30 Manutencao e Avaliacao Estruturas Metalicas Com Ensaios Nao Destrutivos

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MANUTENÇÃO E AVALIAÇÃO ESTRUTURAS METALICAS COM ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS Autor: Engº. Fábio Gomes da Costa; M.Sc Consultor Técnico e Coordenador Operacional Estruturas Metálicas e Ensaios Não Destrutivos Grupo Falcão Bauer

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MANUTENÇÃO E AVALIAÇÃO ESTRUTURAS METALICAS COM ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS

Autor: Engº. Fábio Gomes da Costa; M.Sc Consultor Técnico e Coordenador Operacional Estruturas Metálicas e Ensaios Não Destrutivos Grupo Falcão Bauer

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O que é Manutenção?

Repor a capacidade do edifício em atender as necessidades dos usuários.

O que gera a necessidade da manutenção? - a degradação natural do edifício, fazendo com que este perca a capacidade de atender as exigências dos usuários; - obsolescência e incorporação no mercado de novas tecnologias ; - manifestações patológicas defeitos não previstos ou problemas de projeto/execução; - Adequação as novas exigências normativas; A manutenção de um edifício tradicional custa em média, de 0,7 a 2% do seu custo de produção a cada ano.

CONSIDERAÇÕES GERAIS – MANUTENÇÃO

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CONSIDERAÇÕES GERAIS – MANUTENÇÃO.

Como ocorre a deterioração? Quais as conseqüências?

Para o projeto, é fundamental conhecer as transformações que os materiais sofrem e o que afeta a sua durabilidade, que é a capacidade do edifício e suas partes manterem o seu desempenho ao longo do tempo. Desempenho é a capacidade de um produto de cumprir a função para a qual, ele foi projetado. A degradação de um material depende de vários fatores: - Fatores de degradação que agem no local onde o material está empregado; - Da natureza físico–química do material - De detalhes de projeto, dispositivos de proteção - Eficiência da manutenção (preventiva e corretivas).

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O QUE A FALTA DE MANUTENÇÃO PODE OCASIONAR NAS ESTRUTURAS.

Nos perguntamos:

O que teria levado essa estrutura à ruína?

MANUTENÇÃO ESTRUTURAS METALICAS

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Pode ser classificado em: Químicos; Biológicos; Físicos e Danos.

MANUTENÇÃO ESTRUTURAS METALICAS

PROCESSO DEGRADAÇÃO – Estruturas Metálicas

Processos de degradação

Químicos e biológicos

Físicos Outros eventos

Co

rro

são

Acu

mu

lo d

e

det

rito

s e

Fad

iga

Imp

acto

Sob

reca

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Fogo

Acu

mu

lo d

e

águ

a

Tip

os

de

de

feit

os

Contaminação X X X X

Deformação X X X X X

Deterioração X X X X

Descontinuidade X X X X X

Deslocamento X X X X X

Perda de material X X X X X X

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NORMAS DE REFERENCIA – MANUTENÇÃO

ISO 15686 A importância do estudo da durabilidade vem da década de 70, onde uma comissão hoje denominada, CIB W080/RILEM TC 140 (Prediction of Service Life of Building Materials andComponents) criou uma metodologia genérica para lidar com o problema de forma sistemática. A série de normas ISO 15686 – Buildings and Constructed Assets – Service Life Planning. apresenta metodologia para previsão de vida útil de componentes da construção. Este sistema de trabalho deve ser aplicado em conjunto com demais normalizações vigentes e especificações do empreendimento.

(SATO in Coleção Habitare)

Definição

Necessidade dos usuários, contexto do edifício, tipo

e intensidade dos agentes de degradação, requisitos de desempenho

Caracterização dos materiais.

Preparação

Identificação dos agentes e mecanismos de degradação

e seus efeitos, escolha das características de desempenho

e técnicas de avaliação, feedback de outros estudos.

Ensaios Prévios

Verificação de mecanismos e cargas, verificação

da escolha de características e técnicas por meio

de exposições de curta duração

Exposição e avaliação

Exposição

de curta duração

Envelhecimento

natural

Degradação

semelhante ?

Análise / interpretação

Processar as funções

"desempenho versus tempo" ou

"dose-resposta"

para estabelecer modelos de previsão

Previsão da vida útil

Análise, crítica, relatório

Exposição em

estação de

envelhecimento

natural

Inspeção

de edifícios

Edifícios

experimentais

Exposição nas

condições de uso

Condição de uso -

exposição

não acelerada

Exposição acelerada

NÃO

SIM

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CONSIDERAÇÕES GERAIS – MANUTENÇÃO

Preservar as características originais da edificação; Prevenir a perda de desempenho decorrente da degradação dos seus sistemas, elementos ou componentes;

NBR 5674 - Manutenção de edificações – Requisitos para o sistema de gestão de manutenção .

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Antes de realizar os trabalhos, devemos estabelecer as condições mínimas de aceitação da estrutura, verificando as Normas de Referência e demais documentos existentes.

Projetos , especificações técnicas, identificação dos materiais e processos construtivos.

NBR 5674 – Manutenção de edificações – Procedimento

NBR 8800 – Projeto das estruturas de aço e de estrutura mista aço e concreto de edifícios;

NBR 14762 “Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio”.

NBR 15575-1; Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos - Desempenho – Partes 01 a 05.

ISO 15686 – Buildings and Constructed Assets – Service Life Planning

SSPC - Standard Method of Evaluating Degree of Rusting on Painted Steel Surfaces.

NORMAS DE REFERÊNCIA

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Ensaios por liquido Penetrante

NBR 8407:11 – Ensaio não Destrutivos – Detecção de descontinuidades

APLICAÇÃO DOS ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS.

Ensaios visual

NBR NM 315:07 – Ensaio não destrutivo – Ensaio visual - Procedimento

APLICAÇÃO DOS ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS

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APLICAÇÃO DOS ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS.

Ensaios por ultra-som.

NBR 9440 – Materiais metálicos – Detecção de descontinuidades por ultrassom

Inspeção eletromagnética cabo de aço.

ASTM E 1571 – 1993 – Standard Practice for Eletromagnetic Examination of Ferromagnetic Steel Wire Rope.

APLICAÇÃO DOS ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS

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Ensaio de aderência da película de tinta.

(NBR 11.003)

APLICAÇÃO DOS ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS

Ensaio de espessura da película tinta. (NBR 10.443)

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Conformidades Técnicas / Especificações, Projeto.

Conformidades de Gestão / Manutenções.

Conformidades Operacionais / Aplicação a que se destina

INSPEÇÃO PREDIAL

Com foco na Avaliação da Manutenção.

MANUTENÇÃO ESTRUTURAS METALICAS

As inspeções devem avaliar as atuais condições do empreendimento, informando: Medidas necessárias para conservação; Manter as condições normais de uso; Condições de funcionamento, mediante aos aspectos de desempenho previstos e

vida útil.

Para a avaliação final, devem ser considerados todos aspectos de modernização e desenvolvimento tecnológico presente.

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Estrutura do mastro da bandeira, possui 60 (sessenta) metros de altura, foi montado com guindaste, sua estrutura é composta por estrutura metálica com pintura original da época na cor branca. (Fonte:Jornal Folha de São Paulo de 19/11/1970) O hasteio da bandeira foi paralisado no início do ano 2005 decorrente a observação de diversos pontos de corrosão na estrutura metálica, e as grandes oscilações observadas na estrutura durante hasteio da bandeira.

ESTUDO DE CASO – Mastro Praça da Bandeira –S.P.

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l.a.falcão bauercentro tecnológico de controle da qualidade bna - engenheiros consultores

¼"

ESTUDO DE CASO – Mastro Praça da Bandeira –S.P.

Mastro em estrutura metálica soldadas formato geometria do tipo Y, com altura de 48 metros; Topo mastro fixo um perfil tubular. Altura total da Estrutura – 60 metros.

Características da estrutura: Base concreto Armado seção tronco Cônica maior diâmetro de 3,3 metro e Menor diâmetro de 2,7 metros.

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ENSAIOS REALIZADOS: Inspeção visual por acesso corda; Verificação dimensional; Liquido penetrante; Ultra-som ; Investigação nas base de concreto.

CAUSA: Interrupções constantes no içamento da bandeira; Oscilações na estrutura durante o hasteio da bandeira; Peças e ligações da estrutura apresentando falhas e corrosão; SOLICITAÇÃO: Avaliar seu atual estado de conservação e propor medidas corretivas.

ESTUDO DE CASO – Mastro Praça da Bandeira –S.P.

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Inspeção e investigação nas bases de concreto

ESTUDO DE CASO – Mastro Praça da Bandeira –S.P.

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Inspeção na estrutura metálica e suas ligações – Soldas, Parafusos e Chapas

ESTUDO DE CASO – Mastro Praça da Bandeira –S.P.

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Corrosão uniforme e por pites diversas regiões de estagnação do produto de corrosão na interface metal/tinta. Avaliação do revestimento protetor conforme classificação da norma SSPC.

ESTUDO DE CASO – Mastro Praça da Bandeira –S.P.

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(3) (3) (3)

(3)

(2)

(2)

(2)

(2)

(2)

(1)

(1)

Ensaio Líquido penetrante revelando pites de corrosão (1), local de estagnação do produto de corrosão na interface pintura e aço (2) e marcas dos diversos períodos de estagnação (3).

Verificação da profundidade do pite de corrosão nas chapas metálica, confirmado com ensaios por Ultrassom perda da espessura de forma generalizada.

ESTUDO DE CASO – Mastro Praça da Bandeira –S.P.

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CONCLUSÕES: Estrutura metálica se encontrava com perda de seção acima do limite das normas de projeto em estruturas metálicas. Trincas e corrosão acentuada nos perfis e ligações fragilizando a estrutura. RECOMENDAÇÕES Executar recuperação com reforços na estrutura ou, Substituir a estrutura por uma nova.

ESTUDO DE CASO – Mastro Praça da Bandeira –S.P.

centro tecnológico de controle da qualidadel.a.falcão bauer

bna - engenheiros consultores

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ESTUDO DE CASO – PONTE PENSIL – SALTO - S.P.

1929

Ponte Pênsil possui uma extensão de 75 metros de vão livre, constituída por estruturas metálicas, cabos de aço e madeira, sendo que os trabalhos de montagem foram concluídos em 1913.

Fonte Prefeitura da Estância Turística de Salto

1929 2009

Comparativo do posicionamento da estrutura em relação ao tempo de

utilização e manutenções ocorridas ao longo do tempo.

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Inspeção rotineira para avaliar o atual estado de conservação da Estrutura Metálica – Manutenção Preventiva

ESTUDO DE CASO – PONTE PENSIL – SALTO - S.P.

1929

A

A

B

C

D

E

A – Torre Metálica de sustentação dos cabos (pórtico); B – Cabo de Estai ou Cabo de Retenção; C – Entreliçamento do guarda corpo e contraventamento horizontal; D – Estai típico para sustentação do tabuleiro; E – Módulo do tabuleiro de madeira;

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ESTUDO DE CASO – PONTE PENSIL – SALTO - S.P.

Inspeção e avaliação visual nas ligações e peças estruturais

Deformações Deformações Deslocamento

Perda de material Descontinuidade Fadiga

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ESTUDO DE CASO – PONTE PENSIL – SALTO - S.P.

Os ensaios não destrutivos auxiliou na

avaliação das atuais condições em que a estrutura metálica se

encontrava.

Aplicação do liquido

Remoção do

liquido Aplicação do revelador

ULTRASSOM

Inspeção por líquido penetrante e ultrassom

Trinca

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ESTUDO DE CASO – PONTE PENSIL – SALTO - S.P.

Com os ensaios realizados, foi possível avaliar as atuais condições operacionais em que a estrutura se encontrava.

Indicado trabalhos de melhoria e readequações em atendimento ao

seu uso e atuais normalizações.

Barra Roscada

Esticador

Soquete

Porca

Olhal

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ESTUDO DE CASO – GINÁSIO ESPORTIVO

TRABALHOS CONSISTIRAM : Manutenção preventiva; Verificando eventuais pontos degradação da

estrutura e sistemas de fixação. Confrontar a inspeção com demais relatórios

de acompanhamento Ensaios executados: Inspeção visual nas Soldas de ligação e cabos

de aço; Líquido penetrante; Ultrassom;

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ENSAIOS VISUAL E DIMENSIONAL DAS PEÇAS E CABOS - CADASTRAMENTO

ESTUDO DE CASO – GINÁSIO ESPORTIVO

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ENSAIOS VISUAL NA NO CONCRETO E CABOS DE AÇO

Cliente: CLUB ATHLÉTICO PAULISTANO

1

1.1.

1.2.

1.3. Para darmos continuidade nos serviços de inspeção na estrutura metálica de cobertura do ginásio, será necessário a programa-ção dos trabalhos de levantamentos de anomalias na estrutura interna, por esse motivo, solicitamos a plataforma no local (dentroda quadra) para termos acesso à estrutura nas datas assinaladas abaixo.

1.4. A nossa equipe está programando a realização dos trabalhos de levantamento de anomalias da estrutura metálica de cobertura interna no dia 27/04/2009, a partir das 23:00h, tendo em vista a previsão de término no dia 28/04/2009 às 06:00h, sendo que se for necessário, será expandido também para a noite de 28/04 à 29/04/2009. Solicitamos a confirmação de viabilidade destas datasjunto ao Club Athlético Paulistano.

1.5. Para a realização dos serviços de inspeção e ensaios nos cabos de aço de sustentação da estrutura metálica de cobertura doginásio, será necessário a remoção por V.Sas. da graxa de proteção, conforme informado anteriormente, onde solicitamos aprogramação da execução da limpeza para a realização dos ensaios nos cabos.

1.6. Para a execução dos ensaios nos cabos de aço, a nossa equipe está no aguardo, a partir de hoje, de uma definição de data para

1.7.mento para a execução dos serviços (anexo A).

Michael Moisés Rodrigues Eng. Fábio Gomes da Costa, Msc

Data:17/04/2009

Dia da semana:Sexta-feira

Folha:Única

Número02

Cliente:

Técnico em Mecânica

Elaborado por: Verificado por:

Coordenador OperacionalCLUB ATHLÉTICO PAULISTANO

Foto dos contraventamentoFoto do chumbador da treliça.

Atenciosamente,

Para a remoção, aplicação e manutenção da graxa, recomendamos que sejam seguidas as orientações constantes no procedi-

iniciar os trabalhos.

Realizado nesta data (17/04/2009), o levantamento de campo nos chumbadores e contraventamentos das treliças para a elabo-ração dos croquis.

Tendo em vista que os serviços programados para serem realizados apartir do piso do ginásio já encontram-se concluídos.

SERVIÇOS REALIZADOS

RELATÓRIO DIÁRIO DE OBRA

Local:Ginásio Antônio Prado Júnior - CAP.

Tempo:

Assunto:Verificação da fixação da estrutura

BOM CHUVA INSTÁVEL

ESTUDO DE CASO – GINÁSIO ESPORTIVO

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ENSAIOS POR LIQUIDO PENETRANTE

ESTUDO DE CASO – GINÁSIO ESPORTIVO

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Resultados

Estrutura metálica e cabos de sustentação não foram observado a evolução de patologias comparados com relatórios anteriores, eventuais falhas, foram reparadas a curto prazo.

Conclusão:

Análises e avaliações técnicas realizadas fornecem ao proprietário / administrador do prédio:

A segurança das instalações e do usuário; Informa os aspetos da perda de vida útil e desempenho – precoce; Valorização do imóvel; Ajusta e adapta a planos de manutenção mais específicos; Estipula a ordem de prioridade técnica – Grau de Risco; Implanta ações preventivas.

ESTUDO DE CASO – GINÁSIO ESPORTIVO

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Controle e acompanhamento da fabricação e montagem dos ATENUADORES DINAMICOS SINCRONIZADOS - ADS, dispositivo dinâmico amortecedor das oscilações, instalado no interior da estrutura metálica do vão central da Ponte Rio-Niteroi, destina-se a produzir, sob efeito de ventos de intensidade da ordem de 60km/h, oscilações de amplitude diferentes da atingidas pelo caixão metálico, criando, assim, forças antagônicas as forças eólicas, amortecendo, a cada ciclo, a energia transmitida pelo vento a estrutura, não permitindo as oscilações nas amplitudes já ocorridas. Os conjuntos dos ADS agregam uma carga na ordem de aproximadamente 130 toneladas à estrutura metálica do vão central da ponte. Tornando-se necessário em criar uma proteção adicional para possibilitar que o vão metálico suporte esta sobrecarga. A estrutura dos Atenuadores Dinâmicos Sincronizados é constituída por 192 molas helicoidais, montados em 32 conjuntos metálicos compostos de estrutura metálica e amortecedores, fixados nos caixões metálicos do vão central da ponte Rio-Niterói.

ESTUDO DE CASO – PONTE RIO NITEROI

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MANUTENÇÃO E AVALIAÇÃO ESTRUTURAS METALICAS POR ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS

Eng.° Fabio Gomes da Costa; M.Sc. Engenheiro Civil – Pós Graduação Engenharia e Ciência dos Matérias e Processos Metalúrgicos.

Informações e Contato: [email protected] [email protected] Fone: 11 – 3611 0833 – ramal 172