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Redução de custos em manutenção de pontes e viadutos
Pelo elevado do Joá, principal ligação entre as zonas Oeste e Sul do Rio de Janeiro, passam 80 mil carros/dia. Em Brasília, a ponte Juscelino Kubitschek é um cartão-postal da cidade, pela qual circulam em torno de 60 mil carros diariamente. A ponte JK foi interditada em fevereiro, enquanto o elevado do Joá tem problemas estruturais sérios. Essas duas obras de arte especiais têm em comum a sua localização e importância estratégica para o trânsito das duas capitais. Têm também a mesma origem dos problemas: a falta de manutenção.

Em evento recentemente ocorrido no Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) – divulgou-se que o Brasil conta com cerca de 5 mil pontes e viadutos sob gestão pública federal, com extensão total de cerca de 300 mil m. Desse total, cerca de 10%, ou 500 estruturas, têm problemas sérios e exigem manutenção urgente.

Para realizar esses reparos, o governo federal lançou um plano inédito para manutenção, reparo e alargamento dessas estruturas, denominado Programa de Reabilitação de Obras de Arte Especiais, sob a gestão desse órgão vinculado ao Ministério dos Transportes. O investimento estimado para as obras iniciais é de R$ 1 bilhão. Mas há muitas outras pontes e viadutos que também necessitam reparos e, assim, o investimento global nesse segmento está estimado em cerca de R$ 5,8 bilhões para o período 2011-2014.

Esse plano de ação é bastante positivo e necessário, mas não é suficiente. O ideal seria que o governo federal e os governos estaduais e municipais incluíssem em seus editais de licitação de projetos e obras viárias e rodoviárias a necessidade da especificação de materiais sustentáveis, ou seja, duráveis, como por exemplo os vergalhões de aço galvanizado na estruturação do concreto armado, procedimento já em uso nos Estados Unidos e na Europa. Assim, a necessidade de manutenção poderia ser reduzida, em termos de custos e operacionalmente, com a utilização de insumos mais resistentes à corrosão, um dos três itens mais citados como frequentes no mapeamento feito recentemente pelo DNIT.

De acordo com engenheiros especialistas em concreto e patologias de estruturas, a corrosão do concreto armado é uma lesão crônica, observada em obras de arte especiais. Isto porque, na maioria das obras, não é atendida a espessura mínima de cobrimento das armações, exigida por norma. Além disso, o concreto, mesmo quando bem produzido - incluindo a mistura, o transporte, o lançamento, o adensamento e a cura -, apresenta microfissuras e porosidades, as quais favorecem as infiltrações e problemas relacionados à corrosão dos vergalhões de aço da estrutura do concreto armado, principalmente quando as juntas de dilatação não funcionam a contento, deixando passar com facilidade as águas pluviais.

Após o início da corrosão do aço a tendência é que, devido à expansão das barras, o concreto sofra trincas e fissurações. A médio e longo prazo, se essas patologias não forem sanadas, podem se transformar em lesões estruturais graves, exigindo manutenção urgente, de grande vulto, com custos que podem ser equivalentes ao da construção de uma nova ponte ou viaduto, dependendo do estado das descontinuidades, com o agravante adicional de gerar problemas na operacionalidade da via, durante o período de obra.
Vergalhão protegido, estrutura com maior durabilidade

A maneira mais econômica e eficaz para minimizar o risco de corrosão no concreto armado é garantir uma espessura de cobertura adequada, certificando que o concreto em si seja denso e impermeável. Apesar deste conhecimento, a corrosão das armaduras é uma patologia frequentemente observada nas estruturas em concreto armado, principalmente em pontes e viadutos.

Esse pode ser o resultado de má concepção ou da utilização de concreto de qualidade inadequada em condições agressivas. No entanto, também pode ser devido a deficiências simples no cobrimento oferecido pelo concreto às armações principais e aos estribos, como espessuras insuficientes para a devida proteção.

Para atenuar esses efeitos, várias abordagens estão disponíveis, entre elas o cobrimento intrínseco do aço, que tem sido amplamente utilizado pois oferece uma série de vantagens:

Aumenta o tempo de sanidade da estrutura antes que ocorra o início da corrosão do aço e reduz os riscos de fissuras, manchas de oxidação e desagregação do concreto;
Aumenta a vida útil da estrutura;
Reduz a frequência e a magnitude dos reparos do concreto;
O aço fica protegido contra corrosão antes de ser imerso no concreto.
A galvanização como solução contra a corrosão dos vergalhões

Dentre os possíveis métodos de cobrimento do vergalhão, destaca-se a galvanização por imersão a quente que, além de conferir a proteção por barreira, isolando o aço dos agentes agressivos, proporciona proteção catódica. O processo de galvanização por imersão a quente, também conhecido como galvanização a fogo, consiste na imersão do aço em um banho de zinco fundido a 450°C. Durante essa imersão, ocorre a reação metalúrgica entre o aço e o zinco, produzindo um revestimento contínuo formado por uma série de camadas de liga ferro-zinco e uma camada mais externa de zinco puro.

Essa ligação metalúrgica garante forte aderência do revestimento ao metal-base, muito superior se comparada a outras formas de revestimento. Além disso, as camadas de ferro-zinco do revestimento apresentam dureza maior que o aço em si, conferindo ao vergalhão galvanizado elevada resistência à abrasão. De forma geral, os vergalhões galvanizados podem ser tratados do mesmo modo que os vergalhões sem revestimento e não exigem precauções especiais para proteger o revestimento durante o manuseio, transporte e instalação na obra.
Desempenho do vergalhão galvanizado

Os vergalhões galvanizados atendem aos requisitos da norma NBR 7480:2007 - Aço destinado a armaduras de concreto armado. O processo de galvanização a quente não afeta as propriedades mecânicas do aço de reforço e também não altera as características para dobramento. O zinco tem um limite de pH de passivação muito maior do que o do aço, o que faz com que o vergalhão galvanizado resista melhor aos efeitos da redução do pH produzidos pela carbonatação, à medida que o concreto envelhece. E, ainda, ensaios comprovam que o vergalhão galvanizado possui aderência ao concreto similar à do vergalhão sem revestimento.
Expectativa de durabilidade do vergalhão galvanizado

Mundialmente, tem sido adotada uma vida útil elevada para grandes estruturas de concreto armado, como pontes, viadutos e portos, a exemplo da Europa, onde a maioria das pontes e túneis é projetada, desde o início da década de 1990, para uma vida útil superior a 100 anos. Para o atendimento desses padrões em estruturas expostas a ambientes agressivos, torna-se necessária uma metodologia de projeto que contemple todas as variáveis que auxiliem na longevidade da estrutura. A utilização de barras galvanizadas proporciona maior vida útil à estrutura devido a um processo corrosivo diferente do aço protegido.

De maneira geral, é possível estimar que a galvanização proporcionará uma vida útil de quatro a cinco vezes maior que a do aço desprotegido no concreto. Essa vida útil adicional dependerá de diversos fatores, tais como: projeto da estrutura; natureza e qualidade do concreto e agressividade do meio ambiente.

É importante também assinalar a experiência internacional de ponta nessa área. Estados Unidos e Europa são exemplos de países e regiões com forte preocupação com a manutenção de suas rodovias, incluindo as pontes e viadutos, seja por questões técnico-econômicas ou por segurança da sociedade que delas faz uso. Tanto os países europeus quanto os Estados Unidos utilizam vergalhão galvanizado em suas obras de arte especiais, e os benefícios deste cuidado podem ser constatados com uma comparação que atesta a vantagem dessa política: especialistas avaliam que os custos anuais de manutenção de pontes e viadutos no Brasil alcançam entre 30% e 50% do valor atualizado de construção, enquanto nos EUA esse percentual é de apenas 0,5%, 1,5% na Europa e 2,5% no Japão.

(*) Carlos Henrique Siqueira é consultor técnico do Instituto de Metais Não ferroso (ICZ), engenheiro civil com mestrado e doutorado em patologia das estruturas; consultor da Concessionária da Ponte Rio-Niterói S/A; e professor do Programa de Pós-Graduação do instituto IDD, de Curitiba-PR
Revista Grandes Construções - Ed. 14
Data de publicação: 06/06/2011