Foram dadas atenções especiais aos pescoços dos pilares, pela importância que estas regiões tiveram no colapso do edifício. Neste sentido, foram priorizados ensaios de caracterização destes elementos, tais como: ensaios de reconstituição do traço, teste de reação álcali-agregado, porosidade, carbonatação, resistência mecânica dos aços. A retirada de testemunhos objetivando ensaios de resistência à compressão dos pescoços dos pilares, só foi possível em um deles (Pilar P20), em virtude da insuficiência de integridade dos demais após o colapso. Mesmo assim, o resultado obtido mostrou-se atípico e não representativo, pelo fato deste pilar ter sido o único que revelou características estruturais adequadas, considerando que a resistência obtida foi comparável à da superestrutura.
De modo geral, os pescoços dos pilares caracterizaram-se pelas condições descritas a seguir:
Falta de aderência – observou-se que quando as barras de aço foram solicitadas durante o processo de colapso do edifício, estas se soltaram do concreto circundante deixando calhas lisas com o desenho do seu contorno sem sinais de “desgarramento”, como é característica da ruptura quando se tem aderência adequada. Este fato ocorreu por se ter um concreto poroso (ver ensaio de porosidade), fator água-cimento elevado, indício de falta de vibração e existência de reação álcali-agregado. Há que se levar em consideração a existência de caulim que foi detectada nos ensaios utilizando o microscópio eletrônico de varredura e EVX (raios x). As Fotos 30 e 32 mostram claramente a baixa aderência por revelar que as barras de aços escorregaram no interior do pescoço sem provocar ruptura desta região do pilar.
Porosidade - Os ensaios de absorção d´água, massa específica e vazios mostraram índice de vazios médio após saturação em água 12,70 % e índice de vazios médio após saturação e fervura em água 13,8%. Tais resultados comprovam a elevada porosidade
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do concreto. Isto se torna mais relevante considerando-se que os corpos de prova ensaiados foram predominantemente da superestrutura.
Os ensaios de reconstituição do traço em amostras extraídas dos pescoços dos pilares forneceram o índice de vazios médio de 16,31 %.
Teor de cimento – Conforme exposto no item 5.4.6, o valor médio do teor de cimento encontrado nos ensaio de reconstituição do traço foi de 234,3 kg/m3 enquanto que as amostras provenientes dos trechos situados no subsolo tiveram valor médio de 291,8 kg/m3. Para os padrões da época em que foi construído o edifício, um concreto estrutural geralmente tinha um consumo mínimo de 300 kg/m3. O valor mínimo encontrado nas amostras ensaiadas foi 194 kg/m3. Admitindo-se a hipótese do traço do concreto ser o mesmo, tais valores indicam que houve um processo de deterioração do concreto provocado por agentes químicos identificados nos ensaios, além da ação da umidade atuando permanentemente sobre um concreto de elevada porosidade. Os pilares P20 e P19, que davam apoio ao reservatório inferior, tendo em comum com este o trecho correspondente à altura do reservatório, mostraram no ensaio de reconstituição do traço mesmo teor de cimento ao longo da altura, ou seja, nos trechos dos pescoços e do subsolo. Este teor situa-se na faixa média de valores representativos dos pescoços dos pilares. Foi ainda verificado que a ação da umidade nestes pilares foi mais intensa, verificando-se maior intensidade na oxidação das armaduras e desagregação do concreto, mais acentuada que nos demais pescoços, provavelmente em decorrência de vazamentos ocorridos no reservatório. Esta última hipótese é reforçada pelo fato de se terem sido identificadas, durante a análise dos escombros, pelo menos duas camadas de impermeabilizações efetuadas com a finalidade de eliminar vazamentos. Não foram obtidas informações das épocas em que tais serviços foram realizados.
Falhas de concretagem – Foram constatadas falhas no concreto em vários pescoços de pilares decorrentes de deficiências ocorridas durante as operações de concretagem: Brocas: causadas por falta de vibração e/ou falta de controle do preenchimento dos espaços, além de falta de inspeção adequada após as retiradas das formas;
Inadequação da ligação pescoço do pilar-sapata: ausência do patamar nos topos das sapatas para o apoio das formas dos pescoços, conduzindo à fuga de material durante a
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mesmo tempo expondo as armaduras e o concreto daquela região às ações deletérias dos agentes agressivos.
Colapsos das armaduras – Foram verificadas rupturas dos estribos em decorrência da oxidação favorecida pelo pequeno cobrimento, presença de umidade, elevada porosidade, tudo isto agravado pelo pequeno diâmetro da armadura (4.2 mm). Em decorrência da ruptura dos estribos e das falhas construtivas das bases dos pilares, anteriormente referidas, houve sistemáticas flambagens das armaduras longitudinais (Fotos31 e 40). Estas flambagens, por sua vez, foram acentuadas pela baixa aderência da armadura com o concreto, contribuindo decisivamente para a transferência de cargas verticais para a seção estrangulada do concreto.
Concreto friável – O concreto, em vários pescoços de pilares se mostrou quebradiço, decompondo-se facilmente com o simples manuseio. Este comportamento não foi observado com a mesma intensidade em outros trechos de peças estruturais retiradas dos escombros. Alguns pescoços de pilares, após a ruptura tiveram o conjunto concreto/armadura com a aparência semelhante a de gabiões. Em um dos pescoços, ao se tentar retirar amostras para a realização de ensaios de reconstituição do traço, ao simples impacto da marreta, todo concreto se decompôs em fragmentos, havendo inclusive, a separação do agregado graúdo do restante da massa. Estes fatos impossibilitaram a retirada de qualquer testemunho para a realização de ensaios de resistência à compressão dos pescoços. Apenas os trechos de concreto das paredes do reservatório inferior e do pilar P20 ofereceram condições para retirada de corpos de prova inteiros.
6.1.4 Cintas
As cintas de fundações, cuja características estão descritas no item 5.3.3, não tiveram efetividade no processo que levou à ruptura do edifício.
6.1.5 - Reservatório inferior – Dentre todos os componentes relacionados que contribuíram para a ruptura do edifício, o reservatório inferior, teve importante participação pelo fato de fornecer permanente umidade, favorecendo mais intensamente
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a oxidação das armaduras e a degradação dos pilares a ele justapostos, que por sua vez desencadearam o processo de colapso.
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7. CONCLUSÕES
Os estudos efetuados, ensaios realizados e as análises daí decorrentes, conduziram às seguintes conclusões:
• O desabamento do Edifício Areia Branca se deu em decorrência da ruptura dos pilares, nos trecho dos pescoços, ou seja, na região compreendida entre os topos das sapatas e o piso do subsolo;
• a seqüência de ruptura dos pilares se iniciou com o pilar P22, seguido pelo pilar P21, ambos servindo de suporte do reservatório inferior. O desenvolvimento da seqüência se deu partindo da região central para os bordos, conduzindo os destroços para a própria projeção da edificação, aproximadamente, com pequeno desvio rotacional para noroeste, atingindo os cinco primeiros andares do Edifício Solar da Piedade;
• o acidente se deu após 27 anos do início da construção, em virtude do processo de degradação do concreto da infra-estrutura ao longo do tempo;
• o solo e as sapatas de fundação não contribuíram para o colapso do edifício; • não foram constatadas fugas de material situado sob as sapatas de fundação,
provenientes de qualquer origem;
• as edificações situadas no entorno do prédio não interferiram no acidente; • os colapsos dos pescoços dos pilares foram motivados por diversos fatores:
- má qualidade de execução do concreto, onde foram constatados indicativos de falta de vibração, alta porosidade, fator água/cimento elevado, baixa aderência entre as barras de aço e concreto e dos agregados em relação à matriz;
- uso de estribos finos, permitidos pela NB 1/1960, com grande incidência de ruptura, que favoreceu a flambagem das barras longitudinais, antes da ruptura do concreto, na maioria dos pilares;
- os cobrimentos, embora permitidos pela norma NB 1/1960, sob cujas prescrições o projeto estrutural foi desenvolvido, são na atualidade reconhecidamente insuficientes para fornecer a adequada proteção às armaduras; - ausência de detalhes construtivos importantes, como é o caso do patamar necessário para o apoio da forma do pilar sobre a sapata, o que provoca fuga da
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argamassa constituinte do concreto, vazios de formas e dimensões diversas, resultando em redução da seção resistente do pilar no trecho mais solicitado, além de favorecer a oxidação das armaduras e ataques ao concreto com a conseqüente deterioração;
- sapatas com os troncos de pirâmide que compõem a suas partes superiores com geometria incompleta e disforme, além de haver evidências de o concreto ter sido executado sem vibração;
- os ensaios de reconstituição do traço do concreto revelaram que os pilares P22 e P21, a partir dos quais iniciou o processo de colapso, sofreram degradação nos pescoços e na região situada acima do nível do subsolo, ou seja, ao longo de todo o espaço compreendido pelo reservatório inferior. Também foi constatada oxidação da armadura em intensidades maiores do que nos demais pilares. Estes efeitos foram provocados pela presença constante de umidade proveniente de vazamentos do reservatório ao longo do tempo. Foram detectadas duas camadas de material de revestimento executadas em diferentes épocas, o que é prova da realização de serviços de recuperação para a eliminação de vazamentos;
- houve degradação do concreto da fundação ao longo do tempo (sapatas e pescoços de pilares), o que foi comprovado pelos ensaios e pelas inspeções visuais efetuadas. As sapatas sofreram lixiviação nas superfícies. Os pescoços dos pilares apresentaram comportamentos atípicos: concreto poroso, friável, de baixa resistência, baixa aderência, falhas de execução (brocas, falta de vibração). Foram constatados indícios de reação álcali-agregado em proporções insuficientes para produzir fissuração do concreto, mas que as eventuais expansões poderiam contribuir para a redução da aderência;
- foi constatada variação do nível do lençol freático com a elevação durante as chuvas intensas dos meses de maio e junho de 2005, chegando a cobrir parcialmente as sapatas nesta época, enquanto que no período outubro-abril o lençol freático esteve em nível inferior à cota de fundação das sapatas. Este fato, juntamente com a agressividade constatada nos ensaios, explica a lixiviação do concreto nas superfícies externas das sapatas. Há que se considerar a existência de seis sumidouros, pertencentes ao sistema de esgotamento sanitário, que juntos lançavam cerca de 24 000 litros de efluentes diariamente no contorno da região
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compreendida pelas fundações;
- Não foi identificada carbonatação do concreto.
Recife, 25 de julho de 2005
ALEXANDRE DUARTE GUSMÃO Engenheiro Civil, D.Sc., CREA 17403-D/PE
DÍLSON CORRÊA LIMA TEIXEIRA Engenheiro Civil, M.Sc., CREA 3256-D/PE
JOAQUIM CORREIA XAVIER DE ANDRADE FILHO
Engenheiro Civil, CREA 1601-D/PE
JOSÉ AFONSO PEREIRA VITÓRIO
Engenheiro Civil, CREA 6904-D/PE
ROMILDE ALMEIDA DE OLIVEIRA Engenheiro Civil, D.Sc., CREA 3730-D/PE
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8. – Bibliografia
ABNT - NB1/1960 – Cálculo e Execução de Obras de Concreto Armado.
ABNT - NBR 6118/1978 – Projeto e execução de obras de concreto armado – Procedimento.
ABNT -NBR 6118/2003 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimentos. ABNT – NB51/1978 – Projeto e Execução de Fundações – Procedimento.
ABNT – MB4/1953 – Ensaio de tração dos materiais metálicos – Método Brasileiro. ABNT – MB4/1977 – Determinação das propriedades mecânicas à tração de materiais metálicos – Método de ensaio.
ABNT - EB3/1967 – Barras e fios de aço destinados a armaduras de peças de concreto armado.
ABNT – Anexo da EB3/1967 (Modifica dispositivos da NB1 e NB2) – Condições de emprego das barras de aço destinadas a armadura de peças de concreto armado.
ABNT – NB5/1961 – Cargas para o cálculo de estruturas de edifícios.
CODECIPE – Relatório de ocorrência sobre o Edifício Areia Branca, 19.10.2004. CODECIPE – Relatório de ocorrência sobre o Edifício Areia Branca, 30.10.2004.
COMDEC – Operação Risco Zero, Prefeitura Municipal de Jaboatão dos Guararapes, Atas de reuniões Nos. 02, 03, 04 e 05, 2004.
Projeto Arquitetônico do Edifício Areia Branca de autoria do Arquiteto Juarez Alves Batista, 1975.
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