Cuidados ao construir em áreas litorâneas
Arnaldo Forti Battagin/ABCP
O concreto aplicado nas edificações e obras de engenharia civil em geral é, dentre todos os materiais de construção, o mais versátil, econômico e largamente usado.
Poucas pessoas imaginam a dimensão de sua contribuição para a infraestrutura e o ambiente construído do mundo moderno, tais como estradas, viadutos, barragens, edifícios etc. e tampouco estão atentas ao seu papel de material ambientalmente amigável. Efetivamente, o concreto não gera emissões, não necessita de conservantes tóxicos e apresenta uma inerente resistência ao fogo quando comparado, por exemplo, ao plástico e à madeira. Além disso, consome menos energia na sua produção em comparação com a maioria dos materiais de construção.
Por tudo isso o concreto é o segundo material mais consumido pela humanidade, algo em torno de 3400 kg/habitante por ano, segundo avaliação da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), com base na produção mundial de cimento divulgada pelo Cembureau, na população estimada pelo IBGE e numa massa específica media de 2400kg/ m3. No Brasil acredita-se que em 2009 tenha havido um consumo de 400 milhões de toneladas de concreto, cerca de 160 a 170 milhões de m3, o que equivaleria à construção de 57000 prédios de 20 andares com 400 m2 de área por andar.
Tamanho consumo se justifica também por quatro principais características do concreto, quais sejam:
- capacidade de ser moldável às mais diferentes formas
- apresentar excelente resistência e durabilidade
- ser elaborado a partir de matérias-primas abundantes e
- apresentar baixo custo
Apesar de todos esses números e características favoráveis, uma construção em concreto pode deteriorar-se em pouco tempo se não forem seguidas as boas práticas da engenharia e obediência às normas técnicas.
Em particular, nas regiões litorâneas a agressividade do ambiente é muito grande e o concreto pode experimentar problemas que diminuem sua durabilidade e vida útil. Dessa forma, a garantia da durabilidade de uma estrutura de concreto de uma determinada edificação somente será atingida se certas premissas ligadas às características do concreto, do projeto e execução e interação com o meio ambiente forem cumpridas. Assim uma estrutura de concreto de boa qualidade é aquela com:
- Concreto bem projetado estruturalmente, ou seja, que siga as prescrições da NBR 6118 – Projeto de estruturas de concreto.
- Concreto como material tecnologicamente adequado, ou seja, que siga as prescrições da NBR12655 – Preparo, controle e recebimento.
- Concreto bem aplicado, ou seja, que siga as prescrições da NBR14931-Execução de estruturas de concreto.
Figura 1: Premissas para obras duráveis em concreto
No ambiente marítimo, os agentes agressivos que mais atacam a pasta de cimento no concreto são os sais de magnésio e sulfatos, enquanto que os cloretos concorrem para a corrosão das armaduras de aço. Esses sais retirados do mar pelas ondas e transportados pelos ventos podem percorrer grandes distâncias e se depositarem sobre o concreto na forma de gotículas de água. O grande problema, contudo reside nas dimensões diminutas dos íons cloretos, que por conta disso têm elevada mobilidade no interior do concreto e causam a corrosão das armaduras.
Além do ataque de cloretos, obras em contato com água do mar podem levar à formação de etringita secundária, material de caráter expansivo, pela reação dos aluminatos do cimento e sulfatos da água do mar. A pressão de cristalização desse componente é muito grande, com expansão de mais de 300%. Assim, quando essa pressão atinge a resistência à tração do concreto, ocorrem as fissurações e o processo de deterioração do concreto se intensifica. O risco de degradação aumenta quanto mais próxima a obra estiver da orla e pode depender também da direção dos ventos, pois há estudos que mostram que edifícios a mais de 2 km tinham cloretos levados pela maresia.
Além dos edifícios que sofrem com a maresia, as estruturas sujeitas às variações dos níveis das marés são as mais atacadas, pois estão sujeitas a outros processos químicos, físicos e biológicos.
Figura 2: Esquema simplificado de ataque a estrutura de concreto na zona de marés
Outros fatores também podem contribuir para o surgimento de patologias. Lugares úmidos e com maior risco de condensação de água, como banheiros, cozinhas e áreas de serviço, costumam apresentar sintomas de corrosão mais rápida e intensa do que em ambientes secos. Da mesma maneira, locais com baixa ventilação estão mais sujeitos à corrosão, pois podem apresentar bolor e fungos que liberam produtos orgânicos ácidos em seu metabolismo que atacam o concreto, pois este não resiste ao ambiente ácido.
Mas os engenheiros que seguirem as especificações normativas poderão deixar seus clientes mais despreocupados. De fato, a durabilidade das estruturas expostas a esses ambientes agressivos pode ser garantida pelo uso de concretos mais impermeáveis, com baixa relação a/c e sempre que possível utilizar cimentos de alto-forno, pozolânicos ou resistentes aos sulfatos, que apresentam um comportamento mais favorável com relação à durabilidade.
Também a garantia de um consumo mínimo de cimento no concreto da ordem 360kg/m3 é uma prática recomendada, sendo inclusive uma exigência da norma NBR12655 – Concreto: Preparo, Controle e Recebimento.
Figura 3: Ponte Rio-Niterói, obra emblemática em ambiente marítimo
Sem dúvida um dos grandes avanços com a revisão da norma de projetos de estruturas de concreto, a NBR 6118, foi a introdução do conceito de durabilidade das estruturas, especificando cobrimentos mínimos da armadura, concretos com valores de relação a/c máximos e classes mínimas de resistência para o concreto armado e protendido, conforme o tipo de ambiente a que o concreto for destinado.
A tabela extraída da norma resume as características que o concreto deve ter na ausência de estudos que comprovem durabilidade.
Correspondência entre classe de agressividade e qualidade do concreto
Ao todo são quatro níveis ou classes de agressividade, que vão de ambientes menos agressivos para locais com agressividade muito alta, em uma escala de I a IV. São esses graus de agressividade que irão determinar, por exemplo, qual a classe de concreto que o engenheiro projetista deve especificar, qual a relação água–cimento máxima a ser adotada, bem como o cobrimento mínimo nominal. As estruturas expostas à maresia enquadram-se na classe IV, inclusive quando chegam a receber respingos de maré.
Com relação ao cobrimento das armaduras, a norma NBR 6118 é muito clara, ao especificar diferentes cobrimentos mínimos para cada classe de agressividade. A alcalinidade das soluções dos poros do concreto é um protetor natural das armaduras, garantindo sua passivação, ou seja, sua proteção contra a ferrugem por oxidação ou por ataque dos cloretos. Elas perdem sua passivação ou proteção quando do fenômeno de carbonatação, pelo abaixamento do pH da solução dos poros do concreto ou quando atacada por cloretos, mesmo sem abaixamento do pH. A ferrugem decorrente da oxidação é expansiva de um lado e há perda de seção da armadura de outro (diminuição da espessura), o mesmo ocorrendo quando do ataque com cloretos, mas com formação de cloreto de ferro expansivo.
Figura 4: Esquema simplificado de corrosão de armadura por carbonatação
A tabela a seguir, também extraída da NBR 6118, apresenta os cobrimentos mínimos para evitar a corrosão das armaduras.
Seguindo-se essas especificações normativas a vida útil das obras litorâneas será maior, contribuindo para a sustentabilidade, por evitar gastos com reparos e recuperação, economia das jazidas e de bens minerais e evitar a geração de resíduos de demolição.