vistoria em cada obra obedece a duas etapas distintas. A primeira é

composta de cadastro da obra com sua localização física, além, de suas características

dimensionais. A segunda é composta do levantamento e registro de todas as tipologias de

patologias.

4.2.1 Parâmetros para registros de patologias

4.2.1.1 Nome do curso d’água

Registro do nome conhecido e/ou explicitado em placas indicativas da obra.

4.2.1.2 Nome da rodovia

Aqui se utilizam as codificações adotadas pelos departamentos federal e estadual de

estradas e rodagens brasileiros estabelecidos pelo Plano Nacional de Viação.

A nomenclatura das rodovias é definida pela sigla BR, no caso de rodovia federal,

seguida por três algarismos. No caso das rodovias estaduais, a sigla é referente ao Estado a

que elas pertencem, por exemplo: CE para o Estado do Ceará e AM para o Estado do

Amazonas. O primeiro algarismo indica a categoria da rodovia, de acordo com as definições

estabelecidas no Plano Nacional de Viação, a saber:

• zero para rodovias radiais – rodovias que partem da capital federal em direção aos

extremos do país;

• um para rodovias longitudinais – rodovias que cortam o país na direção Norte–Sul;

• dois para rodovias transversais – rodovias que cortam o país na direção Leste–Oeste;

• três para rodovias diagonais – rodovias que podem se apresentar em um dos seguintes

modos de orientação: Noroeste–Sudeste ou Nordeste–Sudoeste;

• quatro para rodovias de ligação – rodovias geralmente ligando rodovias federais, ou pelo

menos uma rodovia federal à cidades, ou pontos importantes, ou, ainda, às nossas

fronteiras internacionais.

Os dois outros algarismos definem a posição, a partir da orientação geral da rodovia,

relativamente à capital federal e aos limites do país (Norte, Sul, Leste e Oeste), obedecidas as

indicações seguintes:

a) rodovias radiais, BR-0XX – a numeração dessas rodovias pode variar de 05 a 95, segundo a

razão numérica 5 e no sentido horário. Por exemplo: BR-040;

b) rodovias longitudinais, BR-1XX – a numeração dessas rodovias varia de 00, no extremo

leste do país, a 50, na capital federal, e de 50 a 99, no extremo oeste. O número de uma

rodovia longitudinal é obtido por interpolação entre 00 e 50, se a rodovia estiver a leste de

Brasília e, entre 50 e 99 se estiver a oeste, em função da distância da rodovia ao meridiano da

capital federal. São exemplos: BR-101, BR-153, BR-174;

c) rodovias transversais, BR-2XX – a numeração dessas rodovias varia de 00, no extremo

norte do país, a 50 na capital federal, e de 50 a 99 no extremo sul. O número de uma rodovia

transversal é obtido por interpolação entre 00 e 50, se a rodovia estiver ao norte da capital, e

entre 50 e 99, se estiver ao sul, em função da distância da rodovia ao paralelo de Brasília. São

exemplos: BR-230, BR-262, BR-290;

d) rodovias diagonais, BR-3XX – a numeração dessas rodovias obedece ao seguinte critério:

• diagonais orientadas na direção geral NO–SE. A numeração, números pares, varia de 00,

no extremo NE do país, a 50, em Brasília, e de 50 a 98, no extremo SO. Obtém-se o

número da rodovia mediante interpolação entre os limites consignados, em função da

distância da rodovia a uma linha com a direção NO–SE, passando pela capital federal. São

exemplos: BR-304, BR-324, BR-364;

• diagonais orientadas na direção geral NE–SO. A numeração varia, segundo números

ímpares, de 01, no extremo NO do país, a 51, em Brasília, e de 51 a 99, no extremo SE.

Obtém-se o número aproximado da rodovia mediante interpolação entre os limites

consignados, em função da distância da rodovia a uma linha com a direção NE–SO,

passando pela capital federal. São exemplos: BR-319, BR-365, BR-381.

• rodovias de ligações, BR-4XX – a numeração dessas rodovias varia entre 00 e 50, se a

rodovia estiver ao norte do paralelo da capital federal, e entre 50 e 99, se estiver ao sul

desta referência. São exemplos: BR-401 (Boa Vista/AC – Fronteira BRA/GUI), BR-407

(Piripiri/PI – BR-116/PI e Anagé/PI), BR-470 (Navegantes/SC – Camaquã/RS), BR-488

(BR-116/SP – Santuário Nacional de Aparecida/SP).

4.2.1.3 Localização

A localização da obra em relação aos pontos iniciais adotados na fase de construção

foi realizado por meio de GPS (Global Position System), registrando sua latitude e longitude

referenciada ao posicionamento global.

4.2.1.4 Caracterização da obra

Informações sobre os materiais empregados nos elementos estruturais que compõem a

obra tais como aço ou concreto, devem ser fornecidos, assim como a modalidade de sua

execução, pré-moldado ou moldados no local, no caso de concreto armado, executado no

local ou em fábricas, no caso de aços.

As características dimensionais da obra devem, também, ser fornecidas: número de

vãos, comprimento, largura da ponte tomada sobre a laje de tabuleiro em suas dimensões

máximas.

4.2.1.5 Caracterização da superestrutura

Devem ser fornecidas as condições de contorno das longarinas e suas seções

transversais, seções abertas ou celulares, tipo caixão ou T. A presença ou não de mecanismo

que interrompa a continuidade da viga, como, por exemplo, dente Gerber.

4.2.1.6 Caracterização do sistema de apoio

Observam-se a existência ou não de aparelhos de apoio e suas tipologias, tais como

elastômero, concreto, aço e chumbo. Os graus de liberdade, também, devem ser verificados,

aparelhos de apoio fixo ou móvel.

4.2.1.7 Caracterização dos pilares

As características executivas dos pilares de apoio e suas seções devem ser

relacionadas, observando-se os mesmos são contraventados ou não. Foram adotadas as

prescrições da NBR-9452/86, Vistoria de Pontes e Viadutos de Concreto.

4.2.1.8 Caracterização das fundações

Na maioria das vezes não é possível identificar o tipo de fundação por estar sob o solo

ou água. No caso de ter acesso visual, identificam-se os materiais que compõem a fundação.

4.2.1.9 Caracterização dos encontros

O material de que é composto o encontro, tais como concreto armado, alvenaria de

pedra argamassada ou simplesmente aterro, deve ser inspecionado para sua caracterização.

4.2.1.10 Caracterização do sistema de drenagem

Verificação da ocorrência de instalações que escoem as águas sobre a laje de tabuleiro,

tais como tubulações em PVC ou aço galvanizado ou fundido. Quando não for constatada a

presença de tubulação, observa-se existência ou não de caimentos longitudinais ou

transversais para a fuga de água.

4.2.1.11 Caracterização do ambiente

Identifica o ambiente em que está inserida a obra, atmosferas rural, urbana, marinha ou

industrial, o qual subsidia a maioria das justificativas das ocorrências patológicas nas obras.

As prescrições da NBR 6118/2003, Projetos de Estruturas de Concreto – procedimento, sobre

classes de agressividade, devem ser observadas.

4.2.1.12 Ensaios de esclerometria

Estimar a resistência à compressão do concreto por método esclerométrico. Deve-se

atentar, nesta etapa de análise, para o aumento de resistência à compressão do concreto da

camada superficial decorrente do efeito da carbonatação, fato comum em obras de concreto

com idades avançadas. As prescrições da NM 78:96, Concreto Endurecido – Avaliação da

Dureza Superficial pelo Esclerômetro de Reflexão do Comitê Mercosur de Normalizacion.

4.2.1.13 Patologias

A etapa de levantamento das patologias encontradas nas pontes vistoriadas contempla

aquelas que ocorrem com maior freqüência. No quadro 2 são mostradas as diversas formas de

patologias, registradas no decorrer das vistorias e suas possíveis localizações. Convém aqui

lembrar que a qualidade das obras tem influencia nos tipos e quantidades de patologias.

Considerou-se como fenômeno patológico toda e qualquer forma de dano causado à

obra originado em nível de projeto, de qualidade dos materiais, de execução ou de uso e

manutenção, a saber:

• ruínas por impacto: peça que sofreu qualquer tipo de impacto ou demolição acidental ou

provocada por vandalismo;

• corrosão de armaduras: peça que apresenta sintomas de corrosão das armaduras

internamente ao concreto ou até mesmo com armaduras expostas;

Quadro 2 – Tipologia das patologias e suas possíveis localizações.

• lixiviação: peça que apresenta percolação de água através do concreto já fissurado ou com

elevada permeabilidade. A lixiviação se apresenta através da eflorescência dos compostos

da pasta de cimento;

• carbonatação: a carbonatação, fenômeno natural das peças confeccionadas em concreto na

presença do CO

da atmosfera, é considerada um fator agravante para o aparecimento de

patologias mais severas;

• desaprumo: a peça se apresenta comprometida quanto a sua verticalidade;

• desalinhamento: a peça apresenta distorções ou descontinuidade de alinhamento

construtivo;

• vazios de concretagem: a peça apresenta ninhos ou bexigas na seção do concreto devido à

deficiência no adensamento ou por proporção (traço) inadequada de seus componentes;

• desnivelamento: a peça apresenta-se visivelmente fora de nível ou distorções em alturas;

• trincas, fissuras longitudinais ou fissuras transversais: a peça se apresenta com abertura

suficiente para a penetração de agentes agressivos. Essa abertura tanto pode ter origem

interna, como é o caso da expansão das armaduras corroídas, ou pode ser decorrente de

deformações acentuadas nos elementos estruturais;

• inexistência de aparelho de apoio: a superestrutura é apoiada diretamente sobre os pilares;

• esmagamento do concreto: a peça se encontra em estado eminente de desmoronamento

por não haver mais coesão com concreto endurecido;

• erosão de fundação: as fundações se apresentam expostas as intempéries devido ao

carreamento de elementos de aterro;

• erosão dos encontros: os elementos que fazem a interface entre o curso do rio e o aterro já

não tem capacidade de contê-los;

• entupimento de dreno: os dispositivos de vazão das águas provenientes das chuvas

encontram-se obstruídos;

• empoçamento: quando há acumulo de água proveniente das chuvas sobre a laje de

tabuleiro;

• posição inadequada: a peça está visivelmente fora da posição ou foi executada em posição

não correta;

• aparelho travado: ocorre no aparelho de apoio devido ao avançado estado de corrosão,

quando se tratar de dispositivo metálico;

• ruptura: a peça encontra-se danificada;

• carreamento de aterro: o aterro nos encontros encontra-se em fase de desmoronamento

provenientes de chuvas ou deficiências nos taludes.

4.2.2 Estado aparente da obra

Esta determinação é relativamente subjetiva e depende de quem está realizando o

diagnóstico, porém, não deve diferir muito das opiniões dos membros que compõe a equipe

de campo. São cinco itens que denotam o estado de conservação da obra quanto ao seu

aspecto geral. Numa visão macro, apresentam-se as definições abaixo:

Estado crítico. Define-se estado crítico como sendo aquelas obras que já apresentam

elevado risco de desabamento ou ruína, expondo seus usuários ao risco de sofrer acidentes

graves. Pontes escoradas ou interditadas foram classificadas com sendo de estado crítico de

conservação. Os exemplos mostrados na figura 42 são de obras consideradas em estado

crítico;

Péssimo estado. Obras consideradas em péssimo estado de conservação são aquelas

que apresentam patologias generalizadas, que necessitam sofrer intervenções imediatas,

porém, sem apresentar risco eminente aos seus usuários;

Estado regular de conservação. Entende-se por obras em estado regular de

conservação aquelas que apresentam patologias de média intensidade, mas que já requerem

intervenções em curto prazo. Estas patologias devem ocorrer em peças de elevado grau de

responsabilidade para a estabilidade da obra;

Bom estado de conservação. São obras que podem apresentar patologias em baixo

nível de intensidade e que podem sofrer intervenções a médio ou longo prazo.

Ótimo estado de conservação. São obras que apresentam baixíssimas ou nenhuma

ocorrência patológica. Estas obras, na maioria das vezes, são de pouca idade ou que já

sofreram pequenas intervenções de manutenção.

4.2.3 Urgência de intervenção

Avaliando-se o grau de deterioração das obras, é possível definir um prazo para a

realização das intervenções, tanto de recuperação como de reforços, ou até mesmo

Figura 42 – Obras consideradas em estado crítico de conservação.

(a)

(b)

recomendar interdição ou demolição parcial ou total da obra. Optou-se por enquadrar as obras

em 4 categorias, a saber:

• a obra necessita de intervenção imediata;

• a intervenção pode aguardar um pequeno período para acontecer, por exemplo, de 1 a 2

anos;

• a intervenção poderá se dar após 3 anos e antes de 9 anos;

• a intervenção ou uma nova vistoria poderá acontecer entre 10 e 20 anos.

4.3 METODOLOGIA DE GERAÇÃO DO GRAU FINAL

A metodologia utilizada para a geração do grau final (GF) ou grau de prioridade de

cada ponte passa pelo preceito de determinar quais peças são consideradas de maior

responsabilidade e comprometimento da segurança da ponte, além da certificação daquelas

patologias promotoras de deteriorações mais agressivas e de maiores riscos a estabilidade da

obra.

Após o cadastro das pontes e suas respectivas patologias, o SISMOD gera um grau

final (GF) para cada obra. Este grau final é levado em consideração para a geração do ranking

das obras prioritárias indicadas a sofrer qualquer tipo de intervenção. O quadro 3 mostra os

valores individuais adotados para geração de cada grau parcial das patologias e das peças que

compõem a obra. Este grau parcial representa o nível de comprometimento da peça e da

patologia sobre quanto maior o nível de responsabilidade da peça na obra, maior será a sua

nota, e quanto maior o grau de risco da patologia, maior será a sua influencia na geração do

grau. O produto entre esses dois fatores representa o grau parcial (GP) da patologia instalada

na peça.

Guarda-rodas

Laje de transição

Aparelhos de

Apoio

Encontro

Cortina

Guarda-corpo

Laje de tabuleiro

Transversina

Longarina

Pilar

NOTA 1 2 3 4 5 6

8 9

Ruptura 21

Esmagamento do concreto 20

Fissuras transversais 19

Trincas 18

Corrosão de armaduras 17

119

170

Vazios de concretagem 16

Fissuras longitudinais 15

Lixiviação 14

Ruínas por impacto 13

Carbonatação 12

Aparelho travado 11

Inexistência de aparelho 10

Erosão de fundação 9

Carreamento de aterro 8

Erosão dos encontros 7

Desaprumo 6

Desalinhamento 5

Desnivelamentos 4

Entupimento de drenos 3

Empoçamento 2

Posição inadequada 1

Criaram-se valores (pesos) para ajuizar o estado aparente da obra quando uma

determinada obra apresentar patologia pontual, porém, bastante comprometedora a sua

estabilidade. Os valores para os estados considerados crítico, péssimo, regular, bom e ótimo

foram definidos por 2,0; 1,6; 1,3; 1,1 e 1,0, respectivamente, quadro 4.

Quadro 3 – Metodologia de geração de grau parcial.

Nota e elemento da

ponte

Patologia

O somatório de todos os GPs multiplicado pelo peso relativo ao estado aparente da

obra, gera o grau final. Este grau final é listado em ordem decrescente, gerando uma lista das

obras prioritárias (ranking).

Quadro 4 – Metodologia de geração do grau final.

CAPÍTULO V

5.1 OBRAS VISTORIADAS NOS ESTADOS DO CEARÁ E AMAZONAS

Foram realizados levantamento de dados em quarenta e cinco obras no Estado do

Ceará, e vinte e nove no Estado do Amazonas. Essas informações receberam tratamento

estatístico os quais deverão contribuir para subsídio técnico de futuras obras rodoviárias.

A tabela 3 relaciona as pontes vistoriadas localizadas em rodovias estaduais do Estado

do Ceará de números 060, 292, 359 e 386. Algumas obras possuem a mesma denominação

por se tratar do mesmo curso d’água, porém em quilometragens diferentes.

dentificação

Município N

da rodovia Localização (km)

Rio Putiú Quixadá 060 Zero

Riacho da Divisa Quixadá 060 20,00

Riacho dos Bois Quixeramobim 060 28,00

Rio Aruque Quixeramobim 060 30,00

Sangradouro do Açude das Pedreiras Quixeramobim 060 35,00

Rio da Betânia Quixeramobim 060 40,00

Sangradouro do Açude de Quixeramobim Quixeramobim 060 45,00

Rio Pesqueira Capistrano 060 87,00

Rio Muchinato Senador Pompeu 060 98,00

Riacho São Joaquim Senador Pompeu 060 99,80

Riacho Estreito Senador Pompeu 060 106,40

Rio Patú Pedra Branca 060 110,30

Sangradouro do Açude Dois Rios Pedra Branca 060 112,00

Rio Banabuiú Mombaça 060 137,60

Açude da Ponte Mombaça 060 141,30

Rio João Alves Mombaça 060 142,10

Rio Capodé Mombaça 060 147,10

Rio Cangatí Mombaça 060 152,20

Rio Quincoe Acopiara 060 187,30

Rio Truçu Iguatú 060 219,00

Rio Croata Iguatú 060 12,00

Riacho dos Defuntos I Iguatú 060 13,90

Riacho dos Defuntos II Iguatú 060 16,70

Riacho Cangati Cariús 060 32,40

Riacho São Gerardo Várzea Alegre 060 42,70

Riacho São Miguel Várzea Alegre 060 47,30

Riacho do Feijão Várzea Alegre 060 56,70

Rio Aracoiaba Aracoiaba 060 73,00

Rio Granjeiro Crato 292 1,50

Rio Batateiras Crato 292 3,60

Rio Cariús Santana do Carirí 292 51,50

Rio São Gonçalo Assaré 292 69,20

Rio Piranjí Ibaretama 359 49,00

Riacho Santa Rosa Ibaretama 359 63,50

Riacho Esperança Ibaretama 359 70,20

Rio Vargem da Onça Quixadá 359 84,50

Rio Câmara Quixadá 359 85,50

Rio Vacaria Várzea Alegre 386 18,10

Riacho da Roça I Farias Brito 386 26,80

Riacho da Roça II Farias Brito 386 5,80

Riacho do Jardim Crato 386 20,30

Riacho dos Carás Crato 386 27,40

Riacho Correntinho Crato 386 30,30

Riacho de Amélia Crato 386 37,40

Rio Cedro Quixadá Variante/359/060 2,00

Tabela 3 – Nomenclatura e posicionamento das obras no Estado do Ceará.

A tabela 4 descreve as pontes vistoriadas nas rodovias federal e estadual do Estado do

Amazonas de números 174, 319 e 010.

Identificação

Município N

da rodovia Localização (km)

Estrada do Aleixo – PIM Manaus PIM ---

Igarapé Tarumã Manaus BR-174 30

Igarapé Cabeça Branca Manaus BR-174 44

Igarapé do Rio Preto Pres. Figueiredo BR-174 83

Rio Urubu Pres. Figueiredo BR-174 100

Igarapé dos Veados Pres. Figueiredo BR-174 110

Igarapé das Lajes Pres. Figueiredo BR-174 113

Igarapé Santa Cruz Pres. Figueiredo BR-174 123

Igarapé Canoas Pres. Figueiredo BR-174 135

Igarapé Canastra Pres. Figueiredo BR-174 137

Igarapé do Coruja Pres. Figueiredo BR-174 172

Igarapé Sargento Picanço Pres. Figueiredo BR-174 178

Igarapé Taboca Pres. Figueiredo BR-174 179

Rio Santo Antonio do Abonarí Pres. Figueiredo BR-174 208

Igarapé Meretxa Pres. Figueiredo BR-174 230

Igarapé Bá Pres. Figueiredo BR-174 235

Igarapé Wakyna Sina Pres. Figueiredo BR-174 238

Igarapé Temerê Pres. Figueiredo BR-174 253

Rio Alalaú Pres. Figueiredo BR-174 255

Rio Capitarí Careiro Castanho BR-319 16

Rio Curuçá Careiro Castanho BR-319 25

Ponte do Altaz Mirim Careiro Castanho BR-319 27

Rio Araçá Careiro Castanho BR-319 52

Rio Preto da Eva Rio Preto as Eva AM-010 80

Igarapé do Peréua Itacoatiara AM-010 169

Rio Urubu I Itacoatiara AM-010 182

Igarapé Tucunarezinho Itacoatiara AM-010 195

Igarapé Tucunarezinho II Itacoatiara AM-010 198

Rio Urubu II Itacoatiara AM-010 240

5.2 LEVANTAMENTO DE DADOS

A grande maioria das pontes vistoriadas foi executada no próprio local. Todas as

pontes possuem problemas de patologia, quer construtivo, problemas adquiridos no ato de sua

execução, quer de uso, por exemplo, obras projetadas para suportar uma determinada carga

máxima, encontram-se operando com cargas bem superiores.

Tabela 4 – Nomenclatura e posicionamento das obras no Estado do Amazonas.

Registram-se a seguir algumas das principais patologias encontradas nas obras

vistoriadas. Inicialmente tratam-se das patologias das pontes do Estado do Ceará, a saber:

• deformações excessivas, figuras 43 e 44, município de Quixeramobim, rodovia CE-060,

km 45;

Detalhe 1

Figura 43 – Ponte sobre o sangradouro do açude de Quixeramobim.

Figura 44 – Detalhe 1.

• recalque excessivo, figuras 45 e 46, município de Quixeramobim, rodovia CE-060, km

28;

Figura 45 – Ponte sobre o riacho dos Bois.

Figura 46 – Detalhe 2.

Detalhe 2

• danos no guarda-corpo por abalroamento de veículos, figura 47, município de Iguatú,

rodovia CE-060, km 12;

• recalque e deformação em encontro de ponte, figura 48, município de Aracoiaba, rodovia

CE-060, km 73;

Figura 47 – Ponte sobre o rio Croatá.

Figura 48 – Ponte sobre o rio Aracoiaba.

• corrosão de armaduras em laje de tabuleiro, figura 49, município de Capistrano, rodovia

060, km 87;

• erosão de encontro de ponte, figura 50, município de Capistrano, rodovia 060, km 87;

Figura 49 – Ponte sobre o rio Granjeiro.

Figura 50 – Ponte sobre o rio Vacaria.

No Estado do Amazonas, foram documentadas as seguintes patologias:

• deformação excessiva da ponte, figura 51, município de Rio Preto da Eva, rodovia AM-

010, km 80;

• corrosão de armaduras em tabuleiro, figura 52, município de Rio Preto da Eva, rodovia

AM-010, km 80;

Figura 51 - Ponte sobre o Rio Preto da Eva.

Linha guia para detecção de flecha

acentuada

Figura 52 - Ponte sobre o Rio Preto da Eva.

• ruptura de longarina, figura 53, município de Rio Preto da Eva, rodovia AM-010, km 80;

• ruptura de transversina, figura 54, município de Rio Preto da Eva, rodovia AM-010, km

80;

Figura 53 - Ponte sobre o Rio Preto da Eva.

Figura 54 - Ponte sobre o Rio Preto da Eva.

• trincas generalizadas em longarina, figura 55, município de Rio Preto da Eva, rodovia

AM-010, km 80;

• deterioração de pilar, figura 56, município de Rio Preto da Eva, rodovia AM-010, km 80;

Figura 55 - Ponte sobre o Rio Preto da Eva.

Figura 56 - Ponte sobre o Rio Preto da Eva.

• corrosão de armadura em longarina, figura 57, município de Rio Preto da Eva, rodovia

AM-010, km 80;

• corrosão de armadura em transversina, figura 58, município de Rio Preto da Eva, rodovia

AM-010, km 80;

Figura 57 - Ponte sobre o Rio Preto da Eva.

Figura 58 - Ponte sobre o Rio Preto da Eva.

• deterioração do concreto em viga de travamento, figura 59, município de Rio Preto da

Eva, rodovia AM-010, km 80;

• corrosão em armaduras de longarinas e transversinas, figura 60, município de Rio Preto

da Eva, rodovia AM-010, km 80;

Figura 59 - Ponte sobre o Rio Preto da Eva.

Figura 60 - Ponte sobre o Rio Preto da Eva.

• desmoronamento de rip-rap em cabeceira de ponte, figura 61, município de Itacoatiara,

rodovia AM-010, km 169;

• obstrução de canal, figura 62, município de Presidente Figueiredo, rodovia BR-174, km

178;

Figura 61 - Ponte sobre o igarapé do Peréua.

Figura 62 - Ponte sobre o igarapé do Sargento Picanço.

• lixiviação do concreto, figura 63, município de Presidente Figueiredo, rodovia BR-174,

km 235;

•

• restos de dispositivos de travamento de formas, figura 64, município de Manaus, rodovia

BR-174, km 30;

Figura 63 - Ponte sobre o igarapé Bá.

Figura 64 - Ponte sobre o igarapé Tarumã.

• danos nas estacas e no bloco de coroamento, figura 65, município de Presidente

Figueiredo, rodovia BR-174, km 100;

5.3 TRATAMENTO DAS INFORMAÇÕES COLETADAS

5.3.1 Sobre a concepção estrutural e o ambiente

A figura 66 mostra o percentual das obras e as tecnologias adotadas em sua execução.

No Estado do Ceará, 98% das pontes são de concreto armado ou protendido, 2% executadas

em estruturas mistas. Já no Amazonas, há uma mescla de elementos de concreto armado,

fundações, pilares e lajes de tabuleiro, e elementos de aço, longarinas e transversinas.

Figura 65 - Ponte sobre o rio Urubu.

A tecnologia de pré-moldado foi usada na confecção das lajes de tabuleiros das pontes

mistas, conforme se pode constatar na figura 67. A elevada percentagem de pontes mistas no

Amazonas, 47%, provavelmente em decorreu da dificuldade de aquisição de agregado graúdo.

O concreto, como solução estrutural de vigas e lajes, foi utilizado em 53% das pontes

vistoriadas.

Figura 67 – Estrutura mista com aplicação de pré-moldado na laje de tabuleiro.

Figura 66 – Tipologias das obras vistoriadas.

Vale ressaltar que 100% das obras vistoriadas no Estado do Ceará estão inseridas em

atmosfera rural de baixa agressividade. Já no Amazonas, este percentual cai para 93%,

conforme mostra a figura 68.

As obras vistoriadas no Estado do Ceará são mais antigas do que aquelas vistoriadas

no Estado do Amazonas. As técnicas e materiais empregados na confecção de algumas pontes

no Estado do Ceará já não são usadas atualmente, como é o caso dos elementos de chumbo

que fazem a transição entre a infra-estrutura e a mesoestrututura. No Estado do Amazonas,

foram empregados elementos elastoméricos (Neoprene). As figuras 69 (a) e (b) mostram

exemplos de aparelhos de apoio.

Figura 68 – Tipos de ambientes em que estão inseridas as obras.

São mostrados na figura 70 os percentuais dos tipos de aparelhos de apoio nos Estados

do Ceará e Amazonas.

5.3.2 Sobre as patologias

No Estado do Amazonas, conforme a figura 71, 13% das pontes apresentam

problemas relacionados com corrosão de armaduras e vazios de concretagem, com maior

incidência nos pilares, contra 9% das pontes localizadas no Estado do Ceará, decorrentes da

Figura 70 – Tipos de aparelhos de apoio.

Figura 69 – Exemplos de aparelhos de apoio. (Fonte: Manual de inspeção de pontes rodoviárias –

DNIT/2004)

Neoprene

Aço

(a) (b)

má execução. A falta de vibração do concreto e/ou concretos com proporções de cimento e

agregados não adequadas são comuns nessas obras.

Nas vigas principais das pontes, longarinas, pode-se observar que 31% das pontes

localizadas no Estado do Ceará apresentam corrosão nas armaduras, enquanto as localizadas

no Estado do Amazonas são 10%. Os percentuais de fissuras transversais nas longarinas são

13% e 7%, respectivamente nos Estados do Amazonas e Ceará. Nesses elementos, o

cobrimento insuficiente da armadura e a alta taxa de aço contribuíram para presenças de

vazios e de corrosão de armaduras. As fissuras apresentam aberturas mínimas nas

extremidades e, no terço médio, variam de 0,2mm a 0,4mm, características do efeito de

retração. É importante lembrar que a velocidade dos ventos no nordeste do Brasil e a elevada

temperatura são fatores determinantes para o aparecimento de fissuras por retração. A figura

72 esclarece melhor essas informações.

Figura 71 – Patologias mais freqüentes nos pilares.

Na figura 73, estão relacionadas às patologias encontradas nas transversinas. A

corrosão é bastante acentuada nas pontes do Estado do Ceará, 24%, enquanto no Amazonas o

valor é de 7%.

Figura 72 – Patologias encontradas nas longarinas.

Figura 73 – Patologias encontradas nas transversinas.

As lajes de tabuleiro são as peças mais degradadas das pontes vistoriadas, em função

do elevado número de patologias encontradas, conforme mostram os dados da figura 74.

Vale aqui frisar que tanto no Ceará quanto no Amazonas as pontes apresentam

corrosão em suas armaduras. No Estado do Ceará há um maior número de pontes com drenos

entupidos por falta de manutenção preventiva, 51%, contra 37% no Amazonas. Essas

obstruções conduzem ao acúmulo de água sobre o concreto, 31% para CE e 7% para AM, que

por sua vez provoca o fenômeno conhecido por lixiviação, 84% para CE e 23% para AM. O

acúmulo de água contribui para corrosão de armaduras em 60% das pontes vistoriadas no

Estado do Ceará e 27% no Amazonas.

Nos guarda-rodas ocorreram ruínas por impactos, desalinhamentos (erros construtivos)

e corrosão de armaduras. As obras do Estado do Ceará apresentam um número maior de obras

com guarda-rodas corroídas, 13% contra 7% do Amazonas. A figura 75 mostra os percentuais

das patologias encontradas.

Figura 74 – Patologias encontradas nas lajes de tabuleiro.

Um elevado número de pontes apresenta danos provocados por fatores externos, como

é o caso dos impactos de veículos. No Amazonas esta ação ocorre com mais freqüência, 33%

das pontes, contra 4% das obras no Estado do Ceará. A corrosão nas armaduras dos guarda-

corpos no Estado do Ceará é 24%. Já no Amazonas, o percentual não atinge 7% das obras.

Guarda-corpo fora de prumo e fora de seu alinhamento projetado ocorre em maior número nas

obras do Estado do Ceará. Já vazios de concretagem, trincas, fissuras longitudinais e fissuras

transversais ocorrem com maior freqüência nos guarda-corpos das obras do Estado do

Amazonas. A figura 76 mostra com maior clareza os percentuais encontrados.

Figura 75 – Patologias encontradas nos guarda-rodas.

As cortinas das pontes, no Estado do Ceará, apresentam problemas relacionados com

corrosão de armaduras e fuga de aterro do greide, figura 77. No Amazonas não foi encontrada

nenhuma ponte com encontros executados em concreto ou alvenaria de pedra.

Figura 76 – Patologias encontradas nos guarda-corpos.

Figura 77– Patologias encontradas nas cortinas.

O percentual de 83% das pontes do Estado do Amazonas apresenta carreamento de

aterro nos encontros, regiões próximas aos aterros da pista de rolamento. Em todos esses

casos não há proteção de talude. No Estado do Ceará, todas as obras apresentam proteção de

talude com confecção de muros em alvenaria de pedra, pelo fato de haver abundancia de

rochas na região, e, por isso, apenas 16% delas apresentam fuga de aterro. Quanto à erosão

nos encontros, os resultados foram 13% para as obras no Estado do Ceará e 3% no Estado do

Amazonas. A erosão é decorrente do estrangulamento da linha de água provocada pelos

pilares e pelos encontros, que aumenta a velocidade do rio, aumentando a capacidade de

arrasto dos elementos de aterro próximos à ponte. Esses percentuais são mostrados com mais

clareza na figura 78.

As patologias evidenciadas nas lajes de transição foram desnivelamentos acentuados e

trincas, ambas provocadas pela passagem constante de cargas elevadas, figura 79.

Figura 78 – Patologias evidenciadas nos encontros.

Durante a fase de levantamento de dados em campo, no Estado do Ceará, constatou-se

os seguintes: a média mensal do índice pluviométrico no período variou de 25mm a 150 mm,

a temperatura média foi da ordem de 32ºC e a umidade relativa em torno dos 82%. Para o

Estado do Amazonas, a precipitação de chuva foi da ordem de 250mm, a temperatura média

foi da ordem de 32ºC e a umidade relativa próxima a 92%, conforme levantamento de dados

colhidos no portal do Governo do Estado do Amazonas.

5.3.3 Sobre a necessidade de intervenção

Considerando a urgência de intervenção e que a evolução das patologias permanecerá

em ritmo crescente, têm-se as seguintes situações:

a) no Estado do Amazonas:

• 3% das obras devem receber intervenções em curtíssimo prazo, devido ao risco eminente

de desabamento;

Figura 79 – Patologias encontradas nas lajes de transição.

100

• 3% das obras necessitam de algum tipo de intervenções em médio prazo, isto é, entre 1 e

2 anos após essa vistoria;

• 33% das obras necessitam de alguma intervenção durante o período de 3 a 9 anos após

essa vistoria;

• 60% das obras necessitam de algum tipo de intervenção em longo prazo. Nestes casos,

sugere-se uma nova avaliação após 10 anos, pois praticamente não apresentam sintomas

patológicos aparentes.

b) no Estado do Ceará:

• 7% das obras devem receber intervenções em curtíssimo prazo, devido ao risco eminente

de desabamento;

• 4% das obras necessitam de algum tipo de intervenções em médio prazo, isto é, entre 1 e

2 anos após essa vistoria;

• 73% das obras necessitam de alguma intervenção durante o período de 3 a 9 anos após

essa vistoria;

• 16% das obras necessitam de algum tipo de intervenção em longo prazo. Nestes casos,

sugere-se uma nova avaliação após 10 anos, pois praticamente não apresentam sintomas

patológicos aparentes.

A figura 80 apresenta um resumo dos percentuais das obras vistoriadas nos Estados do

Ceará e Amazonas, que necessitam sofrer intervenções em função do tempo de uso.

101

Faz-se necessária, também, a avaliação do estado aparente da obra, pois uma simples

patologia pode representar um alto risco para a ponte e seus usuários. Para se ter noção

generalizada do estado de conservação das obras, ao final de cada levantamento, adota-se

subjetivamente uma determinada situação, estados crítico, péssimo, regular, bom e ótimo. A

figura 81 mostra o percentual de obras e seus respectivos estados de conservação.

Figura 80 – Obras que necessitam de intervenções.

102

∗

No Estado do Amazonas, apenas uma ponte, vistoriada em fevereiro de 2008, foi

avaliada como estando em alto risco de desabamento, por se encontrar completamente

comprometida. A mesma já sofreu reparos e reforços, porém continua em processo de

deformação com ocorrências de rachaduras nas longarinas e transversinas. A obra está

localizada na entrada principal do município de rio Preto da Eva, distante 80km da cidade de

Manaus. Nesse local há um elevado tráfego de veículos de grande peso, provocando vibrações

na estrutura da ponte.

No caso do estado do Ceará, o percentual de pontes em estado péssimo de conservação

é de 4%. Aproximadamente 90% das obras encontram-se em estado regular ou bom de

conservação. No caso do Amazonas, 96% delas estão em bom ou ótimo estado de

conservação.

A seqüência de fotografias, figuras 82 (a), (b), (c), (d), (e) e (f), mostra algumas peças

que compõem a ponte sobre o rio Preto da Eva: a figura 82(a) mostra a tentativa de reforço

com a utilização de estruturas metálicas aparafusadas no concreto remanescente da ponte;

Figura 81 – Situação das obras pesquisadas em seu estado visual.

103

trinca acentuada na longarina de bordo é mostrada na figura 82(b); longarina de bordo em

avançado estado de corrosão das armaduras principais é evidenciada na figura 82(c);

desagregação do concreto do pilar pela passagem de água na região de variação dos níveis do

rio é mostrada na figura 82(d); desagregação do concreto da viga de travamento com presença

acentuada de corrosão de armaduras principais, inclusive, com desgaste dos estribos, são

vistos nas figuras 82(e) e 82(f). A pasta de cimento encontra-se em processo de dissolução

devido à passagem das águas.

Figura 82–Patologias encontradas na ponte sobre o rio Preto da Eva.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

104

CAPITULO VI

6 CONCLUSÃO

O desenvolvimento da tecnologia do concreto armado e do concreto protendido no

Brasil, aliado ao custo dos insumos que os compõem, justificam a continuidade do emprego

desses materiais.

A preocupação com a durabilidade das obras de arte é a tônica de engenheiros e

demais profissionais ligados ao tema patologia, visto que cada vez mais são projetadas obras

de grandes dimensões e de arrojada arquitetura.

Os resultados da pesquisa indicam a necessidade de um melhor acompanhamento das

obras rodoviárias, desde a fase de projeto até a fase de uso, pois ficou evidente que a maioria

das manifestações patológicas encontradas nas pontes vistoriadas, nos Estados do Ceará e

Amazonas, é de fácil identificação quanto à origem e causa. Como exemplos têm-se:

• na fase de projeto: posicionamento inadequado da obra com relação ao eixo do curso

d’água e seus afluentes provocando desmoronamento do aterro na cabeceira da ponte;

• na fase de execução: não garantia do cobrimento das armaduras pela falta ou ineficiência

de espaçadores de plástico ou de argamassa; baixa qualidade de alguns concretos, isto é,

concretos bastante porosos e com ninhos ou bexigas;

105

• na fase de uso: falta de controle de cargas nas estradas provocando deformações

excessivas à obra, o que acarreta no aparecimento de trincas e fissuras. Essas fissuras são

vias de acessos de agentes agressivos ao interior do concreto.

O estudo efetuado nessas obras de arte permite concluir os seguintes:

• o número de obras com problemas de corrosão no Estado do Ceará é o dobro das obras no

Estado do Amazonas, cuja causa principal é a deficiência de cobrimento das armaduras;

• 84% das obras no Estado do Ceará apresentam lixiviação, apesar do índice pluviométrico

ser menor do que o índice registrado no Amazonas, pela falta de manutenção preventiva

nos drenos do tabuleiro, figura 74;

• o índice de obras danificadas por abalroamentos no Amazonas é 8 vezes maior quando

comparadas com o Estado do Ceará, figura 76;

• 83% das obras no Amazonas apresentam desmoronamento de aterro devido a não

execução de contenção em concreto ou alvenaria de pedra, conforme figura 78;

• as obras que necessitam de intervenção imediata ou em curto prazo no Estado do Ceará

são o dobro das obras no Amazonas, por serem mais antigas;

• mais de 90% das obras no Estado do Amazonas estão em bom ou ótimo estado de

conservação, enquanto no Estado do Ceará 93% delas estão em estado regular ou bom.

Esses valores são mostrados na figura 81;

• a baixa qualidade das obras averiguadas provém individualmente ou da soma dos

seguintes fatores: materiais inadequados, técnica construtiva ineficiente e deficiência de

fiscalização;

• algumas manifestações patológicas estão ligadas ao uso inadequado da obra, porém fica

evidente que essas manifestações foram geradas em decorrência do avanço tecnológico

dos transportes de cargas;

106

• a falta de controle tecnológico visando confirmar a qualidade dos materiais empregados

na obra pode ser considerada fator limitador da vida útil da obra;

• por ser a obra de arte um produto manufaturado ou industrializado, recomenda-se a

criação de um manual de utilização da obra, elaborado pelos profissionais envolvidos no

projeto, desde sua concepção até o uso;

• a obra deverá ser acompanhada periodicamente para serem efetuadas manutenções

preventivas e/ou corretivas, isto é, implantação de um sistema de gestão.

Apesar do estudo desenvolvido nesse trabalho ter alcançado os objetivos propostos, é

importante frisar que há necessidade de dar continuidade ao mesmo, visto que as obras mistas

e de concreto estendem-se por todo o país, sendo o Brasil um país continental com diferentes

meios ambientes, cada qual com suas peculiaridades e especificidades. Portanto, sugere-se os

seguintes estudos:

• a influência do clima das diversas regiões brasileiras, na degradação das obras rodoviárias;

• a influência das cargas móveis atuais nas obras rodoviárias de idades avançadas;

• o aprimoramento do sistema de monitoramento de obras rodoviárias adotado neste

trabalho (SISMOD), visando efetivamente a implantação de manutenções preventivas e

corretivas;

• e por fim, um estudo mais aprofundado daquelas pontes consideradas, nesse estudo, em

estado avançado de degradação.

107

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