Construção Magazine 53

53 N° 53 . janeiro/fevereiro 2013 . 6.50

DOSSIER Reabilitação de Pavimentos

CONVERSAS Fernando Branco

ficha técnica diretor Eduardo Júlio ejulio@civil.ist.utl.pt

diretora executiva Carla Santos Silva carla.silva@engenhoemedia.pt

conselho científico Abel Henriques (UP), Albano Neves e Sousa (UTL), Álvaro Cunha (UP), Álvaro Seco (UC), Aníbal Costa (UA), António Pais Antunes (UC), António Pinheiro (UTL), António Reis (UTL), António Tadeu (UC), Armando Rito, Carlos Borrego (UA), Conceição Cunha (UC), Daniel Dias da Costa (UC), Diogo Mateus (UC), Elsa Caetano (UP), Emanuel Maranha das Neves (UTL), Fernando Branco (UTL), Fernando Garrido Branco (UC), Fernando Sanchez Salvador (UTL), Francisco Taveira Pinto (UP), Helder Araújo (UC), Helena Cruz (LNEC), Helena Gervásio (UC), Helena Sousa (IPL), Hipólito de Sousa (UP), Humberto Varum (UA), João Almeida (UTL), João Mendes Ribeiro (UC), João Pedroso de Lima (UC), Joaquim Figueiras (UP), Jorge Alfaiate (UTL), Jorge Almeida e Sousa (UC), Jorge Coelho (UC), Jorge de Brito (UTL), Jorge Lourenço (IPC), José Aguiar (UTL), José Amorim Faria (UP), José António Bandeirinha (UC), José Câmara (UTL), José Luís Câncio Martins,Júlio Appleton (UTL), Laura Caldeira (LNEC), Luciano Lima (UERJ), Luis Calado (UTL), Luís Canhoto Neves (UNL), Luís Godinho (UC), Luís Guerreiro (UTL) , Luís Juvandes (UP), Luís Lemos (UC), Luís Oliveira Santos (LNEC), Luís Picado Santos (UTL), Luís Simões da Silva (UC), Maria Cecilia A. Teixeira da Silva (UNICAMP), Maria do Rosário Veiga (LNEC), Paulo Coelho (UC), Paulo Cruz (UM), Paulo Lourenço (UM), Paulo Maranha Tiago (IPC), Paulo Providência (UC), Pedro Vellasco (UER, Brasil), Paulo Vila Real (UA), Raimundo Mendes da Silva (UC), , Rui Faria (UP), Said Jalali (UM), Valter Lúcio (UNL), Vasco Freitas (UP), Vítor Abrantes (UP), Walter Rossa (UC)

redação

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editorial

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dossier | reabilitação de pavimentos

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conversas

Fernando Branco

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Reciclagem de misturas betuminosas – maria de lurdes antunes e fátima alexandra batista

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Reabilitação das características de superfície para a diminuição do ruído pneu-pavimento – elisabete freitas e paulo pereira

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Misturas betuminosas temperadas com resíduos em camada de base como possibilidade de reforço estrutural – fernando martinho, luís picado santos e silvino capitão

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Apoio ao planeamento de intervenções de reabilitação de pavimentos rodoviários – joão morgado e josé neves

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As perspetivas de reabilitação de pavimentos no estado de São Paulo - Brasil: enquadramento e técnicas usuais – cassio lima de paiva , paulo arrieiro de oliveira e valmir bonfim

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publi-reportagem

COBA – Reabilitação de Pavimentos A5 – Autoestrada da Costa do Estoril, sublanço Linda-a-Velha/Estádio Nacional: um caso de estudo e de obra executada

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projeto térmico

Joana Correia, Cátia Vilaça redaccao@engenhoemedia.pt

Estudo paramétrico para otimização do projeto térmico de pequenos edifícios – Parte II – albano neves e sousa e andré afonso

marketing e publicidade

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editor António Malheiro

grafismo avawise

assinaturas Tel. 22 589 96 25 construcaomagazine@engenhoemedia.pt

redação e edição Engenho e Média, Lda. Grupo Publindústria

propriedade Publindústria, Lda. Praça da Corujeira, 38 - 4300-144 PORTO Tel. 22 589 96 20, Fax 22 589 96 29 geral@publindustria.pt | www.publindustria.pt

publicação periódica Registo n.o 123.765

tiragem 6.500 exemplares

issn 1645 – 1767

depósito legal 164 778/01

capa

© Elvis Santana Os artigos publicados são da exclusiva responsabilidade dos autores.

eficiência energética na construção

Sistemas de pré-aquecimento passivo do ar de ventilação – Parte II – jorge s. carlos, helena corvacho, pedro d. silva e j. p. castro-gomes

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acústica

Avaliação de desempenho acústico de vãos envidraçados – Influência da caixilharia

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estruturas de madeira

Desempenho ao fogo de revestimentos retardadores de combustão aplicados sobre madeira de estruturas antigas

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sísmica

O conceito de “capacity design” no dimensionamento sísmico de estruturas

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estruturas metálicas

Da combinação do vidro e aço ao vidro estrutural

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notícias

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publi-reportagem

MC BAUCHEMIE – Pavimentos Técnicos

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mercado

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projeto pessoal Humberto Varum

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eventos

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Pedro Braga pbraga@engenhoemedia.pt Vera Oliveira v.oliveira@engenhoemedia.pt

Próxima edição > Dossier Isolamento e Impermeabilização

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editorial

Já repetidas vezes referimos que a ‘reabilitação’ é um tema prioritário para a Construção Magazine. Por este motivo, é recorrentemente abordada no dossier temático, embora quase sempre centrada na vertente estrutural e tendo quase sempre os edifícios como objecto de estudo. Neste número, decidimos retomar este tema uma vez mais, mas redireccionando o seu focus para as infra-estruturas rodoviárias, em particular os pavimentos, dada a sua enorme importância na actual conjuntura económica nacional.

Com efeito, nas últimas décadas, Portugal viu a sua rede viária aumentar exponencialmente e, uma vez mais, tendo sido suspenso o investimento em obra pública nova, importa acautelar a manutenção e reabilitação das infra-estruturas existentes. Como sempre, convidámos para co-editor um especialista de reconhecido mérito na área científica abordada, o Prof. Luís de Picado Santos, do Instituto Superior Técnico, e para entrevistado uma personalidade de referência, o Eng.º Fernando Branco, do LNEC e COBA. De referir por último que, como sempre, o dossier temático inclui artigos de reputados especialistas, das principais instituições nacionais de investigação e de ensino superior, procurando cobrir de forma abrangente os assuntos mais relevantes. *O Professor Eduardo Júlio escreve de acordo com a antiga ortografia.

Eduardo Júlio, Director

As infraestruturas de transporte são um património valioso para qualquer estado, nomeadamente porque exigiram ou exigem (caso de boa parte do mundo em desenvolvimento) um elevado custo de primeiro investimento mas necessário ao suporte das atividades socioeconómicas. Também porque é crucial manter aquele suporte, um estado tem ainda de despender recursos significativos para conservá-las e/ou reabilitá-las.

As estradas são e serão, como sempre o foram, a principal infraestrutura terrestre para a movimentação de pessoas e bens em todo o mundo. Mesmo na era da procura duma melhor sustentabilidade ambiental para o planeta, a progressiva obtenção duma melhor eficiência energética para o transporte rodoviário vai continuar a colocá-lo como o mais utilizado.

Portugal tem uma rede nacional principal e estruturante muito consolidada estando colocado em 5º lugar (fonte: Statistical Pocketbook 2010, EU) no indicador “número de kms/milhão de habitantes

luís de picado santos

na Europa dos 27+6 (países associados como a Suíça ou a Turquia)” embora esteja em 31º lugar

co-editor da CM53

para o mesmo indicador quando se considera a rede nacional total. Outros países estão na fase de fazer um enorme esforço de investimento para os próximos 20 anos, como o Brasil. Ora a questão da conservação e reabilitação dos pavimentos destas redes coloca-se desde a sua entrada em serviço para que os recursos possam ser usados de forma eficiente, isto é, deve intervir-se na hora certa, no local apropriado e com o tipo de solução técnica mais adequada para que se tenha maior durabilidade com menor custo para o mesmo serviço.

Este número é dedicado à reabilitação de pavimentos, procurando sublinhar as principais novidades para o planeamento das intervenções minimizando os custos para os utentes, para as técnicas ambientalmente sustentáveis de recuperação dos pavimentos e para a importância das características de superfície e técnicas adjuntas na redução do ruído ambiente. Junta-se também uma descrição dos principais desenvolvimentos em termos da reabilitação de pavimentos para o estado de S. Paulo no Brasil, permitindo seguir o que está a preparar-se e fazer-se num mercado naturalmente atrativo para os profissionais portugueses.

Desta forma e juntamente com a entrevista a uma das principais figuras do setor em Portugal, o Prof. Engº Fernando Branco, procurou assegurar-se um conjunto de informações e orientações sobre o que de melhor se pode fazer em reabilitação de pavimentos. Espera-se que todos possam tirar proveito.

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conversas

professor fernando branco

Entrevista conduzida por Luís Picado Santos Jornalismo por Joana Correia Fotografia por Luís N. Filipe

Engenheiro Civil de formação, Fernando Branco dedicou-se desde o início da sua carreira à engenharia rodoviária. Além de intensa atividade profissional que desenvolveu no LNEC, foi ainda professor e foi fundador de uma empresa de engenharia.

Em entrevista à CM, Fernando Branco, fala sobre a evolução em Portugal dos pavimentos utilizados e sua reabilitação.

Construção Magazine (CM) – Como descreveria a reabilitação de pavimentos rodoviários e em que circunstâncias ela se torna necessária?

Fernando Branco (FB) – Como é sabido, os pavimentos rodoviários e aeroportuários degradam-se ao longo do tempo não só devido às ações mecânicas do tráfego mas também devido às ações associadas às condições climáticas, tais como a chuva, o gelo e as variações térmicas, que alteram as características dos materiais do pavimento e também por vezes as da sua fundação.

A degradação dos pavimentos pode traduzir-se tanto numa redução da sua capacidade estrutural para resistir aos esforços induzidos pelos veículos como na redução das características funcionais, isto é, as que afetam a comodidade e a segurança da circulação, como sejam a ocorrência de irregularidades longitudinais e transversais na superfície de rolamento e a redução do atrito entre os pneus e o pavimento.

As degradações evoluem em regra lentamente e, durante algum tempo, elas podem ir sendo atenuadas ou contrariadas por ações simples de conservação corrente como refechamento de fendas, tapagem de covas, etc. Quando elas ultrapassam os limites admitidos para as características funcionais ou quando indiciam redução da capacidade estrutural para suportar o tráfego previsto haverá que realizar uma intervenção mais aprofundada para reabilitar o pavimento.

As soluções adotadas variam largamente com o tipo de degradação a eliminar, com a importância da estrada e seu volume de tráfego, com as condições climáticas e com as disponibilidades financeiras.

Atente-se que por vezes a reabilitação do pavimento pode implicar intervenções em outras componentes da estrada, em especial o sistema de drenagem.

CM – Que pontos sublinharia da história da reabilitação de pavimentos em Portugal e da evolução das técnicas e materiais utilizados?

FB – Até meados do século passado, os pavimentos mais adotados na nossa rede nacional eram formados por camadas granulares, eventualmente aglutinadas com material betuminoso em penetrações e semi-penetrações, e camadas de desgaste com revestimentos superficiais ou betão betuminoso, consoante o tráfego. Nalgumas regiões ainda subsistiam as calçadas em paralelepípedos de granito ou basalto. A reabilitação dos revestimentos degradados era feita com novos revestimentos sobre os

existentes ou com reforços em misturas betuminosas quando era necessária também uma regularização da superfície. Esta última era também a solução em regra adotada nos pavimentos em calçada e nos casos de camadas de desgaste em betão betuminoso deterioradas.

Só a partir dos anos 60 é que se assistiu à evolução para os pavimentos que constituem a panóplia de soluções de que se dispõe atualmente. Para além dos betões betuminosos tradicionais existe, atualmente, para a construção de pavimentos flexíveis, os mais frequentes entre nós, um vasto leque de materiais betuminosos. Para as camadas inferiores dos pavimentos pode dispor-se dos macadames betuminosos, das misturas betuminosas densas, das de alto módulo, dos agregados britados tratados com emulsão, das argamassas com betume modificado por polímeros, e ainda das misturas betuminosas abertas a frio. Para as camadas de desgaste dispõe-se dos betões betuminosos rugosos, dos drenantes, dos microbetões betuminosos rugosos, e das misturas, de vários tipos, com betume modificado com borracha.

Muitos destes materiais são utilizados igualmente nas intervenções de reabilitação dos pavimentos degradados, tanto para repor a sua capacidade estrutural como para melhorar as características superficiais; as misturas com borracha têm um interesse especial para o combate à progressão de fendas, em paralelo com outras técnicas desenvolvidas para esse fim.

Para melhorar as características superficiais dispõe-se ainda de diversos tratamentos que visam impermeabilizar os pavimentos degradados e melhorar as condições de aderência.

Tem-se para isso os microaglomerados a frio, as lamas asfálticas, já um pouco em desuso, e os tradicionais revestimentos superficiais.

Para melhorar a rugosidade tem-se recorrido por vezes a microfresagens da camada de desgaste. Deverá ainda anotar-se que para corrigir as irregularidades superficiais há que intervir muitas vezes nas camadas abaixo da de desgaste mediante a realização de fresagens ou enchimentos.

A maior parte dos materiais atrás referidos têm atualmente as suas características definidas em documentos normativos europeus, o mesmo acontecendo aos materiais aglutinados com ligantes hidráulicos, dos pavimentos rígidos e semirrígidos, como o solo-cimento, usado por vezes nas camadas de sub-base, o agregado britado de granulometria extensa tratado com cimento, usado em sub-bases ou bases, e os betões de cimento.

Por fim haverá que fazer uma referência à reciclagem dos pavimentos degradados. Esta operação implica a desagregação do pavimento existente, em espessura da ordem de 20 a 30 cm, a mistura com um ligante adequado e, eventualmente, com material granular de adição, e por fim a compactação da mistura no local de aplicação. A mistura pode ser feita “in situ”, a frio, com cimento ou emulsão betuminosa, ou a quente com emulsão, entre

nós geralmente em central.

A reciclagem tem claras vantagens ambientais e económicas e vem tendo já um número interessante de aplicações no nosso país, predominantemente com uso de emulsões; o uso de cimento põe usualmente problemas derivados do fendilhamento da camada devido à retração que ocorre durante a presa e endurecimento.

Isto tem originado o desenvolvimento de várias técnicas para contrariar a propagação das fendas para as camadas superiores do pavimento.

CM – Algumas das técnicas que mencionou como correntes há 30 ou 40 anos estão hoje também presentes na tecnologia que se usa, tendo havido no entanto uma mudança sensível de paradigma quanto à recuperação das camadas de desgaste, nomeadamente com a utilização de camadas delgadas menos comuns, como o drenante e o rugoso. Como vê o papel de técnicas mais tradicionais e também mais baratas, como as executadas a frio?

FB – O uso das misturas betuminosas drenantes e das rugosas em camadas de desgaste surgiu como meio eficaz para assegurar boas condições de aderência dos pneus ao pavimento durante períodos longos, mesmo perante tráfego intenso e condições climáticas desfavoráveis. Eles dão algum contributo para a capacidade estrutural do pavimento e os betões drenantes têm ainda a vantagem de reduzir o ruído de rolamento e de eliminar em grande parte a especularidade da superfície de rolamento na condução noturna em tempo chuvoso pelo facto de grande parte da água

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conversas conversas

da chuva se escoar subsuperficialmente. Estas últimas misturas têm porém o senão de poder colmatar ao fim de algum tempo, embora no nosso país este facto não tenha sido apontado como muito significativo.

Algumas das nossas entidades rodoviárias utilizam em regra as misturas drenantes nas zonas mais chuvosas do país e as rugosas no restante território.

Os revestimentos superficiais e os microaglomerados a frio, incluídos no grupo dos tratamentos superficiais, são utilizados fundamentalmente na reabilitação dos pavimentos para colmatar fendas, impermeabilizar a superfície e melhorar a rugosidade. Eles não contribuem diretamente para a capacidade estrutural do pavimento, apenas contribuindo para que ela não se reduza enquanto essas camadas subsistirem. Não devem pois ser usados em pavimentos com reduzida capacidade estrutural ou com tráfego intenso.

Apesar disso, e face à experiência de que se dispõe no nosso país, os revestimentos superficiais têm ainda um largo campo de aplicação como camadas de desgaste em estradas de tráfego não muito intenso.

CM – Sabe-se que uma atuação preventiva ajuda a gastar menos recursos financeiros na manutenção do serviço das redes. Será que não é preferível usar essas técnicas tradicionais mais baratas, ainda que de forma mais frequente, na recuperação das características de superfície e de impermeabilização dos pavimentos, adequando desta forma a disponibilidade financeira à intervenção possível?

FB – A primeira tentação é para dizer que sim, sobretudo em época de carência de financiamentos. Todavia, as questões do tipo da que é posta têm preocupado muito, nos últimos três a quatro decénios, as autoridades rodoviárias de quase todo o mundo. No fundo trata-se de saber como utilizar da maneira mais eficiente os meios financeiros disponíveis para manter as estradas nas melhores condições de serviço para os utentes.

As decisões a tomar em cada momento passam por conhecer o estado da estrada, ou rede de estradas, o mais objetivamente possível, face aos padrões de desempenho (duração e condições de circulação) a que a estrada deve obedecer, presumir em função do tráfego solicitante a evolução do estado da estrada se não houver intervenções, presumir o efeito da cada possível intervenção na evolução do estado da estrada e nos correspondentes benefícios para os seus utentes, avaliar o custo dessas intervenções, incluindo os

“no nosso país pode dizer-se que todas as concessionárias e subconcessionárias da rede nacional de estradas dispõem de ‘planos de qualidade’“ 6_cm

custos das obras e os custos para os utentes, cotejar as diferentes alternativas consideradas e finalmente decidir, face aos montantes disponíveis, a melhor solução, tendo sempre presente que alguns parâmetros intervenientes (estado da estrada, tráfego e financiamentos) evoluem continuamente.

A primeira vez que a minha atenção foi fortemente chamada para a importância deste problema foi na 5ª International Conference on Sructural Design of Asphalt Pavements que teve lugar em Delft em 1982, onde pela primeira vez houve uma sessão dedicada exclusivamente a este tema sob orientação dos professores Ralph Hass da Universidade de Waterloo no Canadá e Ronald Hudson da Universidade de Texas em Austin, tendo sido apresentados e discutidos os conceitos de “gestão de pavimentos” e “sistemas de gestão de pavimentos – PMS”, assim como os esforços já desenvolvidos para a resolução científica do problema em causa.

Apesar de já existir à época na J.A.E. um “manual de conservação de estradas” com algumas indicações neste domínio, após o congresso de Delft têm-se intensificado em numerosos países, incluindo o nosso, os esforços para desenvolver processos de resolver o problema nas diversas situações em que ele se põe, quer seja numa estrada, numa rede de estradas, na rede urbana de uma cidade, etc.

No nosso país pode dizer-se que todas as concessionárias e subconcessionárias da rede nacional de estradas dispõem de “planos de qualidade” que definem os parâmetros mínimos de qualidade que as estradas sob sua jurisdição devem ter. Também se dispõe já de documentos que dão orientação sobre as opções a tomar em cada caso, sob a forma de planos de gestão de pavimentos ou, com âmbito mais largo, de planos de gestão da conservação abrangendo várias componentes da estrada.

CM – Dos inúmeros projetos de construção e reabilitação que realizou e acompanhou até ao presente, o que retirou como indicação qualitativa sobre a eficiência das diferentes possibilidades de recuperação das características de superfície com camadas delgadas?

FB – Na época atual creio que as soluções mais eficientes são, como já referido, as misturas rugosas e as drenantes, mais lar-

gamente utilizadas, e ainda as misturas com betumes modificados com borracha. Todavia nas estradas com menores tráfegos e menos importantes os revestimentos superficiais, os microbetões rugosos e até os microaglomerados a frio têm ainda, como se disse, largo campo de utilização.

CM – Tendo sido responsável do Departamento de Transportes do LNEC (na altura Departamento de Vias de Comunicação) durante um período significativo, o que nos pode dizer da forma como era concretizada na altura a transferência de tecnologia portuguesa de construção e consequente reabilitação para os atuais países africanos de expressão lusa?

FB – Durante a Administração portuguesa as práticas de construção e reabilitação rodoviárias praticadas entre nós eram perfeitamente conhecidas dos técnicos que trabalhavam nos territórios ultramarinos quer porque a sua formação era feita nas escolas portuguesas quer porque havia contactos estreitos tanto entre as autoridades rodoviárias como entre os laboratórios de investigação dos vários territórios.

Chegou a ser instituído um Conselho Superior dos Laboratórios de Engenharia (LNEC, LEA de Angola e LEMMS de Moçambique) para coordenar as investigações e promover o apoio mútuo entre eles. Um exemplo dessa colaboração foi o importante estudo da génese e das aplicações rodoviárias das laterites do Ultramar português que constitui uma das Memórias do LNEC. Outros veículos marcantes para o intercâmbio de conhecimentos foram as diversas Jornadas Luso-brasileiras de Engenharia Civil, sempre com muito grande participação, em especial na área rodoviária, em que a experiência brasileira foi cotejada com a experiência portuguesa europeia e africana.

Ao mesmo tempo, a participação das nossas empresas construtoras nos trabalhos realizados nos territórios ultramarinos permitiu-lhes uma valiosa apropriação das práticas de construção e reabilitação rodoviária específicas dessas regiões, com tráfego e clima diferentes dos do Portugal continental e com materiais também diferentes, de que citaria o uso, em pavimentação, dos solos e concreções lateríticas, muito utilizados em Angola, e o uso de solo-cimento, largamente aplicado em Angola e Moçambique.

Após a independência o intercâmbio foi atenuado em virtude das alterações ocorridas nas Administrações, da diferente formação dos novos técnicos envolvidos, muita dela em países com experiências diferentes da nossa, e também da atenuação de alguns contactos institucionais. Há que referir no entanto que alguns deles se foram mantendo e que a pouco e pouco novos relacionamentos foram estabelecidos. Citarei os protocolos de cooperação do LNEC com os laboratórios africanos e alguns departamentos governamentais de obras públicas que propiciaram numerosos estágios de técnicos dos novos países em Portugal, algumas missões de formação através de palestras e cursos nesses países e até intervenções de outro tipo como a colaboração na revisão do plano rodoviário de Cabo Verde e o apoio á criação dos laboratórios de Cabo Verde e da Guiné- Bissau. Merece também referência um contrato estabelecido, por volta dos anos 80, entre duas empresas de consultoria portuguesas e a empresa nacional de projetos de Angola através do qual técnicos portugueses das áreas rodoviária e hidráulica trabalharam alguns anos na empresa angolana colaborando na realização de estudos e projetos ao mesmo tempo que promoviam a formação dos colegas daquele país. Por fim há a registar as intervenções de algumas Universidades portuguesas em ações de formação ao abrigo de cooperações com as Universidades e, eventualmente, outras entidades de Angola e Moçambique.

Citarei ainda a ação da APORJEL, uma associação de engenheiros portugueses criada para restabelecer o contacto entre técnicos dos países de língua oficial portuguesa através da realização de Jornadas de Engenharia, seminários e eventos semelhantes, os quais tiveram lugar, entre 1984 e 2000, em quase todos os países envolvidos. Anoto, por curiosidade, que esta iniciativa acabou por promover a criação de Ordens de Engenheiros ou/e Arquitetos em alguns dos novos países africanos.

CM – Acha que as instituições (academia e laboratórios) e empresas portuguesas podem ter um papel significativo na expansão das redes que esses países estão e vão realizar?

De que forma?

FB – Eu diria que sim. Se em alguns desses países haverá certamente ainda necessidade

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“as instituições de investigação e de ensino devem continuar o seu trabalho de desenvolvimento e difusão de novas ideias, técnicas e soluções“ de expandir a atual rede rodoviária, há outros, com as redes a cobrir já a maior parte do território, em que a grande necessidade será a reabilitação das redes existentes, significativamente afetadas por conflitos e carências de manutenção.

A intervenção das instituições portuguesas pode processar-se, por um lado, através do apoio ao desenvolvimento dos quadros técnicos e à melhoria dos instrumentos que regulam a atividade rodoviária (regulamentos, especificações de materiais e processos de construção, regras de projeto, etc.); aí será o campo de intervenção dos laboratórios, escolas de engenharia e entidades rodoviárias. Por outro lado, constata-se que já é muito significativa a presença de empresas portuguesas no mercado da construção, em particular da rodoviária, sobretudo em Angola, onde elas concorrem com empresas de outros países.

Os projetos em concurso, com frequência de reabilitação de vários centos de quilómetros, são muitas vezes de concepção-construção.

Tenho algumas indicações de que quando os projetos são solicitados a consultores portugueses, eles são por vezes confrontados com falta de especificações locais ou com soluções simplistas usadas no país as quais, associadas a fiscalizações pouco exigentes, podem conduzir por vezes a redução da qualidade das obras; esta parece ser uma área em que as empresas portuguesas poderiam intervir, pela qualidade do seu trabalho, pelo seu prestígio e pelo relacionamento com as autoridades, para que as obras rodoviárias retomem a qualidade de desempenho de que já foram detentoras.

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CM – O que se lhe oferece dizer complementarmente sobre o futuro do setor a curto e médio prazo, em Portugal e no resto do mundo, neste caso para as instituições e empresas portuguesas?

FB – Com as atuais restrições de financiamento, a construção de novas estradas no nosso país estará, certamente, reduzida nos próximos anos. O campo mais aberto na área rodoviária vai estar, como tem sido reconhecido, centrado na reabilitação das estradas que se vão degradando, a qual é acionada em parte pelas autarquias e, na parte mais importante, pelas concessionárias e subconcessionárias da rede nacional. Pensa–se em particular nos trechos desta rede, de construção mais antiga, para onde o tráfego se está desviando para evitar as portagens e cuja degradação acentuada vem sendo publicitada.

Perante esta situação compreende-se a orientação que está sendo seguida por diversas empresas projetistas e de construção no sentido de internacionalizar a sua atividade, não só para os países de língua portuguesa como para outras zonas do globo. Pelo menos para a atividade de projeto tem sido interessante a sua aceitação nos países do norte de África e, um pouco, da Europa oriental.

As instituições de investigação e de ensino devem continuar o seu trabalho de desenvolvimento e difusão de novas ideias, técnicas e soluções e, bem assim, de acompanhamento dos progressos internacionais para que estes possam ser, eventualmente, importados, após a devida verificação da sua adaptabilidade às nossas condições.

Perfil Fernando E. Ferreira Branco, licenciou-se no ano de 1950 em Engenharia Civil na Universidade do Porto. Foi investigador coordenador do LNEC até 1990. A sua atividade de investigação incidiu sobretudo nas áreas da geotecnia e da pavimentação rodoviárias.

Chefiou a Divisão de Estradas e Aeródromos e o Departamento de Vias de Comunicação, tendo sido também, durante algum tempo, chefe do Departamento de Geotecnia e Subdiretor do LNEC. Integrou a equipa fundadora da COBA, prestigiada empresa de consultoria, onde criou e estruturou o Serviço de Vias de Comunicação. Foi chefe desse Serviço, Diretor da COBA, e é atualmente Consultor permanente para os estudos de infraestruturas de transportes. A sua ação cobriu todas as componentes da obra rodoviária, tendo o seu nome ligado a grandes empreendimentos no país e no estrangeiro.

Entre 1986 e 1995 regeu as disciplinas de Vias de Comunicação da licenciatura em engenharia civil na F.C.T. da Universidade de Coimbra, como Professor Catedrático convidado, tendo então promovido profunda reestruturação e modernização dos cursos.

Tem uma extensa obra publicada e tem participado ativamente em diversas associações e eventos nacionais e internacionais na sua área de trabalho. É Membro Conselheiro da Ordem dos Engenheiros e foi galardoado pelo LNEC com o Prémio de Investigação Manuel Rocha.

Especialista em

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reabilitação de pavimentos reciclagem de misturas betuminosas Maria de Lurdes Antunes, LNEC, mlantunes@lnec.pt Fátima Alexandra Batista, Investigadora Auxiliar do LNEC, xana@lnec.pt

1. INTRODUÇÃO Na Europa, os pavimentos flexíveis, ou seja, pavimentos com camada de desgaste em material betuminoso e com as camadas subjacentes em material granular não ligado e/ou misturas betuminosas [1], representam mais de 90% da extensão da rede rodoviária.

As técnicas mais frequentemente utilizadas para a conservação e reabilitação de pavimentos flexíveis compreendem a remoção de camadas betuminosas degradadas (Fig. 1) e sua substituição por novos materiais. O reaproveitamento destes materiais, designados por “Misturas betuminosas recuperadas” (MBR ou “RA – Reclaimed Asphalt” na terminologia anglo-saxónica), através de reciclagem, assume atualmente um papel muito importante na construção rodoviária, proporcionando uma efetiva redução da produção de resíduos e do consumo de matérias-primas.

A reciclagem de misturas betuminosas compreende, genericamente, a adição de novos

ligantes betuminosos (eventualmente conjugados com outros) e de novos agregados, à mistura betuminosa recuperada, tendo em vista o fabrico de uma nova mistura betuminosa - a mistura betuminosa “reciclada” -.

Existem várias opções para a reciclagem de misturas betuminosas, que se podem distinguir, por exemplo, quanto ao local onde é feita a reutilização do material recuperado (“in situ” ou em central), quanto ao tipo de ligante ou quanto à temperatura de fabrico (Fig. 2).

Neste artigo abordam-se duas das técnicas de reciclagem de misturas betuminosas com maior relevância no contexto português: a reciclagem a quente em central e a reciclagem a frio “in situ”, com ligantes betuminosos (betume ou emulsão betuminosa).

O primeiro tipo de técnica tem sido essencialmente utilizado tendo em vista o aproveitamento de misturas betuminosas provenientes da fresagem das camadas superiores dos pavimentos, e consiste essencialmente no

Opções de reciclagem de misturas betuminosas Caracterização do pavimento existente Seleção de solução de reabilitação Fresagem

Renovação / melhoria das camadas existentes

Outras soluções

Renovação em blocos

Britagem / crivagem

Homogeneização

Caracterização da MBR

Caracterização da MBR

Reciclagem “in situ”

Reciclagem em central A quente

MBR + agregados + betume

Temperada / semitemperada

A frio

>1 > Figura 1: Remoção de camadas betuminosas degradadas. > Figura 2: Opções de reciclagem de misturas betuminosas.

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MBR + agregados + espuma de betume (+ cimento)

MBR + agregados + betume + aditivos

MBR + agregados + emulsão (+ cimento)

MBR + agregados + emulsão

a) Centrais Betuminosas Contínuas (RA) Pormenor em corte do Tambor

Unidade de Despoeiramento (filtro de mangas)

Silos de Filer

Misturas Tanques Betuminosas de Betume Recuperadas

Filer recuperado

Silos de armazenamento de Misturas Betuminosas

Tambor Secador Misturador

Unidade de Alimentação de Agregados Frios

b) Central Betuminosa Descontínua (Método RA a Frio)

Unidade de Despoeiramento (filtro de mangas)

Silos de Filer

Pormenor em corte do Tambor Secador

Tanques de Betume

Misturas Betuminosas Recuperadas (RA)

Filer recuperado

>2 Silos de armazenamento de Misturas Betuminosas

Unidade de Mistura

Tambor Secador

Unidade de Alimentação de Agregados Frios

c) Central Betuminosa Descontínua (Método RA a Quente) Silos de Filer Tanques de Betume

Misturas Betuminosas Recuperadas Tambor Secador (RAP) (RA)

Sistema de Despoeiramento

Filer recuperado

Silos de armazenamento de Misturas Betuminosas

Unidade de Mistura

Tambor Secador (Agregados)

Unidade de Alimentação de Agregados Frios (adaptado de SAPA, 1998)

>3

reaquecimento de misturas betuminosas recuperadas e sua mistura com ligante betuminoso, agregados novos e eventuais aditivos, em determinadas proporções, tendo em vista o fabrico, numa central de produção de misturas betuminosas, de uma nova mistura betuminosa.

A reciclagem “in situ” consiste na recuperação dos materiais presentes nas camadas superiores do pavimento, normalmente por fresagem, e na sua (re)utilização, no próprio local, no fabrico e aplicação de uma nova camada, recorrendo-se para tal a máquinas recicladoras. Na reciclagem a frio, o material recuperado do pavimento é remisturado com o novo ligante betuminoso (emulsão betuminosa ou espuma de betume) e/ou hidráulico (cimen-

to), e eventualmente com novos agregados ou materiais corretivos, à temperatura ambiente, proporcionando uma significativa redução da emissão de poluentes e poupança de energia, para além de favorecer a economia de matériasprimas e prevenir a produção de resíduos.

2. Reciclagem a quente em central 2.1. Fabrico de misturas betuminosas recicladas em central Um dos aspetos mais importantes a considerar no processo de fabrico das misturas recicladas a quente, é a técnica utilizada para aquecer as misturas betuminosas

recuperadas, uma vez que estas possuem na sua constituição betume envelhecido, que requer cuidados especiais durante o seu aquecimento [2].

Em geral, nas centrais contínuas, as misturas betuminosas a reciclar são, após processamento, introduzidas na zona central do tambor secador-misturador, onde estão protegidas da chama do queimador (Fig. 3a)).

Neste caso, o aquecimento das misturas betuminosas recuperadas é feito quer pelos gases de combustão quentes, quer pelo contacto com os agregados novos sobreaquecidos, permitindo a adoção de taxas de incorporação de MBR da situadas entre10 % e 50 % [3].

Nas centrais descontínuas, uma das formas mais simples de se adaptarem as instalações ao fabrico de misturas recicladas, é efetuando a introdução das misturas recuperadas diretamente no misturador (Fig. 3b)). Neste caso, o aquecimento e desidratação das misturas betuminosas fresadas é proporcionado apenas através do contacto com os novos agregados sobreaquecidos, pelo que as correspondentes taxas de incorporação de MBR são relativamente baixas, não excedendo os 30 % [3].

Outra possibilidade é complementar a central descontínua com a instalação de outro tambor secador destinado ao aquecimento, em separado, das misturas betuminosas recuperadas (Fig. 3c)). Este sistema permite a reciclagem de grandes quantidades de MBR, em geral, até percentagens da ordem de 70 % [3], apesar de na prática não ser usual a reciclagem em taxas superiores a 50 % [4].

Apesar dos desenvolvimentos havidos no processo tecnológico, envolvendo outros equipamentos específicos [4], a taxa máxima de incorporação de misturas recuperadas é frequentemente condicionada pelas características da mistura recuperada e dos seus constituintes (granulometria dos agregados, propriedades do ligante envelhecido), face às características que se pretendem obter para a mistura final.

Refira-se ainda que a utilização de elevadas taxas de incorporação de misturas recuperadas implica frequentemente um aumento do

> Figura 3: Tipologia de centrais betuminosas.

cm_11

reabilitação de pavimentos

Teor em água na MBR % de MBR

1

2

3

4

5

6

Aumento da temperatura de fabrico (ºC)

tempo de mistura, a par de um incremento da temperatura de fabrico devido à presença de água nas misturas recuperadas (Quadro 1), o que tem implicações negativas no rendimento das centrais.

2.2. Armazenamento e caracterização das misturas betuminosas recuperadas As misturas betuminosas recuperadas são habitualmente armazenadas em pilhas junto às centrais de fabrico, onde são caracterizadas e catalogadas.

A Especificação LNEC E 472 – 2009 - “Guia para a Reciclagem de Misturas Betuminosas a Quente em Central” - apresenta recomendações gerais para o armazenamento, manuseamento e classificação das misturas betuminosas recuperadas.

A adoção de adequadas condições de separação e armazenamento das misturas é essencial para a otimização da sua aplicação no fabrico de misturas recicladas. Com efeito, a garantia de homogeneidade dos materiais das pilhas de misturas recuperadas, a sua proteção contra as ações climatéricas e a prevenção da sua contaminação, proporcionam um melhor controlo da qualidade final das misturas recicladas, permitindo a utilização de maiores taxas de incorporação.

Tendo em vista a melhoria da qualidade das misturas recicladas, é aconselhável homogeneizar os materiais recuperados antes da sua introdução na central de fabrico. Uma medida que permite melhorias significativas no controlo das propriedades da mistura final, quando se utilizam taxas de incorporação elevadas, é a separação das misturas recuperadas em frações granulométricas, e posterior controlo das proporções de cada fração, tendo em atenção que as frações mais finas contêm maiores percentagens de ligante.

A correta amostragem e caracterização das misturas betuminosas recuperadas, quer na fase de estudo de formulação da mistura, quer na fase de produção são também fatores essenciais para o sucesso da reciclagem de

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4

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48

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30

40

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30

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24

–

–

–

–

Quadro 1 Aumento da temperatura de fabrico das misturas em função da taxa de incorporação de misturas betuminosas recuperadas (MBR) e do respetivo teor em água [4].

misturas betuminosas. O projeto Europeu Re-Road, recentemente concluído, propõe recomendações relativas às condições de armazenamento, manuseamento e de amostragem das misturas recuperadas, e suas implicações relativamente às taxas de incorporação de misturas recuperadas (Fig. 4).

2.4. Desempenho de misturas betuminosas recicladas a quente em central 2.3. Formulação de misturas betuminosas recicladas Para a formulação de misturas betuminosas recicladas a quente em central utiliza-se essencialmente o mesmo tipo de metodologia que para as misturas betuminosas convencionais [2, 6]. No entanto, haverá que ter em consideração a influência das características

As primeiras aplicações conhecidas em Portugal de misturas betuminosas recicladas a quente em central datam de 1999 [7]. Desde então, até ao presente, têm-se realizado alguns estudos de investigação que permitem concluir que este tipo de misturas, se corretamente formuladas e aplicadas, possuem características de desempenho idênticas

Recomendações relativas ao armazenamento, manuseamento e amostragem de misturas recuperadas

% reciclagem elevada

% reciclagem média

% reciclagem baixa

Combinação de origens desconhecidas

Origem única

(lotes demasiado pequenos que necessitam ser misturados)

Combinação de origens desconhecidas

Pilha em forma de “telhado” obrigatória, pilha cónica proibida Separação por frações (britagem se necessário), eventual mistura global

Homogeneização da pilha

Amostragem n zonas aleatoriamente (linearmente) selecionadas para n amostras

Disposição de tomas para uma determinada zona

Sem homogeneização

Sem amostragem

n zonas distribuídas pelas várias pilhas

n zonas selecionadas na pilha cónica

11% 33%

4% 26%

4% 26%

56%

70%

70%

Sem caracterização

Caracterização do material 40 kg cada, armazenado no laboratório

amostra global 1

amostra global 2

amostra global n

apenas uma única amostra global

Produção de redução (esquartelamento e amostragem) Amostras para ensaios laboratoriais (adaptado de V. Mouillet et al., 2012)

>4

> Figura 4: Recomendações relativas ao armazenamento, manuseamento e amostragem de misturas recuperadas.

12_cm

dos materiais existentes na mistura betuminosa recuperada nas características da mistura final, designadamente a granulometria dos agregados e as propriedades do ligante betuminoso (Fig. 5).

Formulação de misturas betuminosas a quente em central Seleção de Mistura Betuminosa Recuperada (MBR) Caracterização dos agregados, após a extração do betume

Re-processamento não

Satifaz: Qualidade; homogeneidade sim Determinação da percentagem de betume contida na MBR

ou superiores às misturas betuminosas convencionais [6, 7, 8]. Na Fig. 6 apresentase um exemplo de resultados obtidos em ensaios de fadiga realizados sobre misturas fabricadas em central e aplicadas em secções experimentais e produzidas em laboratório, com diversas percentagens de MBR (0, 20, 30 e 40%). Os resultados apresentados referem-se ao parâmetro ε6 (extensão de tração correspondente a 1 x 106 ciclos) e permitem constatar que, quer nas misturas fabricadas em laboratório, quer nas misturas fabricadas em obra, se obtêm melhores características de desempenho para misturas recicladas.

não

Satifaz: Qualidade; homogeneidade sim

Cálculo da curva granulométrica “média” dos agregados da MBR

Cálculo da percentagem “média” de betume na MBR

Caracterização do betume “envelhecido” presente na MBR

Cálculo aproximado da percentagem em betume novo

Composição da mistura de agregados (agregados da MBR + agregados novos)

(deduzido à percentagem final a quantidade de betume proveniente da MBR)

Cálculo aproximado da percentagem em betume final na mistura reciclada

Seleção do tipo de betume novo por forma a que, em conjunto com o betume antigo, se obtenha um ligante final com as caraterísticas pretendidas

(por ex., superfície específica dos agregados)

Determinação da percentagem ótima de betume (recorrendo por ex. ao método Marshall) não

Satisfaz exigências sim

>7

Estudo de formulação completo (F. Batista, 2004)

>5

3. Reciclagem “in situ” a frio, com emulsão betuminosa 3.1. Fabrico e aplicação em obra de misturas recicladas “in situ” a frio

250

Parâmetro e6 (micron)

As misturas betuminosas recicladas “in situ” a frio com emulsão betuminosa são produzidas com o material recuperado do pavimento, emulsão betuminosa e água. A água é utilizada com o fim de facilitar o envolvimento dos agregados pela emulsão e a compactação da mistura.

Nalguns casos torna-se ainda necessária a adição de material corretivo, como sejam, cimento e cal, que pode ter por objetivo alterar as características da mistura de agregados final ou aumentar a rigidez inicial da camada reciclada e diminuir a sua sensibilidade à água [9, 10]. Porém, a adição de ligantes hidráulicos pode aumentar o risco de fendilhamento em idades jovens (cura a curto prazo), pelo que, como regra geral, a adição de cimento ou cal deve ser limitada a 1% [10, 11].

As máquinas recicladoras utilizadas na reciclagem “in situ” procedem de forma contínua à desagregação do pavimento existente, à adição de água e emulsão através de injetores ligados às respetivas cisternas de alimentação (e ainda, eventualmente, de calda de cimento), à mistura dos diversos materiais e finalmente ao seu espalhamento (Fig. 7). As características da máquina recicladora, bem

Ensaios de fadiga

300

200 150

Secções experimentais

100

Laboratório

50 0 A (0% MBR)

B (20% MBR)

C (30% MBR)

D (40% MBR) (A. Baptista e L. Picado-Santos, 2007)

>6

Cisternas de emulsão e água

Máquina recicladora

Cilindro compactador

Rolo dentado para fresagem Injeção de emulsão e água

Material corretivo

Rolo distribuidor

Mesa espalhadora

Pavimento degradado

(adaptado de EAPA, 1995)

>7

> Figura 5: Formulação de mistutas betuminosas a quente em central. > Figura 6: Ensaios de fadiga - secções experimentais e laboratório. > Figura 7: Representação de exemplo de máquina recicladora utilizada na reciclagem “in situ”.

cm_13

reabilitação de pavimentos

Formulação de misturas betuminosas recicladas “in situ” a frio com emulsão betuminosa

Amostras de material fresado recolhido da máquina recicladora

Granulometria do material fresado

Composição da mistura de “agregados” Eventual adição de materiais corretivos (granulometria, tratamento de materiais contaminante, ...)

Seleção do tipo de emulsão betuminosa

>8

Percentagem em emulsão aproximada

Ensaios de envolvimento com: › Percentagem em emulsão aproximada › Percentagem em água variável

Percentagem em líquidos ótima de compactação Ensaio de compactação “Proctor” modificado

sim

Satisfaz

não

Percentagem em betume residual ótima Ensaio de imersão-compressão cujos provetes são moldados com: › Percentagem, em água total ótima de compactação › Percentagem em emulsão variável (F. Batista, 2004)

>9

> 10

como as condições em que opera, são aspetos fundamentais neste tipo de técnica, uma vez que deles dependem algumas características dos materiais recuperados, por exemplo, a granulometria do material fresado depende, não só do tipo de camadas a reciclar, mas também da potência e velocidade da máquina.

Os materiais corretivos, tais como agregados, cal hidráulica ou cimento, podem ser espalhados no pavimento previamente à passagem da máquina recicladora (Fig. 8) ou adicionados por via húmida (Fig. 9), consoante a natureza do material e o equipamento disponível. Às misturas a frio com emulsão betuminosa é de uma forma geral reconhecida uma maior dificuldade em se obterem compacidades elevadas, sendo desejável que não se utilizem grandes quantidades de água para a compactação. Assim, os equipamentos de compactação são fundamentais para o sucesso deste tipo de técnica, recomendando-se, de forma

geral, que seja primeiramente utilizado um cilindro de rasto liso (duplos, vibratórios e com peso igual ou superior a 11 t [13]) para dar uma primeira compactação à camada, seguindo-se o cilindro de pneus (com peso da ordem de 23 t ou mesmo superior) tendo por principal função favorecer a expulsão da água da mistura reciclada.

3.2. Formulação de misturas recicladas “in situ” a frio Os métodos mais utilizados para misturas recicladas a frio apresentam os seguintes objetivos gerais: uma vez estabelecida a composição da mistura de “agregados”, determinar a proporção ótima dos constituintes (mistura de agregados + emulsão betuminosa + água + outros aditivos), para obter uma boa trabalhabilidade da mistura betuminosa

> Figura 8: Materiais corretivos espalhados no pavimento previamente à passagem da máquina recicladora. > Figura 9: Materiais corretivos adicionados por via húmida. > Figura 10: Formulação de misturas betuminosas recicladas “in situ” a frio com emulsão betuminosa.

14_cm

durante o fabrico e aplicação, bem como adequadas características de estabilidade e comportamento mecânico durante a vida útil do pavimento (Fig. 10) [2].

3.3. Cura e desempenho das misturas recicladas “in situ” a frio Após a colocação em obra das misturas a frio, estas estão primeiramente sujeitas a um período de cura, durante o qual a água ainda existente vai sendo eliminada e a mistura vai ganhando resistência, sendo de assinalar que as características mecânicas “finais” da camada só são atingidas quando o processo de cura tiver terminado. No entanto, mesmo durante o processo de cura das misturas, que pode durar vários meses, o pavimento estará, a partir de certa altura, submetido à ação do tráfego.

Importa pois garantir que nesta fase não são induzidos danos nas camadas de misturas a frio, que se venham a repercutir no desempenho do pavimento durante o resto da sua vida útil. Neste contexto, o LNEC tem monitorizado em obra algumas das propriedades das mistura recicladas a frio ao longo do tempo, tendo sido possível observar que [2]: – O teor em água da mistura vai decrescendo até estabilizar em cerca de 1% a 2%, o que, para condições climatéricas favoráveis, é em geral conseguido ao fim de cerca de duas a quatro semanas após a sua aplicação (Fig. 11); – A possibilidade de extração de carotes íntegras da camada reciclada pode ser utilizada como um indicador da cura da camada (Fig. 12).

O tempo decorrido para que seja possível obter carotes íntegras em toda a espessura da camada (10 cm a 15 cm) é, em geral conseguido, para condições atmosféricas >7 favoráveis, ao fim de cinco a oito semanas após a sua aplicação.

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Evolução da altura dos tarolos extraídos

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Teor em água (%)

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Obra do IP2: Mistura reciclado “in situ” a frio Obra do EN120: Mistura do tipo ABGETE

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0

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28

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49

56

Idade da mistura reciclada (dias) (F. Batista, 2004)

> Figura 11: Evolução da altura dos tarolos extraídos

Da observação, ao longo do tempo, do comportamento de pavimentos reabilitados com técnicas a frio, tem-se verificado um aumento progressivo dos módulos de deformabilidade com a cura das camadas, sendo frequentemente obtidos valores finais da ordem de 3000 MPa [2, 14] 1

13/01/22

18:13

Em laboratório [2], foi estudada a evolução dos módulos de deformabilidade com a cura e estabelecidas relações entre os módulos de deformabilidade das misturas e as temperaturas. Efetuaram-se ainda estudos relativos à resistência à fadiga e às deformações permanentes de misturas betumi-

reabilitação de pavimentos

4. Bibliografia

Evolução da altura dos tarolos extraídos

1ª semana

2ª semana

3ª semana

4ª semana

5ª semana

Idade da camada reciclada do IP2 (F. Batista, 2004)

> 12

1000

Resistência à fadiga

Extensão (µm/m)

Obra (MRF, IP2)

Misturas a quente (GB) 1 dia a 2 meses (MBDF, com película)

100 Obra completa (ABGETE, mais de 4 meses) Obra (ABGETE, EN120)

10 10

100

1000

10000

100000

1000000

10000000

Nº de ciclos até à rutura (F. Batista, 2004)

> 13

nosas a frio, tendo-se chegado às seguintes conclusões: – O comportamento à fadiga das misturas recicladas a frio com o processo de cura em fase avançada é semelhante ao das misturas betuminosas a quente (Fig. 13).

– As misturas a frio com cura incompleta, (até cerca de 2 meses de idade), apresentam maiores deformações na fase primária quando comparadas com as obtidas para as misturas a quente. Admite-se que, pelo facto de as misturas se encontrarem ainda

> Figura 12: Evolução da altura dos tarolos extraídos. > Figura 13: Resistência à fadiga.

16_cm

em processo de cura, ocorrem maiores “movimentos” de rearranjo das partículas.

No entanto, finda a fase 1, os provetes ensaiados não exibem praticamente mais deformações, o que se traduz por velocidades de deformação muito reduzidas na fase secundária. Uma vez que, geralmente, as misturas recicladas a frio são aplicadas em camadas de base, é possível corrigir quaisquer deformações permanentes que tenham ocorrido na fase 1, quando da execução das camadas superiores.

[1] AIPCR/PIARC (2000) – “Terminology. Software and Data 2000”. Paris.

[2] Batista, F.A. (2004) – “Novas Técnicas de Reabilitação de Pavimentos – Misturas Betuminosas Densas a Frio”. Tese de doutoramento LNEC/FEUP, Porto, junho/2004, 463p.

[3] EAPA (1998) – “Directivas ambientais sobre as melhores técnicas disponíveis (BAT) para a produção de misturas betuminosas”. Breukelen, Holanda (Traduzido pela APORBET, Portugal), 86p.

[4] Tušar, M.; Nielsen, E.; Batista, F.; Antunes, M. L.; Mollenhauer, K.; Vansteenkiste, S.; Carswell, I; Kuttah, D.; Viman, L.; Waldemarson, A. (2012) – “Optimization of Reclaimed Asphalt in Asphalt Plant Mixing”. Projeto Re-Road (Deliverable 4.5), novembro/2012, 30p.

[5] Mouillet, V.; Gabet, T.; Enell, A.; Mollenhauer, K. ; Piérard, N. ; Gaudefroy, V. (2012) – “Sampling and Characterization of Reclaimed Asphalts – Final Report”.

Projeto Re-Road (Deliverable 1.7), dezembro/2012, 77p.

[6] Baptista, A.; Picado-Santos, L.; Capitão, S.; Oliveira, J. (2008) – “Performance-Based Mix Design Method for Bituminous Hot-Mix Recycling in Plant”. Atas de “3rd European Pavement and Asset Management Conference”, CD ed., n.º 1088, Coimbra.

[7] Batista, F.A.; Antunes, M.L.; Marques, J.A. (2000) – “Reutilização de materiais betuminosos fresados na reabilitação de pavimentos”. Atas do congresso “Estrada 2000”, Lisboa, Volume II: 689-702.

[8] Baptista, A.; Picado-Santos, L. (2007) – “Mechanical Behaviour of Hot Mix Recycled Asphalt Concrete in Plant”. Atas de “International Conference on Advanced Characterisation of Pavement and Soil Engineering Materials”, Atenas, vol. 1, p.865-874.

[9] Marques, J.A. (1999) – “Reciclagem in situ”. Ação de formação “As emulsões betuminosas e suas aplicações”, CRP, Lisboa, novembro/1999.

[10] Batista, F.A.; Antunes, M.L.; Mollenhauer, K.; McNally, C. (2012) – “Building blocks for a best practice guide on cold in-place recycling”. Atas de “5th Euroasphalt & Eurobitume Congress”, Istambul, Junho/2012, USB Pen Disk, 10p.

[11] Eckmann, B.; Soliman, S. (2008) – “Performance assessment of cold recycling in place”. Atas de “2008 International Symposium on Asphalt Emulsion Technology”, ISAET’08, Arlington (USA), 12p.

[12] EAPA (1995) – “Recycling technologies in Europe”.

Breukelen (Holanda).

[13] Task Force 38 Report (1998) – “Report on Cold Recycling of Asphalt Pavements”. A ASHTO-AGCARTBA Joint Committee, Março/1998.

[15] Martínez, A.; Miró, R.; Pérez, F. (2007) – “Spanish experience with the application of gyratory compactor and indirect tensile test in design and control of cold recycled asphalt pavement”. Transportation Research Record, n.º 2001, p.163-168.

17_21

reabilitação de pavimentos reabilitação das características de superfície para a diminuição do ruído pneu-pavimento Elisabete Freitas Professora Auxiliar, Dep. Engenharia Civil, Universidade do Minho, efreitas@civil.uminho.pt Paulo Pereira Professor Catedrático, Dep. Engenharia Civil, Universidade do Minho, ppereira@civil.uminho.pt

1. INTRODUÇÃO A rede rodoviária portuguesa encontra-se praticamente construída sendo a gestão sustentável da sua conservação o desafio que se coloca às administrações rodoviárias. Neste contexto impõe-se a consideração dos problemas ambientais que resultam da exploração e das atividades de conservação das rodovias.

Entre esses problemas destaca-se a exposição das populações ao ruído ambiental, cuja componente preponderante é o ruído rodoviário.

A Organização Mundial de Saúde (WHO) revelou que os efeitos do ruído ambiental na incomodidade sonora e na saúde das populações incluem doenças cardiovasculares, perturbações cognitivas e de sono, stress e zumbidos [1]. As cartas de ruído elaboradas na europa no âmbito da diretiva 2002/49/EC, relativa à avaliação e gestão do ruído ambiental, mostram que 67 milhões de pessoas (i.e. 55%) que vivem em aglomerados urbanos com mais de 250000 habitantes estão expostas a níveis de ruído diários que excedem 55 dB Lden (nível sonoro médio de longa duração, diurno-entardecer-noturno), sendo que no período da noite o tráfego rodoviário é o principal responsável pela exposição de 48 milhões de pessoas a níveis de ruído superiores a 50 dB Ln (nível sonoro determinado durante uma série de períodos noturnos representativos de um ano). Fora dos aglomerados urbanos, o tráfego é ainda o principal responsável pela exposição de 34 milhões de pessoas a níveis superiores a

55 dB Lden e de 25 milhões a níveis superiores a 50 dB Ln [2].

Na União Europeia, os custos sociais da exposição ao ruído rodoviário foram estimados em cerca de 36 biliões de euros por ano [3].

Embora a incomodidade sonora seja um problema complexo que envolve fenómenos físicos, psicológicos e sociológicos, as medidas de mitigação do ruído rodoviário passam apenas pela redução ou limitação da emissão e da propagação do ruído.

A primeira ação tomada com vista à redução da emissão de ruído rodoviário teve lugar nos anos 70 com a regulamentação do ruído emitido pelos veículos e mais tarde pelos pneus.

No futuro, com a crescente utilização de veículos elétricos é espectável uma redução do ruído rodoviário em meio urbano. Entretanto, a utilização de superfícies rodoviárias de baixo ruído afigura-se como uma solução eficaz e económica para a redução do ruído de contacto pneu-pavimento. Para reduzir a emissão do ruído é ainda possível a adoção de medidas relativas à gestão do tráfego, como por exemplo a limitação da velocidade do tráfego.

As ações possíveis para limitação da propagação do ruído incluem a construção de barreiras acústicas, muito restringida em áreas urbanas, o isolamento das fachadas dos edifícios e ainda ações a nível de planeamento urbano, como por exemplo, a orientação adequada das fachadas dos edifícios relativamente às vias de tráfego.

No entanto, até por razões regulamentares, a

diminuição do ruído tem de ser procurada na sua origem, ao nível da interação pneu-pavimento, pelo que tem sido dada muita importância ao desenvolvimento de soluções de camadas superficiais de pavimentos que originem cada vez menos ruído. Aliás, o ruído de contacto pneupavimento é já considerado uma característica de superfície, a par da textura e do atrito, e foi incluído no conjunto de indicadores de desempenho dos pavimentos na Ação COST 354.

Contudo, a informação existente sobre o ruído resultante do contacto pneu-pavimento ao nível da rede rodoviária ainda não é suficiente para apoiar decisões baseadas em critérios de desempenho acústico que contemplem a totalidade da vida das camadas e de critérios subjetivos de incomodidade, mas é suficiente para apoiar a seleção de técnicas de reabilitação em função dos níveis de ruído que proporcionam nos primeiros após construção.

Todavia, em Portugal, há ainda um longo caminho a percorrer, que terá que passar pela integração nos planos de controlo de qualidade a monitorização do ruído de contacto pneu-pavimento. A informação resultante da implementação destes planos apoiará, para além da definição do desempenho acústico característico de cada tipo de camada superficial dos pavimentos ao longo do tempo, outras atividades fundamentais, nomeadamente: a classificação das camadas em diferentes categoriais (por exemplo, ruidosas ou de baixo ruído); a definição do âmbito da sua utilização

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reabilitação de pavimentos

(estradas urbanas ou rurais submetidas a tráfego predominantemente ligeiro ou pesado); o estabelecimento de limites de intervenção tendo por base critérios subjetivos de incomodidade sonora; o estabelecimento de limites mínimos de geração de ruído, que permitam a deteção dos veículos que circulam a velocidades reduzidas em meio urbano; e o desenvolvimento de novos produtos que garantam um desempenho acústico adequado e desta forma permitam aumentar a competitividade das empresas.

MECANISMOS DE GERAÇÃO DE RUÍDO O sistema automóvel é composto por várias fontes sonoras, nomeadamente o motor, a interação pneu-pavimento, as vibrações e choques das diversas partes do veículo e o ruído aerodinâmico. Na gama de velocidades usualmente praticadas, a fonte sonora preponderante é a interação pneu-pavimento, isto é, a velocidades acima dos 35 km/h ou 50 km/h, para veículos ligeiros ou pesados respetivamente [4]. A velocidades inferiores a estes limites predomina a componente do ruído do motor.

Os mecanismos de geração de ruído associados à interação pneu-pavimento referem-se: (i) às vibrações, que resultam do contacto dos pneus na superfície e da aderência, e (ii) ao efeito de bombeamento de ar que ocorre no momento em que o pneu interage com a superfície [5]. Estes são, por um lado, amplificados devido ao efeito de pavilhão. Por outro lado, podem ser amplificados ou atenuados em função da relação entre a impedância acústica (absorção) e mecânica da superfície e da frequência de ressonância do sistema roda/

>2

a)

b)

c)

d)

>1

pneu [6] (Figura 1).

Além disso, os mecanismos referidos são influenciados pelo comportamento dos condutores (através do controlo da velocidade e da pressão dos pneus), pelas características dos pneus (estrutura, dimensão, rigidez da borracha, relevo, desgaste e idade), pelas características da superfície do pavimento (micro, macro e megatextura, irregularidade, porosidade, rigidez, idade, desgaste) e pelo clima (presença de água, temperatura e vento).

O ruído resultante destes mecanismos pode ser medido por diversos métodos, sendo os mais utilizados o Método Estatístico da Passagem (Statistical Pass-by Method – SPB) e o Método da Proximidade Imediata (Close Proximity Method – CPX), preconizados nas normas ISO 11819-1 e ISO 11819-2.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DAS SUPERFÍCIES DE BAIXO RUÍDO O trabalho realizado nas últimas décadas, quer pela indústria quer pelas instituições de investigação, proporcionou um conjunto de técnicas

de pavimentação que permitem reduzir o ruído de contacto pneu-pavimento.

Com efeito, observou-se que o betão betuminoso denso, o SMA (Stone Mastique Asphalt), habitualmente tomado como referência, os revestimentos superficiais e as misturas em betão de cimento originam mais ruído do que o betão betuminoso drenante, as misturas delgadas, e as camadas poro-elásticas [7-9].

No primeiro grupo, a dimensão do agregado, a qual geralmente é grande, a baixa porosidade e a textura positiva (Figura 2) são fatores que contribuem para elevados níveis de ruído. No segundo grupo, os níveis de ruído mais reduzidos devem-se à menor vibração do pneu, causada sobretudo pelo pequeno tamanho do agregado, e à natureza aberta das misturas, que confere boa drenagem do ar, contribuindo para a redução do ruído de bombeamento de ar e de outros mecanismos semelhantes.

O betão betuminoso drenante foi desenvolvido para drenar a água da superfície dos pavimentos, tendo-se verificado que o seu elevado volume de vazios (20-25%) conduzia a uma redução de ruído típica de 2 a 3 dB(A). Por apresentar alguns problemas, como a colmatação dos poros, e a geração de vibrações adicionais devido ao tamanho elevado dos agregados, que acabavam por reduzir o efeito desejável da absorção do som, este tipo de camada superficial evoluiu para uma camada dupla. O betão betuminoso de dupla camada (Figura 3) é composto por duas camadas porosas constituídas por agregados de dimensão diferente. Encontra-se no topo uma camada com cerca de 25 mm de espessura e agregados de dimensão reduzida

> Figura 1: Ilustração de mecanismos de geração de ruído pneu-pavimento: a) vibração dos blocos do pneu; b) vibração dos flancos; c) bombeamento de ar; d) efeito de pavilhão [5]. > Figura 2: Exemplo de textura positiva (esquerda) e de textura negativa (direita).

18_cm

>3

(2/4, 2/6 ou 4/8 mm) e na base outra camada com 45 mm de espessura e agregados com 14 cm ou 16 mm. Estas camadas proporcionam uma redução típica inicial do ruído de cerca de 5 dB(A), contudo o problema da colmatação de poros subsiste [10].

Devido à necessidade de conservação e reabilitação dos pavimentos, a construção de camadas superficiais de espessura reduzida (delgadas) tornou-se apelativa. De facto, este tipo de camadas são utilizadas há muitos anos em alguns países do norte da Europa, como por exemplo, a Holanda e a França, por reduzirem o uso de materiais, e consequentemente os custos, por proporcionarem atrito e drenagem superficial da água das chuvas adequados e pela sua intervenção positiva na redução do ruído de contacto pneu-pavimento. No mercado foram identificados cerca de 40 tipos de camadas delgadas, com características muito diversificadas. A Figura 4 mostra o aspeto de algumas superfícies com marca registada.

As camadas designadas por poro-elásticas são compostas por elevadas percentagens de grânulos de borracha, até 90% em peso, e por um elevado volume de vazios (Figura 5). Esta técnica foi utilizada pela primeira vez na Suécia no fim dos anos 70, mas só agora se encontra em curso um projeto de investigação (PERSUADE)

>4

que pretende resolver os problemas de durabilidade que este tipo de camadas apresentou na sua fase inicial de desenvolvimento [12].

Esta técnica merece destaque por proporcionar reduções de ruído até 12 dB(A).

As técnicas de reabilitação que contemplam várias das características abaixo enunciadas são uma garantia de que a superfície selecionada proporcionará um nível de ruído significativamente inferior ao das superfícies tradicionalmente utilizadas.

– A superfície deve ter uma estrutura homogénea, ser compactada com cilindro e estar isenta de irregularidades na gama da megatextura, para evitar fenómenos de vibração nos pneus.

– A superfície não deve ser lisa, mas ter uma macrotextura adequada (aberta e negativa) conferida de preferência por agregados angulares com dimensão inferior a 8 mm. A dimensão ideal compreende-se entre os 3 e os 5 mm. Desta forma reduz-se o efeito de bombeamento de ar.

– A superfície deve também ter uma porosidade adequada para assegurar uma boa capacidade de absorção do som, sendo condição fundamental que os vazios sejam comunicantes, reduzindo também o bombeamento de ar e limitando o efeito de propagação do ruído.

– As superfícies com propriedades viscoelásticas amortecem as vibrações dos pneus e desta forma absorvem o ruído mecanicamente.

truídas a título experimental foi feita no âmbito de dois projetos de investigação, realizados pela Universidade do Minho [14] e pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil [15]. Na Figura 6 encontram-se reunidos os resultados de ambos os projetos. Nestes projetos a medição do ruído foi feita pelo método SPB e por uma variante deste método – Método de passagem controlada (Controlled pass-by method (CPB) – em que os veículos são previamente selecionados). Os valores de cada nível de velocidade (50 km/h, 70km/h e 90 km/h) foram estimados através da reta de regressão determinada para o nível de ruído medido versus logaritmo decimal da velocidade medida dos veículos. A idade de todas as superfícies observadas era inferior a 5 anos e não aparentavam ter qualquer tipo de degradação.

Estes resultados mostram claramente que as técnicas de pavimentação de camadas superficiais disponíveis em Portugal contemplam soluções que conduzem a reduções do nível de ruído significativas nos primeiros anos de vida.

Por conseguinte, é possível um aumento significativo de qualidade de vida das populações vizinhas de uma estrada e dos seus transeuntes, sem acréscimos de custos, fazendo uma seleção criteriosa da camada superficial. Para efeitos comparativos, mostra-se na Figura 7 o aspeto de algumas superfícies observadas nos estudos referidos.

DURABILIDADE ACÚSTICA CARACTERIZAÇÃO DO RUÍDO PNEU-PAVIMENTO DAS SUPERFÍCIES RODOVIÁRIAS PORTUGUESAS

>5

A avaliação do ruído de contato pneu-pavimento das superfícies utilizadas tradicionalmente em Portugal e ainda de algumas superfícies cons-

Como qualquer parâmetro de estado do pavimento, como por exemplo o atrito e a capacidade de suporte, o nível de ruído resultante do contacto pneu-pavimento evolui ao longo do tempo. Apesar de em grande parte dos países europeus já se medir o ruído de contacto pneu-pavimento por diversos métodos,

> Figura 3: Betão betuminoso drenante de dupla camada: corte esquemático da camada à esquerda [11]; aspeto da camada à direita [10]. > Figura 4: Exemplo de camadas delgada, Microflex® à esquerda e Novachip ® à direita [10]. > Figura 5: Aspeto de superfície poro-elástica [13].

cm_19

reabilitação de pavimentos

LEGENDA

Betão betuminoso

BB

Betão betuminoso (Dmax 12 mm)

BB12

Betão betuminoso drenante

BBd

Betão betuminoso rugoso

BBr

Cubos de granito

CG

Microaglomerado a frio duplo

mAF

Mistura betuminosa aberta com betume modificado com borracha – alta percentagem de borracha (Dmax 10 mm)

MBA BBA10

Mistura betuminosa aberta com betume modificado com borracha – alta percentagem de borracha (Dmax 12 mm)

MBA BBA12

Mistura betuminosa aberta com betume modificado com borracha – média percentagem de borracha

MBA BBM

Microbetão betuminoso rugoso

mBBr

Microbetão betuminoso rugoso (Dmax 7 mm)

mBBr7

Mistura betuminosa rugosa com betume modificado com borracha – alta percentagem de borracha

MBR BBA

Mistura betuminosa rugosa com betume modificado com borracha – via seca

MBR BBS

Mistura delgada aberta

MDa

Mistura delgada fechada

MDf

>6

>7

a)

não existe ainda um procedimento aplicado de forma sistemática e inserido nos planos de controlo da qualidade dos pavimentos que permita apoiar o estabelecimento de tendências de evolução do nível de ruído ou

b)

modelos de desempenho, para os diversos tipos de camadas. Existem alguns estudos que indicam que as superfícies que alteram menos as suas características superficiais, par ticularmente a macro e megatextura

e a porosidade, têm um comportamento a longo-prazo mais favorável. Para garantir a durabilidade acústica por um período mais longo é aconselhável utilizar materiais com características melhoradas como, por

> Figura 6: Nível de ruído máximo (Lmax) medido pelos métodos SPB e CPB. c) > Figura 7: Aspeto de camadas superficiais de pavimentos rodoviários: a) microaglomerado betuminoso a frio duplo,d) b) betão betuminoso drenante; c) betão betuminoso; d) mistura betuminosa aberta com betume modificado com borracha.

20_cm

PERCEÇÃO DE RUÍDO E DETEÇÃO DE TRÁFEGO Particularmente em meio urbano, questões relacionadas com a perceção e a deteção do ruído rodoviário são relevantes. O ouvido humano transforma flutuações de pressão que se tornam em representações mentais do som. Contudo, o ruído percebido integra uma componente subjetiva relacionada com fenómenos psicológicos e sociológicos. Neste contexto, já foram realizados para as condições portuguesas dois estudos [16-17] cujos resultados relevam a importância da integração de indicadores de ruído subjetivos nos sistemas de gestão da conservação, para apoiar a seleção de técnicas e de estratégias de conservação adequadas a custos mínimos.

Devido à redução generalizada do ruído dos veículos e em particular da sua componente de contato pneu-pavimento, a segurança dos utentes vulneráveis das estradas, os peões, em ambiente urbano, pode ficar comprometida, sendo que não está ainda comprovado o aumento da sinistralidade por este motivo [18]. Todavia, para o mesmo nível de ruído ambiente, os veículos que produzem menos ruído, seja com origem no motor seja do contato pneu-pavimento, são menos detetados por crianças e jovens e particularmente por idosos [19].

[10] Goubert L., Tire-road noise: a state of affairs, Management of speed and traffic noise, Gestão da velocidade e do ruído rodoviário, Universidade do Minho, 29 e 30 de maio, Guimarães, 2012 (disponível em http://www.civil.uminho.pt/GVR/).

[11] Van Bochove G.G., Twinlay, a new concept of drainage asphalt concrete. Proceedings of 1st Eurobitume and Euroasphalt Congress, Strasbourg, 1996.

[12] Goubert L. and Sandberg, U., The PERSUADE project: developing the concept of poroelastic road surface into a powerful tool for abating traffic noise, INTERNOISE 2010, Proceedings, 13-16 junho, Lisboa, Portugal, 2010.

[13] http://persuade.fehrl.org/?m=1 (acedido a 7/12/2012) [14] Freitas E.; Machado P. e Raimundo I., Caracterização do ruído pneu-pavimento nas estradas portuguesas, Gestão da velocidade e do ruído rodoviário, Universidade do Minho, 29 e 30 de maio, Guimarães, 2012 (disponível em http://www.civil.uminho.pt/GVR/).

[15] Antunes M., Coutinho, A., Freitas E. e Paulo J., Camadas de desgaste para a redução do ruído de tráfego – avaliação de pavimentos em serviço, relatório 376/2011 – NIRA, pp-30, 2011.

[16] Freitas E., Mendonça C., Santos J.A., Murteira C., Ferreira JP., Traffic noise abatement: how different pavements, vehicle speeds and traffic densities affect annoyance levels, Transportation research (Part D): Transport and environment, n.17, pp 321–326, 2012 (http://dx.doi. org/10.1016/j.trd.2012.02.001).

[17] Antunes S., Avaliação do Ambiente sonoro em zonas urbanas. Integração de aspectos qualitativos, Dissertação apresentada à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Ciências e Engenharia do Ambiente, 2011.

[18] Sandberg U., Adding noise to quiet electric and hybrid vehicles: An electric issue. Noise/News, international journal, Volume 20, Number 2, pp 51-67, 2012.

[19] Mendonça C., Freitas E., Ferreira J., Raimundo I.; Santos A Jorge, Noise abatement and traffic safety: The trade-off of quieter engines and pavements on vehicle detection, Accident Analysis & Prevention. Volume 51, March 2013, Pages 11–17, 2012 (http://dx.doi.org/10.1016/j. aap.2012.10.018).

PUB

exemplo, filer especial para prevenir o aparecimento de deformações plásticas e betumes modificados para evitar o arrancamento dos agregados e assim assegurar uma regularidade adequada por um período de tempo mais longo.

REFERÊNCIAS [1] WHO, Burden of disease from environmental noise – Quantification of healthy life years lost in Europe, World Health Organization – Regional office for Europe and EC-JRC, 2011.

[2] EC, Report from the Commission to the European Parliament and the Council on the implementation of the Environmental Noise Directive in accordance with Article 11 of Directive 2002/49/EC, European Commission, June 2011 (available at http://ec.europa.eu/environment/noise/home.htm).

[3] Boer L.C. and Schroten A., Traffic noise reduction in Europe – Health effects, social costs and technical and policy options to reduce road and rail traffic noise, report, CE Delft, 2007.

[4] Bendten H., Review of existing low noise surfaces, Thecnical conference, Madrid,2006.

[5] Sandberg U. and Ejsmont J., Tyre-Road Noise Reference Book, Informex SE – 59040, Kisa, Sweden (www.informex.info), 2002.

[6] SILVIA, Guidance manual for the implementation of low noise road surfaces, FEHRL report, Forum of European National Highway Research Laboratories, 2006.

[7] Andersen B., Bendtsen H. and Larsen L., Acoustic performance of lownoise road pavements, Silvia Project Report, Denmark, 2006.

[8] Descornet G. and Goubert L., Noise classification of road pavements, Task 1: Technical background information 1, Draft Report 05, DirectorateGeneral Environment, European Commission, 2006.

[9] Bartolomaeus W., The potential of different road surface designs in road traffic noise reduction – European experience on pavement influence on noise (Experiences in Germany), Jornadas Técnicas, Madrid, 2006.

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22_26

reabilitação de pavimentos misturas betuminosas temperadas com resíduos em camada de base como possibilidade de reforço estrutural

As Misturas Betuminosas Temperadas (MBT), produzidas a uma temperatura de 120 °C e compactadas a cerca de 100 °C, contendo Misturas Betuminosas Recuperadas (MBR) e/ou Resíduos de Construção e Demolição de betão britado (RCDb), apresentando caraterísticas do tipo AC 20 base/bin/reg 35/50, constituem uma boa alternativa para reduzir o consumo energético e reutilizar recursos (betume e agregados). Para o efeito, recorre-se à incorporação de um aditivo orgânico, isolado ou envolvendo fibras celulósicas. O estudo em curso tem o objetivo de verificar a viabilidade da utilização de misturas com aqueles resíduos, as quais podem ser aplicadas, em determinadas condições, em camadas de pavimentos flexíveis. Neste artigo apontam-se as condições de utilização dos subprodutos referidos e de aditivos, de modo a possibilitar a produção e aplicação de MBT em reforço estrutural, em vez das fabricadas a quente (MBQ), mantendo um nível de desempenho equivalente.

1. INTRODUÇÃO As preocupações de ordem ambiental e técnica estão a impulsionar cada vez mais a reutilização dos resíduos produzidos por várias indústrias. Entre os mais promissores, para a construção e reabilitação de infraestruturas de transporte, estão os resíduos de construção e demolição (RCD) e os subprodutos da produção do aço (ASIC). Na verdade, a eliminação incorreta de resíduos tem importantes impactes ambientais e os custos de manuseamento podem ser muito elevados.

Além disso, há uma crescente pressão internacional para que sejam reduzidas as emissões de gases com efeito de estufa, tais como o CO2. Ora, as atividades de construção e de reabilitação de pavimentos rodoviários e aeroportuários, particularmente quando estes têm na sua constituição uma espessura significativa de camadas de misturas betuminosas fabricadas a quente (MBQ), são responsáveis pela emissão de uma parcela das emissões.

22_cm

Uma das formas de atenuar essas emissões e reduzir o consumo de energia, é a produção de misturas betuminosas temperadas (MBT), para as quais há indícios de que, apesar das suas características específicas, permitem um desempenho estrutural adequado. A PIARC [1] e a EAPA [2], entre outros organismos, definem que as MBT são geralmente produzidas num intervalo de temperaturas compreendido ente 100 e 140°C, o que permite poupar energia em relação às MBQ (acima de 150ºC).

Para integrar os benefícios associados à redução do consumo de energia e às emissões decorrentes do processo de fabrico, por um lado, com os inerentes à incorporação como agregados de vários subprodutos, por outro lado, é possível produzir MBT incorporando diferentes percentagens de materiais britados naturais e os obtidos a partir de resíduos.

Estes podem ser gerados em várias atividades industriais estabelecidas em Portugal, incluindo a construção civil em geral e a própria reabilitação de pavimentos.

Fernando Martinho FM Consult / IST - Universidade Técnica de Lisboa fernando.martinho@ist.utl.pt Luís Picado Santos IST - Instituto Superior Técnico (DECivil), Universidade Técnica de Lisboa Silvino Capitão ISEC - Instituto Superior de Engenharia de Coimbra, Dep. de Engª Civil & CESUR, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa

A construção e a reabilitação estrutural de pavimentos pode ser efetuada através da construção de camadas de base, regularização, ou ligação, recorrendo a MBT com resíduos. É de esperar que as misturas assim produzidas, considerando determinadas circunstâncias de fabrico e de composição, apresentem propriedades mecânicas adequadas, possibilitando diversas vantagens económicas e ambientais, particularmente associadas à redução do consumo de novos agregados e ligantes.

2. MISTURAS BETUMINOSAS TEMPERADAS (MBT) Existem várias técnicas disponíveis para produzir MBT. Aquelas técnicas são descritas de forma mais detalhada na bibliografia [3, 4], apresentando-se de seguida uma visão geral sobre as mesmas.

Geralmente, as MBT são produzidas alterando de forma temporária ou permanente algumas

propriedades do betume, como por exemplo a sua viscosidade. Nalgumas das técnicas disponíveis, a adesividade entre o ligante e as partículas de agregado é melhorada através de aditivos químicos, os quais promovem o melhor revestimento dos agregados pelo betume. Estes aditivos tensioativos atuam a uma escala microscópica na interface entre as partículas de agregado e do betume, reduzindo o atrito entre as superfícies em contacto, possibilitando uma redução da temperatura de mistura e compactação. Algumas técnicas incorporam água dispersa na forma de pequenas gotículas na mistura de constituintes, de modo a melhorar temporariamente a trabalhabilidade da mistura betuminosa, pela formação de vapor de água, o qual contribui para a formação de espuma de betume.

As técnicas conhecidas podem ser agrupadas em três grupos principais, consoante o princípio utilizado para baixar a temperatura de fabrico e aplicação da MBT: adição de aditivos orgânicos, utilização de aditivos químicos e tecnologias de espuma de betume. As técnicas que utilizam aditivos, nas suas diversas formas de apresentação, são geralmente as mais simples de aplicar, porquanto permitem utilizar as centrais de fabrico sem necessidade de alterações, o que constitui uma vantagem significativa.

As tecnologias utilizadas nas MBT revelam vários benefícios em comparação com as MBQ, os quais podem ser agrupados em três categorias: de produção e aplicação, ambientais e económicos. No entanto, podem assinalar-se também algumas desvantagens, as quais podem ser minoradas no processo construtivo [3, 5].

3. COMPOSIÇÃO E FABRICO DAS MBT COM RESÍDUOS As misturas betuminosas recuperadas (MBR) utilizadas no estudo têm uma granulometria 0/20 mm (Figura 1) e foram recolhidas por fresagem de pavimentos existentes. Este resíduo

>1

>2

Sasobit®

Viatop Premium®

Viatop CT40®

>3

tem de ser caracterizado em termos da sua composição e das propriedades do betume que incorpora, de modo a avaliar a percentagem de matéria estranha (conforme especificado na norma EN 12697-42). As propriedades das amostras recolhidas variam com a origem dos materiais recuperados. É, pois, essencial separá-los e identificá-los de acordo com a sua origem para obter materiais homogéneos, mais adequados a uma reutilização futura [6].

Têm sido estudadas também MBT com RCD, designadamente provenientes de betão britado (RCDb), com granulometria 0/20 mm (Figura 2).

As MBT que se descrevem neste artigo incorporam um betume 35/50, com uma penetração a 25°C de 45x0,1 mm e uma temperatura de amolecimento de 56ºC. Este ligante é atualmente o mais utilizado em Portugal na construção / reabilitação de pavimentos flexíveis.

Dentre os vários aditivos em estudo, que permitem a redução da temperatura de manipulação das MBT, apresentam-se os resultados obtidos para um aditivo orgânico (Sasobit®), isolado e combinado com fibras celulósicas (com o nome comercial: Viatop CT 40® [7]), representados na Figura 3.

> Figura 1: Aspeto e granulometria das misturas betuminosas recuperadas (MBR). > Figura 2: Aspeto e granulometria dos resíduos de construção e demolição britados (RCDb). > Figura 3: Aditivos utilizados nas misturas betuminosas temperadas.

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Tipo de mistura

MBT

MBT

MBQ

Misturas - Ref.ª

M 24

M 25

M 26

Agregados

Foi também produzida uma MBQ, para servir de referência, com agregados calcários novos e tradicionais. Nas MBT com RCDb os agregados calcários foram aquecidos a 120°C, enquanto os materiais para a MBQ foram aquecidos a 160°C. A temperatura de compactação foi de cerca de 100°C para todas as composições de MBT estudadas e 140°C para a MBQ. Nas misturas que incorporam MBR, o agregado virgem de calcário foi aquecido a 160°C e a MBR foi introduzida no recipiente de mistura à temperatura ambiente sendo, assim, aquecida por condução.

As curvas granulométricas das misturas de agregados cumprem o fuso granulométrico habitual para as misturas do tipo AC 20 base/ reg/bin 35/50. A Figura 4 resume a composição de 3 das misturas produzidas em central e as suas propriedades volumétricas, determinadas em provetes Marshall para a percentagem ótima de betume de 4,5%. No caso das misturas com MBR, parte desta percentagem (aproximadamente 1,5%) era constituída pelo betume residual existente.

As propriedades volumétricas, bem como a estabilidade e a deformação obtidas nos ensaios de compressão Marshall, permitem verificar que as MBT com resíduos cumprem os requisitos habitualmente aceites nos cadernos de encargos (assinalados na Figura 4).

Natureza

MBR

RCDb

Calcário

Quant. de recicl. (%)

35

60

0

Aditivos

reabilitação de pavimentos

Marca

Viatop CT40

Sasobit

–

0,06

0,03

0

Quant. (%)

>4

4. CONSTRUÇÃO DE PAVIMENTOS COM MBT COM RESÍDUOS

>5

A avaliação sobre a aplicabilidade de MBT com resíduos na construção, ou reforço estrutural de pavimentos, depende das propriedades mecânicas que é possível obter e da viabilidade da sua utilização em obra. Assim, as composições mais promissoras foram objeto de aplicação prática em alguns trechos experimentais (Figura 5).

A realização dos trechos experimentais permitiu verificar que no fabrico, transporte, espalhamento e compactação podem ser seguidas as mesmas regras usadas no caso de MBQ. O intervalo de tempo disponível para

>6

> Figura 4: Composição e propriedades volumétricas da mistura de referência (MBQ) e das MBT. > Figura 5: Trechos experimentais – fabrico, transporte, aplicação e recolha de amostras de MBT. > Figura 6: Resultados obtidos na resistência à deformação permanente (Wheel-Tracking).

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> Figura 7 Valores médios obtidos para o módulo de rigidez, |E*| e ângulo de fase, Φ.

PUB

> Figura 8 Leis de fadiga, ε = q N -p , obtidas experimentalmente e calculadas pela metodologia da Shell.

concluir a compactação é também semelhante (ou superior, se o aditivo incluir ceras). Das MBT e da MBQ aplicadas nos trechos experimentais, foram recolhidas lajetas para posterior caracterização mecânica em laboratório.

Nesta caracterização avaliaram-se as seguintes propriedades: sensibilidade à água (EN 12697-12 e EN 12697-23), módulo de rigidez (EN 12697-26), resistência à fadiga (EN 12697-24) e resistência à deformação permanente (EN 12697-22), permitindo comparar o desempenho mecânico das MBT com o da MBQ utilizada como referência.

reabilitação de pavimentos

>9

Os resultados de avaliação da resistência à deformação permanente, pelo ensaio de simulador de tráfego de laboratório (Wheeltracking), dos módulos de rigidez e da resistência à fadiga, obtidos em ensaios de flexão em 4 pontos (deslocamento controlado), são apresentados nas Figuras 6 a 8. A resistência à fadiga, determinada experimentalmente, foi ainda comparada com a lei da Shell (Figura 8).

A avaliação da sensibilidade à água mostra-se na Figura 9.

Verifica-se que, à exceção da sensibilidade à água, as MBT apresentaram um comportamento semelhante e até melhor que a MBQ. Destaca-se o melhor comportamento das MBT à deformação permanente, o qual estará provavelmente relacionado com a rugosidade dos agregados grossos e com a quantidade de cimento residual existente na fração fina do resíduo, no caso dos RCDb , enquanto nas MBT com MBR aquela resistência estará ligada à existência de uma parcela significativa de betume endurecido, proveniente das MBR.

5. CONCLUSÕES As Misturas Betuminosas Temperadas (MBT) podem ser produzidas com agregados naturais, ou reciclados e podem ser espalhadas e compactadas usando as tecnologias tradicionais. A redução de temperatura necessária pode ser conseguida através do uso de vários tipos de aditivos (por exemplo ceras sintéticas, aditivos químicos, ou mistos), ou técnicas de formação de betume-espuma.

Com o estudo em desenvolvimento prova-se que em algumas MBT que incluem a reutilização de alguns subprodutos industriais, devidamente processados, juntamente com

os aditivos adequados, o desempenho obtido pode ser de molde a considerar a sua utilização no lugar de MBQ, já que é do mesmo nível do exibido por estas.

As vantagens que se conseguem são muito diversas e vão desde a redução do consumo e do custo das matérias-primas naturais, passando pela redução do volume de resíduos transportados para depósito, e por uma redução na energia utilizada na produção e no aquecimento dos agregados, até à redução da poluição e do passivo ambiental. Além destes, é possível ainda enumerar outros benefícios colaterais, tais como: a maior facilidade de mistura e de compactação, a possibilidade de realizar pavimentações com maior demora ou em locais difíceis, o trabalho em tempo frio, o alargamento do período de trabalho, o aumento do tempo de armazenagem das misturas nos silos em quente das centrais e do tempo de transporte (podendo assim ser transportadas a maiores distâncias).

Nas etapas já cumpridas no projeto em desenvolvimento foi possível obter, para algumas MBT, resultados equivalentes aos determinados para as MBQ utilizadas como referência (quando é usada uma percentagem de 35% de MBR com calcário). A mesma conclusão pode ser tirada para uma percentagem de 60% de RCDb. A combinação de dois subprodutos diferentes também é possível e algumas misturas têm um bom potencial, por exemplo, a mistura de MBR com RCDb em iguais quantidades para uma proporção na mistura final de 70%.

Os resultados mais recentes obtidos na avaliação de desempenho, para algumas das misturas, indicam valores muito interessantes, especialmente nas misturas que incorporam MBR. No entanto, a granulometria destas misturas e a avaliação da percentagem de betume

residual presente nas misturas antigas tem de ser bem efetuada, devido à possibilidade de existir alguma segregação no armazenamento conduzindo a uma maior densidade das partículas finas, com mais betume, que pode alterar significativamente a composição final.

Os estudos em curso mostram, finalmente, que é possível produzir MBT incorporando apenas uma quantidade reduzida de agregados virgens, com custos energéticos de produção inferiores e com características equivalentes às misturas tradicionais fabricadas a quente, podendo constituir uma alternativa muito eficiente às MBQ na construção e reabilitação de pavimentos.

6. REFERÊNCIAS [1] Olard F, Noan C. Low energy asphalts. Routes roads 336/337. PIARC (World Road Association). p. 131–45, 2008.

[2] EAPA. The use of warm mix asphalt – EAPA position paper. Brussels: European Asphalt Pavement Association; 2010.

[3] Capitão, S., Picado-Santos, L. e Martinho, F., Pavement engineering materials: Review on the use of warm-mix asphalt, Construction and Building Materials Journal 36, pp. 1016-1024, 2012.

[4] Prowell B, Hurley G, Frank B. Warm-mix asphalt: best practices. NAPA - National Asphalt Pavement Association, Lanham, Maryland; 2011.

[5] Martinho, F., Capitão, S. e Picado-Santos, L., Sustainable Pavements: Warm Asphalt Mixtures Made with Recycled Aggregates from Different Industrial by-Products. Atas do EPAM4 - 4th European Pavement and Asset Management Conference, Malmö, Sweden, 2012.

[6] Baptista, A. e Picado-Santos, L. Método de Preparação de Misturas Betuminosas Recicladas.

Atas do XIV Congreso Ibero-Latino Americano del Asfalto, La Habana, Cuba, 18 - 23 Novembro, Edição em CD-Rom 2007.

[7] JRS Website: http://www.jrs.de/SMAviatop_engl/ index.shtml (Viatop) [consultado em Janeiro de 2013].

> Figura 9: Resultados na avaliação da sensibilidade à água – Resistência à tração indireta, ITSR.

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reabilitação de pavimentos apoio ao planeamento de intervenções de reabilitação de pavimentos rodoviários João Morgado, Doutor em Engenharia Civil, Estradas de Portugal, CESUR-IST José Neves, Professor, IST/CESUR

1. INTRODUÇÃO O planeamento de intervenções de reabilitação em pavimentos rodoviários é um processo complexo, sobretudo em situações de tráfego elevado pela necessidade de mitigação dos impactes para os utentes nas intervenções de vias em serviço. No contexto da gestão das zonas de trabalho associadas a intervenções nos pavimentos, esta questão tem sido abordada de diversas formas: (a) através do desenvolvimento de metodologias específicas para o planeamento de intervenções que consagram o efeito para os utentes da infraestrutura, atribuindo habitualmente um valor monetário a esses impactes, procurandose posteriormente minimizar o custo global que resulta da soma desse valor ao custo da própria intervenção; (b) pela realização de estudos do funcionamento das zonas de trabalho, otimizando-se diversos atributos das mesmas, tais como a sua extensão ou o tipo de controlo do tráfego; (c) através da criação de instrumentos de natureza jurídica e normativa, aplicáveis a esta problemática. Refira-se que no contexto nacional, a Lei n.º 24/2007 de 18 de julho [1], veio definir os direitos dos utentes perante situações de obras nas vias dotadas de perfil transversal com faixas separadas e, no mínimo, com duas vias em cada sentido, sendo uma das vertentes consagradas a fixação de condições mínimas de circulação nos troços em obras.

O presente artigo descreve o desenvolvimento de uma metodologia com o objetivo de analisar as diferentes alternativas no que diz respeito ao planeamento de intervenções de reabilitação de pavimentos rodoviários [2]. Esta metodologia tem a preocupação subjacente de integrar, quer os custos da administração rodoviária, quer os efeitos sentidos pelo utente ao circular em zonas de trabalho, aplicando-se a estradas com dupla faixa de rodagem e com duas ou mais vias por sentido com volumes de tráfego significativos.

2. Metodologia desenvolvida A metodologia apresentada tem como característica central o facto de, no âmbito do processo de decisão, considerar os efeitos sentidos pelo utente como um atributo de cada alternativa, evitando a atribuição de um valor monetário a esses efeitos e assenta em três etapas fundamentais (ver Figura 1): (a) a identificação do conjunto de alternativas exequíveis para o planeamento de uma determinada intervenção atendendo ao contexto; (b) o cálculo dos

>1 > Figura 1: Estrutura simplificada da metodologia.

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reabilitação de pavimentos

>2

principais atributos caracterizadores de cada alternativa; (c) a definição de um método de apoio à decisão de forma a refletir as preferências dos decisores ao avaliar cada alternativa.

No que diz respeito ao método de apoio à decisão, é utilizada a análise multicritério na qual, o custo da intervenção, a duração da mesma e o atraso verificado no tráfego são os critérios consagrados.

2.1. Identificação de alternativas A identificação de alternativas resulta da combinação das diferentes configurações possíveis para a zona de trabalhos e das diferentes opções relativas aos horários de trabalho a considerar. Quanto às configurações da zona de trabalhos e atendendo ao contexto de aplicação já identificado, as principais opções são as seguintes: (a) permitir ou não basculamentos de tráfego para a faixa de sentido oposto; (b) redução do número de vias abertas ao tráfego para o mesmo sentido de circulação; (c) extensão fixa da zona de trabalhos ou extensão definida em função da janela temporal disponível; (d) tipo de zona de trabalhos (zona de trabalhos de caráter permanente na qual os constrangimentos à circulação têm lugar em toda a duração da intervenção, ou de caráter temporário, existindo apenas constrangimen-

tos no decorrer da execução dos trabalhos). O perfil transversal existente é analisado, sendo de início definidos automaticamente os perfis transversais detalhados a implementar nas diversas fases da obra de acordo com as opções disponíveis (ver Figura 2).

Quanto aos horários de trabalho, foi identificado o conjunto representativo das opções mais adotadas, sendo efetuada a distinção entre aqueles a considerar para zonas de trabalho de caráter temporário e os aplicáveis a zonas de trabalho de caráter permanente. No primeiro caso são contemplados essencialmente o trabalho noturno, o trabalho em contínuo ao fim de semana e o trabalho em período diurno não coincidente com as horas de ponta.

Para as zonas de caráter permanente, mais associadas à menor necessidade de prevenir eventuais constrangimentos na circulação, inclui-se o trabalho em período diurno (com a duração de 8 ou 12 horas) incluindo, ou não,

>3

> Figura 2: Exemplo de perfil transversal existente e adaptação do mesmo para uma das fases de obra. > Figura 3: Progressão dos trabalhos.

28_cm

o fim de semana e o trabalho contínuo em turnos consecutivos.

Das diferentes configurações possíveis para a zona de trabalhos e das opções relativas aos horários de trabalho, resulta o conjunto de alternativas a considerar para a intervenção. De forma a garantir a aplicabilidade da metodologia a intervenções de diferente complexidade são considerados um ou mais ciclos de trabalho. Como exemplo, uma intervenção que inclua apenas a substituição da camada de desgaste existente corresponde só a um ciclo, enquanto que numa reabilitação estrutural a fresagem do pavimento existente e colocação de uma nova camada betuminosa de reforço corresponde a um primeiro ciclo, seguindo-se um segundo no qual é colocada a nova camada de desgaste. O conceito de ciclo traduz-se numa sequência completa de trabalhos de acordo com a progressão ilustrada na Figura 3.

>4

a)

Cada ciclo é pois caracterizado por uma determinada configuração da zona de trabalhos com base na qual têm lugar as diversas atividades inerentes ao mesmo, podendo esta ser distinta no ciclo seguinte. No que respeita ao horário de trabalho, face à sua relação direta com os efeitos provocados na circulação, será idêntico em todos os ciclos.

2.2. Caracterização das alternativas Identificadas as alternativas é efetuada a sua caracterização em termos de atributos, que se pretendem suficientemente representativos das problemáticas existentes neste contexto de decisão. O custo da intervenção surge naturalmente como o atributo mais relevante, ainda que no presente contexto de análise a existência de elevados volumes de tráfego exija que outros atributos sejam considerados. Assim, foram também considerados a duração da intervenção e os efeitos para os utentes. A duração da intervenção pretende definir a extensão da exposição dos utentes à existência de um troço em obras, enquanto que, através dos efeitos para os utentes (tais como o acréscimo no tempo de viagem) se pretende avaliar a magnitude da perturbação provocada.

O cálculo do custo da intervenção é efetuado com base nos custos unitários das diversas atividades a desenvolver e nas respetivas quantidades de trabalho. Todavia, na presença de diferentes horários de trabalho, os custos de mão-de-obra variam, podendo aumentar significativamente em alguns casos. Com o in-

b)

tuito de garantir a simplicidade da metodologia, as atividades de mobilização e desmobilização, associadas a cada período de trabalhos e que contribuem necessariamente para o aumento do custo total, são incluídas de forma indireta ao admitir-se um acréscimo de 5% no custo das restantes atividades executadas nesse período. Posteriormente, com base nas variações do custo da mão-de-obra, aferidas através da atual legislação laboral (Lei n.º 7/2009 de 12 de fevereiro [3]) e materializadas através de um fator de variação de custo, é efetuado o cálculo do custo total da intervenção.

O cálculo da duração da intervenção é baseado nos rendimentos admitidos para cada atividade a executar, considerando as respetivas quantidades de trabalho. De forma a garantir a contabilização de outros momentos tais como arrefecimento das misturas betuminosas ou a execução da marcação provisória, são considerados períodos fixos associados à mobilização e desmobilização.

Quanto aos efeitos para os utentes diversos atributos poderiam ser considerados, existindo diferentes metodologias para a avaliação dos mesmos. Ainda que a modelação dos fluxos de tráfego seja uma área de investigação bastante desenvolvida incluindo a problemática das zonas de trabalho, optou-se por uma metodologia simples, devidamente validada e integrável com a ferramenta desenvolvida. A escolha recaiu sobre o modelo de custo dos utentes da Federal Highway Administration [4], modelo que, de forma determinística e analisando as condições de circulação numa base horária, permite a obtenção do acréscimo do tempo de viagem e

do comprimento da fila de veículos a montante da zona de trabalhos. A partir dos resultados na base horária e após a simulação de todas as condições de circulação no decorrer da intervenção é obtida a distribuição do atraso para todos os veículos que atravessam a zona de trabalhos, considerando-se o percentil 85 dessa distribuição como o indicador representativo do atraso.

2.3. Seleção de alternativas A aplicação da metodologia desenvolvida é demonstrada através de dois casos de estudo, cuja escolha se baseou no contexto de aplicação pretendido para a mesma, troços de autoestradas com valores elevados de tráfego implicando preocupações acrescidas ao nível do planeamento de intervenções de reabilitação. Foram selecionados dois troços localizados na Área Metropolitana de Lisboa: (a) A5 entre o nó do Estádio (km 8+100) e o nó de Oeiras (km 11+600); (b) A2 entre o nó de Coina (km 24+200) e o nó de Palmela (km 35+400). O perfil transversal tipo é semelhante em ambos os casos, existindo 3 vias em cada um dos sentidos. A Figura 4 ilustra as distribuições de tráfego consideradas sendo percetível a existência de períodos de ponta da manhã e da tarde durante os dias úteis.

No troço da A5 o tráfego médio diário anual é de 65 000 veículos e no troço da A2 é de 18 000 veículos.

Para estes casos de estudo foi contemplada uma intervenção de reabilitação tipo: fresagem do pavimento existente e colocação de

> Figura 4: Distribuição horária de tráfego nos dias úteis e fim-de-semana para o troço da A5 (a) e para o troço da A2 (b).

cm_29

reabilitação de pavimentos

uma camada de reforço e a colocação da nova camada de desgaste (dois ciclos de trabalho).

Para os custos unitários e os rendimentos das atividades foram consultados diversos empreiteiros, obtendo-se valores representativos e ajustados às opções de configuração da zona de trabalhos e aos horários a considerar.

Foram também admitidos valores típicos para a capacidade das zonas de trabalho em função da configuração das mesmas.

De forma a excluir à partida todas as alternativas não exequíveis em termos de adequação ao contexto da intervenção, foi definido um valor de 90 minutos para o atraso máximo provocado no tráfego, evitando a análise subsequente dessas alternativas. Relativamente ao custo e à duração da intervenção, por dependerem da extensão da mesma, não se definiu qualquer restrição.

No que diz respeito ao custo total por quilómetro, tal como descrito no Quadro 1, comparados os casos de estudo obtêm-se valores entre € 415 130 e € 433 944 para o troço da A5, enquanto que, para o troço da A2 o intervalo, significativamente maior, está entre € 344 400 e € 557 928. Para a duração da intervenção verifica-se um comportamento idêntico, sendo que a alternativa associada à menor duração para o troço da A2 é cerca de 6 vezes mais curta do que a maior, verificando-se para o troço da A5 um intervalo mais reduzido. No caso do troço da A5, dado o maior tráfego verificado e a restrição referente ao atraso máximo permitido, apenas são exequíveis alternativas associadas a zonas de trabalho de caráter temporário no período noturno, onde são sempre garantidas duas vias de circulação em cada sentido através do basculamento do tráfego. A análise de sensibilidade mostrou que, no caso de ser expectável uma redução de 10% no tráfego, seria então possível considerar o trabalho em contínuo ao fim de semana, reduzindo-se significativamente a duração da intervenção ainda que com custo mais elevado.

Na presença de um maior número de alternativas exequíveis, tal como no caso do troço da A2, a adoção de um método de apoio à decisão reveste-se de maior significado. Assim,

Resultados

A5

A2

Menor custo [€/km]

415 484 (1 506 130)

344 400 (4 490 976)

Maior custo [€/km]

433 944 (1 573 047)

557 928 (7 275 381)

Menor duração [dias/km]

12,4 (45)

3,4 (44)

Maior duração [dias/km]

19,6 (71)

19,4 (253)

Menor atraso [minutos]

0,6

0,5

Maior atraso [minutos]

0,7

8,3

Número de alternativas exequíveis

4

192

Número de horários permitidos

2

8

Os valores entre parêntesis referem-se à totalidade do troço.

Quadro 1 Resumo dos resultados para ambos os casos de estudo.

foi utilizada a análise multi-critério, em que os atributos custo da intervenção, duração da intervenção e atraso provocado (percentil 85 da distribuição do atraso para todos os >7 veículos que atravessam uma zona de trabalhos) são utilizados como critérios. A definição dos pesos dos critérios e das funções de valor foi efetuada recorrendo ao software M-MACBETH [5], tendo como base a avaliação das preferências demonstradas por um conjunto de decisores com experiência no setor. Ainda que os resultados permitam o cálculo imediato da classificação global de cada alternativa, foi desenvolvido outro procedimento com vista à fácil visualização dos resultados. Para possibilitar a representação bidimensional dos resultados (ver Figura 5), considerou-se um novo indicador resultante do efeito combinado da perturbação provocada aos utentes e da duração da mesma (no eixo vertical), estabelecido através da repartição dos pesos já obtidos,

sendo o custo da intervenção representado no eixo horizontal (invertendo-se o sentido do eixo de forma a que as alternativas mais interessantes sejam as mais distantes da origem). A ligação das alternativas nãodominadas permite a definição da fronteira eficiente, a qual terá sempre uma forma convexa [6], obtendo-se um número restrito de alternativas a analisar.

Desta forma, tal como ilustrado na Figura 5, é possível identificar três grupos de alternativas não-dominadas (detalhados no Quadro 2).

Para o grupo I, a opção pelo trabalho em período diurno com a duração de 8 horas, ao implicar menor custo de mão-de-obra, resulta num menor custo total para a intervenção.

Já para o grupo II, ao aumentar a duração do período de trabalho diário para 12 horas, é possível assegurar uma redução de 32 dias para a duração da intervenção. Para o grupo III, ao ser considerado o trabalho contínuo, garante-se a menor duração possível

>5 > Figura 5: Representação das alternativas exequíveis e da fronteira eficiente para o caso de estudo 2 (A2).

30_cm

Horário de trabalho

Custo [€]

Duração [dias]

Atraso, percentil 85 [min]

Valorização da duração [0-100]

Valorização do atraso [0-100]

Valorização do efeito combinado para os utentes [0-100]

4 490 976

120

0,9

63,6

100,0

92,0

Trabalho em período diurno (12h/dia)

4 760 435

88

0,9

78,9

100,0

95,4

Trabalho contínuo (24h/dia) em turnos consecutivos

7 185 562

44

0,9

100,0

100,0

100,0

Configuração no ciclo 2

Configuração no ciclo 1

Tipo de zona de trabalhos

Alternativas

Trabalho em período diurno (8h/dia)

I

II

Permanente

Basculamento para a faixa de sentido oposto com redução para 2 vias por sentido

III Quadro 2 Alternativas não-dominadas para o caso de estudo 2 (A2).

para a intervenção, ainda que com custo significativamente superior aos restantes.

A opção por basculamento de tráfego com a manutenção de 2 vias de circulação por sentido (possibilitada pelas características do perfil transversal existente) e o fluxo de tráfego significativamente inferior ao verificado no troço da A5, não implicam a existência de atrasos relevantes. Para este caso concreto, a opção pela realização de trabalhos em período noturno revelar-se-ia uma alternativa não eficiente de acordo com a metodologia desenvolvida.

3. Conclusões

maior quantidade de juntas de construção ou os impactes ambientais em termos de ruído e emissões, terão, naturalmente, que ser tidas em conta na fase de decisão subsequente.

4. Referências [1] Lei n.º 24/2007 de 18 de Julho (2007). Diário da República, 1.ª série - N.º 137.

[2] Morgado, J. (2012). Road Pavement Maintenance and Rehabilitation Planning: An Integrated Approach. Tese de Doutoramento. Universidade Técnica de Lisboa. Lisboa.

[3] Lei n.º 7/2009 de 12 de Fevereiro (2009). Diário da República, 1.ª série - N.º 30.

[4] Walls, J. e Smith, M. R. (1998). Life-Cycle Cost Analysis in Pavement Design - Interim Technical Bulletin. Federal Highway Administration. Washington, D.C. [5] Costa, C. B. e Vansnick, J. C. (1999). The MACBETH approach: Basic ideas, software, and an application. Em N. Meskens e M. Roubens (Editores), Advances in Decision Analysis (Vol. 4, 131-157). Springer. Dordrecht.

[6] Goodwin, P. e Wright, G. (2004). Decision Analysis for Management Judgment. John Wiley & Sons. Chichester.

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O presente artigo descreveu sumariamente a metodologia desenvolvida para apoio ao planeamento de intervenções de reabilitação

em pavimentos rodoviários, num contexto de tráfego elevado como é caso das autoestradas. Com base em dois casos de estudo, foi demonstrada a sua aplicabilidade como um complemento válido à experiência existente neste contexto de decisão.

Com a finalidade de tornar expedita a sua utilização, a metodologia descrita foi materializada numa folha de cálculo do Microsoft Excel recorrendo à programação em VBA. Baseada em princípios simples e numa fase preliminar de planeamento, permite obter um conjunto limitado de alternativas, compreender os trade-offs existentes relativamente aos atributos mais relevantes para que, posteriormente, possam ser analisadas com maior nível de detalhe.

Questões como as implicações ao nível da segurança rodoviária e dos trabalhadores para as diversas alternativas, efeitos na qualidade construtiva em resultado da necessidade de

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PUBLI-REPORTAGEM

REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS A5 – AUTOESTRADA DA COSTA DO ESTORIL, SUBLANÇO LINDA-A-VELHA/ESTÁDIO NACIONAL: UM CASO DE ESTUDO E DE OBRA EXECUTADA

Em 2006, a Brisa adjudicou o projecto da beneficiação e reforço do pavimento entre Linda-a-Velha e o Estádio Nacional (km 5+500 a km 8+000) à COBA, SA.

Eduardo Fung* e Dora Baptista** *COBA, Consultores de Engenharia e Ambiente, S.A. ef@coba.pt **BRISA, Auto-Estradas de Portugal, S.A. maria.baptista@brisa.pt

www.coba.pt

O pavimento da autoestrada da Costa do Estoril, entre o viaduto Duarte Pacheco e o Nó do Estádio Nacional, foi construído na década de 40 com lajes de betão de cimento, com duas vias por faixa de rodagem.

Em 1960, no âmbito da construção dos acessos à Ponte sobre o Tejo, procedeu-se ao alargamento para 3 vias por faixa de rodagem entre o viaduto Duarte Pacheco e o nó de Monsanto (4+400). O alargamento foi conseguido através da pavimentação (em lajes de betão), do separador central e da berma existente. Ainda dentro dessa empreitada, entre o Nó de Monsanto e o Nó do Estádio Nacional, no sentido Lisboa/Estádio e no sentido contrário, junto ao Nó do Estádio, o pavimento existente de betão de cimento foi revestido com misturas betuminosas.

Posteriormente, em 1990, a Brisa efectuou um novo alargamento através da introdução de 3ª e 4ª vias e de separador central, ficando o pavimento em todo o lanço entre o viaduto Duarte Pacheco e o Nó do Estádio Nacional com uma estrutura do tipo misto, com lajes de betão e camadas betuminosas sobrejacentes, tendo estas introduzido melhorias nos perfis transversal e longitudinal da autoestrada. As lajes existentes com comprimentos entre 15 e 18 m apresentavam, em geral, uma fenda na

sua parte central e algumas delas encontravam-se muito fracturadas.

Tendo em conta o estado do pavimento, onde se observavam fendas de reflexão das juntas longitudinais e transversais das lajes, assim como de alguma fraturação que foi evoluindo, a Brisa adjudicou em 2006 o projecto da beneficiação e reforço do pavimento entre Linda-a-Velha e o Estádio Nacional (km 5+500 a km 8+000) à COBA, SA. As obras decorreram durante o mês de Agosto de 2007 (mês com menor intensidade de tráfego), a cargo da empresa Mota-Engil. Salientase que, em virtude da grande intensidade de tráfego que circula nesta autoestrada, a execução dos trabalhos foi restringida ao período nocturno e aos fins de semana, estipulando-se que os mesmos fossem realizados de forma a assegurar que a circulação do tráfego fosse reposta, sem condicionamentos, às 6 horas e os trabalhos se iniciassem às 22 horas, nos dias úteis.

CARACTERIZAÇÃO DAS PATOLOGIAS OBSERVADAS NO PAVIMENTO As degradações existentes na camada de desgaste betuminosa eram, na sua maioria, fendas longitudinais e transversais, provenientes da reflexão das juntas das lajes subjacentes e de algumas

fracturas. Ocorria frequentemente, uma fenda longitudinal sensivelmente a meio da via central, com uma trajectória aparentemente associada à junta longitudinal das lajes antigas (da fase de construção). Observou-se, embora com menor frequência, a existência de fendas longitudinais com trajectórias associadas às juntas de separação entre as lajes de betão do alargamento de 1990 e as antigas, quer para o lado exterior, quer para o lado interior da faixa de rodagem. É de salientar que a espessura das camadas betuminosas, deduzida dos tarolos retirados das sondagens por carotagem realizadas no pavimento, variava de um mínimo de 9,5 cm a um máximo de 22,5 cm, com valores frequentes de 14 a 18 cm.

Na faixa esquerda de rodagem, no sentido Cascais/Lisboa, entre a passagem inferior PI015 (ao km 7+850) e cerca do km 7+600, o pavimento apresentava-se comparativamente em piores condições, ocorrendo nesta zona diversos tipos de anomalias. Na vizinhança da junta daquela obra de arte, o pavimento apresentava um assentamento notório, que existia desde a fase do alargamento de 1990. Nesse trecho ocorriam deformações no pavimento, sobretudo na via direita, abrangendo por vezes a via central, com rodeiras acentuadas na via direita, entre o km 7+700 e o km 7+600. A via de aceleração, aproximadamente entre os km 7+450 a 7+270, apresentava deformações e fendilhamento. Estas anomalias foram ocasionadas por um antigo deslizamento ocorrido na fase do alargamento e por descompressão dos aterros de grande altura.

SOLUÇÕES DE BENEFICIAÇÃO E REFORÇO PREVISTAS EM PROJETO Tendo em conta a avaliação das degradações descritas e a análise dos resultados dos ensaios realizados, que incluíram ensaios de carga com o deflectómetro de impacto e sondagens no pavimento, foi desenvolvido um conjunto de soluções de intervenção para a reabilitação dos pavimentos,

a diminuição dos níveis de ruído.

destinadas à correcção das anomalias existentes.

As intervenções previstas incluíam soluções que visavam evitar ou retardar com uma boa eficácia a propagação de fendas à superfície da nova camada de desgaste e reforçar a capacidade estrutural das zonas mais fracas. As intervenções de beneficiação e reforço que foram previstas para os pavimentos da plena via, designadas como ações corretivas (A1 a A8) incluíram, entre outros, trabalhos correntes de fresagem de camadas betuminosas existentes e recomposição com misturas betuminosas novas, com colocação de grelhas de fibras de vidro e de carbono nas zonas fendilhadas, bem como outros de natureza mais complexa, envolvendo fabrico e colocação de betão de cimento de alta resistência inicial e enchimentos com “grout” para correção e restauro das lajes fraturadas e danificadas, conforme se pode observar nas fotos apresentadas.

Após realização das ações corretivas acima descritas, foi executada uma camada de desgaste em mistura betuminosa aberta, com betume modificado com alta percentagem de reciclados de borracha. Esta mistura tinha como objectivo fundamental, actuar no retardamento da propagação de algumas fendas que não foram recobertas com a grelha de fibra de vidro, uma vez que esta foi colocada de forma descontínua, ao longo de cada fenda. Esta mistura contribui por outro lado para

ENSAIOS DE CARGA REALIZADOS APÓS EXECUÇÃO DA OBRA Com vista a avaliar o efeito das soluções executadas na deformabilidade do pavimento, as cláusulas técnicas especiais do caderno de encargos do projecto previam a realização de ensaios de carga após conclusão da obra, nas zonas com intervenções de reforço e reabilitação.

No Quadro 1 apresentam-se os resultados dos ensaios efectuados nas zonas onde se executaram a ação corretiva A3, que incluia o restauro da laje existente com betão de elevada resistência inicial, podendo-se constatar as diferenças significativas das deflexões antes e após obra.

BIBLIOGRAFIA COBA, 2006 A5 – Auto-estrada da Costa do Estoril. Lanço Lisboa/Estádio Nacional. Sublanço Linda-a-Velha/Estádio Nacional. Beneficiação/Reforço do Pavimento. Estudo Prévio.

COBA, 2006 A5 – Auto-estrada da Costa do Estoril. Lanço Lisboa/Estádio Nacional. Sublanço Linda-a-Velha/Estádio Nacional. Beneficiação/Reforço do Pavimento Projecto de Execução.

PROFABRIL, 1991 A5 – Auto-estrada da Costa do Estoril.

Lanço Lisboa/Estádio Nacional. Beneficiação e Alargamento para 2x3 vias. Projecto de Execução.

Quadro 1 P.K.

Após Obra – Deflexões (µm)

Antes da Obra – Deflexões (µm) D1

D9

Alinhamento 1

Alinhamento 2

Alinhamento 3

Alinhamento 4

D1

D9

D1

D9

D1

D9

D1

D9

7+700

387

57

93

28

90

27

122

43

143

46

7+680

271

115

79

31

82

31

156

48

116

38

7+660

492

104

81

29

78

31

107

35

112

37

7+640

400

96

73

26

78

27

105

37

113

38

7+620

379

174

83

32

81

31

117

40

107

39

7+610

457

183

76

28

96

29

119

41

134

44

34_38

reabilitação de pavimentos as perspetivas de reabilitação de pavimentos no estado de são paulo - brasil: enquadramento e técnicas usuais Cassio Eduardo Lima de Paiva, Prof. Dr., UNICAMP Paulo Cesar Arrieiro de Oliveira, Msc.Doutorando,UNICAMP Valmir Bonfim, Msc, Pos-graduando, UNICAMP

1. Introdução O Estado de São Paulo conforme o último censo apresentava uma população de 41 milhões de pessoas distribuídas em 645 municípios. A economia do estado é diversificada e representada por indústrias metal mecânico, a têxtil, a automobilística e de aviação; os setores de serviços e financeiro; e o cultivo de laranja, cana de açúcar e café, o que representa um PIB de cerca de 550 bilhões de dólares.

O transporte rodoviário de cargas no Brasil é responsável por 67% do total da carga transportada e São Paulo não defere muito do restante do país. No Estado de São Paulo se localiza o porto de Santos que movimentou em 2011 um total de 86 milhões de toneladas o que corresponde de 9,7% do total cargas portuárias movimentadas no país. Este volume de cargas chega ao porto predominantemente por via rodoviária.

A malha rodoviária estadual se distribui conforme a Tabela 1.

w

A malha concedida no Estado de São Paulo representa 54% das rodovias brasileiras sob concessão e recebeu um tráfego anual de 815,8 milhões de veículos e que gerou uma receita de cerca de 3,5 bilhões de dólares durante o ano de 2011.

Portanto o Estado de São Paulo apresenta pouco mais de 6000 km de rodovias pavimentadas com tráfego intenso a muito intenso que exigem das concessionárias investimento anual pouco superior a 20% da receita a ser investida em manutenção do sistema e sua melhoria.

2. Restauração de Pavimentos Semirígidos Paulistas 2.1. Principais Tipos de Pavimentos Rodoviários Utilizados A malha rodoviária do Estado de São Paulo foi construída predominantemente pelo governo estadual. Suas rodovias troncais atualmente es-

Pista Simples (km)

Pista dupla (km)

Total (km)

DER SP

13582

797

14379

Concessionadas

2658

3763

6421

Quadro 1 Resumo dos resultados para ambos os casos de estudo

34_cm

tão concedidas a agentes rodoviários privados.

As principais rodovias executadas durante o período entre 1955 e 1970 foram construídas com base de solo cimento e capa asfáltica. No período entre 1970 e 2000 as auto estradas paulistas foram construídas com emprego de revestimento asfáltico sobre uma base rígida de brita graduada tratada com cimento (BGTC).

Estes dois tipos de base rígida ao terem sua vida útil finalizada apresentam típico trincamento em blocos. Este trincamento impede o tradicional processo de reabilitação do pavimento por recapeamento com capa asfáltica nova superposta ao pavimento existente, pois o trincamento existente no pavimento existente se reflete na capa nova superposta muito rapidamente.

Soluções definitivas de manutenção para os pavimentos paulistas passam predominantemente por procedimentos de reciclagem dessas bases existentes trincadas e pela reconstrução dos pavimentos com novas bases com reaproveitamento total do material existente.

2.2. Técnicas e Cuidados para a Restauração de Pavimentos com Base em Solo Cimento A experiência brasileira em reciclagem profunda de pavimentos remonta ao início da década de 1990 quando chegaram ao Brasil

as primeiras recicladoras sobre pneus, equipamentos mais sofisticados e de excelente desempenho, que trituram e homogeneízam o pavimento concomitantemente à incorporação de aditivos estabilizadores. Desde então, as modalidades de reciclagem profunda se aperfeiçoaram, estabeleceram-se controles de qualidade, os projetos passaram a ser mais bem concebidos e houve uma significativa evolução do processo. Os bons resultados obtidos impulsionaram o emprego da técnica de restauração de pavimentos deteriorados.

Atualmente, a reciclagem com adição de cimento é a modalidade de reciclagem profunda mais difundida no Brasil, especialmente no Estado de São Paulo devido à expressiva malha construída no passado com bases de solo cimento.

Outro aspecto que motivou o emprego dessa reciclagem foi a facilidade de interação do cimento com o tipo de solo original usado na base do pavimento. Grande parte da malha viária paulista é constituída por solos arenosos finos laterítico (SAFL) como apresentado na Figura 1. Durante sua formação, o SAFL foi submetido a processos pedológicos em condições bem drenadas nas regiões de clima temperado úmido (designados genericamente por laterização). É um solo arenoso resultante da decomposição do arenito Bauru, de textura fina a média e de baixa plasticidade. Suas características típicas são descritas a seguir: – Presença considerável de óxidos hidratados de ferro e/ou alumínio;

>1

– Presença de caulinita, na condição de argilo mineral; – Macroestrutura e microestrutura da parte fina porosa; – Coloração vermelha, amarela, marrom e alaranjada.

Normalmente a fração de solo passante na peneira nº 40 (abertura de 0,42 mm) é da ordem de 85 a 100%, enquanto na peneira nº 200 (abertura 0,074 mm) é de 20 a 35%. Apresenta valor de ISC (Índice de Suporte Califórnia) acima de 60% e índice de plasticidade (IP) menor que 10%. Os valores de expansão são inferiores a 0,1% e o percentual de argila maior que 12%.

Na atualidade muitos desses pavimentos se encontram no fim de sua vida útil, alguns dos quais estiveram em serviço por décadas e seu estado falimentar requer intervenções profundas de restauração. A recuperação desses pavimentos pela reciclagem com cimento de antigos pavimentos com base de solos arenosos finos estabilizados com cimento tem resultado em muitos casos de sucessos. É um material de mistura fácil e homogênea com o cimento. Normalmente incorpora-se de 3 a 4% de cimento em peso para estabilizar o material a ser reciclado. Mesmo em pequenas quantidades, o cimento adicionado é suficiente para aglomerar as partículas do material formando uma massa sólida e com capacidade estrutural adequada para suportar o tráfego previsto.

O emprego de baixo teor de cimento minimiza

a retração da base pronta e não enrijece demasiadamente o pavimento. Entre os cimentos atualmente fabricados no Brasil os mais recomendados para obras de reciclagem de pavimentos são os cimentos compostos, CP II E, CP II F e CP II Z, todos de classe de resistência intermediária (classe 32) (1). Estes cimentos são indicados por apresentarem prazo de trabalhabilidade compatível com o processo construtivo, proporcionarem moderado calor de hidratação, aspecto importante para mitigar o aparecimento de trincas por retração e possuem resistência mecânica intermediária, quando aplicados em baixos teores.

No Brasil, as misturas recicladas com cimento, normalmente apresentam resistência à compressão simples, aos sete dias de cura, entre 2,1 e 2,5 MPa e resistência a tração por compressão diametral, também aos sete dias de cura, entre 0,25 MPa e 0,35 MPa. Estes níveis de resistências naturalmente devem ser compatíveis com a capacidade de suporte das camadas inferiores. Procura-se evitar módulos de elasticidade muito elevados para preservar a camada reciclada de uma eventual ruptura precoce por fadiga do pavimento. O cimento adicionado na quantidade adequada na reciclagem de base de SAFL é capaz de fornecer resistência suficiente para abertura imediata da camada reciclada ao tráfego.

Ocasionalmente torna-se necessário além da adição do cimento se proceder a uma correção granulométrica no material desagregado devido ao predomínio de frações finas ou a necessidade de breve abertura do pavimento reciclado ao tráfego. Nesta situação o DER-SP (Departamento de Estrada de Rodagem de São Paulo) recomenda a adição de cerca de 30% de agregado em peso para que a mistura reciclada adquira uma composição granulométrica bem graduada, capaz de gerar uma menor quantidade de vazios e uma maior quantidade de pontos de contatos entre grãos e pasta de cimento após sua compactação e cura.

A adição de agregados é um recurso muito usado para obtenção da distribuição granulométrica desejada. Neste caso, o agregado atua como um “corretor granulométrico” do material reciclado. Tal combinação deverá

> Figura 1: Reciclagem “in situ” de base de solo cimento.

cm_35

reabilitação de pavimentos

resultar em um material novo que irá assegurar o travamento das partículas por meio da compactação além de dotar a mistura reciclada de estabilidade (a partir do contato grão a grão), ganho de densidade, redução da permeabilidade e aumento da resistência ao cisalhamento.

Nesta situação a granulometria da mistura reciclada deve corresponder ao formato da equação de Fuller-Talbot: P=

d

n

D

Em que: P Porcentagem em peso do material que passa pela peneira em questão; d Abertura da peneira; D Dimensão máxima do agregado; n Expoente variando entre 0,4 a 0,6 (graduação contínua densa e com diâmetros abrangendo praticamente todas as frações granulométricas).

A estabilidade granulométrica do material reciclado proporciona uma resistência mecânica mais efetiva devido às ligações do cimento nos contatos intergranulares. Depois de compactada na sua máxima densificação, a camada reciclada poderá ser aberta ao tráfego, pois os esforços gerados pelos veículos usuários não serão suficientes para romper as ligações cimentícias entre as partículas. Nesta condição, o processo de aumento de resistência mecânica do material em longo prazo não será interrompido.

Nos últimos 10 anos milhares de quilômetros de rodovias paulistas tem sido restaurados pela reciclagem com adição de cimento, como exemplo, podem-se citar as rodovias SPA 272, SP 300, SP 304, SP 264, SP 141, SP 079, SP 352. Esta última, com base em solo cimento, foi reciclada em meados do ano 2000 e sua condição funcional e estrutural se encontra atualmente em bom estado de conservação.

2.3. Nova Técnica para a Restauração de Pavimento com Base de Brita Graduada com Cimento A reciclagem de pavimentos deteriorados pela ruptura de bases de brita graduada tratada com cimento (BGTC) tem ocorrido através

36_cm

da reciclagem desta camada. Este tipo de reconstrução acarreta expressivo período para a cura da nova camada reciclada. Esta peculiaridade tem preocupado as concessionárias privadas que atualmente operam as principais rodovias paulistas. Então novas soluções construtivas com menor impacto na operação normal da via têm sido intensamente buscadas.

Uma delas que merece destaque é a restauração de pavimento do material fresado reciclado com espuma de asfalto em usina.

Esta solução foi introduzida no final do ano de 2007 no Brasil, com o emprego de uma usina KMA 200 que oferece mais uma opção na restauração de pavimentos, quer seja com espuma de asfalto ou emulsão, possibilitando a verificação e análise do pavimento remanescente após a realização da etapa de fresagem do pavimento. A Prefeitura da Cidade de São Paulo iniciou o processo no Brasil, reciclando em usina todo o material fresado resultante do programa de recapeamento asfáltico da cidade, na execução de camada de base reciclada na pavimentação de novas ruas no município. Atualmente esta tecnologia tem recebido a atenção das empresas concessionárias de rodovias no País, e recentemente foi executada a primeira etapa do contrato com a Concessionária privada responsável pela Rodovia Ayrton Senna, para recuperação estrutural do pavimento.

A Rodovia Ayrton Senna é uma importante via de tráfego que liga São Paulo à região do Vale do Paraíba. O tráfego é intenso no trecho compreendido entre os km 11 e o km 46, com 3 a 4 faixas em cada sentido de tráfego e o volume diário médio estimado é superior a 180.000 de veículos.

O processo construtivo com a espuma de asfalto é semelhante ao realizado pelas recicladoras “in situ” a frio, como a Wirtgen WR-2500, porém, a mistura é processada em usina, com a introdução de ar e água na temperatura ambiente em CAP a aproximadamente 170ºC, no interior de câmaras de expansão situadas na entrada do misturador pug-mill.

A usina KMA é móvel e no seu deslocamento deve ser rebocada por um cavalo mecânico.

Portanto sua instalação pode ocorrer em sítio próximo do local de aplicação do material na

pista. Capaz de promover misturas com 2 tipos de agregados, além do filer e do aglomerante.

Quando se pretende estocar o material reciclado utiliza-se filer inativo, como a cal hidratada, podendo o material ser utilizado em até 60 dias após a mistura. Os principais componentes da usina KMA são apresentados na Figura 2.

Visando a recuperação estrutural da malha viária da Concessionária, foram executados trechos experimentais com restauração de material fresado com espuma de asfalto em usina KMA. Os excelentes resultados obtidos e o acompanhamento por aproximadamente 10 meses do trecho executado com espuma de asfalto resultou no primeiro contrato em rodovia de reciclagem de RAP (Reclaimed Asphalt Pavement) com espuma de asfalto em usina KMA no Brasil.

O projeto estrutural empregado nestes trechos experimentais foi desenvolvido pelo Eng. Dave Collings da Loundon International, da África do Sul, e o projeto de dosagem e ensaios laboratoriais na JBA Engenharia e Consultoria Ltda., em São Paulo, juntamente com os técnicos da Loundon International.

O material fresado resulta aproximadamente 2% de material passando pela peneira nº200 e no processo de espuma de asfalto são necessários no mínimo 5%. Sendo assim, na dosagem do material normalmente se adiciona pó de pedra e filer para enquadramento na faixa de reciclagem mostrada na Figura 3.

O projeto de dosagem resultou em 84% de RAP (Reclaimed Asphalt Pavement); 15% de pó de pedra; 1% de cal hidratada. Como aglomerante utilizou-se um teor de 2,2% de CAP 50-70. Foi adotado um teor de água de 2%, o que resultou uma expansão máxima da espuma de 20 vezes e um tempo de meia-vida de 8 segundos.

Na ocasião do projeto, foram realizados os ensaios de Módulo de Resiliência (MR) realizados após 24 horas em estufa e 72 horas em estufa envelopado com filme plástico resultou em MR = 1.191*σ30,1998 e após 14 dias de cura em MR = 2.062*σ3 0,1963.

A premissa do projeto era retirar toda a camada cimentada que se encontrava totalmente deteriorada, o que resultou na fresagem numa espessura de 30 cm como apresentada na Figura 4. Em alguns trechos foram verificados que a camada de BGTC remanescente após a

Sistema de injeção para água, emulsão e espuma de asflato

Unidade Motora 178 HP Silos de materiais agregados e RAP

Cabine de Comando em posição de operação

Depósito de água 4500 lts Correia de transferência Pesagem com célula de carga

Misturador tipo Pugmill com dois eixos

Correia de carregamento do material reciclado >2

Percente Cumulativa Passante %

mm

26,5

19,0

13,2

9,50

6,70

4,75

2,36

1,70

1,180

0,600

0,425

0,250

0,150

0,075

100

0,053

Distribuição Granolométrica

100

90

90

80

80

Muito Fino

70

70

60

60

50

50

Adequado

40

40

30

30

Muito Grosso

20

20

10

10

0 200

100

60

40 30

16

10 8

4

1 /4 –

1 / 2–

0 1–

>3

Seção transversal existente

fresagem ainda apresentava trincamento, conforme ilustra a Figura 5. Nesses casos, uma nova etapa de fresagem foi executada para retirada de toda a camada trincada.

Em função da grande espessura, a aplicação do RAP espumado foi executada em 2 camadas, com auxílio de vibroacabadora Vögele modelo 1800-2 Spray-Jet, e na compactação foram empregados o rolo HAMM modelo 3414 pata curta e posteriormente complementado com rolo liso.

Foram executadas diversas intervenções localizadas, nos dois sentidos, tanto na faixa 3 quanto na faixa 4 (faixas situadas do lado direito da pista da rodovia), onde o tráfego é mais pesado, e um desses segmentos foi escolhido para as medidas de deflexão recuperáveis e monitoramento ao longo do ano. Até a presente data foram realizadas as medidas de deflexão com FWD na data da execução dos serviços, após 10 dias, e após 30 dias. Ainda serão realizadas outras medições após 90, 180 e 360 dias da execução.

Na reciclagem com espuma de asfalto geralmente não se realiza medidas de deflexão logo após a execução dos serviços, pois em função da falta de coesão inicial da mistura as deflexões são elevadas. Com o passar do tempo a coesão da mistura aumenta e suas deflexões elásticas vão se reduzindo, como

Seção transversal após a execução Gap Graded 3 cm 10 cm

CBUQ

2ª camada de RAP espumado

13,5 cm

1ª camada de RAP espumado

13,5 cm

Brita Graduada Simples

20 cm

Fresagem

Brita Graduada Simples

20 cm

20 cm

Subleito

50 cm

50 cm

BGTC deteriorada

Subleito

>4 > Figura 2: Esquema de constituição de uma usina KMA. > Figura 3: Faixa de reciclagem. > Figura 4: Secções transversais do pavimento existente deteriorado e da solução reciclada.

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reabilitação de pavimentos

Origem do problema: BGTC trincada

Trincamento na superfície do pavimento

>5

250

Fundo de Caixa

225

Base (RAP Espumado)

Deflexão (0,01 mm)

200 175

Revestimento (GAP Graded)

150

Revestimento (10 dias de cura)

125

Revestimento (30 dias de cura)

100 75 50 25 0 0

>6

podem ser observados nos resultados preliminares da Figura 6. Logo após a execução se obteve uma média de deflexão de 125 (*0,01 mm); após 10 dias a média de deflexão ficou reduzida para 65 (*0,01 mm) e após 30 dias a média foi de 50 (*0,01 mm). Segundo Jenkins (2), o tempo de ganho de resistência da camada reciclada com espuma de asfalto é de aproximadamente 7 meses.

A principal diferença desta tecnologia é a falta de coesão inicial do material, resultando em altas deflexões logo após a conclusão dos trabalhos. O critério de falha dos materiais tratados com betume não é o trincamento e sim a deformação permanente. Por isso é de suma importância atender aos critérios de compactação de projeto, para minimizar estas deformações.

3. Conclusões As principais vantagens dos processos de reciclagem é o reaproveitamento dos mate-

2

4

6

8

10

Posição (estaca)

riais originários, a consequente diminuição no consumo de novos materiais e a diminuição ou eliminação do descarte de material e seu consequente impacto na natureza.

Os procedimentos estão sendo aperfeiçoados e os equipamentos estão constantemente recebendo mais tecnologia que se traduz na proposição de soluções construtivas inovadoras e que permitem em muitos casos que a solução reciclada tenha expectativa de vida útil semelhante à solução original.

A reciclagem das rodovias que haviam sido construídas com bases de solos cimento no Estado de São Paulo resolveu um problema crônico no período de 1990, pois grande parte destes pavimentos estava deteriorada pelo término da vida útil de suas bases rígidas e a técnica tradicional de recapeamento sobre o pavimento trincado não resolvia o problema. Esta problemática chegou a desestimular a construção de novos pavimentos com base de solo-cimento naquela ocasião.

A recuperação de pavimento com base de brita graduada tratada com cimento com espuma de asfalto em mistura usinada também é promissora já que em suas avaliações iniciais apresentam resultados positivos, embora alterem o funcionamento conceptivo original do pavimento recuperado pela substituição de uma base de comportamento rígido por outra base flexível reciclada. Possivelmente esta mudança conceptiva na estrutura do pavimento deve diminuir seu tempo de vida útil como pavimento restaurado em período ainda a ser avaliado.

Referências Bibliográficas 1 ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, “NBR 11578/91: Cimento Portland Composto”. Rio de Janeiro: ABNT, 1991.

2 Jenkins, Kim - Bitumen Stabilised Materials. MIX DESIGN OVERVIEW - Pre-Conference Course ISAP 2012, Fortaleza. Brasil.

> Figura 5: Trincamento em bloco refletido na superfície do pavimento e no fundo da fresagem inicial. > Figura 6: Evolução das deflexões recuperáveis ao longo do tempo após a execução da reciclagem.

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projeto térmico estudo paramétrico para otimização do projeto térmico de pequenos edifícios – parte ii Albano Neves e Sousa, Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Civil, Arquitetura e Georrecursos do IST, albano.nsousa@civil.ist.utl.pt André Afonso, Mestre em Engenharia Civil, IST, andre.alv.afonso@gmail.com

1. INTRODUÇÃO O presente artigo corresponde à segunda parte de um estudo [1] destinado a identificar os parâmetros que, de acordo com a metodologia de cálculo do RCCTE (Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios [2]), controlam o desempenho energético de pequenos edifícios isolados (moradias). Pretende-se, desta forma, explicar os casos de projeto de difícil satisfação dos requisitos regulamentares que surgem com alguma frequência, mesmo para moradias com soluções de envolvente de elevada qualidade térmica localizadas em zonas de Inverno pouco rigoroso.

Na primeira parte deste estudo [1] foram analisados os efeitos de diversos parâmetros nos indicadores N ic /N i e Nvc /Nv, sendo N ic e Nvc, respetivamente, os valores nominais de cálculo dos consumos energéticos anuais (em kWh/m2) para aquecimento e arrefecimento ambiente, e Ni e Nv os correspondentes limites regulamentares. Os parâmetros estudados foram os seguintes [1]: – Área útil de pavimento (Ap) – depende da tipologia de habitação (T1 a T5); – Número de pisos (1 ou 2); – Relação entre o maior e o menor comprimento em planta (a/b = 1, 2 ou 3); – Cobertura (horizontal ou inclinada); – Orientação solar; – Posição de locais não aquecidos (LNA); – Existência de isolamento térmico perimetral de pavimento;

– Relação entre a área total de envidraçados e a área útil de pavimento (Aenv/Ap = 10 a 25 %); – Caixilharia (com ou sem corte térmico); – Proteções solares (cortinas interiores, portadas ou estores exteriores).

Concluiu-se que deve ser privilegiado o desempenho energético de Inverno, sendo o número de pisos e o tipo de cobertura os parâmetros que mais afectam a classificação Nic /Ni. No presente artigo serão discutidos os efeitos dos parâmetros acima nos indicadores de desempenho Nac /Na (relativo ao consumo energético para aquecimento de águas sanitárias) e Ntc /Nt (relativo ao consumo de energia primária, em kg equivalente de petróleo/m2). Para tal, será considerada, para cada quociente do tipo Nc /N, uma classificação análoga à fixada pelo Sistema de Certificação Energética [3]: – Classe A+ (0 % < Nc/N ≤ 25 %); – Classe A (25 % < Nc/N ≤ 50 %); – Classe B (50 % < Nc/N ≤ 75 %); – Classe B- (75 % < Nc/N ≤ 100 %).”

2. Resultados do estudo 2.1. Águas quentes sanitárias (AQS) Para o estudo do indicador Nac/Na foram consideradas as seguintes condições: – Sistema de AQS constituído por esquentador a gás com eficiência padrão ηa = 0,50; – Sistema coletor de energia solar do tipo “Kit” (circulação não forçada);

– Inexistência de outros sistemas de energia renovável.

Para simplificar a análise paramétrica, calculou-se a energia E solar fornecida pelo sistema de painéis solares com base no método descrito no Despacho n.º 11020/2009 [4]. Este método faz depender E solar dos seguintes parâmetros: localização geográfica do edifício; tipo de sistema solar utilizado; posicionamento do sistema (azimute ou ângulo formado com a direção Sul e inclinação relativamente ao plano horizontal); e existência de sombreamento. O Quadro X do Despacho n.º 11020/2009 [4] mostra que a existência de sombreamento dos painéis solares não tem efeitos significativos sobre o valor de E solar. Com base no Quadro IX do Desp. n.º 11020/2009 [4], conclui-se que o posicionamento (inclinação/azimute) mais gravoso dos painéis solares conduz a um acréscimo de 15 % no indicador Nac/Na relativamente ao posicionamento ótimo dos painéis (inclinação entre 16 e 45º e azimute entre 0 e 30º), sendo a melhoria um pouco mais significativa para as maiores tipologias de habitação devido à imposição de 1 m2 de área de painéis solares por cada ocupante.

Na Figura 1 é apresentada a relação obtida entre o indicador de desempenho Nac/Na e a área útil de pavimento, considerando-se painéis solares com posicionamento ótimo.

A Figura 1 mostra que o aumento de Ap melhora a classificação Nac/Na, o que se deve ao aumento da proporção do número de quartos relativamente à área útil de pavimento, e,

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projeto térmico

consequentemente, do número de ocupantes e da área relativa de painéis solares.

Considerando novamente o posicionamento ótimo dos painéis solares, mas fazendo variar em ±1 m2 a área total de painéis resultante da relação de 1 m2 /ocupante, conclui-se que o quociente Nac/Na varia, de forma inversa, entre 10 a 20 %, com maior relevância nas maiores tipologias de habitação.

Na Figura 2 apresentam-se os quocientes Nac /Na em função dos valores indicados no RCCTE [2] para a eficiência padrão η a de sistemas convencionais de produção de AQS, considerando-se, em todos os casos, o posicionamento ótimo dos painéis solares e a proporção de 1 m2 de painel solar por ocupante.

A Figura 2 mostra que o consumo energético diminui com o aumento da área útil, o que resulta, novamente, do aumento da área de painéis solares (Figura 1). A Figura 2 também mostra reduções significativas de Nac/Na para os sistemas convencionais de produção de AQS de maior eficiência. Note-se que Na se situou entre 33,8 e 39,4 kWh/m2, pelo que a variação de Nac /Na deve-se essencialmente a Nac . De qualquer forma, estes resultados devem ser considerados independentemente da fonte de energia utilizada, visto que o fator de conversão Fpu de energia útil em energia primária é mais

>1

desfavorável para eletricidade (Fpu = 0,290 kgep/kWh) do que para combustíveis sólidos, líquidos ou gasosos (Fpu = 0,086 kgep/kWh) [2].

2.2. Energia primária As necessidades globais de energia primária foram também objeto de análise paramétrica sobre a amostra de 57.600 casos de estudo definida na primeira parte do presente artigo [1]. Foram consideradas moradias localizadas no concelho de Palmela (I1;V 3-Sul), com zonas correntes de envolvente exterior apresentan-

do coeficientes de transmissão térmica entre 0,41 e 0,58 W/m2ºC. Assumiu-se ainda o recurso aos sistemas de climatização padrão indicados no RCCTE [2]: aquecimento por resistência elétrica com eficiência ηi = 1,0 e arrefecimento por máquina frigorífica com eficiência (COP) ηv = 3,0. Considerou-se também um sistema padrão para produção de AQS, nomeadamente um esquentador a gás com eficiência ηa = 0,5.

A Figura 3 apresenta as classificações Ntc /Nt obtidas para a totalidade da amostra, observando-se que Ntc é sempre inferior ao limite Nt. Apesar da boa qualidade da envolvente, cerca de 30 % dos casos de estudo não satisfazem

>2 > Figura 1: Relação do indicador de desempenho Nac/Na com a área útil de pavimento (Ap). > Figura 2: Variação do quociente Nac/Na em função da tipologia de habitação e da eficiência ηa do sistema convencional de produção de AQS.

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as exigências regulamentares. Estes casos de incumprimento, condicionados pelos valores de Nic /Ni (15.621 casos) e Nvc /Nv (1.722 casos, de entre os quais 424 apresentam também Nic /Ni > 1), foram descritos na primeira parte deste artigo [1] e não dependem da eficiência do aparelho produtor de AQS. Se tivesse sido utilizada eletricidade e não gás como fonte de energia para a produção de AQS, considerando, por exemplo, a utilização de um termoacumulador elétrico padrão com eficiência ηa = 0,9, as classificações Ntc /Nt obtidas para a totalidade da amostra seriam as indicadas na Figura 4.

A Figura 4 mostra que a produção de AQS por termoacumulador elétrico conduz a um aumento muito significativo dos casos de incumprimento, os quais são agora condicionados (apenas ou também) pela relação Ntc /Nt, ocorrendo ainda 240 casos de incumprimento condicionados pela relação Nvc /Nv. Em seguida serão analisados os efeitos dos parâmetros elencados em 1 sobre N tc /N t .

Considera-se, em todos casos, a produção de AQS por esquentador a gás.

Na Figura 5 é apresentada a variação de Ntc /Nt com a tipologia de habitação, observando-se o efeito positivo do aumento da área útil de pavimento. A forte variação registada de 95 m2 (T 2) para 120 m2 (T 3) decorre da possibilidade de introdução de um segundo piso no edifício.

Para a mesma área de pavimento, a existência de dois pisos pode representar uma melhoria de 7 % na classificação Ntc /Nt. Em geral, os quocientes Ntc/Nt obtidos para moradias com área de implantação quadrada (a/b = 1) apresentam uma redução de cerca de 2,5 % relativamente a moradias de configuração mais alongada, o que decorre do maior fator de forma destas últimas. Pelo mesmo motivo, associado à redução das trocas de calor por ventilação, a opção por coberturas horizontais conduz a melhorias da classificação Ntc /Nt de cerca de 6 % relativamente à opção por coberturas inclinadas.

A orientação solar das moradias poderá fazer variar o quociente N tc /N t em cerca de 1 %, decorrendo este valor relativamente baixo

>4

>5

>3

de alguma compensação de efeitos entre os períodos de aquecimento e arrefecimento.

O posicionamento de locais não aquecidos nas fachadas de exposição solar mais reduzida pode representar uma melhoria de cerca de 3,5 % na classificação Ntc /Nt relativamente a outros posicionamentos.

A presença de isolamento perimetral de pavimentos térreos conduz a melhorias pouco significativas de Ntc /Nt (cerca de 2 %).

O quociente Ntc /Nt reduz-se com o aumento da relação Aenv /Ap, obtendo-se diferenças percentuais máximas de cerca de 4 % relativamente à situação em que Aenv /Ap = 10 %. Este comporta-

> Figura 3: Distribuição de classes Ntc/Nt obtidas para os 57.600 casos de estudo com esquentador a gás. > Figura 4: Distribuição de classes Ntc/Nt obtidas nos 57.600 casos de estudo com termoacumulador elétrico. > Figura 5: Distribuição de classificações Ntc/Nt obtidas em função da área útil de pavimento (Ap).

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projeto térmico

>6

>7

mento é reforçado na presença de caixilharias com corte térmico (redução de Ntc /Nt em cerca de 2,5 %) e de fatores solares do conjunto vidro/ proteção solar elevados no Inverno e reduzidos no Verão. Assim, é preferível o recurso a proteções solares exteriores opacas, com as quais se obtêm quocientes Ntc /Nt inferiores em cerca de 6,5 % aos obtidos com outro tipo de proteções solares.

Na Figura 6 apresenta-se um resumo das conclusões anteriores, indicando-se o máximo acréscimo percentual de Ntc /Nt conferido por cada parâmetro de estudo relativamente à solução ótima correspondente.

A classificação, apresentada na Figura 6, da importância dos diversos parâmetros de estudo relativamente ao quociente Ntc /Nt é análoga à que foi obtida na primeira parte deste estudo [1] relativamente a Nic /Ni. Os parâmetros mais

importantes são o número de pisos e o tipo de cobertura e proteções solares. São também importantes, embora com menor peso, o posicionamento dos locais não aquecidos e a relação Aenv /Ap. Na Figura 7, apresenta-se a distribuição das classificações Ntc /Nt obtidas para uma amostra de apenas 1.152 casos de estudo, correspondente a moradias com: cobertura horizontal; proteções solares exteriores; Aenv /Ap = 20 a 25 %; e locais não aquecidos adjacentes à fachada Norte ou Noroeste. Concluise que o número de casos de incumprimento se reduz a 4, sendo condicionados pelo quociente Nic /Ni. Observa-se também que a grande maioria dos casos de estudo apresentam classe energética B, podendo esta ser melhorada com uma escolha adequada de equipamentos de climatização e produção de AQS. A Figura 6 evidencia uma diminuição de cerca

de dois terços no efeito de cada parâmetro em Ntc /Nt relativamente ao seu efeito em Nic /Ni, o que decorre do elevado peso da energia destinada à produção de águas quentes sanitárias na energia primária global. Para confirmar esta observação, apresenta-se, em seguida, uma análise simplificada do peso relativo dos indicadores Ni, Nv e Na em Nt. Os maiores valores de Ni ocorrem para edifícios de elevado fator de forma (FF) localizados em zonas de Inverno rigoroso e longo. Por outro lado, o peso de Ni em Nt é tanto maior quanto menor for o correspondente peso de Nv. Assim, o máximo peso relativo de N i em Nt ocorre para edifícios com FF > 1,5 [2] localizados em concelhos como, por exemplo, Manteigas (zona I3-V1-Norte com 8 meses de duração, M, da estação de aquecimento: GD = 3.000 ºC⋅dia [2]). De forma análoga, a máxima contribuição de Nv em Nt ocorre para edifícios de baixo fator de forma localizados nas zonas V 2-Sul ou V 3-Sul, às quais correspondam zonas de Inverno pouco rigoroso, como é, por exemplo, o caso do concelho de Lagoa (zona I1-V 2-Sul com M = 6,3 meses e GD = 980 ºC⋅dia [2]).

Em moradias com as tipologias consideradas neste estudo e área útil de pavimento (Ap) entre 70 e 190 m2, o limite Na , que depende apenas de Ap e do número de ocupantes, rondará os 38 kWh/m2 [2]. Assim, o peso de Na em Nt é máximo quando a soma Ni + Nv for a menor possível, o que ocorre para habitações com FF ≤ 0,5 localizadas em concelhos como, por exemplo, Portimão (zona I1-V1-Sul com M = 5,3 meses e GD = 940 ºC⋅dia [2]). Pelo contrário, o menor peso de Na em Nt ocorre quando a soma Ni + Nv é máxima (e.g. moradias com FF > 1,5 localizadas no concelho de Manteigas).

No Quadro 1 é apresentado um resumo dos resultados obtidos por aplicação das conclusões acima. Demonstra-se que o consumo global de energia primária permitido pelo RCCTE [2] depende maioritariamente do consumo energético permitido para produção de águas quentes sanitárias e residualmente do consumo permitido para arrefecimento.

No entanto, a contribuição dos valores nominais de cálculo Nic, Nvc e Nac para a energia

> Figura 6: Influência dos parâmetros de estudo sobre o quociente Ntc/Nt. > Figura 7: Distribuição de classificações Ntc/Nt obtidas como controlo paramétrico para 1.152 casos de estudo com esquentador a gás..

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primária global Ntc pode ser substancialmente diferente, como a seguir se demonstra. Para moradias com elevado fator de forma e área útil de pavimento (A p) entre 70 e 190 m2 , equipadas com esquentador a gás (ηa = 0,5), o indicador Nac rondará os 30 kWh/m2, pelo que apenas para valores de Nic /Ni de cerca de 70 % será possível, num concelho como Manteigas, cumprir as exigências regulamentares. Neste caso, o peso de Nic e Nvc em Ntc seria de cerca de 65 %. Esta percentagem pode subir significativamente caso sejam utilizados sistemas mais eficientes de produção de AQS. A título ilustrativo, considere-se a utilização de uma caldeira mural a gás com acumulação com pelo menos 100 mm de isolamento térmico (ηa = 0,87).

Neste caso, os indicadores Nic e Nvc poderiam igualar os respetivos limites regulamentares, passando a representar, respetivamente, 85,3 e 2,3 % de Ntc. O indicador Nac seria então apenas 12,3 % de Ntc. Para confirmação das conclusões acima, apresentam-se, no Quadro 2, as contribuições de Nic, Nvc e Nac para Ntc e de Ni, Nv e Na para Nt, obtidas com os casos de estudo da amostra de 57.600 casos definida na primeira parte do presente artigo [1] que cumprem os limites de Ni e Nv (40.681 casos de estudo).

O Quadro 2 mostra também que o peso de Nic em Ntc diminui com o aumento da área útil de pavimento, ao contrário do que acontece com os indicadores Nvc e Nac . O contributo de Nic e Nvc para Ntc é claramente superior ao contributo de Ni e Nv para Nt, o que reforça a noção de que o peso da energia destinada à produção de AQS em moradias é sobrevalorizado no consumo limite de energia primária definido no RCCTE [2].

Este facto tem consequências também ao nível da otimização da classificação do desempenho energético, observando-se que, com Nic/Ni = 1, Nvc /Nv = 1 e Na igual a um valor corrente de 38 kWh/m 2 , e recorrendo a sistemas de climatização alimentados a energia elétrica com eficiências ηi = 4 e ηv = 3, e a sistemas de produção de AQS alimentados a combustível sólido, líquido ou gasoso, é possível obter classificações A ou A + para moradias localizadas em qualquer zona climática desde que se garanta que o quociente Nac /Na é inferior a cerca de 50 %.

Indicador

Valores obtidos (kWh/m2⋅ano)

Peso mínimo em Nt (%)

Peso máximo em Nt (%)

Ni

41,6 – 210,6

6,7 (Lagoa)

26,5 (Manteigas)

Nv

16,0 – 32,0

2,0 (Manteigas)

5,0 (Lagoa)

Na

37,8 – 39,4

71,5 (Manteigas)

90,0 (Portimão)

Quadro 1 Estimativa do peso dos indicadores Ni, Nv e Na em Nt.

Tipologia

T1

T2

T3

T4

T5

Total

para Nt (%)

para Ntc (%)

Contribuição Nic

Nvc

Nac

Min.

32,8

2,7

52,3

Méd.

39,9

4,4

55,6

Max.

43,0

7,0

62,5

Min.

28,8

2,7

54,5

Méd.

36,8

4,5

58,7

Max.

40,9

7,1

66,4

Min.

23,3

2,5

56,0

Méd.

33,4

4,5

62,2

Max.

39,0

7,5

72,0

Min.

21,5

2,6

57,0

Méd.

31,8

4,6

63,6

Max.

37,4

7,7

73,6

Min.

20,4

2,8

57,2

Méd.

31,3

4,9

63,8

Max.

37,7

8,3

74,3

Méd.

33,0

4,6

62,4

Número de casos

Ni

Nv

Na

11,0

5,0

84,0

2.411 / 7.200

9,9

4,8

85,3

3.574 / 7.200

9,0

4,7

86,3

11.122 / 14.400

8,6

4,7

86,7

11.544 / 14.400

8,7

4,9

86,4

12.030 / 14.400

9,0

4,7

86,3

40.681 / 57.600

Quadro 2 Peso dos indicadores Nic, Nvc e Nac em Ntc e dos indicadores Ni, Nv e Na em Nt para uma amostra de 40.681 casos de estudo.

3. Conclusões A análise efetuada indicou que, à exceção do número de pisos do edifício, o qual é imposto pelo programa de arquitetura, os parâmetros que mais afetam a classificação Ntc /Nt são o tipo de proteções solares e tipo de cobertura, bem como a relação Aenv /Ap. Esta conclusão é análoga à obtida na primeira parte deste estudo relativamente à análise do indicador Nic /Ni. O quociente Nac /Na reduz-se com o aumento da área útil de pavimento (tipologia de habitação) em virtude do aumento do número de ocupantes e, consequentemente, do aumento da área de painéis solares.

Provou-se que, em moradias com áreas inferiores a 190 m2, o peso do indicador Nic em Ntc pode exceder significativamente o peso dos

indicador Ni em Nt, o que, considerando que os pesos dos indicadores Nvc em Ntc e Nv em Nt é semelhante, indica que o limite de consumo energético considerado no RCCTE [2] atribui um peso excessivo à produção de AQS.

REFERÊNCIAS [1] Albano Neves e Sousa, André Afonso - Estudo paramétrico para optimização do projecto térmico de edifícios – Parte 1, Construção Magazine 52, 2012, p.30-35.

[2] Regulamento das Características de Comportamento Térmico dos Edifícios - Decreto-Lei n.º 80/2006, de 4 de abril.

[3] Sistema Nacional de Certificação Energética e da Qualidade do Ar Interior nos Edifícios - Decreto-Lei n.º 78/2006, de 4 de abril.

[4] Método de Cálculo Simplificado para a Certificação Energética de Edifícios Existentes no âmbito do RCCTE - Despacho n.º 11020/2009, de 30 de abril. .

cm_43

44_47

eficiência energética na construção sistemas de pré-aquecimento passivo do ar de ventilação – parte ii Jorge S. Carlos1, Helena Corvacho2, Pedro D. Silva1 e J. P. Castro-Gomes1 1 C-MADE, Centre of Materials and Building Technologies, Universidade da Beira Interior 2 Universidade do Porto, Faculdade de Engenharia (FEUP), Departamento de Engenharia Civil – Secção de Construções Civis, Laboratório de Física das Construções

1. INTRODUÇÃO Pretende-se concluir, neste artigo, a apresentação de um conjunto de sistemas possíveis para o pré-aquecimento passivo do ar de ventilação.

Recorda-se que os diversos sistemas destinados ao pré-aquecimento passivo do ar de ventilação, que têm sido estudados e adaptados em projectos ao longo dos últimos anos, podem agrupar-se da seguinte forma: – Estufa; – Tubos enterrados; – Coletores solares a ar: . Transparente; . Opaco perfurado;

Proteção solar

Sol

Envidraçado exterior

Envidraçado interior

Parede opaca Espaço ventilado

>1 > Figura 1: Esquema de uma fachada dupla ventilada.

44_cm

– Fachada dupla ventilada: . Transparente; . Semi-transparente; – Janelas ventiladas: . Caixilho duplo; . Duas janelas.

Num primeiro artigo, foram apresentados os três primeiros sistemas, concluindo-se, neste artigo, com a apresentação dos restantes dois sistemas.

2. Fachada dupla ventilada 2.1. Fachada dupla transparente ventilada Uma fachada dupla transparente ventilada é um sistema geralmente composto pela fachada tradicional de um edifício à qual é adicionado um forro exterior transparente e respectiva estrutura. O forro assim constituído está separado da fachada tradicional criando um canal de ar de largura variada.

Não existindo uma definição de limites para a largura da cavidade, esta poderá ter qualquer dimensão (podendo-se até incluir, no limite, por exemplo, os átrios). No entanto, para balizar o objecto presentemente em análise, a fachada dupla transparente ventilada corresponderá àquelas fachadas cujo canal de ar não possui dimensões suficientes para se contabilizar como área útil edificada, cor-

respondendo esquematicamente ao que se ilustra na Figura 1.

A circulação do ar faz-se do exterior, entrando por uma abertura colocada na base da fachada, sobe no canal de ar por via da acção do vento e/ou pela acção térmica e entra no edifício a uma temperatura mais elevada do que a do ar exterior. Aproveita a radiação solar incidente e as perdas térmicas vindas do interior, melhorando o conforto térmico e reduzindo as necessidades energéticas do edifício.

Diferentes conceitos de utilização das fachadas duplas poderão ser encontrados, dependendo dos efeitos pretendidos. Para promover a ventilação natural no sentido de manter uma boa qualidade do ar interior será necessário conceber uma fachada dupla de admissão do ar exterior. Nestes modelos a ventilação (renovação do ar) far-se-á aos compartimentos adjacentes à fachada ou abrangendo uma maior profundidade através de uma ventilação cruzada do edifício [1], conforme esquemas ilustrados na Figura 2.

Este tipo de sistema começa a ser utilizado na renovação de edifícios existentes. Além de préaquecer o ar fresco do exterior contribui para a redução das perdas térmicas e promove a melhoria do conforto térmico interior, no inverno, ao aumentar a temperatura superficial interior das paredes, sendo um sistema complexo com muitas variáveis a analisar [2], nomeadamente o clima local. No entanto, há que ter muita aten-

Alçapão Saída de ar

Entrada de ar

Saída de ar

Fluxo de ar

Fluxo de ar

Interior

Interior

Entrada de ar

Entrada de ar

>2

ção com o desempenho deste tipo de sistemas no verão, uma vez que o seu funcionamento pode tornar-se crítico e invalidar os benefícios obtidos, durante o inverno, com a protecção da fachada e o pré-aquecimento do ar de ventilação. No verão, há que tomar medidas para evitar o sobreaquecimento, recorrendo a protecções solares adequadas e à ventilação franca do espaço de ar com extracção do ar para o exterior.

A fachada dupla ventilada, especialmente concebida em vidro, é um sistema construtivo ainda recente em Portugal. Independentemente da tipologia concebida, o grande pano de fachada envidraçado é comum a estes edifícios.

Temos, a título de exemplo os edifícios da Caixa Geral de Depósitos e da Portugal Telecom – Expo 98, em Lisboa com ventilação híbrida e os edifícios Palácio Sotto Mayor e Zen Tower, em Lisboa ambos com ventilação natural.

2.2. Fachada dupla semi-transparente ventilada Quando se integra na envolvente do edifício um ou mais painéis fotovoltaicos é desejável a criação de um canal de ventilação associado à face posterior para arrefecimento dos elementos geradores de energia eléctrica no sentido de aumentar a sua eficácia de produção energética, que seria reduzida com o aumento da temperatura do painel [3, 4]. Uma fachada dupla semi-transparente ventilada composta por painéis fotovoltaicos é então composta por um ou mais painéis fotovoltaicos, uma caixa-de-ar ventilada, a parede do edifício. Um sistema de painéis fotovoltaicos inseridos na fachada,

Fluxo de ar Parede

Interior

Fotovoltaico

>3

com uma cavidade ventilada na face posterior poderá desempenhar um papel importante no desempenho térmico do edifício (Figura 3).

Numa fachada com um forro semi-transparente composta por painéis fotovoltaicos, como por exemplo o Edifício Solar XXI, em Lisboa, parte da energia solar incidente é absorvida pelo painel que a transforma em energia eléctrica e parte em calor que transfere para o caudal de ar na cavidade. Parte da energia solar incidente atravessa o forro incidindo na parede do edifício, que por sua vez transfere parte da energia solar absorvida para o caudal de ar no canal de ventilação. O processo térmico de transferência de calor para o caudal de ar no canal torna-se assim complexo, devido às interacções entre o espaço interior, o espaço ventilado, os painéis fotovoltaicos e as condições ambientes externas. No verão será necessário encaminhar a ventilação do canal de ar para o exterior evitando o sobreaquecimento do espaço interior.

do interior do edifício para o exterior através do pano interior da janela. O comportamento da janela é influenciado pelas condições climáticas (temperatura do ar exterior, radiação solar e características do vento), bem como pela temperatura do ar interior. O nível de isolamento térmico do conjunto envidraçado é variável em função da passagem do ar através da caixa-de-ar, e traduz-se no valor de U-equivalente (Ueq, em W/m2K) do conjunto envidraçado, tendo em conta a recuperação de calor por via da ventilação. No verão, há que cortar com o fornecimento de ar para o interior do edifício através deste sistema e recorrer a protecção solar adequada para evitar o sobreaquecimento. A existência do canal de ar deverá ser desactivada para evitar o efeito de estufa, sendo a sua concretização, nestes casos, mais fácil do que nos sistemas anteriormente descritos.

3.2. Janela com caixilho duplo 3. Janelas ventiladas 3.1. Definição Uma janela ventilada corresponde ao preenchimento de um vão de fachada com um sistema envidraçado, com um canal de ar ventilado.

Através de aberturas, exterior, na base e interior, no topo dos envidraçados, permite que o ar fresco entre pela base do canal de ar, entrando no edifício pelo topo. Exposta à radiação solar, a janela ventilada é atravessada pelo ar fresco que entra no edifício e que é previamente aquecido pela energia solar absorvida pelos envidraçados e pelo calor que se transmite

Uma das formas de se concretizar a janela ventilada é através da instalação de um caixilho duplo. Trata-se de uma janela composta por dois caixilhos ligados entre si, integrando um pano de vidro cada um e formando um canal de ar entre eles (Figura 4) [5]. O ar é pré-aquecido na caixa-de-ar de duas formas: – Pela energia solar absorvida pelos elementos constituintes do vão (vidro e caixilhos); – Pelo calor que se transmite do interior do edifício através do pano de vidro interior.

Em diversos estudos levados a cabo no Building Research Establishment’s Scottish

> Figura 2: Ventilação do espaço contíguo à fachada e ventilação cruzada. > Figura 3: Esquema ilustrativo do funcionamento no inverno de um painel fotovoltaico ventilado.

cm_45

eficiência energética na construção

Laboratory [5], foram comparados os resultados de simulações efectuadas com recurso a programas de cálculo com os resultados das medições efectuadas em laboratório. Nestes estudos, procurou-se optimizar a geometria da janela ventilada de forma a obter um fluxo de ar laminar, o que levou ao ensaio de janelas com caixas-de-ar de 10, 20 e 30 mm de espessura.

Neste sistema, poderão ocorrer condensações no pano de vidro exterior, caso o sentido do fluxo de ar se inverta. Este fenómeno foi observado em ensaio num apartamento em Londres, com janelas colocadas em ambos os lados do edifício, virados a barlavento e a sotavento.

Quando utilizado na fachada contrária à da incidência do vento, para certas condições de temperatura, o sistema terá tendência para funcionar como extractor de ar.

3.3. Duas janelas 3.3.1. Funcionando sem elemento absorsor intermédio A concretização de um vão envidraçado ventilado pode também ser conseguida através da instalação de duas janelas independentes no mesmo vão.

Os envidraçados das habitações Portuguesas, são em geral, compostos por um caixilho e um pano de vidro, simples ou duplo. No exterior da

janela, coloca-se uma persiana que permite ocultar os indesejáveis raios solares no Verão e proporcionam segurança extra durante o período nocturno, bem como ocultação de vista e maior resistência térmica. Como os elementos constituintes da caixa de estore são de baixo isolamento acústico e térmico, bem como de forte permeabilidade ao ar, surgiu de uma forma natural e espontânea uma solução generalizada para resolver os problemas de desconforto que se verificavam. Essa solução passou pela colocação de uma segunda janela pelo exterior da persiana, passando a existir uma cavidade não ventilada entre as duas janelas onde funciona a persiana. Com a introdução desta segunda janela, na óptica do utilizador, reduzir-se-ia o nível de ruído no interior da habitação mas principalmente as frias infiltrações indesejáveis e incontroláveis.

Constatando uma redução das infiltrações mas também a existência de um deficiente sistema de ventilação das habitações, decorreram na Universidade da Beira Interior com o apoio do Laboratório de Física das Construções, da FEUP, estudos no sentido de adaptar este conhecido sistema construtivo a um sistema passivo de ventilação natural com o pré-aquecimento do ar, com o intuito de reduzir o consumo energético devido às perdas térmicas pela ventilação, evitando ou reduzindo o desconforto pontual com a entra-

da de ar fresco directamente do exterior, em tempo frio. Para o efeito é introduzida uma ou mais aberturas para entrada de ar exterior na base da janela exterior, bem como na tampa interior da caixa de estore para insuflação do ar no interior do edifício (Figura 5). O elemento de obstrução solar aqui não terá o papel de colector solar, uma vez que durante o Inverno estará recolhido para permitir a entrada da radiação solar no interior do edifício. A janela interior, poderá ter um pano de vidro simples ou duplo e o afastamento entre elas será o que a espessura da parede permitir, sendo o mínimo o necessário para albergar o estore e respectivos acessórios.

Os ensaios levados a cabo, para uma temperatura interior fixa de 20ºC, contemplam dois canais de ar com uma profundidade média de cerca de 7 cm e 19 cm. O acréscimo de temperatura que se conseguiu obter com o ar de ventilação à saída da dupla janela ventilada para ausência de radiação solar oscilou entre cerca de 4 a 7 ºC, para uma diferença de temperatura entre o interior e o exterior em cerca de 17 e 14ºC [8]. O caudal obtido durante o período de ensaios mostrou uma grande variabilidade de resultados, tal como aconteceu com os factores climáticos, com especial incidência na velocidade e direcção do vento. Durante os períodos de ensaio o caudal médio horário oscilou entre os 12 e os 45 m3/h. Para estes valores,

Grelha de extração do ar pré-aquecido

Exterior

Interior Calha da persiana

Exterior

Entrada de ar

Interior

Grelha de admissão do ar exterior Perfil

>4

>5

> Figura 4: Janela com duplo caixilho. > Figura 5: Janela dupla e respectiva adaptação para pré-aquecimento do ar de ventilação.

46_cm

este sistema e nas dimensões apresentadas, em média, poderá satisfazer as necessidades de cerca de 0,75 renovações horárias de um compartimento com uma área aproximada de 14 m2. As perdas térmicas por ventilação foram compensadas pelos ganhos térmicos em cerca de 12% e 28%, sem radiação solar presente.

Com radiação solar o valor máximo excedeu, a maioria das vezes, os 100% dando assim um contributo acrescido ao aquecimento do espaço interior.

De apoio e como complemento à dupla janela temos o estore (de interesse quando activo).

O estore quando fechado, em especial à noite, divide o canal de ar em dois. Sendo o canal interno o que apresenta melhores desempenhos térmicos, o acréscimo de temperatura obtido oscilou entre os 3,8ºC e os 12ºC, com uma compensação térmica entre os 32 % e os 63%.

Este conjunto de janelas, é aplicável a edifícios novos e antigos, sendo capaz de fornecer ar pré-aquecido durante o Inverno, recuperando parte das perdas de calor do interior e da radiação solar incidente. Este tipo de sistema proporciona a redução do consumo energético para aquecimento, uma vez que pode levar a uma redução da perda de calor resultante da renovação do ar interior. Salienta-se os baixos custos de aplicação, facilidade de instalação e insignificantes despesas de manutenção deste sistema que oferece uma grande diversidade arquitetónica [9].

3.3.2. Funcionando com um elemento absorsor intermédio No sistema descrito no parágrafo anterior, duas janelas independentes no mesmo vão, poderá eventualmente existir um elemento entre as duas janelas, tal como uma persiana ou um estore, que, uma vez corrido, funcionará como um elemento absorsor da radiação solar que nele incida (Figura 6). É muito importante, no entanto, frisar aqui que este efeito só será benéfico no inverno. No verão, esse elemento, se não for amovível, deverá funcionar como protecção solar, estando a janela exterior desactivada, ou seja, aberta.

Os ganhos solares de todo o sistema variam > Figura 6: Janela dupla com um elemento absorsor.

Exterior

Interior

Entrada de ar

>6

em função da quantidade de energia solar incidente no envidraçado interior bem como da quantidade de energia que o elemento intermédio consegue absorver. Caso esse elemento seja composto por estores venezianos, a posição das lâminas determinará a quantidade de energia solar que penetra no interior do sistema a qual depende do ângulo de abertura das lâminas.

O efeito de absorção poderá também ser conseguido através de uma cortina ou tela a qual, sendo de cor escura, permitirá uma maior absorção de radiação no inverno, desde que seja possível retirá-la do sistema durante o verão. No entanto, nesta solução, a iluminação natural poderá ficar comprometida.

A grande vantagem do estore veneziano reside na possibilidade de se ajustar a inclinação das lâminas, permitindo regular a entrada directa do sol para manter os níveis de iluminação pretendidos.

A temperatura do ar no canal de ar virado ao exterior, formado entre o absorsor e a janela exterior, é mais elevada devido à acção directa da radiação solar. Com ausência de radiação solar, é o canal de ar virado para o interior que apresenta uma ligeira subida de temperatura em relação à antecedente devido às perdas térmicas do interior.

4. Conclusões Com o aumento da resistência térmica da envolvente dos edifícios, as perdas térmicas por via da renovação do ar terão um peso cada vez maior nas perdas térmicas totais, Este

facto motivou o interesse de investigadores no pré-aquecimento do ar de ventilação por meios passivos.

Existem vários sistemas disponíveis para o pré-aquecimento passivo do ar de ventilação.

No entanto, o impacto negativo de alguns destes sistemas durante o período de arrefecimento poderá ser significativo, provocando o sobreaquecimento do edifício e tornando a sua utilização desaconselhável em climas como o português. Há que procurar, então, um sistema suficientemente flexível e adaptável que possa ser útil para o pré-aquecimento do ar de ventilação durante o inverno e que apresente um desempenho satisfatório, durante o verão.

Para além de um bom desempenho térmico e económico dos sistemas em análise, estes devem ser adaptáveis aos métodos construtivos locais para a sua aceitação e implementação.

Um desafio importante será a conjugação de esforços entre a comunidade científica e a indústria da construção.

REFERÊNCIAS [1] S. Robert Hastings e Ove Morck, Solar air systems – A design handbook, International Energy Agency (IEA) (2000).

[2] J. Claessens e A. DeHerde, Active solar heating and photovoltaics. Energy Research Group, UCD, School of Architecture, Landscape: http://erg.ucd..ie/ [consultado em Julho de 2007].

[3] Geun Young Yun, Mike McEvoy e Koen Steemers, Design and overall energy performance of a ventilated photovoltaic façade, Solar Energy 81 (2007) 383-394.

[4] Li Mei, David Infield, Ursula Eicker, e Volker Fux, Parameter estimation for ventilated photovoltaic facades, Building Service Engineering Research and Technology 23 (2002).

[5] P. H. Baker e M. McEvoy, Test cell analysis of the use of a supply air window as a passive solar component, Solar Energy 69 (2000) 113-130.

[6] M. McEvoy, R. Southall e P. Baker, Test cell evaluation of supply air windows to characterise their optimum performance and its verification by the use of modelling techniques, Energy and Buildings 35 (2003) 1009-1020.

[7] Chris Hadlock, Modelling and optimization of an airflow window with between-the-panes shading device, Master thesis in Mechanical Engineering, of Applied Science, University of Waterloo (2006).

[8] Jorge S. Carlos, Helena Corvacho, Pedro D. Silva, J. P. Castro-Gomes, Transforming a double window into a passive heating system, Conference Proceedings, Portugal SB10: Sustainable Building Affordable to All – Low Cost Sustainable Solutions, Vilamoura – Algarve, Março (2010) 201-208.

[9] Jorge S Carlos, Sistema passivo de pré-aquecimento do ar de ventilação: A dupla janela ventilada, Universidade da Beira Interior, Covilhã; Tese de Doutoramento, 2009.

48_49 acústica Avaliação de Desempenho Acústico de Vãos Envidraçados – Influência da Caixilharia Diogo Mateus, Prof. Auxiliar do DEC/FCTUC, Dir. Técnico do Lab. CONTRARUIDO

O aumento dos níveis de ruído no exterior e a tendência para o aumento das áreas dos vãos envidraçados, aliados às preocupações relativas à qualidade de vida, tem-se traduzido nos últimos tempos numa procura de soluções de fachadas de elevado desempenho acústico.

Para fachadas com paredes pesadas, em betão ou em alvenaria, o isolamento sonoro em relação ao exterior depende fortemente dos vãos, nomeadamente do vidro, do caixilho, da caixa de estores e de eventuais grelhas de ventilação (se existirem). Se um destes elementos conferir um baixo isolamento acústico o isolamento global da fachada pode ficar comprometido, uma vez que o isolamento global depende sobretudo do isolamento do elemento mais fraco e da sua área.

A fórmula que permite calcular o isolamento global de uma fachada, em função dos valores de Rw conferidos pelos vários elementos que a constituem é dada por: D2m,nT, w ≈ Rw(global) + 10 x Log

Rw(global) = 10 Log

V , com 6,25 x S x T0

∑S ∑

i

i

Si 10 (–Rw,i /10)

(1)

em que D2m,nT,w é o índice de isolamento sonoro padronizado da fachada, V é o volume do espaço, T0 é o tempo de reverberação de referência (igual ao requisito T ou igual a 0,5, quando não se aplica requisito T), S é a área total de fachada (igual a ∑ Si), Si é a área de cada elemento de fachada i e Rw,i o índice de redução sonora conferido pelo elemento i.

A avaliação do isolamento do conjunto vidro mais caixilharia será abordada, de seguida, na presente coluna, enquanto que a contribuição dos restantes elementos que podem existir numa fachada é abordada na próxima coluna de acústica.

Em relação à contribuição dos vidros, é frequente associar-se um elevado isolamento acústico a vidros duplos, mas na realidade isto só acontece se os dois vidros forem diferentes, e em particular para caixas-de-ar entre vidros de elevada espessura (só viável na prática com caixilharia dupla). Nas Figuras 1 e 2 são apresentados resultados de isolamento sonoro, obtidos em laboratório (de ensaios realizados pelo presente autor desta coluna) para vidros (sem caixilho), para diferentes combinações de vidros e de caixas-de-ar.

Da análise destas Figuras 1 e 2, é possível verificar que o aumento da espessura da caixa-dear, apesar de poder originar quebras adicionais de isolamento em frequência (por ressonância na caixa-de-ar), conduz geralmente a um aumento global do isolamento sonoro. Este aumento é ainda mais evidente quando se recorre à aplicação de material absorvente no contorno da caixa-de-ar. A utilização de vidros inclinados (neste caso com caixa-de-ar variável entre 170 e 230mm), como forma de reduzir o efeito do campo estacionário entre vidros, quando comparada com a utilização de vidros paralelos com caixa-de-ar de espessura média semelhante, não conduziu a ganhos significativos de isolamento. As quebras de isolamento localizadas sensivelmente na banda de 1600 Hz, no vidro de 8 mm, e de 3150Hz, no vidro de 4 mm, correspondem a quebras por efeito de coincidência (próximo da frequência critica).

Apesar de não ilustrado, verifica-se ainda que a passam de vidro duplo a vidro triplo, sensivelmente com a mesma massa total e espessura total de caixa-de-ar, não se traduz num aumento significativo de isolamento acústico.

i

> Figura 1: índice de redução sonora e correspondentes valores de Rw ( C;Ctr ), para vidros simples e duplos de 4+8mm, com diferentes espessuras de caixa-de-ar (indicadas em mm, entre parêntesis).

48_cm

> Figura 2: índice de redução sonora e correspondentes valores de Rw ( C;Ctr ), para vidros duplos com caixas-de-ar de elevada espessura (só viáveis em janela dupla), incluindo espessura variável e absorção sonora no contorno da caixa de ar (ABS).

Rw (C;Ctr) apenas do vidro

Exemplo 1: janela de correr (A3)

4+(6 a 8)+4

30(0;-3)

27(-1;-2)

6+(8 a 10)+6

32(-1;-4)

28(-1;-2)

8+(10)+4

34(-1;-5)

6+(10)+33.1

34(-1;-4)

8+(6)+6

35(-1;-5)

10+(10 a 12)+6

37(-1;-4)

28(-1;-1)

35(-1;-3)

6+(14)+55.1

39(-1;-5)

30(-1;-2)

36(-1;-4)

10+(14)+44.1

42(-2;-4)

Exemplo 2: janela de correr (A3)

Exemplo 3: janela de batente (A4)

Exemplo 4: janela de batente (A4)

Exemplo 5: janela de batente (A4)

32(-1;-5) 28(-1;-2)

33(-1;-4) 34(-1;-4)

29(-1;-2) 35(-1;-5) 37(-1;-4)

38(0;-2)

Exemplo 6: Para uma janela dupla, ambas de correr de classe A3 e espaças de 7 cm, com Rw(vidros) = 51 dB obtém-se Rw(janelas) ≈ 40 dB. Exemplo 7: Para uma janela dupla, ambas de batente de classe A4 e espaças de 7 cm, com Rw(vidros) = 51 dB obtém-se Rw(janelas) ≈ 50 dB. > Tabela 1: Resultados de Rw (C;Ctr), em dB, obtidos para diferentes combinações de vidro e de caixilharia de alumínio (para soluções de correr, classe A3, e de abrir, classe A4).

Refira-se ainda, que uma caixilharia de correr de classe A3 pode, depois de alguns anos de uso, passar a garantir uma estanquidade muito inferior, e consequentemente um menor isolamento acústico.

O ideal, para uma correta seleção da caixilharia, é que os fabricantes passem a divulgar informação técnica detalhada para o conjunto vidro mais caixilho, baseada em ensaios experimentais, em particular de isolamento acústico. Refira-se, no entanto, que hoje em dia, com a obrigatoriedade de marcação CE nas caixilharias comercializadas dentro do

território da União Europeia, para além dos ensaios obrigatórios de verificação de segurança, cada vez mais os fabricantes optam pela realização de outros ensaios, nomeadamente de permeabilidade ao ar, estanqueidade à água, resistência às cargas do vento, transmissão térmica e isolamento acústico. Contudo, em relação ao isolamento acústico, o resultado tem que ser sempre avaliado em função do tipo de vidro utilizado no ensaio, e cada fabricante, para cada modelo de caixilharia tem geralmente um número muito reduzido de tipologias de vidro.

PUB

Em relação ao efeito do caixilho, e a título de exemplo, são apresentados na Tabela 1, resultados de Rw e dos termos de adaptação C e Ctr, respetivamente para ruído rosa e ruído de tráfego (de acordo com ISO717-1), para diferentes combinações de vidros e de caixilhos (resultados de ensaios divulgados por dois fabricantes de referência, para um total de sete modelos). Da análise deste Quadro é possível verificar que mesmo para janelas de correr de elevado desempenho (que geralmente na melhor das hipóteses são de classe A3), e com vidros de elevado desempenho, normalmente não é possível obter índices Rw superiores a 30 dB. Em janelas de batente em todo o contorno (giratórias, de oscilobatente, de correr osciloparalelas, etc.) a caixilharia só introduz quebras significativas de isolamento para vidros de muito elevado desempenho (para vidros de fraco desempenho, até pode ocorrer um pequeno ganho). Estes resultados foram obtidos para caixilharias de alumínio com rotura térmica, mas os resultados não diferem muito no caso de caixilharias em PVC ou mistas de madeira e alumínio. Para caixilharias com classe de permeabilidade ao ar inferior ou simplesmente sem classificação, em particular em janelas comuns de correr, os resultados do conjunto vidro mais caixilharia podem ser muito fracos, normalmente com valores de R w que não ultrapassam 25 dB.

Tipo de vidro [1º+(c. ar)+2º] [em mm]

A SOLUÇÃO DE POUPANÇA ENERGÉTICA E CONFORTO EM EDIFÍCIOS O SEU ISOLANTE TÉRMICO

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50_51 estruturas de madeira Desempenho ao fogo de revestimentos retardadores de combustão aplicados sobre madeira de estruturas antigas João Laranjeira, Msc. Helena Cruz, Investigadora Principal do LNEC Carlos Pina dos Santos, Investigador Principal do LNEC INTRODUÇÃO A aplicação superficial de produtos retardadores de combustão (RC) em estruturas de madeira em serviço constitui frequentemente uma solução simples para melhorar o seu desempenho em termos de reação ao fogo.

Embora o tratamento não torne, como é óbvio, os elementos de madeira incombustíveis, manifesta-se, em geral, por um atraso da ignição, pela redução da taxa de libertação de calor ou pela diminuição da propagação da chama. No entanto, o mercado apresenta uma vasta oferta de produtos deste tipo, quer intumescentes, quer não intumescentes (com frequência, qualquer deles, denominados de ignífugos), tornando-se por vezes difícil a sua seleção.

Por outro lado, as estruturas de madeira antigas podem colocar dificuldades específicas [1]. Com o objetivo de repelir a água, prevenir infestações de insetos ou tratar a madeira atacada, muitas estruturas em serviço foram tratadas com produtos diversos, frequentemente de base oleosa. Independentemente da sua maior ou menor eficácia como preservadores à data da sua aplicação, a presença desses produtos pode constituir uma dificuldade acrescida em intervenções de manutenção e reabilitação, seja porque, sendo escuros, dificultam a observação da qualidade da madeira e do seu estado de conservação, seja por poderem dificultar a penetração de um novo tratamento preservador eventualmente necessário, seja ainda por poderem aumentar a reação ao fogo da madeira ou prejudicarem o desempenho de eventuais tratamentos RC. Naturalmente que a eventual remoção de anteriores pinturas tem custos, sendo portanto necessário ponderar a alternativa de as manter, selecionando para o efeito tratamentos RC que mantenham uma eficácia adequada quando aplicados sobre essas superfícies.

Tendo em conta esta preocupação no contexto da reabilitação do edificado, foi realizado um trabalho experimental no LNEC [2] com o objetivo principal de comparar o comportamento e a eficácia de diversos tratamentos

50_cm

com propriedades retardadoras de combustão para proteção da madeira contra o fogo, especialmente quando aplicados sobre substratos diferentes dos ideais, isto é, sobre madeira antiga danificada por organismos biológicos (carunchos pequenos) e/ou submetida a diferentes tratamentos prévios (inseticida corrente, produto oleoso antigo).

PROGRAMA DE ENSAIOS O programa de ensaios teve em conta diversos cenários correntemente encontrados em intervenções de reabilitação de edifícios.

Cenários considerados com produto oleoso na superfície – CO Madeira antiga com ataque por caruncho

após remoção do produto oleoso superficial (limpa) – CL após remoção do produto oleoso e com um produto preservador em solvente orgânico (inseticida) aplicado por pincelagem – CI sem tratamento preservador (limpa) – SL

Madeira nova e sã

com tratamento preservador em solvente orgânico (inseticida) aplicado por pincelagem – SI

Depois de avaliada a reação ao fogo das madeiras acima indicadas, sem tratamento RC, foi igualmente avaliado o seu desempenho após proteção com diversos tratamentos RC, adiante designados por P1 a P5, em todos os casos aplicados à trincha e garantindo-se os consumos húmidos e os tempos de secagem especificados pelos respetivos fabricantes.

Os ensaios de reação ao fogo foram realizados no Laboratório de Ensaios de Reação ao Fogo (LERF) do LNEC. Optou-se pela realização de ensaios de reação ao fogo por exposição ao painel radiante [4] e, posteriormente, ensaios single burning item (SBI) [5] para os tratamentos RC que demonstraram maior potencial no primeiro ensaio.

O ensaio do painel radiante avalia o fluxo crítico radiante correspondente à extensão máxima da propagação da chama alcançada num provete de ensaio exposto a um fluxo radiante (11 kW/m2 registado na secção mais desfavorável). A atenuação luminosa provocada pelos fumos resultantes da combustão ao longo do tempo é também medida neste ensaio.

O ensaio do SBI determina a libertação de calor e a produção de fumo do provete de ensaio exposto à ação direta das chamas e da radiação térmica proveniente do queimador principal. No presente estudo optou-se por reduzir a potência térmica debitada pelo queimador principal de 30 para 11kW, com o objetivo de impor uma potência média na superfície diretamente afetada pelo queimador principal da mesma ordem de grandeza que no ensaio do painel radiante.

Embora as adaptações do ensaio do SBI e o reduzido número de réplicas não permitam a classificação dos produtos ensaiados e imponham uma extrapolação cautelosa dos resultados, a abordagem seguida permitiu analisar um número de situações relativamente alargado, estabelecendo uma comparação interessante entre os dois ensaios.

Tratamentos considerados Tipo de proteção ao fogo conferida Revestimento RC

Produto RC

Sistema de pintura

Segundo o fabricante

Segundo a ETAG 028 (2009) [3]

P1

impregnante ignífugo

tratamento de impregnação da superfície

P2

ignífugo

tratamento de impregnação da superfície

P3

intumescente

intumescente

P4

intumescente

intumescente

P5

intumescente e ignífugo

intumescente

RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados obtidos mostraram que a aplicação dos tratamentos retardadores de combustão (RC) estudados reduziu significativamente a reação ao fogo da madeira, pela redução da libertação de calor (Figura 1), da produção de fumo (Figura 2) e da propagação da chama (Figura 3).

Os resultados sugerem que, no caso de a madeira em serviço apresentar pintura por um

> Figura 1: Média deslizante dos valores medidos nos 30 s em torno do instante t (desde 15 s antes, até 15 s depois) da taxa de libertação de calor dos provetes ensaiados no SBI (HRR30s).

> Figura 3: Propagação máxima da chama dos provetes ensaiados no painel radiante.

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produto oleoso, a sua remoção antes da proteção retardadora de combustão será geralmente preferível (Figura 2), mesmo que seja entretanto aplicado um produto inseticida (de base não oleosa) (Figura 3). É interessante observar (Figura 3) que alguns tratamentos RC revelaram-se mais sensíveis às condições do substrato, apresentando uma eficácia muito reduzida quando não aplicados sobre madeira nova e limpa.

No conjunto dos produtos estudados, os revestimentos intumescentes, além de requererem mais mão de obra, implicaram maiores consumos húmidos e maiores custos por unidade de superfície protegida. Salienta-se, contudo, que um dos produtos de impregnação da superfície estudado (P1), com um custo de produto consumido de cerca de 1/10 do sistema de pintura P5, apresentou um bom desempenho global.

> Figura 2: Produção total de fumo dos provetes ensaiados no SBI nos primeiros 600 s de exposição ao queimador principal (TSP 600s).

CONCLUSÕES Os resultados obtidos confirmam a necessidade, antes de proteger ao fogo estruturas de madeira existentes, de identificar os tratamentos a que estas possam ter sido submetidas previamente, ponderando-se as eventuais vantagens de remover as pinturas existentes ou verificando-se a compatibilidade/eficácia de diferentes tratamentos RC. A escolha do procedimento e a seleção do tratamento RC a aplicar devem ser adequadas às condições prévias do substrato, já que a eficácia de alguns produtos ou sistemas ensaiados é seriamente reduzida quando não são aplicados sobre madeira nova e limpa, enquanto outros produtos parecem ser menos sensíveis às condições prévias do substrato, constituindo uma alternativa interessante quando a manutenção das superfícies antigas e/ ou o tratamento preservador da madeira são incontornáveis.

Referências [1] Cruz H., Pina dos Santos C. A. – Proteção ao Fogo de Estruturas de Madeira, Construção Magazine, nº. 51, 2012, p. 36- 37.

[2] Laranjeira, J.P.S. - Reação ao Fogo de Madeira Antiga Protegida com Revestimentos Retardadores de Combustão, Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil, Instituto Superior Técnico, Lisboa, 2012, 128 p.

[3] EUROPEAN ORGANISATION FOR TECHNICAL APPROVALS (EOTA) - Guideline for european technical approval of fire retardant products, Brussels: EOTA, 2009, ETAG 028.

[4] COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION (CEN) – Reaction to fire tests for floorings – Part 1: Determination of the burning behaviour using a radiant heat source (ISO 9239 1:2010), Brussels: CEN, 2010, EN ISO 9239-1.

[5] CEN – Reaction to fire tests for building products – Building products excluding floorings exposed to the thermal attack by a single burning item, Brussels: CEN, 2010, EN 13823.

cm_51

52_53 sísmica O conceito de “capacity design” no dimensionamento sísmico de estruturas José Miguel Castro, Prof. Auxiliar – FEUP

Em textos anteriores desta coluna têm vindo a ser discutidos alguns dos aspetos associados à nova regulamentação Europeia de dimensionamento sísmico de estruturas.

Neste número introduz-se mais um conceito, o qual será seguramente uma novidade para vários membros da comunidade de projetistas.

Trata-se do conceito de “capacity design”, designado no Eurocódigo 8 (EC8) [1] por “dimensionamento pela capacidade real”. Este conceito, juntamente com o de coeficiente de comportamento, formam a base do processo de dimensionamento sísmico estabelecido nas normas mundiais mais avançadas.

Conforme foi discutido na coluna de engenharia sísmica da CM49, as estruturas de edifícios e pontes são geralmente projetadas para responder à ação sísmica regulamentar em regime não linear, isto é, são dimensionadas para níveis de resistência inferior aos requeridos para uma resposta sísmica em regime linear elástico. São várias as razões para tal opção, destacando-se sobretudo as de natureza económica e estética. Com efeito, a resposta estrutural em regime elástico exigiria, em muitos casos, estruturas mais resistentes e robustas, as quais, para além de dispendiosas, imporiam condicionantes pouco razoáveis a nível arquitetónico.

A consideração da resposta à ação sísmica em regime não linear está associada ao desenvolvimento de fenómenos de plasticidade

na estrutura, os quais se caracterizam por importantes alterações tanto ao nível do comportamento individual dos elementos estruturais como ao nível do comportamento global da estrutura. Como tal, torna-se necessária a adoção de verificações de segurança adicionais. Ao nível do elemento (viga, pilar, ligação, etc.) deverá ser assegurado que não ocorre colapso local, como por exemplo por esgotamento da capacidade de deformação seccional (Figura 1.a) ou resultante da ocorrência de encurvadura local (Figura 1.b). Em termos do comportamento global, deve ser prevenida a ocorrência de modos de plastificação instáveis, caracterizados por níveis de ductilidade reduzida ou nula. A Figura 2 ilustra um desses modos, geralmente designado de “andar fraco”, ou pelo seu termo em Inglês “soft-storey”.

A adoção dos coeficientes de comportamento estabelecidos no EC8, combinados com as regras de dimensionamento e detalhe seccional previstos na norma, permitem assegurar de forma mais ou menos expedita o controlo do comportamento local dos elementos estruturais.

O conceito de “capacity design”, adotado pelos vários regulamentos mundiais de dimensionamento sísmico, desempenha um papel crucial no controlo dos modos de plastificação global da estrutura. Basicamente, a aplicação do referido conceito consiste em estabelecer

(a)

> Figura 1: Exemplo de colapsos locais: (a) Pilar de betão armado; (b) Viga metálica.

52_cm

(b)

uma hierarquia de resistências entre os vários elementos estruturais, de forma a que o modo de plastificação global apresente ductilidade suficiente, permitido assim que a estrutura possa acomodar as deformações plásticas impostas pelo sismo.

Como exemplo ilustrativo, considere-se a cadeia de elos metálicos ilustrada na Figura 3, sujeita a um esforço de tração. Admita-se que esta é constituída por elementos de resistência Fu, com comportamento frágil, e por um elo de resistência Fy, com comportamento dúctil (Figura 4). Torna-se claro que o comportamento global do sistema (cadeia) estará diretamente relacionado com a relação de resistência entre os elos. Na Figura 4 representa-se o caso em que Fy toma um valor inferior a Fu. Neste cenário, o comportamento da cadeia será dúctil já que o elo mais fraco, designado por “fusível” ou elemento dissipativo do sistema, apresenta características dúcteis. No entanto, se os elos frágeis tivessem resistência inferior ao elo dúctil, então a cadeia apresentaria um comportamento frágil.

No contexto do “capacity design” torna-se por isso útil a distinção entre os elementos dissipativos, ou seja os elementos “fracos”, nos quais se espera a formação de plasticidade, e os elementos não-dissipativos, ou seja os elementos “fortes”, que permanecerão em regime elástico durante a solicitação do sistema.

Esta abordagem pode ser diretamente trans-

Elos fortes > Figura 2: Exemplo de colapso provocado por um modo de plastificação instável.

elo forte

Elos fracos

Elos fortes

> Figura 3: Ilustração do conceito de “capacity design”.

elo fraco

conjunto

> Figura 4: Comportamento individual e global da cadeia de elos metálicos.

posta para o caso das estruturas de edifícios e pontes. No caso de estruturas porticadas de edifícios, o modo de plastificação dúctil caracteriza-se pela formação de rótulas plásticas nas extremidades das vigas e na base dos pilares (Figura 5.b). Designa-se este mecanismo por mecanismo de viga fraca-pilar forte, em oposição ao mecanismo de “soft-storey” ou de viga forte-pilar fraco (Figura 5.a). No caso do EC8, a norma identifica as extremidades das vigas, as bases dos pilares e as extremidades dos pilares no último andar como zonas dissipativas e as restantes secções dos pilares como sendo os elementos não-dissipativos.

A aplicação do conceito de “capacity design” consistirá basicamente em assegurar que, nos vários nós da estrutura, os pilares apresentam resistência à flexão superior à resistência máxima que é passível de ser desenvolvida nas extremidades das vigas.

Com base no exposto pode-se concluir sobre a contribuição decisiva do processo de “capacity design” para assegurar o bom desempenho das estruturas durante a ocorrência dos sismos.

Deve salientar-se no entanto que, apesar deste importante conceito de dimensionamento ser

(a)

(b)

> Figura 5: Modos de plastificação: (a) pilar forte‐ viga fraca; (b) Viga fraca‐pilar forte.

formalmente aplicado em fases intermédias do projeto sísmico, é importante que o projetista o tenha em devida consideração desde a fase da conceção estrutural. Por exemplo, numa estrutura de betão armado, para garantir que as resistências dos pilares são superiores às das vigas, a sua dimensão no plano de flexão não deve ser muito inferior à das vigas.

Assim, se a aplicação dos princípios de “capacity design” for considerada desde a fase

de conceção, estarão criadas as condições para a concretização de estruturas com bom desempenho sísmico.

Referências [1] NP EN 1998-1:2010 (2010). “Eurocódigo 8 – Projeto de estruturas para resistência aos sismos. Parte 1: Regras gerais, ações sísmicas e regras para edifícios”, Instituto Português da Qualidade.

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54_55 estruturas metálicas DA COMBINAÇÃO DO VIDRO E AÇO AO VIDRO ESTRUTURAL

Paulo J.S. Cruz, Professor Catedrático, Escola de Arquitetura, UMinho

A conjugação do vidro e de elementos metálicos em edifícios é, seguramente, um dos campos em que a tecnologia e a engenharia mais influenciaram o rumo da arquitetura moderna.

A propósito da sua experiência no projeto vidro da fachada das estufas do Museu da Ciência, no Parque de La Villette, em Paris, o insigne engenheiro Peter Rice afirmou: “Tenho notado ao longo dos anos que o uso mais eficaz dos materiais é, em geral, alcançado quando eles são explorados e utilizados pela primeira vez.

Nesse caso o projetista não se sente inibido pelo passado... Em qualquer dessas estruturas, existe uma autenticidade genuína que vai direta ao cerne das características físicas do material e expressa-as de uma forma desinibida” [1].

Na opinião de vários autores, que aliás comungo, a abordagem de Peter Rice à engenharia estrutural estava muito além da visão tradicional do papel de um engenheiro civil em projetos desta natureza. Com o seu caráter inventivo contribuiu, de uma forma decisiva, para o projeto de edifícios verdadeiramente emblemáticos entre os quais se destacam o Centro Pompidou, o Pavilhão do Futuro na Expo’92 em Sevilha, o Lloyd’s Bank em Londres e a ópera de Sidney.

Na sua obra é possível encontrar três aspetos recorrentes: (1) A utilização inovadora dos materiais e dos tipos estruturais; (2) A capacidade de estabelecer colaborações efetivas com outros criadores, e (3) A preocupação de desafiar a indústria da construção a vencer as barreiras preestabelecidas.

Hoje em dia é essa liberdade e sentido de descoberta, das possibilidades das aplicações estruturais do vidro, que aliciam a romper as barreiras e a encetar novos caminhos. E o interessante é que essa aventura mobiliza e exige a colaboração da indústria e de profissionais dos mais variados setores. Neste domínio o papel dos engenheiros deve ser inovar para complementar e potenciar a criatividade dos arquitetos, com a consciência do dilema de terem de usar princípios racionais sem, no entanto, comprometerem o potencial de ideias disruptivas e conceitos emergentes que ainda não ganharam forma.

Um dos exemplos mais simples e depurado de conjugação do aço e do vidro em edifícios de habitação e que inspirou gerações de arquitetos a construir edifícios transparentes – movidos pela ideia de minimizar a estrutura resistente, valorizando a transparência e perseguindo, desta forma, a sensação de leveza – é, sem dúvida, a casa Farnsworth, concebida por

Mies van der Rohe e acabada de construir em 1951. Contudo, nesse como em tantos outros edifícios com estruturas metálicas e fachadas em vidro, o vidro limitava-se a desempenhar o papel de barreira física entre o interior e o espaço envolvente, não tirando partido da capacidade resistente do mesmo.

Só mais recentemente – à medida que se intensificou a investigação em torno desta matéria e que melhoraram os métodos de laminação e os tratamentos térmicos – a exploração da capacidade resistente do vidro e a sua utilização estrutural tornaram-se uma tentação irresistível para muitos arquitetos e engenheiros. Contudo, a expansão no setor da construção do uso de produtos de vidro e de uma miríade de acessórios e sistemas de fixação metálicos, ainda não é acompanhada por um adequado quadro normativo para o projeto de estruturas de vidro.

Em 2007 o Joint Research Centre (JRC) publicou um documento que fundamenta a necessidade de um eurocódigo para o projeto de estruturas de vidro, delineando os objetivos específicos e as razões para a normalização nesta área [2]. Como um serviço da Comissão Europeia, este organismo tem por missão prestar apoio científico e técnico à conceção, desenvolvimento, implementação e acompa-

© Library of Congress, ILL,47-PLAN.V,1-9

© rfr group

> Projeto vidro da fachada da estufa do Museu da Ciência (Peter Rice).

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> Casa Farnsworth (Mies van der Rohe)

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nhamento das políticas da União Europeia, funcionando como um centro de referência da ciência e da tecnologia para a União Europeia. Próximo do processo de decisão política, serve o interesse comum dos Estados-Membros, sendo independente de interesses específicos, privados ou nacionais.

Em janeiro de 2009 o CEN/TC250 preparou um documento da estratégia a médio prazo (2008-2013) sobre os eurocódigos e a indústria da construção [3]. Em 2010 a Comissão Europeia através do “Mandato M/466” incumbiu o CEN/TC 250 de avançar com os trabalhos conducentes à preparação desse eurocódigo. Em novembro 2010 o CEN/TC250 criou um grupo de trabalho sobre vidro estrutural (CEN/TC250/WG3).

Pelas resoluções 254 e 255 o CEN/TC250 decidiu estabelecer um procedimento gradual em três etapas: 1) Até 31 de março de 2013 o CEN/TC250/WG3 deverá produzir um relatório, científico e técnico, sobre o estado da arte do projeto de estruturas de vidro, refletindo sobre os últimos desenvolvimentos e as diversas abordagens existentes. Esse documento, que deverá ser publicado pelo JRC, terá de indiciar a possível estrutura do futuro eurocódigo; 2) Após a aceitação do relatório pelo CEN/TC250, o seu conteúdo deverá ser transferido para uma “Especificação Técnica” do CEN/TC250; 3) Início formal do trabalho de preparação do eurocódigo, na forma de uma ENV, bem como dos documentos de base pertinentes. Após a finalização da versão ENV a transferência para uma versão EN será planeada.

O reconhecimento da continuada atividade de extensão universitária e de investigação sobre o vidro estrutural, que o autor desta coluna tem desenvolvido nos últimos sete anos, permitiram que fosse chamado a desempenhar um papel direto e ativo no desenvolvimento desse processo normativo. Estou certo que esse labor, que agora se inicia, constituirá um estímulo adicional para a efetiva promoção da cooperação técnica e científica nesta matéria, contribuindo para a divulgação e desenvolvimento deste setor.

Referências [1] Lin L, Danziger B. (2007) “The Imaginative Engineer - Peter Rice (1935-1992)”, Structure, A Joint Publication of NCSEA, CASE and SEI. [2] EUR 22856 EN – JRC (2007), R. Zarnic, G. Tsionis, E. Gutierrez, A. Pinto, M. Geradin, S. Dimova (2007), Purpose and justification for new design standards regarding the use of glass products in civil engineering works, EUR – Scientific and Technical Research series – ISSN 1018-5593.

[3] CEN/TC 250 – N 798 and JRC (2009), The eurocodes and the construction industry - Medium-term strategy.

56_58 notícias

sistema barbotherm recebe aprovação técnica europeia A Barbot acaba de receber a Aprovação Técnica Europeia – ETA – referente ao Sistema Barbotherm EPS. Trata-se de um sistema de isolamento térmico de elevada eficiência energética que permite reduzir até 30% o consumo energético de uma habitação.

Esta certificação europeia foi obtida após ensaios efetuados no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), segundo o guia ETAG 004 (Guideline for European Technical Approval of External Thermal Insulation Composite Systems with Rendering), emitida pelo organismo competente EOTA (European Organization for Technical Approvals) e que permitiram avaliar a reação ao fogo, a condutibilidade térmica, resistência à compressão, absorção de água e permeabilidade ao vapor de água do sistema.

Concebido e instalado em conformidade com as instruções de conceção e instalação fornecidas pelo guia de aplicação da EAE (European Association for External Thermal Insulation Composite Systems), o Sistema Barbotherm EPS, designado pela sigla ETICS (External Thermal

Insulation Composite Systems), destina-se a ser utilizado como um sistema compósito de isolamento térmico pelo exterior das paredes dos edifícios.

“Desta forma, Barbotherm assegura maior durabilidade, uma vez que proporciona uma proteção acrescida aos efeitos do clima, garantindo ainda menor decomposição e menor acumulação de resíduos e de agentes poluentes atmosféricos”, destaca a Barbot em comunicado.

Segundo o Engº Nuno Barbosa, do Departa-

mento de Investigação e Desenvolvimento da Barbot: “a publicação destes documentos é mais um importante reconhecimento do Sistema Barbotherm EPS e do cumprimento das normas exigidas pelo mercado europeu. A performance do Sistema Barbotherm encontrase assim comprovada pelas principais normas europeias, o que coloca a Barbot no caminho da inovação com um sistema de elevada qualidade e prestação térmica”.

Já com mais de 1.500.000 m2 instalados em Portugal, o Barbotherm permite manter uma temperatura ambiente durante todo o ano, o que se reflete numa poupança significativa na fatura energética das habitações, espaços comerciais e industriais, garante a empresa. Com a manutenção das temperaturas asseguradas, o conforto da casa está assegurado e evita-se a intervenção de aparelhos climatizados. A cor de acabamento pode ser escolhida pelo cliente, através de uma paleta composta por mais de 30.000 cores. www.barbot.pt

universidade de coimbra produz energia elétrica verde A Faculdade de Ciência E Tecnologia da Universidade de Coimbra colocou 600 Painéis fotovoltaicos, divididos pelos Edifício Central (200) e Departamento de Engenharia Mecânica (400,) que estão neste momento a produzir energia elétrica verde que será transacionada com a EDP – Energias de Portugal.

A FCTUC é, assim, uma das primeiras instituições de ensino superior a produzir energia no âmbito dos contratos de minigeração de energia elétrica fotovoltaica, ao abrigo do Decreto-lei 34/201, de 8 de março.

Com os dois sistemas de painéis fotovoltaicos, a FCTUC, em colaboração com a empresa Ecowatt, espera produzir, anualmente, 260 MWh de energia, o que significa a redução de 115 toneladas de CO2 de emissões para a atmosfera.

De acordo com o Diretor da FCTUC, Luís Neves,

56_cm

a aposta na produção de energia elétrica fotovoltaica “contribui para uma maior eficiência energética da instituição e para a redução das emissões globais nocivas ao ambiente, constituindo ainda uma oportunidade de facultar aos alunos da instituição contacto com um sistema de última geração”.

Os 200 painéis fotovoltaicos instalados no edifício central da FCTUC asseguram uma potência de 52 kW e uma produção estimada anual de 82 MWh, evitando a emissão de 36 toneladas de Dióxido de Carbono (CO2) para a atmosfera.

No edifício do Departamento de Engenharia Mecânica (DEM), os 400 painéis fotovoltaicos garantem uma potência de 100 kW e uma produção prevista de 178 MWh, o que permitirá reduzir em 79 toneladas, a emissão de CO2 para a atmosfera.

Dados do Eurostat relativos a novembro de 2012 mostram uma descida de 17,9% na produção do setor da construção em Portugal, em comparação com o mesmo período de 2011. É a segunda maior descida registada na zona Euro, a par de Itália. Contudo, a maior descida registou-se na Eslovénia, com um decréscimo de 20,4%. Em termos globais, a produção na construção caiu 5,3% na zona Euro e 6,4% nos Vinte e Sete.

As maiores subidas no setor foram registadas em Espanha, com um acréscimo de 10,3%, e na Suécia, com mais 1,5%. De outubro para novembro registou-se uma descida de 1,5% em Portugal e na Polónia.

Em termos mensais, foi a Eslovénia que mais aumentou a sua produção, registando um acréscimo de 14,9%.

livro de docente da autoria de elsa caetano vai ser editado em chinês Elsa Caetano, professora do Departamento de Engenharia Civil da FEUP e investigadora do Laboratório de Vibrações e Monitorização de Estruturas (VIBEST), é autora do livro “Cable Vibrations in Cable-Stayed Bridges”, que foi recentemente reeditado em chinês, pela editora Chinese Architecture and Building Press (CABP).

A obra original, escrita em inglês, foi publicada pela International Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE). A versão em chinês surgiu em resultado de um protocolo estabelecido entre a editora chinesa CABP e a IABSE, no sentido de traduzir e divulgar na China um conjunto de monografias selecionadas.

Este livro foi a segunda obra da IABSE traduzida e à venda na China.

“A tradução e publicação em chinês deste livro constituem um sinal de reconhecimento e a convicção da utilidade de uma vertente de trabalho a que intensamente me dediquei durante cerca de dez anos na FEUP. Na realidade, esse reconhecimento internacional já surgiu com a publicação inicial em inglês em 2007, pois o livro não só teve imensa aceitação na comunidade científica, como também passei a ser convidada a participar em estudos relacionados com grandes projetos a nível internacional, como por exemplo os relativos à cobertura atirantada do Estádio Olímpico de Londres 2012”, revela Elsa Caetano.

O livro “Cable Vibrations in Cable-Stayed Bridges” aborda o problema das vibrações em cabos de pontes atirantadas (cujo tabuleiro é suspenso por cabos a partir de um ou mais mastros, como por exemplo na ponte Vasco da Gama, em Lisboa), numa perspetiva de aplicação ao projeto. “As vibrações em cabos foram observadas pela primeira vez nos anos 80, na sequência da expansão em todo o mundo da construção de pontes atirantadas, com vãos progressivamente maiores. Dada a sua complexidade, responsável por uma compreensão ainda hoje incompleta dos diferentes fenómenos que podem coexistir na sua origem, tem vindo a ser realizada investigação neste tópico ao longo das últimas três décadas”, afirma a docente da FEUP. O livro representou um objetivo da investigadora de reunir num documento o estado de arte neste tema, incluindo também resultados da sua própria investigação, realizada no âmbito dos trabalhos de doutoramento e atividade subsequente. A obr a inclui ainda recomendações, regras práticas e a descrição de metodologias de análise para aplicação direta ao projeto de pontes atirantadas e, no final, um conjunto de fichas técnicas de obras desenvolvidas em colaboração com prestigiados projetistas e empresas internacionais. www.iabse.org

QREN financia 85 por cento dos projetos de reabilitação dos edifícios destinados às forças de segurança. Na primeira fase foram abrangidos 22 concelhos.

as forças policiais. A fase inicial do projeto termina a 25 de fevereiro. Depois o ministro Miguel Macedo prevê o início de uma nova fase com contratação com outros municípios, sendo que a prioridade serão “os casos mais difíceis e precários”.

De acordo com o ministério, os protocolos determinam a apresentação, por parte das

O projeto resulta de uma parceria entre o Ministério da Administração Interna e os municípios para a cedência de instalações para

oe pede urgência na aplicação de normas antissísmicas na reabilitação

Só na Grande Lisboa, existem 300 mil prédios que não oferecem garantias de resistência a um abalo sísmico de grandes proporções.

A Ordem dos Engenheiros quer celeridade da parte do Governo na imposição das normas contra sismos nas obras de reabilitação urbana. De acordo com o LNEC, existem 334 mil edifícios não residenciais que não respeitam os padrões de segurança atualmente em vigor para resistirem a um sismo com a proporção do de 1755. Ainda segundo o Laboratório, 25 mil devem colapsar.

Tendo em conta que a ocorrência de um sismo de magnitude semelhante ao que devastou Lisboa é uma certeza, estima-se que possam morrer entre 17 a 27 mil pessoas de um momento para o outro.

Apesar de já ter sido aprovada, a nova lei de reabilitação urbana ainda não está regulamentada.

autarquias, de um projeto de reabilitação dos edifícios. os municípios devem, depois, submeter o projeto à validação do Ministério da Administração Interna ou, em alternativa, aceitar o projeto da tutela.

Após apresentação da cabdidatura ao QREN, as autarquias ficam responsáveis pela realização da obra.

notícias

oa reuniu com conselho de arquitetura e urbanismo do brasil O Presidente da Ordem dos Arquitetos, João Belo Rodeia, reuniu-se no passado dia 4 de dezembro em Brasília, com o Presidente do Conselho de Arquitetura e Urbanismo do Brasil (CAU), Haroldo Pinheiro.

Tratou-se da primeira reunião formal entre a OA e a nova associação pública brasileira de registo da profissão de arquiteto no Brasil, em implementação desde o início de 2012.

A formação do CAU, antiga aspiração dos arquitetos brasileiros, foi acompanhada pela OA desde 2009 e, num momento crucial para

a sua institucionalização, foi objeto de apoio solidário da Ordem junto do Congresso do Brasil e do então Presidente do Brasil, Lula da Silva.

Esta primeira reunião OA-CAU teve como objetivo central a implementação de relações regulares e permanentes entre as duas associações públicas profissionais que será objeto de protocolo de colaboração a celebrar oportunamente.

De igual modo, entre outros assuntos de agenda, procurou-se sensibilizar a parte brasileira para a necessidade de fazer cumprir – na OA e no CAU – o Tratado de Amizade celebrado

entre o Brasil e Portugal no ano 2000, por forma a melhorar a circulação profissional dos arquitetos entre os dois Países, em condições de reciprocidade.

No mesmo dia, foi também realizada reunião com o Senhor Embaixador de Portugal no Brasil, Dr Francisco Ribeiro Telles. Para além da apresentação de cumprimentos, foi feito um ponto de situação sobre os contactos e a agenda em curso com o CAU, acordando-se em manter informada a Embaixada de Portugal sobre a progressão das relações institucionais OA-CAU. www.arquitectos.pt

pavimentos sika integram projeto de reabilitação do museu do ar com vista a divulgar, expor e documentar a História da Aviação em Portugal.

A Sika oferece soluções especialmente destinadas a museus, instalações institucionais, de lazer e de cultura, e oferece suporte técnico desde a especificação com dono de obra até à execução. Neste projeto, as soluções foram aplicadas numa área de 3.000 m2. www.sika.pt

© GONÇALO BIMÕES . FORÇA AÉREA

As soluções Sikafloor 156 e Sikafloor 264 auto-alisante (2mm) foram selecionadas para integrarem no projeto de reabilitação do Museu do Ar, em Sintra, cujo projetista foi a Direção de Infraestruturas do Estado Maior da Força Aérea.

O Museu do Ar é um espaço da Força Aérea Portuguesa dedicado à preservação da memória da Aviação Militar e Civil Portuguesa,

concebido revestimento de tetos que aproveita energia do sol, chuva ou vento O Skinenergy é o revestimento de tetos gerador de energia que se encontra a ser desenvolvido pelos arquitetos Ricardo Sousa, José Sousa e João Pereira.

A energia proveniente do vento, chuva ou sol é aproveitada durante 24 horas por dia por este revestimento, podendo ser depois armazenada ou depositada na rede pública.

Do revestimento, ainda em desenvolvimento, poderão fazer parte células fotovoltaicas e elementos microgeradores por movimento que geram energia sob pressão.

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Este revestimento destina-se quer a edifícios novos, quer a reabilitados, mas poderá igualmente ser utilizado em paragens de autocarro, linhas férreas ou autoestradas como fonte de

alimentação da sinalética.

O Skinenergy pode ser colocado tanto em estruturas novas como em estruturas que precisem de ser reabilitadas. O revestimento também poderia ser aplicado em paragens de autocarro, linhas férreas ou em autoestradas para alimentar energeticamente as sinalécticas e a publicidade digital.

A investigação foi apoiada pela Universidade do Minho, mas são ainda necessários 15 mil euros para a criação de um protótipo. www.skinenergy.eu

PUBLI-REPORTAGEM

Rentabilizar com sistema de reparação de pavimentos MC-Bauchemie

Pavimentos Técnicos Hoje em dia deparamo-nos com uma enorme oferta de sistemas técnicos em pavimentos contínuos, mas será que é feita a devida avaliação quanto à exposição química ou mecânica a que vão ser submetidos? A maior parte das patologias detectadas em sistemas contínuos passam por defeitos na aplicação, mau comportamento do próprio produto, estabilidade da base, problemas de pigmentação, problemas de osmose, má preparação da base, excesso de desgaste, etc.

A MC-Bauchemie vai de encontro à solução de todos estes problemas e desenvolve uma enorme panóplia de sistemas de reabilitação de pavimentos. Hoje em dia dispomos de sistemas técnicos para a solução da estabilização das lajes de betão, barreiras permanentes contra humidades ascensionais, bases contaminadas, juntas em pavimentos etc.

Temos como base a exigência da qualidade e certificação, garantindo referências em mercados nas áreas da indústria alimentar, farmacêutica, electrónica, etc.

De alguns sistemas queremos destacar as novidades na área dos pavimentos condutivos antiestáticos (AS) ou mesmo de descarga electrostática (ESD). Conseguimos, com o produto MC-DUR 2095 ESD, transformar um pavimento existente num

sistema condutivo garantindo valores desde 101 Ohm até 1010 Ohm, rapidez, resistência mecânica e a componente estética sem qualquer tipo de alteração policromática.

Na indústria alimentar garantimos o máximo de cuidado ao nível da higienização exigida com os sistemas MC-DUR 2500.

Este produto híbrido de base poliuretano cimentício consegue resistir a ataques químicos e a choques térmicos provenientes dos métodos de limpeza necessários. Consegue ainda uma resistência única ao nível de desgaste e aderência (R12) em zonas de cozinhas, matadouros etc.

Com o desenvolvimento da nanotecnologia, conseguimos hoje em dia oferecer sistemas rápidos de pintura em pavimentos a baixas temperaturas, com alta resistência ao desgaste e transitáveis ao fim de poucas horas. O produto MC-DUR 2496 CTP pode ainda ser aplicado como protecção vertical com elevada resistência à intempérie, como podemos constatar na zona de maré dos pilares da Ponte 25 de Abril. Ainda na área da estética, além do sistema MC-Print-Floor que transmite todas as imagens ao pavimento, desenvolvemos ainda o sistema MC-Stone Carpet composto por agregados, coloridos ou naturais, selados com sistemas que garantem 100% de resistência à intempérie.

www.mc-bauchemie.com

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colas thomsit de base aquosa para pavimentos em alcatifa, pvc e linóleo A Henkel disponibiliza uma gama de colas de base aquosa para construção que constitui uma alternativa às colas de contacto e de madeira convencionais. Estas colas permitem substituir os materiais geralmente usados para fixação de pavimentos, como os pregos e parafusos. A gama de colas está apta a ser aplicada em PVC, linóleo, poliolefina, borracha, mosaicos autoportantes, alcatifa e outros revestimentos têxteis. Além das colas de base aquosa, a Henkel oferece colas de madeira, contacto, montagem e outros adesivos para aplicações especiais.

Produtos e serviços complementares A gama Thomsit inclui ainda sistemas completos com vista à correta colocação de pavimentos e revestimentos em vinílico, alcatifa, linóleo, borracha e madeira. Nesta gama de sistemas incluem-se primários, massas de regularização e colas otimizadas para cada tipo de revestimento e suporte, em particular para renovação de pavimentos não absorventes, colocação de revestimentos em betonilha com humidade ou pavimentos absorventes.

A par dos produtos, a Henkel disponibiliza apoio a obras com necessidades especiais. Este apoio começa com a inspeção do local da obra, passa pela análise dos seus defeitos estruturais e contempla a consequente prescrição de produtos que respondam na perfeição a essas necessidades, bem como um acompanhamento posterior durante a sua aplicação.

www.henkel.pt

sistema de abrir extrusal de elevada eficiência energética A Extrusal S.A. lançou recentemente o sistema de abrir A.100, de elevada eficiência energética e acústica.

Esta peça vem responder à necessidade de construir edifícios energeticamente eficientes e com mais conforto acústico. Está disponível em três versões: – A. 175, com um desempenho térmico de 1,35Uw. Dispõe de um complemento de vedante em biocomponente (EPDM+FOAM), que melhora a performance do caixilho, e apresenta também espuma elastométrica em todo o perímetro da folha; – A. 165, uma solução económica com desempenho térmico melhorado; – A. 155, a versão mais económica.

www.extrusal.pt

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O sistema de batente A. 100 apresenta poliamidas exclusivas Technoform Bautec, novas vedações e vedante central. As caixas para esquadros específicos em alumínio extrudido no interior e exterior dos perfis, bem como a sua espessura, contribuem para a robustez do sistema.

A assemblagem dos perfis permite um peso máximo por folha de 130 kg na solução batente e oscilobatente, 120 kg no caso da solução projetante e 70 kg na basculante.

O equipamento está preparado com caixas específicas para receber os perfis de capeamento para remates ou construções de renovação. As caixas estão concebidas para receber vidros de grande espessura e apresentam elevada capacidade de estanquidade da câmara de drenagem.

O sistema de abrir A. 100 é um produto Eco-friendly.

fibranxps em sistemas construtivos direcionados para a reabilitação A Iberfibran desenvolveu três soluções construtivas destinadas à área da reabilitação em parceria com outras empresas.

O Candiwall® é um sistema desenvolvido em parceria com uma empresa da área do grés cerâmico para isolamento térmico pelo exterior com revestimento pesado. Permite melhorar o comportamento térmico do edifício e, de acordo com a empresa, garante também um acabamento duradouro e um efeito esteticamente apreciado.

O HESBoard é outro dos produtos nacionais concebidos pela Iberfibran. Consiste em placas de FIBRANxps revestidas com uma argamassa fina e uma rede de fibra muito resistente. O

HESBoard pode ser aplicado em instalações sanitárias (base de chuveiro, banheiras e

balcões, etc.) e também em piscinas e centros de bem-estar (SPAs). O FIBRANxps alia elevada resistência à compressão com baixa condutibilidade térmica. Segundo a Iberfibran, trata-se de um produto extremamente leve e fácil de trabalhar.

Outro produto prefabricado da Iberfibran é a placa composta de isolamento térmico.

Trata-se de um painel que incorpora placas de FIBRANxps e de gesso cartonado e é utilizado para o isolamento térmico pelo interior. De acordo com a empresa, é fácil e rápido de aplicar e melhora a eficiência energética do espaço isolado. www.fibran.com.pt

nova gama de argamassas técnicas da saint-gobain weber A Saint-Gobain Weber lançou uma nova gama de argamassas técnicas a serem usadas na reparação e regularização de betão.

Segundo a empresa, as novas argamassas caracterizam-se por fórmulas que as tornam mais fortes, para responder às mais variadas exigências, mais simples de aplicar, de modo a garantir uma fácil reparação do betão, e também mais rentáveis.

Os três novos produtos estão concebidos para responder às situações mais exigentes na reparação do betão estrutural e não estrutural e obedecem às normas europeias que regulam a construção e reparações estruturais, nomeadamente à norma EN-1504-3.

Apesar das qualidades construtivas do betão, este material está sujeito a vários tipos de degradação, que podem dever-se à utilização de composições e matérias primas inadequadas, a deficiências durante o processo de execução e aos ataques químicos e físicos sofridos pela estrutura. Desta forma, a reparação desempenha um papel importante na manutenção da estabilidade das estruturas. weber.rep rapide Argamassa com fibras para reparação estrutural de betão − Classificação R4 Norma EN1504-3 − Para camadas de 5 a 100 mm de espessura − Presa rápida para otimização de aplicação de revestimentos − Não liberta poeiras − Possibilita reparações com elevada exigência − Aplicável em interiores e exteriores, na horizontal e na vertical weber.rep express Argamassa com fibras para reparação estrutural de betão − Classificação R3 Norma EN1504-3

− Para camadas de 5 a 50 mm de espessura − Presa rápida para otimização de aplicação de revestimentos − Não liberta poeiras − Aplicável em interiores e exteriores, na horizontal e na vertical weber.rep basic Argamassa com fibras para reparação não estrutural de betão − Classificação R2 Norma EN1504-3 − Para camadas de 2 aq 50 mm de espessura − Acabamento fino − Aplicável a interiores e exteriores, na horizontal e na vertical A Saint-Gobain Weber disponibiliza também um conjunto de produtos complementares: − Pasta de acabamento de betão misturável com gesso ou cimento que proporciona um acabamento liso − Revestimento anticorrosivo pronto a aplicar − Proteção anticorrosiva à base de cimento e polímeros modificados com excelente aderência e fácil de aplicar www.weber.com.pt

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novos acabamentos exclusivos da technal mudam de cor A Downtown Collection é a nova gama de oito acabamentos exclusivos da Technal, desenvolvida em parceria com arquitetos internacionais.

As novas cores desta coleção permitem uma melhor adequação e harmonização de vários projetos arquitetónicos.

Esta gama destaca-se ainda por mudar de cor consoante a incidência da luz, o que confere

dinamismo às obras. As texturas finas realçam a sobriedade das cores, que se assemelham aos materiais naturais.

Além da Downtown Collection, a Technal disponibiliza também a gama Classic Collection. Ambas possuem o selo Qualicoat Classe 2, que confere uma garantia de 15 anos. www.technal.pt

aço domex assinala 50º aniversário com nova gama de aços laminados a quente O aço Domex da SSAB lançou uma nova geração de aços laminados a quente. O lançamento dos aços Domex 900/960 e Domex 1100 coincide com a comemoração dos 50 anos da marca. Os produtos da Domex incluem agora aços com níveis de resistência entre 220 e 1100 Mpa. A nova gama de produtos visa obter uma produção eficiente de qualidade superior. Os novos aços caracterizam-se pela sua resistência elevada e possibilitam a obtenção de estruturas mais leves, resistentes e de longa duração. De acordo com a empresa, a formabilidade, capacidade de dobragem e soldabilidade, aliadas a

graus reduzidos de tolerância, conferem ao produto o potencial de criar novos designs. A maior eficiência do produto leva também a um aumento da produtividade.

O aço enformado a frio microligado da SSAB tem sido aplicado em várias indústrias. Um dos mo-

delos iniciais, o Domex MC, ainda é produzido como uma chapa de aço para corresponder às normas de materiais atualmente em vigor. Com os novos tipos de aço disponíveis, é possível aperfeiçoar as construções existentes e potenciar aplicações e soluções de design novas.

Joachim Larsson, diretor de design e construção para aço de construção da SSAB, avança que este é apenas um dos projetos da empresa. O responsável destaca o “elevado limite de elasticidade”, que permite melhorar o desempenho no que toca à resistência e à durabilidade. www.ssab.com

A nova lã SUPAFIL 034, recentemente lançada pela Knauf Insulation, garante uma poupança de energia de 25 por cento sem necessidade de outras obras. Esta poupança é conseguida graças à baixa condutibilidade térmica do material, o que proporciona uma resistência superior à dos restantes isolantes.

Esta lã é a única no mercado para paredes duplas que proporciona conforto térmico e acústico sem quaisquer interferências no estado original da fachada. Pode ser utilizada em edifícios novos ou estruturas a reabilitar.

A aplicação da SUPAFIL 034 dispensa o acesso ao interior da casa. O tempo de aplicação varia consoante o estado da parede. Primeiro, o instalador deve realizar um exame endoscópico para determinar se a cavidade da parede está em bom estado para a aplicação do produto.

Caso haja fendas, fissuras e as juntas estejam danificadas, é necessário proceder ao restauro para evitar fugas do material durante a aplicação.

Em seguida, o instalador deverá fazer um estudo das perfurações a realizar nas paredes

para assegurar uma distribuição correta e uma insuflação uniforme do material.Em seguida, é introduzida nos orifícios a mangueira da máquina de injeção através da qual a lã será insuflada.

Por último, os orifícios abertos na fachada são tapados com cimento.

A lã SUPAFIL apresenta-se, segundo o fabricante, como um material eficaz e duradouro, mantendo um desempenho constante ao longo de todo o tempo de vida do edifício. www.knaufinsulation.pt

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projeto pessoal

Humberto Varum

Engenheiro Civil e Professor na U.Aveiro bi Nasceu em Salreu, Estarreja, no ano de 1970. Fez a sua instrução primária em Caracas, Venezuela, e a secundária no colégio de Albergaria-a-Velha. É licenciado em Engenharia Civil, e mestre em Estruturas, pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Concluiu a sua tese de doutoramento em 2003. Foi bolseiro (de 1998 a 2001) e Perito Nacional Destacado (ano letivo 2009/10) no laboratório ELSA (Laboratório Europeu de Avaliação Estrutural), do JRC (Centro Comum de Investigação), da Comissão Europeia, em Itália, onde desenvolveu investigação no domínio da avaliação e reforço sísmico de estruturas existentes.

Atualmente é professor associado com agregação no Departamento de Engenharia Civil da Universidade de Aveiro, onde leciona desde 1997. É membro do comité nacional do ICOMOS desde 2009 e do ISCEAH desde 2011.

sonho de criança Participar ativamente na melhoria das condições de vida e de segurança das populações.

o seu maior desafio Gerir o tempo, sempre escasso, para conciliar as várias atividades e projetos em que está envolvido e a vida familiar.

um engenheiro civil de referência Pelo número e excecionalidade das suas obras, destaca o Eng. Edgar Cardoso. Destaca também outro grande professor e engenheiro que marcou definitivamente o seu percurso de formação, o professor Manuel de Azeredo. Tudo o que ensinou aos seus alunos, a motivação para a análise crítica e lógica dos problemas e as excecionais características humanas foram, e são, uma constante fonte de inspiração.

obras de engenharia de referência A ponte ferroviária de São João, sobre o rio Douro, no Porto. Além de ser uma obra de referência a nível mundial, a sua construção desenvolveuse durante grande parte do período em que frequentou o curso de engenharia civil, na FEUP. Não se esquece dos frequentes passeios de fim de semana às “obras da ponte”.

Também destaca o edifício Burj Khalifa, o maior arranha-céu do mundo, localizado no Dubai, Emirados Árabes Unidos, construído em pouco mais de cinco anos, com 828 metros de altura e 160 andares.

dos projetos mais desafiantes, seleciona A formação e preparação de engenheiros, investigadores e professores em ação em regiões mais carenciadas, como na Ásia, África e América Latina. Nesta linha, destaca-se o envolvimento na rede Erasmus Mundus EU-NICE (Eurasian University Network for International Cooperation in Earthquakes), financiada pela União Europeia.

uma aposta no futuro A consolidação da investigação no domínio da construção em terra quer na caracterização das construções existentes como suporte à sua reabilitação, quer no desenvolvimento de soluções construtivas inovadoras e sustentáveis.

hobby favorito Conhecer novos lugares; jogos com números.

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eventos

O Salão Internacional da Feira de Barcelona, a decorrer de 21 a 24 de maio, captou mais de 30 mil milhões de euros em projetos de economias emergentes.

Nesta edição será apresentado o Fórum Contract, criado para oferecer oportunidades de negócio às empresas expositoras.

A presença destas empresas na Feira responde ao interesse da organização do certame de abrir portas ao investimento estrangeiro, tendo em conta que em 2011 as vendas ao exterior das empresas de construção espanholas superaram os níveis pré-crise. A exportação de produtos para construção alcançou um valor de 16455 milhões de euros, o que representa 7,7 por cento do total de vendas de produtos espanhóis para o estrangeiro. Apesar de a União Europeia ser ainda o principal mercado do setor, com 55 por cento do total de vendas, a América do Sul e o norte de África começam a ganhar protagonismo, sendo que em 2011 o Magrebe já representava 5,4 por cento das vendas, uma subida de 1,7 pontos percentuais em relação a 2006.

Através do Fórum Contract, as empresas espanholas e europeias poderão ter contacto com os grandes projetos construtivos em marcha nos países emergentes.

Entre os 170 projetos a apresentar no âmbito do Fórum Contract, destacam-se a segunda fase do programa “Minha Casa, Minha Vida”, um projeto para acabar com as favelas das principais cidades brasileiras através da construção de milhões de vivendas, com um orçamento de 3332 milhões de euros, ou a reconstrução de Havana Velha, em Cuba, uma iniciativa dotada de um orçamento de mais de 90 milhões de euros.

Além do Fórum Contract, haverá outras novidades nesta edição da Construmat. Uma delas é a iniciativa Building Solutions World Congress, um evento que reunirá peritos da área da inovação, sustentabilidade e reabilitação. www.construmat.com

Vai decorrer entre 12 e 15 de março em Bilbao a 20ª edição da Feira Internacional Ferroforma 20/ Bricoforma 5.

Setores como serralharia, ferramentas, maquinaria elétrica portátil, madeira, madeira, materiais para indústria e construção, equipamento, decoração, eletricidade e jardinagem, entre outros, juntam-se neste evento com o objetivo de reunir produtores, importadores e distribuidores de todos estes setores e colocá-los em contacto com especialistas.

Vão também ser apresentados os prémios Ferroforma/Bricoforma para os produtos mais inovadores nos setores do hardware, DIY e ferramentas industriais. Haverá também prémios comemorativos da 20ª edição da Feira para as empresas que se apresentaram em todas as 20 edições. Serão também atribuídos prémios de presença na área da exposição, tendo em conta aspetos como a promoção da presença de cada empresa no evento.

Durante o certame, haverá seminários técnicos de apoio à internacionalização de negócios. www.ferroforma.eu

calendário de eventos

II CONGRESSO Habitação Habitação, Espaço e Território no Espaço Lusófono

11 a 15 de março 2013

Lisboa Portugal

LNEC http://2cihel.lnec.pt

Ferroforma/ Feira de materiais de construção Bricoforma

12 a 15 de março 2013

Bilbao Espanha

Bilbao Exhibition Centre e Herramex www.ferroforma.eu

II Jornadas de Construção em Cimento Construção em Cimento

3 de abril 2013

Lisboa Portugal

ATIC www.jornadasatic.com

Seminário Casas de Construção em Madeira Madeira

17 de abril 2013

Lisboa Portugal

ISISE, LNEC, UM www.civil.uminho.pt/casasdemadeira

IRF’2013 Confiabilidade, integridade e falha

23 a 27 de junho 2013

Funchal Portugal

FEUP, CCEE-UMadeira e MADL http://paginas.fe.up.pt/clme/IRF2013

ASCP 2013

26 a 28 de junho 2013

Porto Portugal

ASCP www.ascp2013.ascp.pt

Segurança e Conservação de Pontes

As informações constantes deste calendário poderão sofrer alterações. Para confirmação oficial, contactar a Organização.

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