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Carla Marisa Mendonça Ribeiro

Avaliação do Desempenho deRevestimentos Superficiais naDurabilidade de Pedra de Construção

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Universidade do MinhoEscola de Engenharia

outubro de 2013

Tese de MestradoCiclo de Estudos Integrados Conducentes aoGrau de Mestre em Engenharia Civil

Trabalho efetuado sob a orientação deProfessora Doutora Graça VasconcelosProfessor Doutor Joaquim Carneiro

Carla Marisa Mendonça Ribeiro

Avaliação do Desempenho deRevestimentos Superficiais naDurabilidade de Pedra de Construção

Universidade do MinhoEscola de Engenharia

Avaliação do Desempenho de Revestimento Superficiais na Durabilidade de Pedra de Construção

Carla Marisa Mendonça Ribeiro iii

AGRADECIMENTOS

A presente tese foi realizada na Universidade do Minho, no Departamento de Engenharia

Civil. A investigação experimental decorreu no laboratório de Materiais de Construção, onde

foram realizados todos os ensaios e experiências relacionadas com a tese apresentada.

Para que esta tese obtivesse os resultados esperados muitas pessoas contribuíram no

desenvolvimento desta investigação. Devido a este facto, a investigadora agradece em

particular a:

Professora Graça de Fátima Moreira de Vasconcelos, que orientou esta tese, pela

troca de conhecimentos e por todo o incentivo e apoio transmitido.

Professor Joaquim Alexandre Oliveira Carneiro, pela cooperação na realização

desta tese.

Indica ainda o seu muito apreço a:

Carlos Alberto Oliveira Fernandes Palha, técnico responsável pelo laboratório, pelo

acompanhamento e o apoio na realização da investigação experimental.

Filipa Fernandes e Lurdes Martins pelo apoio na realização experimental.

Deseja ainda expressar:

Um reconhecimento de gratidão aos pais pelo apoio incondicional prestado.

Um agradecimento especial ao marido Luís Sousa pela compreensão e o apoio

prestado.

Um grande apreço aos amigos, em especial a Ricardo Silva, Francisco Oliveira,

Susana Marques e Andreia Martins pelo apoio e pela força providenciada.

Um agradecimento à melhor amiga, Eng.ª Lurdes Neves, pelo incentivo e pela força

que me deu para eu frequentar este curso.

Agradece ainda o apoio de toda a sua família.


Carla Marisa Mendonça Ribeiro v

RESUMO

A pedra consiste num dos materiais mais utilizados na construção, quer em construções

monumentais, quer em construção vernácula. Em Portugal, e principalmente na zona norte, o

granito é mais abundante e por isso mais utilizado na construção. O conhecimento das

propriedades físicas dos granitos pode dar indicações sobre o seu comportamento em

ambientes mais severos como é o caso de ambientes húmidos que promovam o aparecimento

de fungos e climas onde haja variações de temperatura associados a ciclos gelo e degelo.

Assim, este trabalho tem como objetivos: (1) caracterização física de diferentes tipos de

granito; (2) avaliação do comportamento à água dos granitos; (3) avaliação da degradação de

diferentes tipos de granito submetidos a ciclos de gelo-degelo; (4) avaliação do efeito de

revestimento hidrófugo no comportamento dos granitos à água (absorção de água por imersão

e capilaridade); (5) avaliação de um revestimento à base de nanopartículas de dióxido de

titânio (TiO2) na capacidade autolimpante dos granitos.

Para o alcance dos objetivos propostos, foi efetuada uma alargada campanha experimental

com base em (1) ensaios normalizados para caracterização física (porosidade, densidade,

absorção de água por imersão e absorção de água por capilaridade antes e após a aplicação de

material hidrófugo e revestimento de nanopartículas; (2) ensaios para a determinação da

velocidade de propagação de ultrassons; (3) ensaios de gelo-degelo; (4) avaliação da

morfologia das superfícies após a aplicação do revestimento de nanopartículas e ensaios para

avaliação da função fotocatalítica do revestimento de nanopartículas.

A análise de resultados permitiu concluir que: (1) os granitos apresentam valores de

propriedades físicas bastante distintas, o que está associado ao tipo de granito e estado de

alteração; (2) a absorção por capilaridade depende consideravelmente do estado de alteração

do granito e, consequentemente, da porosidade; (3) o material hidrófugo utilizado retarda a

absorção por capilaridade; (4) verificou-se alguma degradação após 136 ciclos de gelo-

degelo, com uma alteração significativa da porosidade; (5) foi possível a aplicação de um

revestimento à base de nanopartículas de TiO2 com capacidade fotocatalítica, ainda que com

implicações na absorção de água por imersão e capilaridade.

Palavras- Chave: Granitos, Propriedades físicas, Revestimentos, Nanoparticulas.


Carla Marisa Mendonça Ribeiro vii

ABSTRACT

The stone is a very ancient construction material that is used commonly in monumental

buildings but also in vernacular architecture. In Portugal, and mainly in the northern region,

the granite is the most abundant stone and thus is more used in the construction. The

knowledge of the physical properties of the granites can give some indications about its

behavior in severe environments as moist environments and environment associated to

important temperature variations (consecutive freeze-thawing cycles). Therefore, the present

work has as the main objectives: (1) physical characterization of distinct types of granites; (2)

evaluation of the behavior of granites under water; (3) evaluation of the degradation of the

distinct types of granites under freeze-thawing cycles; (4) evaluation of the hydrofuge coating

in the behavior under water (water absorption by immersion and capillary); (5) evaluation of

the performance of TiO2 nanoparticles coating as self-cleaning material.

For the achievement of the proposed objectives an extensive experimental program was

carried out; (1) standard tests for the physical characterization (porosity, density, water

absorption by imersion and capillary) before and after the application of the hydofuge

material and the TiO2 nanoparticles coating; (2) tests for the ultrasonic pulse velocity; (3)

freeze-thawing tests; (4) evaluation of the coated surface morphology with TiO2 nanoparticles

and tests for evaluation of the photocatalitic efficiency of the TiO2 nanoparticles coating.

The analysis of results allowed to conclude that: (1) the granites presented physical properties

in wide range, which is associated to the type of granite and to the weathering state; (2) the

water absorption by capillary depend on the weathering state and consequently on the

porosity; (3) the hydrofuge material delay the water absorption by capillary; (4) some

degradation was obtained after 136 freezing-thawing cycles with an significant alteration of

the porosity; (5) it was possible to obtain a TiO2 nanocoating wih moderate photocatalytic

activity, even if the superficial alteration resulted in high values of water absorption by

immersion and capillary.

Keywords: Granites, Physical properties, Coatings, Nanoparticles.


Carla Marisa Mendonça Ribeiro ix

SIMBOLOGIA

A - Área da face imersa em água

A - Área da secção transversal do provete medida antes do ensaio

Ab - Absorção de água à pressão atmosférica

Au - Ouro

C1 - Coeficiente de correlação da reta de regressão com um valor >0,90

C2 - Coeficiente de correlação da reta de regressão com um valor >0,95

CdS - Sulfeto de cádmio

CO2 - Dióxido de carbono

E0 - Módulo de elasticidade dinâmica do provete seco antes do período de gelo

En - Módulo de elasticidade dinâmica do provete seco após n ciclos

F - Tensão de rotura

FeO - Óxido de ferro

H2O - Água

H - Hidrogênio

L - Distância de percurso

md - Massa do provete seco

Mh0 - Massa do provete imerso em água antes do período de gelo

Mhn - Massa do provete imerso em água após n ciclos

mi - Massas sucessivas dos provetes durante o ensaio

ms - Massa do provete saturado

Ms0 - Massa do provete saturado após imersão em água e antes do período de gelo


x Carla Marisa Mendonça Ribeiro

Msn - Massa do provete saturado após n ciclos

msub – massa submersa

NO - Óxido nítrico

NO2 - Dióxido de Azoto

O - Oxigênio

R - resistência à compressão uniaxial do provete

η - Porosidade

SEM - Scanning Electron Microscopy

Si - Silício

T - Tempo despendido pelo impulso para percorrer o trajeto

ti - Tempos decorridos deste do inicio do ensaio até obtenção das massas sucessivas dos

provetes

TiO2 - Dióxido de titânio

UV - Ultra violetas

V - Velocidade do impulso

Vb0 - Volume aparente do provete antes do período de gelo

Vbn - Volume aparente do provete após n ciclos

Δ Vb - Variação no volume aparente do provete

ΔE - Variação no módulo de elasticidade dinâmica

Ysl - Energia livre de interface sólido/líquido

Ysg - Energia livre de interface sólido/gás

Ylg - Energia livre de interface líquido/gás.

ZnO - Óxido de zinco


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ÍNDICE DE TEXTO

AGRADECIMENTOS ......................................................................................................... III

RESUMO ............................................................................................................................. V

ABSTRACT ....................................................................................................................... VII

SIMBOLOGIA .................................................................................................................... IX

ÍNDICE DE TEXTO ............................................................................................................ XI

ÍNDICE DE ILUSTRAÇÕES ............................................................................................ XV

ÍNDICE DE TABELAS .................................................................................................... XIX

1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 1

1.1. Objetivos ................................................................................................................. 4

1.2. Metodologia ............................................................................................................. 4

1.3. Organização da Tese ................................................................................................ 5

2. ESTADO DO CONHECIMENTO .................................................................................. 7

2.1. Fatores de Degradação da Pedra ............................................................................... 7

2.2. Agentes de Degradação Física.................................................................................. 7

2.2.1. Ação do Ciclo Gelo-Degelo .............................................................................. 8

2.2.2. Efeitos de Ações Térmicas .............................................................................. 10

2.2.3. Efeitos dos Sais Solúveis ................................................................................ 10

2.3. Agentes de Degradação Biológicos ........................................................................ 11

2.3.1. Bactérias e Fungos .......................................................................................... 11

2.3.2. Algas .............................................................................................................. 11

2.3.3. Líquenes ......................................................................................................... 12

2.3.4. Plantas e Vegetação ........................................................................................ 13

2.4. Patologias que surgem nas Pedra ............................................................................ 14

2.5. Aplicação da Pedra em Estruturas de Alvenaria ..................................................... 17

2.6. Vários tipos de rochas existentes em Portugal ........................................................ 19


xii Carla Marisa Mendonça Ribeiro

2.7. Descrição petrográfica da pedra ............................................................................. 20

2.8. Impermeabilizantes existentes no mercado – hidrófugos ........................................ 21

3. AVALIAÇÃO DE CAUSAS NATURAIS .................................................................... 23

3.1. Riscos Geológicos e Geomorfológicos ................................................................... 23

3.1.1. Cheias progressivas ............................................................................................ 23

3.1.2. Cheias repentinas................................................................................................ 24

3.1.3. Movimento de vertente ....................................................................................... 26

3.2. Enquadramento Climático .......................................................................................... 27

3.2.1. Fatores que influenciam o clima português.............................................................. 27

3.3 Normas climatológicas da região de “Trás-os-Montes e Alto Douro e Beira Interior”

correspondentes a 1931-1960 e 1941-1970 ....................................................................... 28

3.3.1. Pressão atmosférica ................................................................................................. 28

3.3.2. Humidade relativa do ar ...................................................................................... 30

3.3.3. Temperatura do ar ............................................................................................... 31

3.3.4. Vento .................................................................................................................. 32

3.3.4.1. Frequência do vento ..................................................................................... 32

3.3.4.2. Velocidade do vento..................................................................................... 33

3.3.5. Precipitação ......................................................................................................... 34

3.3.6. Nebulosidade....................................................................................................... 36

3.3.7. Insolação ............................................................................................................. 36

3.3.8. Evaporação.......................................................................................................... 38

4. METODOLOGIA DO ESTUDO EXPERIMENTAL .................................................... 39

4.1. Introdução .............................................................................................................. 39

4.2. Descrição petrográfica da pedra ............................................................................. 39

4.3. Estudo das Propriedades Físicas ............................................................................. 40

4.3.1. Absorção de água por imersão ........................................................................ 40

4.3.2. Absorção de água por capilaridade ...................................................................... 44


Carla Marisa Mendonça Ribeiro xiii

4.3.3. Velocidade de propagação de ultrassons .............................................................. 48

4.3.4. Ciclo gelo-degelo ................................................................................................ 50

4.4. Aplicação de revestimento superficial - hidrófugo .................................................. 56

4.4.1 Descrição do revestimento.................................................................................... 56

5. ANÁLISES DOS RESULTADOS DA INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL.............. 59

5.1. Introdução.............................................................................................................. 59

5.2. Análise dos parâmetros dos granitos ...................................................................... 59

5.2.1. Parâmetros físicos ........................................................................................... 59

5.2.2. Absorção de água por imersão e capilaridade .................................................. 61

5.2.3. Velocidade de propagação de ultrassons ......................................................... 65

5.3. Ação gelo-degelo ................................................................................................... 66

5.3.1. Absorção de água por capilaridade e imersão .................................................. 72

5.3.2. Correlações da porosidade com a absorção de água por capilaridade e imersão 74

5.4. Aplicação de revestimento superficial – hidrófugo ................................................. 76

5.5. Correlações estatísticas entre as propriedades físicas .............................................. 78

6. APLICAÇÃO DE REVESTIMENTOS SUPERFICIAS DE NANOPARTÍCULAS DE

TIO2 ..................................................................................................................................... 83

6.1. Introdução.............................................................................................................. 83

6.2. Definição dos revestimentos .................................................................................. 84

6.3. Caracterização Morfológica e Superficial ............................................................... 86

6.3.1. Microscopia eletrónica de varrimento (SEM do inglês Scanning Electron

Microscopy) .................................................................................................................. 86

6.3.2 Análise de resultados da microscopia eletrónica de varrimento (SEM) ................. 87

6.4. Caracterização da capacidade autolimpante ............................................................ 93

6.4.1. Avaliação da atividade fotocatalítica das pedras .............................................. 93

6.5. Avaliação do comportamento à ação da água ......................................................... 96

6.5.1. Determinação do coeficiente de absorção de água por capilaridade ................. 96

6.5.2. Determinação da absorção de água por imersão .............................................. 98


xiv Carla Marisa Mendonça Ribeiro

7. CONCLUSÕES .......................................................................................................... 101

7.1. Considerações finais e principais conclusões ........................................................ 101

7.2. Propostas para Futuras Investigações ................................................................... 103

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 105


Carla Marisa Mendonça Ribeiro xv

ÍNDICE DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Exemplos aplicação da pedra a) Castelo de São João da Foz, Porto

(http://mjfs.wordpress.com s.d.) b) Mosteiro da Batalha (http://en.wikipedia.org s.d.) ............ 1

Figura 2 - Habitação em Portugal (ano da construção 2005) ................................................... 2

Figura 3 - Presença de agentes de degradação biológica “algas” no Castelo de Penedono,

Viseu (http://cincodemaio.blogs.sapo.pt s.d.) ....................................................................... 12

Figura 4 - Líquenes – Mosteiro dos Jerónimos em Belém

(http://percursosquimicos.blogspot.pt, s.d.) .......................................................................... 13

Figura 5 - Eflorescência (Araújo, 2004) ............................................................................... 14

Figura 6 - Criptoflorescência (Araújo, 2004) ........................................................................ 15

Figura 7 - Sopa de Pedra (Araújo, 2004) .............................................................................. 15

Figura 8 - Incrustação negra (Araújo, 2004) ......................................................................... 16

Figura 9 - Alveolização (Almeida, 2000).............................................................................. 16

Figura 10 - Esfoliação (Almeida, 2000) ................................................................................ 17

Figura 11- Pitting (Almeida, 2000) ....................................................................................... 17

Figura 12 – Distribuição por centros de extrações de calcário, granito, xisto e ardósia

(Rodrigues et al. 2001) ......................................................................................................... 19

Figura 13 – Mapa regional da zona norte de Portugal (Bateira, et al, 2007) .......................... 23

Figura 14 – Setores afetados por cheias naturais progressivas (Bateira, et al, 2007) .............. 24

Figura 15 – Perigosidade e cheias naturais repentinas (Bateira, et al, 2007) .......................... 25

Figura 16 – Perigosidade à ocorrência de movimentos de vertentes (Bateira, et al, 2007) ..... 27

Figura 17 - Pressão atmosférica ao nível do mar (mb) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de

1941 a 1970 ......................................................................................................................... 29

Figura 18 - Pressão atmosférica no local registada a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941

a 1970 .................................................................................................................................. 30

Figura 19 – Percentagem de humidade relativa do ar a) meses de 1931 a 1960 b) meses de

1941 a 1970 ......................................................................................................................... 31

Figura 20 - Temperatura do ar (ºC) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970 ......... 32

Figura 21 – Rosa-dos-ventos (http://pt.wikipedia.org s.d.) .................................................... 33

Figura 22 – Frequência do vento (%) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970...... 33

Figura 23 – Velocidade média do vento (km/h) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a

1970 ..................................................................................................................................... 34


xvi Carla Marisa Mendonça Ribeiro

Figura 24 – Pluviómetro (http://www.prof2000.pt s.d.) ........................................................ 34

Figura 25 – Precipitação (mm) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970 ............... 35

Figura 26 – Precipitação máxima (diária) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970 35

Figura 27 – Nebulosidade (0-10) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970 ............ 36

Figura 28 – Insolação Total (horas) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970 ........ 37

Figura 29 – Insolação expressa em percentagem (%) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de

1941 a 1970 ......................................................................................................................... 37

Figura 30 – Evaporação (mm) a) meses de 1931 a 1960 1b) 1941 a 1970 ............................. 38

Figura 31 – Provetes no interior da estufa ............................................................................. 41

Figura 32 – Colocação dos provetes num recipiente a) recipiente de base plana b) distâncias

entre provetes ....................................................................................................................... 42

Figura 33 – Utensílios utilizados para obter a massa submersa a) recipiente b) cesto ............ 43

Figura 34 - Indicação da direção ascendente indicada em cada provete................................. 45

Figura 35 – Provetes para ensaio capilaridade ...................................................................... 46

Figura 36 – Absorção de água por capilaridade .................................................................... 47

Figura 37 – Equipamento utilizado para determinar velocidade propagação de ultrassons .... 48

Figura 38 – Determinação de velocidade de propagação de ultrassons relacionado com a

colocação de transdutores (NP EN 14579 2007) a) transmissão direta b) transmissão semi-

direta c) transmissão indireta ................................................................................................ 49

Figura 39 – Sistema automático de controlo das tarefas da realização ensaio gelo-degelo ..... 51

Figura 40 – Ensaio de gelo-degelo com provete munido de um dispositivo de medição de

temperatura .......................................................................................................................... 51

Figura 41 – Câmara de gelo-degelo ...................................................................................... 53

Figura 42 – Câmara de gelo-degelo a) ventoinha b) resistência de aquecimento e a ventoinha

de movimentação de água .................................................................................................... 53

Figura 43 – Produto impermeabilizante ................................................................................ 56

Figura 44 – Equipamentos utilizados para a aplicação do hidrófugo ..................................... 57

Figura 45 – Absorção de água por capilaridade: a) GA-6 b) GM-6 ....................................... 64

Figura 46 – Absorção de água por capilaridade a) PTA-3 b) PTM-L2 .................................. 65

Figura 47 – Variação do volume aparente (%) em função do número de ciclos de gelo-degelo

............................................................................................................................................ 67

Figura 48 – Variação da massa seca (g) em função do número de ciclos de gelo-degelo ....... 69

Figura 49 – Módulo de elasticidade dinâmica ....................................................................... 70


Carla Marisa Mendonça Ribeiro xvii

Figura 50 – Velocidade de propagação de ultrassons ............................................................ 70

Figura 51 – Deteriorações detetadas nas amostras devido aos ciclos gelo-degelo .................. 72

Figura 52 – Capacidade de absorção de água por capilaridade a) antes 136 ciclos gelo-degelo

b) após 136 ciclos gelo-degelo ............................................................................................. 73


b) após 136 ciclos gelo-degelo ............................................................................................. 73

Figura 54 – Correlações entre a porosidade e Capacidade de absorção de água por

capilaridade após 136 ciclos de gelo-degelo ......................................................................... 75

Figura 55 - Correlações entre a porosidade e Capacidade de absorção de água por imersão a)

Antes ação gelo-degelo b) Após 136 ciclos de gelo-degelo ................................................... 75

Figura 56 – Capacidade de absorção de água por capilaridade sem aplicação do hidrófugo .. 77

Figura 57 - Capacidade de absorção de água por capilaridade com aplicação do hidrófugo .. 77

Figura 58 – Relação da absorção de água por imersão com a porosidade .............................. 79

Figura 59 – Relação da absorção de água por capilaridade com a porosidade ....................... 80

Figura 60 – Relação da velocidade de propagação de ultrassons com a porosidade ............... 80

Figura 61 – Relação da absorção de água por capilaridade e imersão.................................... 81

Figura 62 – Relação velocidade de propagação de ultrassons com a capacidade de absorção de

água por capilaridade ........................................................................................................... 82

Figura 63 – Relação entre velocidade de propagação de ultrassons e capacidade de absorção

de água por imersão ............................................................................................................. 82

Figura 64 – Microscópico eletrónio varrimento (http://www.semat.lab.uminho.pt s.d.) ........ 86

Figura 65 – Feixe incidente sobre a superfície da amostra (http://www.ebah.com.br s.d.) ..... 87

Figura 66 – Micrografia de microscopia eletrónica de varrimento referente à pedra amarela

(sem aspersão de nanoparticulas de TiO2) ............................................................................ 88

Figura 67 – Espectro de EDS da pedra amarela (sem aspersão de nanoparticulas TiO2) ........ 88

Figura 68 - Micrografia de microscopia eletrónica de varrimento referente à pedra amarela

(com aspersão de nanoparticulas de TiO2) ............................................................................ 89

Figura 69 - Espectro de EDS da zona Z1 da pedra amarela identificada na micrografia

eletrónica de varrimento (com aspersão de nanoparticulas TiO2) .......................................... 89


eletrónica de varrimento (com aspersão de nanoparticulas TiO2) .......................................... 90

Figura 71 - Micrografia de microscopia eletrónica de varrimento referente à pedra azul (sem

aspersão de nanoparticulas de TiO2) ..................................................................................... 90

Figura 72 - Espectro de EDS da pedra azul (sem aspersão de nanoparticulas TiO2) .............. 91


xviii Carla Marisa Mendonça Ribeiro

Figura 73 - Micrografia de microscopia eletrónica de varrimento referente à pedra azul (com

aspersão de nanoparticulas de TiO2) ..................................................................................... 91

Figura 74 - Espectro de EDS da zona Z1 da pedra azul identificada na micrografia eletrónica

de varrimento (com aspersão de nanoparticulas TiO2) .......................................................... 92


de varrimento (com aspersão de nanoparticulas TiO2) .......................................................... 92

Figura 76 – Principio fotocatálise de uma partícula TiO2 (Bonancêa, 2005) .......................... 94

Figura 77 – Espectro de absorvância de uma solução aquosa de rodamina B obtido para

diferentes instantes de tempo. Este espectro refere-se à amostra azul revestida. .................... 95

Figura 78 – Absorção de água por capilaridade sem aplicação de TiO2 ................................. 97

Figura 79– Absorção de água por capilaridade com aplicação de TiO2...................................97


Carla Marisa Mendonça Ribeiro xix

ÍNDICE DE TABELAS

Tabela 1 - Tipos de rochas existentes em Portugal e a sua localização (Rodrigues et al. 2001)

............................................................................................................................................ 20

Tabela 2 - Local extração das pedras em estudo (Vasconcelos, 2004) ................................... 40

Tabela 3 - Temperaturas no interior dos provetes de acordo com o tempo do ensaio “NP EN

12371 2006” ........................................................................................................................ 52

Tabela 4 – Classificação e análise da inspeção visual do ensaio dos ciclos gelo-degelo “NP

EN 12371 2006” .................................................................................................................. 54

Tabela 5- Quadro das propriedades físicas dos granitos ........................................................ 60

Tabela 6- Valores obtidos da capacidade de absorção de água por imersão e por capilaridade

............................................................................................................................................ 62

Tabela 7- Valores obtidos na determinação da velocidade de propagação de ultrassons ........ 66

Tabela 8- Número de ciclos de gelo-degelo e respetivo números de controlo ........................ 67

Tabela 9- Massa seca ........................................................................................................... 68

Tabela 10 – Variação propagação de ultrassons e do módulo de elasticidade dinâmica

referentes ao início do ensaio ............................................................................................... 71

Tabela 11 – Porosidade, capacidade de absorção de água por imersão e capilaridade antes e

após os ciclos gelo-degelo .................................................................................................... 74

Tabela 12 – Coeficiente de Absorção de água por capilaridade antes e após aplicação do

impermeabilizante o Hidrófugo ............................................................................................ 76

Tabela 13 – Coeficiente de Absorção de água por capilaridade sem aplicação de TiO2 e com

TiO2 ..................................................................................................................................... 96

Tabela 14 – Coeficiente de absorção de água por capilaridade (porosidade) com e sem

aplicação TiO2 ..................................................................................................................... 99

1. Introdução

Carla Marisa Mendonça Ribeiro 1

1. INTRODUÇÃO

A pedra é, desde há muitos anos, um dos materiais mais utilizados na construção,

especialmente para arquiteturas vernaculares e monumentais (Vasconcelos et al, 2003). Desde

o tempo dos romanos, árabes e da era medieval que a pedra é um dos materiais mais

prestigiados e aplicados na construção de qualquer edifício (Martins, 2011). A pedra é um

material muito utilizado na construção e verificámos que faz parte de edifícios conceituados

como monumentos culturais, históricos e arquitetónicos espalhados por todo o mundo. Em

Portugal, como demostra a Figura 1, o património físico, histórico e cultural caracteriza-se

pelo uso da pedra na elaboração das construções (à semelhança do que acontece em todo o

mundo) por razões de estética, elegância, resistência e durabilidade (Pinho et al. 2012).

Figura 1 - Exemplos aplicação da pedra a) Castelo de São João da Foz, Porto

(http://mjfs.wordpress.com s.d.) b) Mosteiro da Batalha (http://en.wikipedia.org s.d.)

As pedras utilizadas para alguns fins arquitetónicos devem possuir dureza média, permitindo

desta forma a respetiva moldagem e preparação para a sua aplicabilidade - como podemos

verificar nos monumentos, que contêm pedras bastantes trabalhadas obtendo obras muito

esbeltas como é ilustrado na Figura 1.

Para além da utilização da pedra para os fins mencionados, nos dias de hoje a pedra é também

muito utilizada para novas construções e reabilitações de habitações e edifícios, como

demostra a Figura 2, sendo colocada maioritariamente como revestimento exterior.

a) b)

http://mjfs.wordpress.com/

http://en.wikipedia.org/

1. Introdução

2 Carla Marisa Mendonça Ribeiro

Possuem um aspeto morfológico irregular e são extraídas de pedreiras através de

equipamentos mecânicos. Poderão ser aplicadas e preparadas em obra diretamente através de

um processo de picagem manual, até possuírem a forma adequada para a aplicação na

estrutura, ou poderão ser reencaminhadas para uma central de preparação da pedra onde serão

submetidas ao corte através de equipamento mecânico.

Figura 2 - Habitação em Portugal (ano da construção 2005)

As pedras surgem das rochas existindo vários tipos podendo ser classificados como rochas

eruptivas, sedimentares e metamórficas. As rochas eruptivas resultam da consolidação do

magma, sendo homogéneas e isotrópicas, uma vez que resultam do arrefecimento de material

fundido. As rochas sedimentares resultam da deposição e consolidação de substâncias como

por exemplo poeiras, dando origem a estratos. Podemos caraterizar estas rochas como

anisotrópicas. As rochas metamórficas resultam das rochas eruptivas e sedimentares quando

estas estão sujeitas a outras condições ambientais (Brito, 1994).

Todas as pedras requerem uma atenção redobrada, pois encontram-se expostas a vários tipos

de ciclos climatéricos como o ciclo molhado-seco, o ciclo gelo-degelo e a variação de

temperatura. São também sujeitas a ataques de dióxido de carbono dissolvido na água

proveniente da precipitação. Além dos ataques provenientes do local e do clima poderão

surgir os ataques biológicos quando as condições atmosféricas forem propícias ao seu

aparecimento. Consequentemente podem verificar que o aparecimento e desenvolvimento de

bactérias, fungos, algas, líquenes e vegetação, surgem quando reunidas as condições e se

verificam a presença de ácidos propícios para o seu desenvolvimento. Os ataques biológicos

estão presentes quando se verifica em simultâneo o ciclo húmido e seco, que provocam a

degradação da pedra, num processo designado como biodegradação. É de salientar que as

1. Introdução


bactérias e fungos, após o seu aparecimento e colonização na superfície da pedra, provocam a

deterioração e corrosão da camada superficial da mesma devido à libertação de ácidos (ácido

cítrico) (Moreira, 2008).

Quando se verificam variações de temperaturas propícias para o desenvolvimento de algas

verifica-se o desenvolvimento de um habitat favorável para vários tipos de micro-organismos.

Existem várias espécies de algas mas salientamos duas espécies mais propícias no

aparecimento na superfície da pedra: as elípticas e endolíticas.

Para além de termos em conta os ataques de degradação que os agentes agressivos poderão

causar na pedra, será necessário analisar revestimentos que podem ser aplicados na superfície

da pedra, por forma a evitarem o aparecimento e desenvolvimento dos agentes agressivos

proporcionando uma maior durabilidade da pedra. Os revestimentos utilizados poderão conter

propriedades que permitam garantir, por um lado, uma elevada proteção por forma a garantir

a durabilidade da pedra, e por outro evitar qualquer deterioração física e estética dos edifícios

arquitetónicos, monumentais e vernaculares (Tsakalof et al. 2007). Segundo Xeidakis e

Samaras (1996) a análise da durabilidade poderá obter-se através de dois ensaios laboratoriais,

sendo um elaborado através do teste de imersão em ácido sulfúrico e o outro por um teste de

imersão em cristalização de sulfato de sódio.

Ao longo de alguns anos, o construtor deu mais ênfase ao aspeto económico, minimizando,

desta forma, características como a durabilidade da vida da estrutura. Com o passar do tempo

essa mentalidade foi-se modificando, já que, atualmente, é dada maior relevância ao ciclo de

vida passou a ser um dos fatores mais importantes. Através de ensaios laboratoriais foi

possível estimar a durabilidade de alguns materiais. Durante alguns anos, e com a ajuda de

várias investigações, foi possível desenvolver produtos químicos que, aplicados sobre a pedra,

possibilitaram a obtenção de uma maior durabilidade, aumentando assim o ciclo de vida da

pedra e desenvolvendo um mercado de produtos químicos para este fim. Com o aumento da

durabilidade da pedra, verifica-se uma mais-valia em termos ambientais, pois é reduzida a

quantidade de resíduos provenientes da construção. Assim, verificamos que com uma maior

durabilidade das estruturas, menor será o impacto ambiental.

Mais recentemente têm surgido revestimentos à base de nanopartículas com aplicações

multifuncionais como por exemplo a autolimpeza, o aumento da resistência mecânica e da

durabilidade, e um aumento do ciclo de vida da estrutura (Gomes, 2012). Existem diferentes

1. Introdução


semicondutores sendo os principais o sulfeto de cádmio (CdS), óxido de zinco (ZnO), óxido

de ferro III (Fe2O3) onde se destaca o dióxido de titânio (TiO2) devido ao facto de possuir

maior atividade fotocatalítica e ser mais económico (Santos, 2010). As nanoparticulas

absorvem radiações ultravioletas que na presença de água possuem um forte poder oxidante,

obtendo assim um melhor desempenho a nível da autolimpeza. As nanoparticulas têm um

efeito nocivo sobre as ações biológicas pois permitem combater estes tipos de agente

eliminando-os da superfície da pedra conferindo uma maior durabilidade e resistência

mecânica (Pinho et al. 2012).

1.1. Objetivos

As construções antigas de pedra apresentam diversas patologias associadas a condições

ambientais como humidade, variações extremas de temperatura e sucessivos ciclos de gelo-

degelo que contribuem para a degradação da pedra. Estes fenómenos estão relacionados com

o tipo de pedra, sendo a porosidade, geometria e configuração dos poros, fatores decisivos

para o impacto das ações ambientais.

Este trabalho tem como principais objetivos: (1) estudo das propriedades físicas de diferentes

tipos de granitos de construção tendo em consideração diferentes níveis de alteração,

nomeadamente granitos menos alterado e mais alterados; (2) avaliação do impacto de

sucessivos ciclos de gelo-degelo nas propriedades físicas dos granitos; (3) utilização de

revestimentos superficiais com vista ao melhoramento funcional de pedra de construção.

Entre as propriedades físicas destacam-se a porosidade, absorção de água por capilaridade e

absorção por imersão e velocidade de propagação de ultrassons Alguns granitos (com valores

mais elevados de porosidade) foram submetidos a ciclos de gelo-degelo e foi feita a avaliação

do efeito da degradação nas propriedades físicas. Por outro lado, foi aplicado um revestimento

à base de nanopartículas o semicondutor TiO2 com o objetivo de dotar as superfícies de uma

capacidade autolimpante.

1.2. Metodologia

O trabalho a desenvolver para atingir os objetivos do presente trabalho assenta numa extensa

campanha experimental baseada em diferentes tipos de ensaios de caracterização petrográfica

e física antes e depois da aplicação de diferentes tipos de revestimento, nomeadamente dos

revestimentos à base de nano-partículas. O trabalho foi realizado com a colaboração do

1. Introdução


Departamento de Física da Universidade do Minho no que respeita ao estudo dos

revestimentos superficiais à base de nanopartículas, nomeadamente ao nível das quantidades

de nanopartículas e análise das superfícies após a aplicação dos revestimentos (microscopia

eletrónica de varrimento). A caracterização física foi efetuada com base na determinação da

porosidade, capacidade de absorção de água por imersão e capilaridade. A realização dos

ciclos de gelo-degelo foram efetuado com base num procedimento de ensaio normalizado e de

uma forma automática.

Em termos de organização do trabalho a efetuar distinguem-se as diferentes etapas: (1)

caracterização física em provetes de referência. Para o efeito foram selecionados 4 tipos de

granito, nomeadamente granito de Gonça (GA – azul e GM, amarelo), granito de Póvoa de

Lanhoso (PLA – azul e PLM – amarelo), granito de Ponte de Lima (PTA – azul e PTM –

amarelo) e granito de Mondim (MDB – branco e MDM – amarelo). Entre estes granitos foram

selecionadas ainda duas diferentes direções, correspondentes à direção de mais fácil desmonte

e direção perpendicular; (2) campanha experimental de ensaios de gelo-degelo para avaliação

do efeito da degradação nas propriedades físicas e avaliar o número de ciclos correspondente

à degradação dos granitos. Para este efeito foram selecionados os provetes com maior

porosidade, dado que devem ser estes granitos os mais vulneráveis a este tipo de ação; (3)

aplicação de revestimentos superficiais à base de nanopartículas em provetes inseridos em

ambiente que proporcione a ocorrência de manchas e verdetes e comparação com provetes de

referência colocados nas mesmas condições ambientais; (4) caracterização das superfícies

com revestimentos de nanopartículas; (5) avaliação da influência dos revestimentos nas

propriedades físicas, nomeadamente porosidade, absorção de água por imersão e capilaridade.

1.3. Organização da Tese

No âmbito desta tese que é constituída por sete capítulos, sendo apresentados de forma

objetiva e evidenciando os aspetos relevantes da investigação desenvolvida.

Para além do capítulo introdutório, onde se faz um enquadramento e se apresentam os

objetivos e a metodologia, existem mais seis capítulos de desenvolvimento e conclusões.

No capítulo dois apresentam-se os fatores de degradação que possam surgir na pedra quando

estão criadas as condições para o seu aparecimento e desenvolvimentos. Indicam-se os

agentes de degradação física e biológica responsáveis por essa degradação. São apresentadas

as patologias que possam surgir na pedra, devido à presença dos agentes indicados, bem como

1. Introdução


apresentação de alguns produtos existentes no mercado que permitem retardar o efeito desses

mesmos agentes. Neste capítulo, são, também, apresentados, vários tipos de pedra, bem como

a sua descrição petrográfica, sendo realçada a sua aplicabilidade em obras de pedra.

No capítulo três é realizado um estudo por forma apresentar os riscos geológicos e

geomorfológicos da região Trás-os-Montes e Alto Douro. É ainda apresentado o

enquadramento climático da região, bem como descrição dos fatores que constituem a análise

da norma climática.

No capítulo quatro indicam-se os procedimentos a adotados em cada campanha experimental

realizada para caracterizar os vários tipos de granito em estudo. Esta investigação engloba a

determinação das propriedades físicas das pedras. São fornecidos os procedimentos de ensaios

de caracterização física (porosidade, densidade, absorção de água por imersão e capilaridade,

velocidade de propagação de ultrassons). Adicionalmente, descreve-se o procedimento e o

equipamento utilizado para os ensaios para a simulação acelerada dos ciclos de gelo-degelo.

No capítulo cinco apresentam-se os resultados obtidos da investigação experimental realizada

no laboratório do Departamento de Civil da Universidade do Minho segundos as normas

indicadas da análise das propriedades físicas das pedras. Desenvolveu-se experimentalmente

aplicação de um revestimento impermeabilizante por forma a permitir avaliar as alterações

nas propriedades da pedra.

No capítulo seis apresenta-se a investigação experimental, que consistiu na aplicação de um

revestimento à base de nanopartículas de dióxido titânio (TiO2). Foi realizada a caracterização

morfológica da superfície da pedra através da análise realizada com o microscópico eletrónico

de varrimento (SEM do inglês Scanning Eletron Microscopy). Foi ainda realizada a

caracterização fotocalítica e autolimpante sobre a pedra bem como a avaliação da influência

da aplicação do revestimento nas propriedades físicas dos granitos (porosidade, densidade,

absorção de água por imersão e capilaridade).

No capítulo sete apresentam-se as principais conclusões da presente tese.

2. Estado do Conhecimento


2. ESTADO DO CONHECIMENTO

2.1. Fatores de Degradação da Pedra

A pedra natural é muito apreciada devido à sua beleza e à sua resistência mas, devido à

presença de agentes agressivos, poderá estar sujeita a deteriorações diminuindo a sua

durabilidade e resistência.

Já existem alguns estudos efetuados em algumas localidades rurais de Portugal com intuito de

analisar as características das pedras utilizadas, quando expostas ao clima local (Lourenço, et

al, 2005).

A deterioração poderá verificar-se a nível estético, quando se verificam agressões a nível

superficial da pedra. Poderá verificar-se ainda a nível da resistência do material, quando os

agentes agressores surgem no seu interior, devido à existência de poros e capilares que

permitem a penetração.

A pedra é considerada durável quando está garantido o seu desempenho estrutural durante um

determinado período de tempo, garantindo as mesmas condições de que no início do ciclo de

vida, quando exposta ao meio ambiente.

A degradação inicia-se quando a pedra se encontra em contacto com as condições

climatéricas, sendo que na presença de um elevado teor de humidade é possível verificar o

aparecimento de agentes biológicos. O que se verifica com o aparecimento destes agentes é

que possuem a capacidade de libertação de substâncias químicas que poderão causar danos na

pedra. Esses danos poderão ser à superfície ou no interior da pedra, verificando-se alterações

nas propriedades iniciais a nível químico, físico e mecânico da pedra.

2.2. Agentes de Degradação Física

Os agentes de degradação são inúmeros e, no caso concreto da pedra, os agentes que

normalmente surgem devem-se ao facto de se encontrar reunidas as condições climatéricas

favoráveis ao seu aparecimento, como a presença de água proveniente da chuva, a radiação

solar e o vento. Além destes agentes podemos referir aqueles que provêm da localização

geográfica, como é o caso da poluição devido à circulação de veículos.



No que concerne aos agentes físicos consideramos o vento como o principal agente de

degradação, devido à função abrasiva sobre a superfície da pedra causada pelo transporte de

partículas sólidas. Este agente é também responsável pela cristalização dos sais pois, quando a

velocidade do vento aumenta, a água retida nos poros evapora-se, formando sais cristalinos.

A temperatura é outro agente que está relacionado com a degradação da pedra, devido às

variações de volume provocadas pelas dilatações e contrações, que poderão originar rotura e

aparecimento de fissuras na pedra. Existem inúmeras variações como a do coeficiente de

dilatação térmica dos minerais, do volume e das direções de tensões interiores que provocam

o aparecimento de fendas na pedra.

A água é outro agente agressivo uma vez que poderá transportar sais solúveis, que são uma

causa frequente da degradação da superfície da pedra e que poderão possibilitar o

aparecimento e desenvolvimento de agentes biológicos.

2.2.1. Ação do Ciclo Gelo-Degelo

O ciclo gelo-degelo é um dos agentes responsáveis pela degradação da pedra. Este facto deve-

se a presença de água, após ter penetrado na pedra através de capilares e poros abertos, e

quando submetida a temperaturas baixas, provoca na pedra tensões internas resultantes da

variação de volume. Estas variações do volume, provocadas pelo congelamento e

descongelamento da água no interior da pedra, provocam tensões internas que podem levar a

aberturas de fendas e provocar a desagregação mecânica da pedra (Costa, 2009).

Este fenómeno acontece quando se verifica temperaturas negativas estando relacionados com

a quantidade de água que a pedra absorve e o tempo que a pedra está sujeita a essa

temperatura. As pedras que se verificam este efeito com mais intensidade, são as que possuem

pequenos poros (Cerqueira, 2008).

Para a realização do ensaio do ciclo gelo-degelo baseada na norma EN 12371, que permite a

avaliação das alterações a nível das características físicas e mecânicas da pedra.

Para a realização deste ensaio, foram utilizados provetes cúbicos de dimensão 70 mm, que

foram submetidos (por um período de seis horas) a uma temperatura mínima de gelo até -

12ºC. De seguida os provetes foram sujeitos a seis horas de degelo onde ficaram imersos em

água destilada (água sem qualquer tipo de impurezas) a temperatura 20ºC.



Existem dois ensaios possíveis para determinar a resistência do material ao ciclo gelo-degelo:

o ensaio de identificação e o ensaio tecnológico. O ensaio de identificação é executado de

forma a se proceder ao registo e análise das variações de volume das pedras naturais. O ensaio

tecnológico é realizado quando o objetivo é determinar a resistência à flexão, compressão e

choque térmico por análise do efeito do ciclo gelo-degelo aplicado a uma pedra.

O ensaio gelo-degelo, é executado em ciclos consecutivos até se atingir a degradação da

pedra, sendo que o valor máximo de ciclos é cento e sessenta e oito e o número mínimos de

provetes que devem ser utilizados são sete, de acordo com a norma indicada anteriormente

para a execução deste ensaio.

Durante a realização deste ensaio será executada uma avaliação às pedras, através do aspeto

visual e análise ao decréscimo do módulo de elasticidade dinâmico. Para a realização destes

ensaios são utilizados dois conjuntos de provetes: um conjunto para ser analisado após a

submissão ao ciclo gelo-degelo e outro conjunto para realizar ensaios sem a submissão ao

ciclo mencionado. Se as variações entre os dois conjuntos, as resistências forem superiores a

20% considera-se que a pedra não resiste ao ciclo gelo-degelo (Rebola, 2011).

Para a determinação da compressão após o teste de gelividade não existe um ensaio universal

que permita a análise da gelividade de uma pedra. Dentro dos ensaios possíveis para a análise

da gelividade descrevemos, de seguida, uma das hipóteses que permite realizar a avaliação

pretendida. Coloca-se progressivamente a pedra em água destilada que deve estar a uma

temperatura ambiente entre 17 e 20ºC, sendo determinado desta forma o coeficiente embebido

(E). Se o coeficiente embebido tiver um valor acima de 0,8 estamos perante uma pedra

geladiça e se mesmo valor for inferior a 0,75 trata-se de uma pedra não geladiça. É de

salientar que no intervalo entre 0,75 e 0,8 a pedra deve ser submetida a ensaios de gelo-degelo

e de porometria.

Podemos ainda determinar a tensão de rotura à compressão após o teste de gelividade. Para

isso são utilizados seis provetes cúbicos, sujeitando-os a vinte e cinco ciclos de congelação e

descongelação. Após esta análise é possível obter o resultado do ensaio à compressão

(Anabela, 2008/2009; Zeferino e Martins, 2010).



2.2.2. Efeitos de Ações Térmicas

A variação da temperatura pode causar degradação na pedra. Esta característica está

relacionada com o desempenho mecânico da mesma.

Podemos verificar que a degradação deve-se ao facto da pedra sofrer uma variação de volume

causada pela variação de temperatura.

A variação do volume derivada da dilatação e contração pedra, provoca tensões internas que

levam à deterioração da pedra, podendo levar mesmo à rotura.

Verifica-se que, na pedra, as zonas mais expostas a este tipo de degradação situam-se em

zonas expostas ao sol e sombreamento.

Podemos verificar que a degradação acontece na fronteira entre a camada interior e a camada

superficial da pedra.

O aumento de temperatura é bastante vantajoso, uma vez que provoca a secagem dos sais por

cristalização e a evaporação de agentes químicos que estão submetidos a efeitos molhados

(Costa, 2009).

2.2.3. Efeitos dos Sais Solúveis

Os sais presentes nas águas do solo podem ser os sulfatos, cloretos, nitratos e carbonatos.

Estes dissolvem-se na água e penetram na pedra através da existência de poros e capilares.

Os sais que entram em contacto com a superfície de pedra vão enfraquecendo à medida que se

dirigem para o interior da pedra formando uma crosta superficial na pedra.

As variações de humidade e teor líquido permitem cristalizar e hidratar os sais, possibilitando

a repetição deste ciclo até à destruição do material pétreo.

É de salientar que ação destes sais, que poderão penetrar a pedra, provoca um aumento de

tensões internas da pedra, podendo levar à sua degradação (Costa, 2009).



2.3. Agentes de Degradação Biológicos

A ação de agentes biológicos é justificadamente enfatizada, pois estes agentes provocam um

tipo específico de degradação designada por biodegradação. Esta ação deve-se à colonização

de microrganismos, espécies vegetais e animais.

A degradação provocada pelas plantas surge devido ao desenvolvimento de raízes que

poderão penetrar na pedra provocando fendas e ações químicas devido a libertação de CO2.

A degradação devido à ação animal deve-se ao facto dos depósitos de excrementos,

provenientes de uma pluralidade de espécimes, conterem uma percentagem de ácidos elevada,

que poderão provocar a degradação da superfície da pedra que se encontra em contacto com

os mesmos.

A presença de humidade favorece o aparecimento de líquenes que são seres vivos que

contribuem para uma simbiose de organismos entre algas e fungos. Esta espécie desenvolve-

-se à superfície ou no interior da alvenaria de pedra tendo nos dois casos efeitos nocivos.

2.3.1. Bactérias e Fungos

As bactérias e fungos surgem na pedra devido à possibilidade de existência de reações

químicas que possibilitam a sobrevivência destas bactérias, reunindo as condições necessárias

para o seu aparecimento e desenvolvimento, possibilitando a sua propagação. Estas patologias

surgem na superfície da pedra, podendo libertar ácidos e originar a corrosão e deterioração da

pedra.

2.3.2. Algas

As algas surgem na superfície da pedra, quando se verificam ciclos de clima quentes e

húmidos, reunindo desta forma as condições necessárias para o seu aparecimento e

desenvolvendo na superfície de pedra. Realça-se ainda o facto de que a existência de algas

poderá possibilitar o aparecimento de outras bactérias e fungos.

Existem dois tipos de algas que poderão surgir na superfície de alvenaria de pedra: algas

elípticas e algas endolíticas.



As algas elípticas promovem a dissolução de calcário para a superfície da pedra. O

aparecimento destas algas está associado a climas húmidos e à presença sistemática de

humidade. Podemos também verificar que em ambientes secos as algas desenvolvem-se em

pequenas quantidades e em certos locais da pedra, não existindo, contudo, cobertura total. Em

ambientes secos podemos verificar ainda que o aparecimento e desenvolvimento de algumas

algas que penetram na pedra deve-se ao facto das mesmas possuírem capacidade de

produzirem calcário para o seu desenvolvimento. Na presença do ciclo do clima quente e

húmido é assinalável a multiplicação extensiva das algas, o que pode levar à cobertura total da

superfície da pedra (Figura 3).

As algas endolíticas desenvolvem-se no interior dos poros da pedra e a sua existência é

verificada quando está garantida a presença de luz solar. Assim, estas bactérias provocam a

deterioração da pedra a partir do seu interior.

Figura 3 - Presença de agentes de degradação biológica “algas” no Castelo de Penedono,

Viseu (http://cincodemaio.blogs.sapo.pt s.d.)

2.3.3. Líquenes

Os líquenes surgem da associação das algas e fungos, quando reunidas as características

favoráveis ao seu desenvolvimento. O respetivo ataque destes agentes é caracterizado por uma

extrema severidade, pois permite a penetração destes agentes para o interior da pedra devido à

produção de ácidos orgânicos e à junção destes agentes biológicos. Estes ataques possibilitam

a desfiguração superficial e a dissolução da pedra. Existem estudos em que é referido que

http://cincodemaio.blogs.sapo.pt/



quando há retração devido à seca dos líquenes, é favorecida a dissolução da pedra devido à

remoção de grãos. Devido ao desenvolvimento e multiplicação das algas e fungos verificamos

que a cobertura (por estes organismos) da superfície impede a pedra de estar em contacto com

o ar o que permite a multiplicação de mais bactérias e fungos provocando ainda mais ações

químicas na pedra, levando à sua deterioração.

Estas patologias estão também presentes em edifícios localizados em zonas urbanas e

expostos à poluição produzida, por exemplo, pela circulação de veículos que permitem a

produção de óxidos de azoto propícios para o desenvolvimento destes agentes agressivos

(Figura 4).

Este tipo de patologia, devido à sua ação química, degrada a superfície da pedra, provocando

danos físicos que poderão resultar numa deterioração superficial, em que os grãos da

superfície soltam-se devido à ação de penetração dos líquenes.

Figura 4 - Líquenes – Mosteiro dos Jerónimos em Belém

(http://percursosquimicos.blogspot.pt, s.d.)

2.3.4. Plantas e Vegetação

As plantas e a vegetação, em contacto com a pedra (que pode ser de grande, médio e pequeno

porte) podem provocar a degradação devido ao seu crescimento a nível de raízes e de caule,

induzindo a destruição da pedra. As raízes das plantas provocam na pedra uma perturbação

física pois as raízes vão-se desenvolvendo pelas fachadas dos edifícios, levando à deterioração

da pedra.



2.4. Patologias que surgem nas Pedra

Segundo Araújo (2004) é normal o aparecimento de algumas patologias na superfície da

pedra, sendo necessário desenvolver técnicas no combate a estes agentes. Estas patologias

provocam a deterioração, alteração e depósito de agentes agressivos na pedra.

A eflorescência é um dos agentes agressivos que ocorrem quando a pedra se encontra

contaminada de sais e exposta a um ciclo húmido e posteriormente seco que pode possibilitar

a migração dos sais para a superfície da pedra. A eflorescência são depósitos cristalinos de cor

branca que surge na superfície da pedra.

O aparecimento destes sais realiza-se através da evaporação de água na superfície da pedra,

provocando um aspeto de eflorescência de cor branca na mesma. A eflorescência surge a nível

do solo, quando a água presente se encontra com elevada quantidade de sais dissolvidos. Estes

sais podem atingir a superfície da pedra através dos capilares. (Figura 5).

Figura 5 - Eflorescência (Araújo, 2004)

Segundo Araújo (2004), a criptoflorescência verifica-se quando os sais que se encontram no

interior da pedra se cristalizam. Este tipo de patologia não é visível á primeira vista. Pode

provocar a delaminação de contorno de uma parte à superfície, levando à queda superficial

das camadas da pedra. O aparecimento de sais no interior da pedra está relacionado com

ciclos de humidade e secagem presentes no interior (Figura 6).



Figura 6 - Criptoflorescência (Araújo, 2004)

A Sopa de Pedra (Rm-Rock Meal) resulta da desintegração granular da pedra. Esta patologia

pode ser removida da superfície da pedra através de um processo de escovagem. Na figura

abaixo (Figura 7) podemos observar a existência de uma sopa de pedra fixa.

Figura 7 - Sopa de Pedra (Araújo, 2004)

A crosta de alteração resulta de afloramento devido a lentas alterações químicas, frequentes

em pedras que contêm grande percentagem de ferro. Esta patologia surge na camada

superficial da pedra após a exposição a ciclos húmidos e secos. Normalmente surge em

fissuras devido à fragilidade característica destes locais, impossibilitando a resistência do

material a este tipo de agentes.

As manchas ferrosas surgem na superfície da pedra, alterando a cor da mesma devido à

presença de ácidos ou substâncias com teores de ferro que provocam manchas ferrosas na

superfície.

Outra patologia que pode surgir na superfície da pedra é a crosta negra devido às impurezas

ambientais provocadas pela poluição, que se depositam em camadas na superfície da alvenaria

de pedra, formando uma camada escura que leva à deterioração do material.



A incrustação negra surge mediante a presença de elevados níveis de poluição atmosféricos,

que permitem o desenvolvimento de crosta negra. É caraterizada pelo aparecimento, na

superfície da pedra, de partículas designadas por botiroides que cobrem progressivamente a

superfície de pedra (Figura 8).

Figura 8 - Incrustação negra (Araújo, 2004)

Segundo Araújo (2004), a alveolização produz um efeito de descamação devido à

desintegração granular, associada à acumulação de sais dissolvidos nas águas da chuva.

Desenvolve também cavidades na superfície da pedra, provocando irregularidades

caracterizadas pela criação de cavidades de dimensões variadas (Figura 9).

Figura 9 - Alveolização (Almeida, 2000)

Segundo Araújo (2004), a degradação diferenciada é uma patologia que modifica a textura

superficial. A degradação provocada é profunda devido à heterogeneidade do material.

A esfoliação surge quando podemos verificar que na superfície da alvenaria de pedra existe

um destacamento de uma ou mais camadas do substrato superficial (Figura 10).



Figura 10 - Esfoliação (Almeida, 2000)

Segundo Araújo (2004), em ambientes de ciclo seco e húmido o pitting (perfuração) deve-se a

presença de calcário, e com a ajuda do microscópico eletrónico de varrimento (SEM) é

possível verificar que nestas perfurações estão colonizadas algas, fungos e bactérias. A

presença do calcário provoca o aparecimento de pequenos orifícios múltiplos de pequenos

diâmetros na superfície da pedra, designada por degradação puntiforme (Figura 11).

Figura 11- Pitting (Almeida, 2000)

2.5. Aplicação da Pedra em Estruturas de Alvenaria

A pedra é um dos materiais mais utilizados na construção devido à sua estética e à sua

resistência. É utilizada abundantemente na arquitetura monumental e vernacular onde se

destacam palácios, castelos, torres, muralhas, igrejas, pontes e edifícios. A pedra normalmente

utilizada na construção destes edifícios provinha de jazidas próximas do local da construção

(Costa, 2011). Este material era utilizado em todo o mundo por razões de estética, elegância,

resistência e durabilidade (Pinho et al. 2012).

Internacionalmente surgiram medidas para proteger edifícios históricos. Em 1921 realizou-se

um congresso onde participaram vários países europeus onde foi elaborado um documento

designado por Carta de Atenas. O grande objetivo deste documento era reabilitar monumentos



arquitetónicos. Antes da elaboração da reabilitação deve ser elaborado um estudo de todo o

historial do edifício, analisando toda a documentação existente sobre o mesmo e realizando de

forma correta as reparações. A reabilitação dos monumentos tem como objetivo preservar e

conservar as obras antigas por forma a assegurar a durabilidade destas obras.

É de salientar que, para além dos monumentos, as zonas urbanas típicas (onde a maioria dos

edifícios é construída em pedra) são também consideradas património histórico, sendo

necessário intervir de forma a garantir a sua preservação (Gonçalves, 2010).

O património monumental e cultural caracteriza um povo e um país, e é de grande interesse

preservar e conservar estas obras de arte pois as mesmas permitem manter a cultura própria de

um país ou de um local.

A arquitetura vernacular caracteriza uma comunidade e o seu território, contendo uma

diversidade de indicadores geográficos, económicos, climáticos, sociais e culturais. Durante

milhares de anos a arquitetura vernacular evoluiu em função das necessidades das populações

sendo transmitida de geração em geração até à Revolução Industrial (Fernandes e Mateus,

2011).

Em Portugal, como no resto do mundo, a arquitetura vernacular está interligada com os

contrastes topográficos, geológicos, climáticos e culturais. Com o desenvolvimento industrial

entraram para o nosso mercado novas técnicas e materiais de construção, iniciando uma nova

era na construção em Portugal. Durante essa época verificou-se uma tendência para a

demolição de edifícios antigos, procedendo-se à substituição destes por novas construções. No

seculo XX assistimos à valorização do restauro, o que resultou um grande desenvolvimento

nesta área por forma a proteger o património histórico e cultural, atribuindo-lhe maior

importância e aproximando-se às construções modernas aos aspetos estéticos e aos locais

onde se inserem (Fernandes e Mateus, 2011).

Com o decorrer do tempo e ajustando-se a cada geração, a construção passou a possuir

desafios a nível sustentável, onde incidiu numa melhoria da qualidade de vida, da qualidade

do ambiente interior e na diminuição dos custos do ciclo de vida. Para a adequação das

construções a este desenvolvimento foi publicado o Decreto-lei n.º 40/90, o Regulamento das

Características de Comportamento Térmico dos Edifícios (RCCTE) e o Regulamento dos

Sistemas Energéticos de Climatização de Edifícios (RSECE) (Chaves, 2009).



2.6. Vários tipos de rochas existentes em Portugal

Em Portugal verifica-se que a extração das pedras resultantes das rochas, disponíveis para a

construção encontra-se implementada há alguns séculos. Para extração de pedras existem

quatro princípios fundamentais: segurança, economia (exploração rentável), bom

aproveitamento da exploração e proteção ambiental (Esteves, 2007). Através dessas

explorações têm sido possível averiguar a existência de vários tipos de rochas no Continente

Português como o xisto, o granito, o calcário e o basalto. Este facto contribuiu para uma

diversidade acentuada no que diz respeito à variedade de pedras utilizadas nas construções

mais antigas, já que normalmente era utilizado o material mais próximo do local da

elaboração da construção.

Em Portugal foram-se desenvolvendo centros de triagem de pedra que recorrem ao uso de

equipamentos mecânicos para a sua extração - locais representados na Figura 12.

Estes locais de extração permitem a seleção de uma determinada pedra, de acordo com as

propriedades pretendidas. A existência de vários locais de extração, cada um especializado

num determinado tipo de pedra, permite a possibilidade de escolha entre diversas variedades.

Figura 12 – Distribuição por centros de extrações de calcário, granito, xisto e ardósia

(Rodrigues et al. 2001)



Assim, através da Figura 12 e da tabela 1 é possível observar em que localidade se pode

encontrar determinada pedra. A pedra, após a extração, sofre um tratamento de transformação

que permite a adequação da pedra à finalidade a que se destina.

Tabela 1 - Tipos de rochas existentes em Portugal e a sua localização (Rodrigues et al. 2001)

Rochas Localização

Granito Norte do país, no Minho e Douro Litoral, na Beira Alta e em menores

quantidades na zona de Portalegre, Évora e Beja.

Xisto Trás-os-Montes, Beiras e Alentejo.

Calcário e Mármore Regiões da Estremadura, Beira Litoral e Algarve.

Areia, Arenito e Argila Beira Litoral, Alentejo e Algarve.

Basalto Arquipélagos dos Açores e da Madeira e um pouco na zona de Lisboa.

É de salientar que a exploração destes centros de extrações de pedra tem também um

impacto ambiental. Para minimizar esse impacto foi criada legislação na área para

configurar a adequação ao meio envolvente. A extração da pedra dos centros existentes em

Portugal obteve, desde o início, um papel significativo no mercado de exportação, uma vez

que além da comercialização em Portugal verificou-se um grande interesse a nível mundial.

2.7. Descrição petrográfica da pedra

Segundo Vasconcelos (2005) para a determinação de todos os parâmetros que têm impacto no

comportamento mecânico da pedra é necessário analisar o conteúdo, a textura e o tamanho

dos grãos que constituem a pedra. O tamanho de grão está diretamente correlacionado com a

resistência à compressão. Através da análise do tecido mineral, do tamanho do grão, da

microfissuração e da porosidade é possível determinar a degradação de uma rocha

anisotrópica. O procedimento a adotar consiste na preparação de grãos finos que permitem

determinar os minerais que possam estar presentes, as microfraturas existentes, as alterações

secundárias visíveis, o tamanho do grão e a análise do tecido mineral. O resultado de um

exame petrográfico deve ser apresentado de forma sintética.



2.8. Impermeabilizantes existentes no mercado – hidrófugos

Os tratamentos utilizados com o intuito de proteger a superfície da pedra já advêm da

antiguidade. Como a água é um dos principais responsáveis pela degradação da pedra surgiu,

como forma de prevenção da deterioração e proteção do material, a aplicação de substâncias

hidrorrepelentes (Castro, 1984).

A aplicação de um hidrófugo é um método de proteção e conservação das pedras que visa a

minimização da deterioração. Estes produtos são constituídos por sabões, ceras e resinas

orgânicas e artificiais. Com a aplicação destes produtos prevê-se a alteração das propriedades

da pedra por forma a possuir um comportamento diferente perante a humidade. O

comportamento desejado consiste na diminuição da capacidade de absorção de água após a

aplicação destes produtos. Assim, podemos salientar que a aplicação do hidrófugo sobre a

superfície da pedra permite-lhe a aquisição de propriedades hidrorrepelentes (Pinto, 1994).

Atualmente existem no mercado hidrófugos destinados à incrementação da capacidade de

proteção das pedras contra agentes agressivos. Este produto funciona como hidrofugante de

silicone, podendo ser aplicado nas fachadas de edifícios históricos, culturais ou mesmo em

habitações. Este produto tem como função impedir a penetração de humidade e evitar a

acumulação de sujidades. Constata-se também que o efeito de degradação do ciclo gelo-

degelo é reduzido pela aplicação deste impermeabilizante, pois este impede a penetração da

água através da superfície da pedra.

Existem no mercado endurecedores de substrato com a principal função de bloquear os poros.

Em poros que contêm sais e humidade permite a redução do volume dos mesmos, o que

previne o aparecimento de eflorescência e sais. Permite aumentar a resistência química e

mecânica da pedra. O produto penetra no substrato até aos 2 cm de profundidade desde a

superfície da pedra. Normalmente a aplicação é através de spray sobre a superfície da pedra.

Os hidrofugantes protetores da superfície da pedra mantêm o seu aspeto original. Estes

produtos protegem a superfície da pedra contra agentes climatéricos agressivos. São

transparentes, após a secagem, e penetram na superfície da pedra. Possuem a capacidade de

resistência à alcalinidade e podem ser aplicados sobre substratos.

Os impregnantes de alta capacidade, com aplicação direta na superfície da pedra, possuem a

capacidade de resistir aos ciclos gelo-degelo e ao ataque de sais e condições climatéricas



agressivas. Estes produtos apresentam-se como uma pasta cremosa podendo ser aplicados por

spray. A superfície deverá estar seca e limpa de impurezas antes da sua aplicação.

As soluções à base de resina de silicone podem ser utilizadas em vários produtos. São

aplicadas na superfície da pedra, conferindo uma proteção eficaz contra os agentes agressivos.

Esta substância protege a pedra de ataques químicos, físicos e biológicos. Possui uma elevada

resistência a condições climatéricas adversas. Este produto deve ser aplicado sobre uma

superfície seca e livre de impurezas.

3. Avaliação de Causas Naturais


3. AVALIAÇÃO DE CAUSAS NATURAIS

3.1. Riscos Geológicos e Geomorfológicos

As causas naturais provocam prejuízos materiais, naturais e humanos. Os riscos naturais que

se verificam com mais frequência são as cheias progressivas e repentinas e o movimento de

vertentes. Para evitar prejuízos causados por esses riscos, é necessária a criação de

infraestruturas (drenos, esgotos) (Bateira, et al, 2007).

No âmbito do presente estudo foram analisadas pedras provenientes de locais de extração

situados na região norte do país. Devido a este facto, importa estudar os riscos geológicos e

geomorfológicos com particular incidência na zona norte do país, representada na figura

seguinte (Figura 13).

Figura 13 – Mapa regional da zona norte de Portugal (Bateira, et al, 2007)

3.1.1. Cheias progressivas

As cheias progressivas surgem devido à precipitação. As precipitações responsáveis pelas

cheias progressivas são homogéneas e de intensidade média, ocorrendo num intervalo de

tempo extenso. Pelo facto da intensidade ser média, e de longa duração permitem um



diagnóstico precoce relativamente à ocorrência das mesmas, sendo relativamente fácil acionar

as estruturas necessárias (esgotos, drenos) que permitem minimizar os danos causados pelas

mesmas em bens e estruturas existentes. Devido a este facto, não existe normalmente e

diretamente ocorrência de vítimas mortais (Bateira, et al, 2007).

Figura 14 – Setores afetados por cheias naturais progressivas (Bateira, et al, 2007)

3.1.2. Cheias repentinas

As cheias repentinas, pelo facto de não possibilitarem o aviso prévio à população, provocam

danos materiais e, consequentemente, podem colocar a vida das populações em risco.

Normalmente o tipo de precipitação responsável por este fenómeno ocorre com grande

intensidade e num curto espaço de tempo. O seu grau de devastação e de prejuízos acentua-se

onde se verificam declives muito acentuados e em áreas montanhosas onde o relevo é mais

acentuado, que é o caso da região Norte.

As inundações poderão verificar-se com maior frequência se não forem criadas condições de

evacuação de águas provenientes das precipitações de grande caudal. Devem-se criar

infraestruturas (esgotos, drenos) por forma a evacuar grandes quantidades de águas afluente e

encaminhá-las para locais de recolha.



A precipitação repentina está associada às condições meteorológicas mas também aos fatores

morfológicos, que criam locais propícios à ocorrência deste tipo de fenómenos ambientais.

Uma das situações perigosas que se podem verificar é o encontro de uma planície com uma

superfície montanhosa, onde a ocorrência de uma precipitação repentina poderá causar

elevados prejuízos.

O facto das montanhas, nalguns casos, possuírem sub-bacias com capacidade de armazenar

grandes quantidades de água, permite que, com a ocorrência de precipitações repentinas, as

mesmas possam armazenar as águas, não causando danos devastadores na natureza, bens e

seres humanos.

A perigosidade associada às cheias naturais e repentinas resulta da interação de vários fatores

a nível natural e antrópico. Os fatores considerados para a análise foram a litologia, declive,

densidade de drenagem hidrográfica, precipitação, pressão antrópica e a camada rochosa (que

não permite a existência da capacidade de absorção) (Bateira, et al, 2007).

Figura 15 – Perigosidade e cheias naturais repentinas (Bateira, et al, 2007)



3.1.3. Movimento de vertente

Para analisar um dos riscos geológicos e geomorfológicos a nível do movimento de vertentes,

temos como forma de diagnóstico as cartografias que permitem indicar os solos onde será

necessário um estudo aprofundado por forma a evitar riscos naturais.

Um dos fatores que influenciam estes riscos é a ocorrência de precipitações de longa duração

provocando lamas e também quedas de blocos de solos (Bateira, et al, 2007).

Para analisar o movimento de vertentes existem vários fatores, sendo de realçar o declive, a

litologia e os alinhamentos neotectónicos.

É de salientar outras causas que podem contribuir para as vertentes tectónicas, como a

existência de intervenções antrópicas nas quais se incluem a existência de movimentos de

terras, exploração de pedreiras, construções e minas.

Analisando a vertente morfologia podemos verificar que com um declive superior a 25º é

mais provável a existência de vertentes tectónicas. A existência de grandes depressões

associadas a grandes declives e fracturações influenciam também as vertentes tectónicas.

A nível da litologia a causalidade da frequência das cheias repentinas está diretamente

relacionada com o tipo de granito e xisto existente, já que a existência destes elementos

incrementa o risco de fracturação dos terrenos.

Reportando-nos ao presente estudo, podemos salientar que a fracturação e o movimento de

vertentes são as grandes causas de uma maior afluência de água para o interior da pedra, uma

vez que o local em estudo situa-se num clima onde o ciclo de gelo-degelo se verifica no

Outono e no Inverno com frequência.

A precipitação contribui para a existência de movimentos de vertentes estando estes

relacionados com a duração e quantidade de precipitação que possa ocorrer.

É de salientar que Invernos muito chuvosos, para além de permitirem a criação e arrastamento

de lamas, permitem a deterioração mais avançada das pedras a nível superficial mas também a

nível interno.

Como já foi referido, com a existência de fracturações nas pedras naturais a precipitação é a

grande causa das suas deteriorações (Bateira, et al, 2007).



Figura 16 – Perigosidade à ocorrência de movimentos de vertentes (Bateira, et al, 2007)

3.2. Enquadramento Climático

As estações climatológicas referentes ao distrito de Bragança funcionam desde 1931, e estão

colocadas a uma latitude de 41°48`30’’N, longitude de 6°46’40’’ e altitude de 720m.

No início do funcionamento da estação a duração das absorções era de 9 horas. Desde a

implantação das estações que se foram aperfeiçoando e desenvolvendo as pesquisas nestas

áreas, sendo analisados outros elementos climatéricos.

A partir de 1931 e de acordo com a evolução registada nos equipamentos de pesquisa

climatéricos, foi possível o início da análise a outros fatores como a temperatura do ar, a

humidade relativa do ar, a precipitação e a evaporação.

Em 1932 incluiu-se a análise à insolação e ao vento e em 1939 iniciou-se a análise da pressão

atmosférica e nebulosidade, (Instituto Nacional de Meteorologia e Geofísica, 1988).

3.2.1. Fatores que influenciam o clima português

Existem vários fatores que influenciam o clima como a latitude, a altitude, as correntes

marítimas e o movimento de rotação e translação da terra.



A latitude influencia a humidade, a pressão e a temperatura atmosférica bem como a radiação

solar. Está relacionada com a forma como os raios solares atingem a terra, existindo também

uma interligação entre o aumento da latitude e a diminuição da temperatura. Esta diminuição

deve-se ao facto da Terra ser redonda e estar em constante rotação, verificando-se uma maior

incidência de energia solar na linha do Equador, devido à sua posição central.

A altitude em que Portugal está situado é um dos fatores que influenciam o clima, uma vez

que o aumento da altitude provoca uma diminuição da temperatura e o aumento da pressão

atmosférica.

O vento está relacionado com o movimento rotativo da Terra. As correntes marítimas

influenciam também o clima de Portugal, caracterizando-o com uma constante humidade.

Estas correntes marítimas estão presentes de forma acentuada no nosso país devido à posição

geográfica de Portugal, que se encontra limitado pelo Oceano Atlântico. Esta influência

climática atlântica influencia no Verão uma faixa costeira estreita, mas no Inverno esta

influência abrange grande parte do território Português (Correia, 2012).

3.3 Normas climatológicas da região de “Trás-os-Montes e Alto Douro e

Beira Interior” correspondentes a 1931-1960 e 1941-1970

3.3.1. Pressão atmosférica

Representada nas figuras abaixo está a análise da evolução da pressão atmosférica no distrito

de Bragança, observada a nível local, e ao nível do mar expressos em milibar (mb). È de

salientar que os dados apresentados nas figuras abaixo foram obtidos dos dados

disponibilizados pelo Instituto Nacional de Meteorologia e Geofísica (1988 e 1965). Esta

análise é efetuada tendo em conta a duração dos meses que completam o ano sendo os anos

em estudo intervalos entre 1931 e 1960 e entre 1941 e 1970, permitindo uma comparação dos

valores mensais registados em milibar.

Na análise de cada estudo é apresentado o valor médio sendo a base de comparação entre os

intervalos dos anos em estudo.



a) b)

Figura 17 - Pressão atmosférica ao nível do mar (mb) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de

1941 a 1970

A partir da análise da Figura 17, é possível obter o valor médio de 1017,9 mb da pressão

atmosférica ao nível do mar para os anos entre 1931 e 1960, sendo que para os anos entre

1941 e 1970 e o valor médio é 1017,7 mb. Constata-se que entre março e setembro para os

intervalos dos anos comparativos, a pressão atmosférica ao nível do mar está abaixo do valor

médio e nos restantes meses encontra-se acima. Podemos salientar que os valores obtidos por

comparação entre os anos em análise, são muito aproximados não havendo grande variação.

Na figura 18 está representada pressão atmosférica no local relativamente aos intervalos dos

anos em estudo.

Como podemos analisar no intervalo entre 1931 e 1960 anos, o valor médio obtido da pressão

atmosférica é de 934,4 mb. Para o intervalo entre 1941 e 1970 anos o valor médio obtido é de

937,5 mb.

Após obtenção do valor médio é possível verificar que se verificou um aumento da pressão

atmosférica local referente a Bragança com o passar dos anos.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121010

1012

1014

1016

1018

1020

1022

1024

1026

1028

1030

Pressao atmosférica

ao nivel do mar

Pressão

atm

osféric

a a

o n

ível

do

mar (

mb

)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121010

1012

1014

1016

1018

1020

1022

1024

1026

1028

1030


ao nivel do mar

Pre

ssão

atm

osfé

rica a

o n

ível

do

mar

(mb

)

Meses 1941/1970



a) b)

Figura 18 - Pressão atmosférica no local registada a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941

a 1970

Analisando a figura relativa à pressão atmosférica local é possível verificar que entre 1931 e

1960 anos entre os meses março e maio verificou-se valores abaixo do valor médio. Como

podemos analisar entre 1941 e 1970 anos abaixo dos valores médios verificou-se entre os

meses de fevereiro e maio. È possível realçar que os picos acima do valor médio de pressão

atmosférica local verificam-se no início e no fim do ano.

3.3.2. Humidade relativa do ar

Os valores da humidade relativa do ar apresentados na Figura 19, são expressos em

percentagem (%), em que o valor (0%) corresponde ao ar seco e 100% ao ar saturado de

vapor de água. Esta análise é apresentada em determinados intervalos de tempo verificando-se

que o primeiro intervalo corresponde a 6 horas, o segundo a 12 horas e o terceiro a 18 horas.

A humidade relativa do ar está relacionada com a quantidade de água existente num volume

de ar. Quanto maior for a temperatura menor será a humidade relativa do ar, devido à

evaporação. A temperatura é o fator mais importante para que possa ocorrer a evaporação da

humidade relativa do ar na superfície terrestre. Podendo assim afirmar que nos meses de

maior temperatura teremos uma menor humidade relativa no ar. Nos meses correspondentes à

estação Primavera verificou-se uma pequena descida da humidade do ar sendo que os

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12930

932

934

936

938

940


no local

Pre

ssão

atm

osfé

rica n

o l

ocal

(mb

)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12930

932

934

936

938

940

942

944

946

948

950


no local

Pre

ssão

atm

osfé

rica n

o l

ocal

(mb

)

Meses 1941/1970



menores valores foram sentidos durante os meses correspondentes a estação de Verão,

havendo um aumento na estação do Outono.

a) b)

Figura 19 – Percentagem de humidade relativa do ar a) meses de 1931 a 1960 b) meses de

1941 a 1970

Segundo a Figura 19 podemos verificar que, durante o primeiro e segundo intervalo de tempo,

a humidade relativa do ar tem valores mais baixos entre o mês de março e outubro, onde a

temperatura é mais elevada. Podemos ainda realçar que no primeiro intervalo de tempo a

humidade relativa do ar é mais elevada.

3.3.3. Temperatura do ar

Na Figura 20 estão representados os valores da temperatura do ar no distrito de Bragança

entre 1931 a 1970, expressos em graus e dentro de determinados intervalos de tempo.

É de salientar que a subida da temperatura do ar está relacionada com as estações do ano

sendo que durante os meses correspondentes à estação do verão é que se verificou um

aumento da temperatura do ar. Analisando os resultados abaixo representados na figura 20,

verificou-se que não houve variação entre os intervalos dos anos em estudo, permitindo

afirmar que a temperatura do ar se manteve constante em cada estação. Como a localidade em

estudo encontra-se longe da linha do equador é de salientar que a temperatura do ar aumenta

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

20

40

60

80

100

6 horas

12 horas

18horas

Hu

mid

ad

e R

elativ

a d

o a

r (

%)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

20

40

60

80

100

6 horas

12 horas

18horas

Hu

mid

ad

e R

elativ

a d

o a

r (

%)

Meses 1941/1970



na estação do verão mas o clima é um pouco húmido e não muito seco, como acontece nas

zonas perto equador.

a) b)

Figura 20 - Temperatura do ar (ºC) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970

Entre o mês de Março e Outubro os valores são elevados, principalmente nos intervalos de

tempo de 12 e 18 horas para os intervalos dos anos em estudo. Podemos relacionar a

humidade relativa do ar com a temperatura do ar pois nos meses de maior temperatura

corresponderá a menor humidade relativa do ar.

3.3.4. Vento

3.3.4.1. Frequência do vento

O vento refere-se ao movimento de ar em diferentes direções e com intensidade variada. O

movimento do ar está relacionado com a temperatura e pressão, sendo a transição sempre de

temperaturas e pressões altas para baixas.

A direção do sentido do vento referem-se a oito rumos sendo quatro pontos cardeais Norte

(N), Sul (S) Este (E) e Oeste (W), e outros quatros pontos designados por pontos colaterais

Nordeste (NE), Sudeste (SE), Sudoeste (SW) e Noroeste (NW), representados abaixo na rosa-

dos- ventos.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1202468

1012141618202224262830

6 horas

12 horas

18horas

Tem

peratu

ra d

e a

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ºC

)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1202468

1012141618202224262830

6 horas

12 horas

18horas

Tem

peratu

ra d

e a

r (

ºC

)

Meses 1941/1970



Figura 21 – Rosa-dos-ventos (http://pt.wikipedia.org s.d.)

Na Figura 22 está representada a frequência do vento, expressa em percentagem (%), os

valores mais elevados de frequência do vento faz-se sentir no inicio e no fim de cada ano

correspondendo a estação de Outono e Inverno.

a) b)

Figura 22 – Frequência do vento (%) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970

3.3.4.2. Velocidade do vento

Na Figura 23 podemos verificar que a velocidade média do vento é expressa em km/h. É de

salientar que em Bragança existe um anemógrafo com capacidade de verificar o valor médio

da velocidade do vento, sendo o quociente do percurso total do vento pelo número de horas do

mês ou do ano. Como podemos analisar a velocidade do vento de acordo com a direção

encontram-se ente 5 e 30 Km/h.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50 N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Fre

quê

ncia

do

ve

nto

(%

)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

10

20

30

40

50

60

70

80

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Frequência

do v

ento

(%

)

Meses 1941/1970

http://pt.wikipedia.org/



a) b)

Figura 23 – Velocidade média do vento (km/h) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a

1970

3.3.5. Precipitação

Os valores da precipitação são obtidos através de hidrometeoros e recolhidos num recipiente

cilíndrico de boca horizontal, expressos em milímetros. A medição desta análise é obtida

através da absorção de manhã e refere-se às vinte e quatro horas precedentes.

Figura 24 – Pluviómetro (http://www.prof2000.pt s.d.)

O pluviómetro é o equipamento utilizado para obter a medição de precipitações.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65 N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Ve

locid

ad

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ia d

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en

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Km

/h)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55 N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Ve

locid

ad

e m

éd

ia d

o v

en

to (

Km

/h)

Meses 1941/1970

http://www.prof2000.pt/



a) b)

Figura 25 – Precipitação (mm) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970

a) b)

Figura 26 – Precipitação máxima (diária) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970

Analisando a precipitação total entre 1931 e 1970 anos é possível verificar que os maiores

valores verificam-se entre outubro e março. Quando a precipitação máxima entre 1931 e 1960

anos, é possível verificar um maior valor entre dezembro e fevereiro, referente ao intervalo de

anos entre 1941 e 1970 o maior valor de precipitação verifica-se entre janeiro e fevereiro.

Como é de esperar os menores valores referem-se à estação de verão.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

102030405060708090

100110120130140150

Precipitaçao Total

Precip

itação

(m

m)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

Precipitaçao Max.

Precip

itação

Max

. (d

iária

)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

102030405060708090

100110120130140150

Precipitaçao Total

Precip

itação

(m

m)

Meses 1941/1970

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

102030405060708090

100110120130140150160170180190200

Precipitaçao Max.

Precip

itação

Max

. (d

iária

)

Meses 1941/1970



3.3.6. Nebulosidade

A nebulosidade é classificada numa escala entre 0 e 10, correspondendo a cada unidade uma

décima do céu coberto de nuvens, em que 0 corresponde ao céu limpo sem nuvens e 10

representa o céu encoberto sem qualquer porção azul visível. A nebulosidade é responsável

pelo impedimento da radiação solar atingir a terra devido a formação de muitas nuvens,

diminuindo a quantidade de calor na terra. Como podemos verificar na Figura 27, no Verão

existe menor nebulosidade e maior quantidade de radiação solar sobre o local em estudo e a

temperatura é mais elevada. Os valores mais elevados de nebulosidade entre os meses de

outubro e fevereiro entre 1931 e 1970.

a) b)

Figura 27 – Nebulosidade (0-10) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970

3.3.7. Insolação

A insolação é a quantidade de energia solar que atinge a terra estando relacionada com o

tempo de sol a descoberto, os valores estão expressos em horas (h).

A insolação expressa em percentagem (%) refere-se ao quociente entre a insolação observada

pela insolação máxima possível no mês ou no ano.

O sol emite uma quantidade de energia solar e a insolação está relacionada, dependendo da

localização e da latitude e da inclinação do eixo da terra. A duração da insolação está

relacionada com variação da radiação solar sobre a terra.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

6 horas

12 horas

18horas

Neb

ulo

sid

ad

e (

0-1

0)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

6 horas

12 horas

18horas

Neb

ulo

sid

ad

e (

0-1

0)

Meses 1941/1970



a) b)

Figura 28 – Insolação Total (horas) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de 1941 a 1970

a) b)

Figura 29 – Insolação expressa em percentagem (%) a) meses de 1931 a 1960 b) meses de

1941 a 1970

O que podemos constatar referente à insolação é que os maiores valores referem-se aos meses

de verão, como era de esperar, sendo que os valores inferiores referem-se ao período

compreendido entre outubro e fevereiro.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

255075

100125150175200225250275300325350375400

Insolaçao Total

In

so

lação

To

tal

(h

)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Insolaçao Percentagem

In

so

lação

Percen

tag

em

(%

)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

255075

100125150175200225250275300325350375400

Insolaçao Total

In

so

lação

To

tal

(h

)

Meses 1941/1970

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Insolaçao Percentagem

In

so

lação

Percen

tag

em

(%

)

Meses 1941/1970



3.3.8. Evaporação

A evaporação está relacionada com a quantidade de água que se evapora para a atmosfera.

Um dos ensaios para análise desta evaporação passa pela utilização de um recipiente em

contacto com o exterior e com um evaporímetro é possível quantificar a evaporação expressa

em milímetros.

A evaporação de água para a atmosfera está relacionada com a formação de chuvas. A

evaporação ocorre devido a ação da incidência solar sobre a agua, provocando um aumento de

temperatura dando-se a transformação liquido para vapor de água evaporando-se para a

atmosfera. Este vapor de água quando a temperatura baixa volta a forma liquida caindo sobre

a terra em forma de chuva.

a) b)

Figura 30 – Evaporação (mm) a) meses de 1931 a 1960 1b) 1941 a 1970

Como podemos analisar a evaporação é elevada na estação do verão como era de esperar,

sendo que nas restantes estações do ano a evaporação é menor. Entre novembro e fevereiro a

precipitação tem valores elevados uma vez que foram evaporados no meses anteriores grande

quantidade de vapor de água para a atmosfera.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

Evaporaçao

Ev

ap

oração

(m

m)

Meses 1931/1960

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

275

300

Evaporaçao

Ev

ap

oração

(m

m)

Meses 1941/1970

4. Metodologia do Estudo Experimental


4. METODOLOGIA DO ESTUDO EXPERIMENTAL

4.1. Introdução

Na realização do trabalho de investigação experimental foram utilizados vários tipos de

pedras de várias locais de Portugal. Foram analisadas as pedras de Ponte de Lima, Mondim de

Basto, Póvoa de Lanhoso e Guimarães. Para a realização desta investigação serão também

descritos todos os equipamentos utilizados para a execução dos ensaios, cumprindo todos os

requisitos mencionados nas normas.

A análise das características físicas das pedras foi baseada nas normas Portuguesas indicadas

para pedras naturais. A análise do estudo petrográfico das pedras foi baseada num estudo já

existente efetuado por Vasconcelos (2005). Relativamente às propriedades físicas foram

realizados vários ensaios de forma a obter a caracterização das propriedades das pedras como

a massa de saturação, a massa submersa, a massa sólida, o volume do provete, a porosidade, a

densidade aparente e real e o coeficiente de absorção de água por imersão e capilaridade.

Foram também realizados ensaios em algumas tipologias em estudo para determinar a

velocidade de propagação de ultrassons e a resistência ao ciclo gelo-degelo.

É de salientar que será descrito de seguida e de forma pormenorizada a realização de todos os

ensaios para os vários tipos de granitos em estudo.

4.2. Descrição petrográfica da pedra

O resultado de um exame petrográfico deve ser apresentado de forma sintetizada. Para a

determinação de todos os parâmetros que têm impacto no comportamento mecânico da pedra

é necessário analisar o conteúdo do mineral, a textura e o tamanho dos grãos que constituem a

pedra. Os grãos podem ser classificados como grossos, médios ou finos. Para a análise em

estudo iremos apresentar a descrição do tamanho de grão. A composição mineralógica está

fora do âmbito do presente trabalho, pelo que não será mencionada. Na tabela 2 estão

apresentados os granitos em estudo, com a descrição do respetivo local de extração e a

descrição petrográfica.



Tabela 2 - Local extração das pedras em estudo (Vasconcelos, 2005)

4.3. Estudo das Propriedades Físicas

4.3.1. Absorção de água por imersão

A capacidade de absorção da pedra está diretamente relacionada com a permeabilidade da

água na pedra. Esta característica é possível devido ao facto da pedra, no seu interior, possuir

poros e não ter um teor de humidade muito saturado, o que permite que uma determinada

quantidade de água possa ser absorvida.

Segundo Quagliarinia et al. (2012) foram elaborados ensaios laboratoriais que permitem

avaliar as modificações nas características físicas da pedra causadas pela absorção. Este

ensaio consiste em colocar a pedra num recipiente com água destilada, sendo posteriormente

reencaminhada para um forno ventilado, por forma a permitir quantificar a água absorvida

pelo material. A água que está na superfície da pedra é evaporada devido às elevadas

temperaturas pelo que só consideramos, para a quantificação da água absorvida, a que ficou

retida no seu interior.

Local extração do

granito Designação do granito Descrição petrográfica

Ponte de Lima

PTM Granito de duas micas, grão fino e

médio PTA

Mondim de Basto

MDM

Granito de duas micas de grão média

MDB

Póvoa de Lanhoso

PLM Granito biotítico, grão médio a

grosseiro porfiróide PLA

Guimarães

GM Granito de duas micas, grão fino e

médio de tendência porfiróide GA



A investigação experimental realizada foi efetuada no Departamento de Engenharia Civil da

Universidade do Minho. Este ensaio, diferenciado do descrito anteriormente, teve como

procedimento a EN 13755:2008, da 2ª Edição de Novembro de 2008. Esta norma resulta da

revisão da NP EN 13755:2005, designada por “Métodos de ensaio para pedra natural -

Determinação da absorção de água à pressão atmosférica”. Para a realização do ensaio foram

utilizados provetes com forma de um cubo com dimensões de 70mm.

O procedimento inicial para a realização deste ensaio consistiu na secagem da pedra até

atingir massa constante. A secagem foi realizada numa estufa a 80º (Figura 31) até atingir

massa contante. Este procedimento foi efetuado em intervalos de 24 horas por forma a

permitir que a diferença das pesagens sucessivas não fosse superior a 0,1% da primeira das

duas pesagens, sendo que a massa obtida deste procedimento é designada por massa provete

seco (md).

Para realização desta pesagem utilizou-se uma balança digital com uma exatidão de 0,01g.

Os equipamentos utilizados representados abaixo cumprem as indicações descritas na norma

em análise estando de acordo com os procedimentos desenvolvidos no decorrer deste ensaio

realizados para as várias tipologias em estudo.

Figura 31 – Provetes no interior da estufa



Após esta fase, os provetes foram colocados num recipiente com base lisa sobre suportes não-

-absorventes, como demonstrado na (Figura 32) abaixo. Foram colocados por forma a ficarem

espaçados pelo menos 15mm uns dos outros e 20mm da parede do recipiente. De seguida,

foram imersos com água a 20º, sendo que no instante (t0 min) encontravam-se cobertos até

uma altura de 35mm. Para o tempo (t0 +60min) foi acrescentada água até aos 52,5mm. Aos

(t0+120min) foi acrescentada água até aos 95mm ficando o provete submerso, verificando-se

que o nível de água ficava 25mm acima da superfície do provete. Após o término destes

parâmetros o recipiente foi coberto.

a) b)

Figura 32 – Colocação dos provetes num recipiente a) recipiente de base plana b) distâncias

entre provetes

Procedeu-se à realização do ensaio efetuando a primeira pesagem após a imersão dos

provetes, até às (t0+48 horas). Realizou-se, com a ajuda de um pano húmido, a limpeza da

água presente na superfície da pedra e efetuou-se a respetiva pesagem. Continuou-se o ensaio

em intervalos de 24 horas até atingir massa contante, por forma a que a diferença das

pesagens não fosse superior a 0,1% da primeira das duas massas sucessivas (mi). A última

pesagem, designada por massa saturada (ms), foi realizada quando atingida a massa constante.

Estas pesagens, realizadas no decurso deste ensaio, terão de ser efetuadas num intervalo de

tempo não superior a 1min.



Após a obtenção da pesagem constante foi obtida a massa do provete submerso. Para a

realização desta pesagem utilizou-se um equipamento (Figura 33a) que se encontra no

laboratório da Universidade do Minho e que permite obter a massa submersa dos provetes em

estudo. Os provetes foram colocados no cesto em rede (Figura 33b) que se encontrava dentro

do recipiente coberto por água, interligado com a balança equilibrada. Os provetes foram

depositados no cesto e foi obtida a pesagem da massa submersa (msub).

a) b)

Figura 33 – Utensílios utilizados para obter a massa submersa a) recipiente b) cesto

Para o cálculo do valor da absorção de água à pressão atmosférica (Ab) foi utilizada a norma

NP EN 13755:2008. O resultado obtido foi expresso em percentagem e arredondado às

décimas, partindo da seguinte fórmula:

(1)

Para a determinação do volume do provete, volume de poros, densidade e porosidade

recorreu-se à norma EN 1936 (2007). Para as formulas seguintes utilizou-se como referência

o valor igual a 1 para a densidade de água expressa em (g/cm3).

Para obter o valor dos parâmetros indicados anteriormente, recorreu-se ao uso das seguintes

fórmulas:

Volume dos provetes ( ), resultados expressos em (cm3):

(2)



Volume de poros ( ), resultados expressos em (cm3):

(3)

Densidade aparente ( , resultados expressos em (kg/ m3):

(4)

Densidade real ( , resultados expressos em (kg/ m3):

(5)

Porosidade ( , resultados expressos em (%):

(6)

4.3.2. Absorção de água por capilaridade

A capilaridade verifica-se devido a um processo de sucção capilar de água através dos poros

da pedra. O aparecimento da água é obtido através do contacto da pedra com o solo e através

da exposição à precipitação, verificando-se uma penetração de água através dos capilares.

Constata-se que além da sucção da humidade, verifica-se também a sucção de substância

químicas que provocam reações químicas na pedra e em outros materiais. O diâmetro dos

poros também influencia a capacidade de sucção pois quanto menores forem os diâmetros

maior será a capacidade de sucção de água e de substância químicas (Almeida, 2000).

Para obter os parâmetros da realização deste ensaio de absorção por capilaridade foi utilizada

a norma NP EN 1925:2000. Segundo Rebola (2011) este ensaio relaciona a quantidade de

absorção da água por capilaridade com o fator tempo. Esta relação é ilustrada através da

elaboração de um gráfico que indica, para cada tempo, a respetiva quantidade de água



absorvida. O coeficiente de absorção por capilaridade é obtido pelo declive da reta que surge

do conjunto de valores obtidos resultantes da realização do ensaio.

O ensaio de absorção de água por capilaridade foi elaborado recorrendo a norma NP EN 1925

2000 pertencente a edição de Novembro de 2000, correspondendo a versão Portuguesa da EN

1925:1999, designada por “Métodos de Ensaio para pedra natural – Determinação do

Coeficiente de absorção de água por capilaridade”. Este ensaio decorreu no laboratório de

Engenharia Civil da Universidade do Minho. Todos os parâmetros utilizados no decorrer

deste ensaio foram baseados nas indicações descritas na norma indicada anteriormente. Para a

realização deste ensaio utilizaram-se provetes cúbicos com 70mm que foram submetidos a

uma estufa que se encontrava a uma temperatura de 80º onde permaneceram até atingir massa

constante. Esta massa constante seca, designada por (md), é obtida quando a diferença entre as

duas pesagens sucessivas efetuadas com intervalos de 24 horas não for superiores a 0,1% da

primeira das duas pesagens. Após a secagem, e segundo a norma, os provetes são colocados

num recipiente de base plana sobre suportes não-absorventes, segundo a direção de ascensão

de água. Os suportes utilizados têm como funcionalidade ocupar a menor área de base dos

provetes por forma a permitir uma correta ascensão da água por capilaridade em cada provete.

Esta direção de ascensão foi indicada em todos os provetes como demonstra a Figura 34.

Figura 34 - Indicação da direção ascendente indicada em cada provete

Antes de iniciarmos o respetivo ensaio foi calculada a área a ser imersa. Esta medição foi

realizada utilizando duas medianas com precisão de 0,1mm, sendo os resultados apresentados

em m2. Antes da colocação dos provetes no recipiente, os provetes foram envolvidos em fita



adesiva por forma a não permitir a absorção de água, ficando apenas uma das faces em

contacto com a água, como é demonstrado na Figura 35.

Figura 35 – Provetes para ensaio capilaridade

Após a colocação dos provetes no recipiente com a correta direção de ascensão de água, a

base dos provetes é imersa em água à temperatura de 20ºC até a uma altura de 3mm. Os

provetes são colocados com uma distância entre si de pelo menos 15mm e de 20 mm entre a

parede do recipiente e o provete. Este nível de água no recipiente tem de ser constante durante

todo o ensaio, sendo necessário o esporádico acréscimo de água.

O ensaio é realizado sempre num recipiente fechado por forma a evitar a evaporação de água

para o ambiente. Durante o ensaio foram realizadas várias pesagens, com os intervalos iniciais

caracterizados pela curta duração, sendo progressivamente alargados com o decorrer do

mesmo. Antes da realização de cada pesagem utilizou-se um pano húmido para absorver as

gotas soltas que estavam na base do provete. É de salientar que a balança utilizada para este

ensaio possui uma precisão de 0,01g, cumprindo o requisito para este equipamento, segundo a

norma NP EN 1925 2000.

De seguida, os provetes foram novamente colocados no recipiente, sendo este procedimento

controlado com um uso de um cronómetro. Foi controlado o tempo desde o início do ensaio

até ao momento de cada pesagem. O ensaio terminou quando a diferença entre duas pesagens

sucessivas obteve um valor inferior a 1% da massa de água absorvida pelo provete.

A representação gráfica dos resultados destes ensaios resume-se à união de duas linhas retas,

como é exemplificado no gráfico apresentado de seguida (Figura 36).



Figura 36 – Absorção de água por capilaridade

Para a obtenção do coeficiente de absorção de água por capilaridade, segundo a norma NP EN

1925 2000, inicia-se a análise dos coeficientes de correlações da reta de regressão, utilizando

pelo menos cinco medições e obtendo um valor superior a 0,9. Se forem utilizadas pelo menos

quatro medições, na primeira parte do ensaio, o coeficiente de absorção de água por

capilaridade é representado por C1 ou C2.

O coeficiente de absorção de água por capilaridade é expresso em (g/ 2 (gramas por

metro quadrado pela raiz quadrada do tempo em segundos). Este coeficiente é determinado

pela diferença entre as massas sucessivas do provete (mi) e a massa do provete seco (md),

proporcional à multiplicação entre a área da face imersa em água e ao tempo da duração do

ensaio, desde o início do ensaio até à obtenção das massas sucessivas dos provetes.

Assim, para determinar o coeficiente de absorção por capilaridade com base na norma

indicada, utiliza-se a seguinte expressão:

(7)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Absorç

ao d

e a

gua

por

capilari

dade

(y)

(g/m

2)

Tempo



4.3.3. Velocidade de propagação de ultrassons

Para determinação de todos os parâmetros da velocidade de propagação de ultrassons, foram

realizados ensaios no laboratório do Departamento de Engenharia Civil da Universidade do

Minho. Os procedimentos utilizados foram baseados na norma NP EN 14579 2007, da edição

de Outubro de 2007, intitulada “Métodos de ensaio para pedra natural -Determinação da

velocidade de propagação do som”.

Para realização deste ensaio foram utilizados provetes serrados com a forma de cubo com a

dimensão de 70mm.

Os provetes foram submetidos a uma secagem, utilizando uma estufa com a temperatura de

80º até atingirem massa constante. A massa constante é atingida quando a diferença entre as

duas pesagens consecutivas realizadas em intervalos de 24 horas não for superior a 0,1% da

primeira dessas duas massas.

Os equipamentos utilizados para a realização deste ensaio foram um cronómetro e um gerador

de impulsos elétricos. O gerador continha um par de transdutores num amplificador e um

dispositivo eletrónico que permite medir o tempo decorrido entre o início de um impulso

gerado do transdutor de emissão até ao recetor. O equipamento utilizado na realização deste

ensaio pode ser visualizado na Figura 37.

Figura 37 – Equipamento utilizado para determinar velocidade propagação de

ultrassons

Segundo a norma NP EN 14579 2007 pode-se constatar que a direção em que se propaga a

energia máxima é perpendicular entre os tradutores, uma vez que o impulso também se vai



sentir noutras direções, mas com menos intensidade. Segundo a mesma norma, e como é

representado na Figura 38, é possível obter a velocidade de propagação do ultrassons com a

colocação dos transdutores em faces opostas (transmissão direta, Figura 38 a), em faces

adjacentes (transmissão semi-direta, Figura 38 b) ou na mesma face (transmissão indireta,

Figura 38 c).

a) b) c)

Figura 38 – Determinação de velocidade de propagação de ultrassons relacionado com a

colocação de transdutores (NP EN 14579 2007) a) transmissão direta b) transmissão semi-

direta c) transmissão indireta

A obtenção da medição da distância de percurso entre os transdutores está relacionada com a

forma de colocação dos transdutores, como é indicado na Figura 38. No caso da transmissão

direta a medição do percurso é a distância entre os transdutores medida com uma exatidão de

aproximadamente 1%. No que diz respeito à transmissão semi-direta a medição da distância

do percurso está relacionada com distância entre os centros das faces dos transdutores.

Relativamente à transmissão indireta a medição da distância de percurso é realizada com base

em diferentes medições, sendo que os transdutores são colocados a diferentes distâncias.

Para determinar a velocidade do impulso de propagação de ultrassons, com base na norma NP

EN 14579 2007, devemo-nos basear na seguinte expressão expressa em (Km/s).

(8)

Esta expressão é utilizada para a determinar a velocidade de propagação de ultrassons

(representada por V) em transmissões diretas e semi-diretas, obtendo-se pelo quociente entre a

distância de percurso (representada por L) expressa em (mm) pelo tempo despendido pelo

impulso para percorrer o trajeto (representado por T) expresso em (μs).



Baseando-nos novamente na norma NP EN 14579 2007, a determinação da velocidade do

impulso na transmissão indireta é realizada através da colocação fixa do transdutor emissor e

a colocação variável do transdutor recetor, por forma a permitir a determinação do tempo e

distância da velocidade da propagação de ultrassons. Com base no relacionamento entre a

distância e o tempo da propagação de ultrassons é elaborado um gráfico onde o declive do

segmento de reta que melhor se ajustar aos pontos resultantes da realização do ensaio

representa a velocidade média ao longo da superfície da pedra.

4.3.4. Ciclo gelo-degelo

O ensaio ciclo gelo-degelo foi realizado no laboratório do Departamento de Engenharia Civil

da Universidade do Minho, considerando os procedimentos indicados na norma NP EN 12371

2006, da edição Dezembro de 2006, correspondendo à versão portuguesa da EN 12371:2001,

designada por “Métodos de ensaio para pedra natural -Determinação da resistência ao gelo”.

Para a execução deste ensaio, utilizaram-se provetes com a forma de cubo com as dimensões

de 70mm.

No início do ensaio os provetes foram colocados numa estufa a uma temperatura de 80º, até

atingirem massa constante. A massa constante é obtida quando a diferença entre duas

pesagens sucessivas realizadas num intervalo de 24 horas seja inferior a 0,1% da primeira das

duas massas. A massa seca de cada provete é representada por Mdo.

Após a obtenção da massa seca, procedeu-se à determinação da massa de absorção por

imersão. Os provetes foram colocados num recipiente de base lisa sobre suportes não

absorventes, por forma a ficarem separados por uma distância de 15mm e distanciados 20 mm

das paredes dos recipientes. De seguida iniciou-se a imersão, utilizando água a uma

temperatura de 20º. No instante inicial (t0 min) os provetes foram cobertos até uma altura de

35mm. Após sessenta minutos do tempo inicial (t0+60min) foi adicionada água até aos

52.5mm. No instante cento e vinte minutos após o início do ensaio (t0+120min) foi

acrescentada água até aos 95mm, ficando o provete inteiramente submerso e garantindo que o

nível de água encontrava-se 25mm acima da superfície do provete. A primeira pesagem foi

realizada após 48 horas efetuando-se, anteriormente, com o auxílio de um pano húmido, a

absorção das gotas de água presentes na superfície dos provetes. A duração da pesagem não

foi superior a 1 minuto, de acordo com o que é indicado na norma. Procedeu-se à realização

do ensaio em intervalos de 24 horas, efetuando-se pesagens até atingir massa contante e



verificando que a diferença das pesagens não fosse superior a 0,1% da primeira das duas

massas (mi). A última pesagem, quando é atingida a massa constante, é designada por massa

saturada (ms).

Na fase seguinte da execução do ensaio foi necessário uma câmara capaz de executar o ciclo

de gelo-degelo, munida de um sistema de controlo automático (Figura 39).

Figura 39 – Sistema automático de controlo das tarefas da realização ensaio gelo-degelo

Os provetes foram colocados na câmara dentro de um recipiente munido de suportes não

oxidáveis, sendo todos colocados segundo o mesmo eixo longitudinal. Salienta-se ainda que

os provetes têm de se encontrar separados entre si pela distância mínima de 10mm e das

paredes do recipiente nunca inferior a 20mm (Figura 40).

O grupo de provetes tem que incluir um provete munido de um dispositivo de medição de

temperatura. Este provete pivot será colocado no meio do grupo dos provetes por forma a

estimar a temperatura no interior de cada provete ensaiado (Figura 40).

Figura 40 – Ensaio de gelo-degelo com provete munido de um dispositivo de medição de

temperatura



A colocação dos provetes no recipiente seguindo o mesmo eixo longitudinal deve-se ao facto

de que em cada 14 ciclos ser necessário rodá-los 180º em torno do eixo horizontal. Cada ciclo

tem uma duração de seis horas. Estes ciclos são caraterizados pela exposição ao ar (ciclos de

gelo) em metade dos ciclos e pela imersão em água (ciclos de degelo) nos restantes. Os ciclos

devem repetir-se até que ocorra a degradação dos provetes ou até um máximo de 240 ciclos.

De acordo com a norma NP EN 12371 2006 as temperaturas registadas no provete

monitorizado permitem a obtenção das variações de temperatura no centro de cada provete.

Os intervalos de temperatura indicados na Tabela 3, estão relacionadas com as propriedades

físicas das pedras como a porosidade, a densidade aparente e a absorção de água a que os

provetes são submetidos.

Tabela 3 - Temperaturas no interior dos provetes de acordo com o tempo do ensaio “NP EN 12371

2006”

Temperatura no centro do provete

monitorizado Tempo

Início do ciclo T0

Estágio 1 T0+2,0h

Estágio 2 T0+6,0h

Estágio 3 Imersão total T0+6,5h

Estágio 4 Por T0+9,0h

Estágio 5 T0+12,0h

É de salientar que a câmara utilizada para realizar este ensaio possui um sistema de controlo

automático que permite programar os ciclos de gelo (frio) e degelo (quente) como é possível

verificar na figura abaixo (Figura 41).



Figura 41 – Câmara de gelo-degelo

De acordo com o sistema implementado para realizar do ciclo de gelo, a câmara inicialmente

encontrava-se a uma temperatura entre os 5º e os 20º, munida de uma ventoinha que permite a

circulação do ar. Após duas horas os provetes estavam sujeitos a uma temperatura entre os 0 e

-8º. No final do ciclo os provetes poderão atingir a temperatura -12º. Após o ciclo de gelo o

sistema automático aciona o sistema a quente que permite encher o recipiente de água,

permitindo que os provetes atinjam uma temperatura entre 5º e 20º num intervalo de 2,5

horas. O recipiente contém uma ventoinha que permite a movimentação de água e uma

resistência que é acionada pelo sistema automático quando a água não atinge a temperatura

desejada dentro do intervalo de tempo predefinido pela norma (Figura 42).

a) b)

Figura 42 – Câmara de gelo-degelo a) ventoinha b) resistência de aquecimento e a ventoinha

de movimentação de água



Segundo a norma NP EN 12371 2006, para analisar os resultados será realizada a inspeção

visual, a determinação do volume aparente e a determinação do módulo de elasticidade

dinâmico. Quando realizado o ensaio é feito uma análise detalhada a cada provete das várias

tipologias em estudo por forma a permitir realizar a inspeção visual. Esta análise vai permitir

determinar quando é que os provetes encontram-se deteriorados sob ação dos ciclos gelo-

degelo. Após cada ciclo gelo-degelo é possível analisar a deterioração sofrida pelos provetes

provocada pelas diferenças de temperaturas a que se encontram submetidos.

Este ensaio pretende aproximar-se aos ciclos de gelo-degelo que uma pedra situada na zona

norte do país está sujeita, uma vez que é nesta zona que se verificam, com mais frequência,

temperaturas negativas.

È de salientar que a zona em estudo situa-se no norte de Portugal sendo esta zonas de maior

ocorrência de variação de ciclos gelo-degelo, por esse motivo o nosso estudo ser realizado

nessa zona.

A inspeção visual é verificada após a ocorrência dos ciclos gelo-degelo, onde serão analisadas

e classificadas as faces e os bordos dos provetes de acordo com a escala da Tabela 4

mencionada na norma NP EN 12371 2006.

Tabela 4 – Classificação e análise da inspeção visual do ensaio dos ciclos gelo-degelo “NP

EN 12371 2006”

Classificação Descrição

0 Provete imerso

1 Danos muito pequenos (pequeno arredondamento dos cantos e arestas) que não

comprometem a integridade do provete

2 Uma ou várias fissuras (≤0,1mm de largura) ou desprendimento de pequenos

fragmentos (≤10 por fragmento)

3 Uma ou várias fissuras, orifício ou desprendimento de fragmentos superiores aos

definidos para a classificação “2” ou alteração do material contido em veios

4 Provete partido em dois ou com grandes fissuras

5 Provetes partidos em vários pedaços ou desintegrado



Através da determinação do volume aparente durante os ciclos gelo-degelo é possível calcular

as perdas de material que os provetes podem sofrer durante o processo dos ciclos. Antes do

início de um conjunto de 14 ciclos é realizado o ensaio de absorção de água por imersão,

sendo determinada a massa aparente Mh0 e a massa do provete saturado Ms0. O volume

aparente inicial é determinado pela diferença entre a massa do provete saturado e a massa

aparente inicial. O volume aparente é determinado segundo as seguintes expressões e de

acordo com a norma:

O volume aparente inicial expresso em mililitros:

(9)

O volume aparente após n ciclos expresso em mililitros:

(10)

A variação do volume aparente (ΔVb) após n ciclos expressos em percentagem:

(11)

A determinação do módulo de elasticidade dinâmico durante o ciclo gelo-degelo permite

detetar algumas deteriorações como, por exemplo, microfissuras. Antes de efetuar a medição

do decréscimo do módulo de elasticidade é necessário secar os provetes até atingirem massa

constante. É de salientar que antes de iniciar o próximo ciclo gelo-degelo é necessário efetuar

o ensaio de absorção de água por imersão. A variação do módulo de elasticidade é

determinado pela diferença entre o módulo de elasticidade dinâmico do provete seco antes do

período de gelo representado (E0) e o módulo de elasticidade dinâmico do provete seco após n

ciclos, representado por (En), proporcional ao módulo de elasticidade dinâmico do provete

seco antes do período de gelo (E0).

O decréscimo do módulo de elasticidade dinâmico ( é representado abaixo, expresso em

percentagem:

(12)



O ensaio termina quando pelo menos dois dos provetes (de acordo com as classificações

anteriores) sejam considerados como deteriorados. O estado de deterioração do provete pode

ser verificado quando, na análise de inspeção visual, atinja uma classificação nível 3, um

decréscimo no volume aparente de 1% ou ainda um decréscimo no módulo de elasticidade

dinâmico de 30%. Caso se verifique qualquer um dos critérios mencionados os provetes serão

classificados como deteriorados, sendo que se o número de provetes deteriorados for igual ou

superior a dois o ensaio é considerado finalizado.

4.4. Aplicação de revestimento superficial - hidrófugo

4.4.1 Descrição do revestimento

Esta investigação foi realizada no laboratório Departamento Civil da Universidade do Minho

e consistiu na aplicação do revestimento hidrófugo na superfície de pedra.

Os procedimentos utilizados foram baseados em Pinto (1994). Foram também seguidas todas

as indicações descritas na ficha técnica do produto, um impermeabilizante de superfícies

exteriores porosas.

Este impermeabilizante é constituído à base de água e de resinas de silicone e é destinado à

impermeabilização de superfícies porosas. O hidrófugo tem como função evitar os efeitos

nocivos dos fungos, da infiltração de água e do ciclo gelo-degelo e permite aumentar a

resistência e a durabilidade da pedra.

Figura 43 – Produto impermeabilizante

Este hidrófugo é incolor, não provocando qualquer alteração na cor nem na aparência do

material. Para a aplicação deste produto, a superfície da pedra tem que estar seca e sem



poeiras. Se a superfície apresentar fungos os mesmos terão de ser eliminados com produtos

apropriados, sendo aplicado o impermeabilizante depois de a superfície estar limpa e seca. A

aplicação do impermeabilizante poderá ser realizada através de uma trincha, rolo ou

pulverizador, sendo necessário a aplicação de uma ou duas demãos. O intervalo de tempo de

aplicação entre as duas demãos deve ser de 24 horas. O produto não deve ser aplicado em

tempo chuvoso, húmido ou frio.

Na realização deste ensaio, como a aplicação normal do hidrófugo mencionada na ficha

técnica não garantia 100% de eficácia, tendo em conta a dimensão do material, adotou-se a

realização do ensaio por imersão durante 30 segundos.

Figura 44 – Equipamentos utilizados para a aplicação do hidrófugo

Antes deste processo os provetes foram secos numa estufa à temperatura de 80º até atingir

massa constante. Após a secagem é realizada a respetiva imersão da pedra no hidrófugo.

Anteriormente a cada imersão, o produto líquido foi pesado por forma a garantir a utilização

uniforme da mesma quantidade de produto para todos os provetes. A quantidade de hidrófugo

presente no recipiente garantia que os provetes se encontravam imersos até 10 mm da sua

base. Após 30 segundos de imersão do hidrófugo nos provetes, o mesmo foi escorrido durante

10 segundos para o recipiente e foram posteriormente colocados à temperatura ambiente

noutro recipiente com a face imersa voltada para cima.

Após serem submetidos a duas demãos, ambas por imersão e separadas por um intervalo de

24 horas, os provetes foram submetidos ao ensaio de capilaridade por forma a comparar os

resultados obtidos com os resultados dos provetes sem aplicação de qualquer produto.

5. Análise dos Resultados da Investigação Experimental


5. ANÁLISES DOS RESULTADOS DA INVESTIGAÇÃO

EXPERIMENTAL

5.1. Introdução

No laboratório do Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Minho realizou-se o

estudo de investigação experimental, seguindo as normas indicadas para a análise de pedras

naturais. Realizou-se a análise de várias tipologias de pedra, que foram obtidas das várias

extrações existentes no norte de Portugal. Foi, também, realizada a análise das características

físicas para cada tipologia de pedra em estudo e elaboradas correlações entre elas. O estudo

realizado permitiu a obtenção de valores dos vários parâmetros em estudo, o que permitiu o

relacionamento das suas características com a respetiva aplicabilidade.

No âmbito do estudo efetuado foram analisados vários parâmetros físicos da pedra,

nomeadamente a porosidade e densidade de cada tipo de granito, bem como a capacidade de

absorção de água por capilaridade e por imersão. Além destes parâmetros realizaram-se

ensaios de determinação da velocidade de propagação de ultrassons e da resistência aos ciclos

gelo-degelo. Alguns dos provetes foram submetidos ao ciclo gelo-degelo por forma a obter as

alterações e degradação na pedra. É de salientar que, associado a este ensaio, foi realizada

também, a análise da velocidade de propagação de ultrassons, porosidade e capacidade de

absorção por imersão e capilaridade antes e após a execução do ensaio do ciclo gelo-degelo.

5.2. Análise dos parâmetros dos granitos

5.2.1. Parâmetros físicos

No decorrer do estudo de investigação experimental realizaram-se os ensaios que visam

determinar as características físicas da pedra tais como a porosidade, densidade, capacidade

de absorção por imersão e a capacidade de absorção por capilaridade. A porosidade aberta

está relacionada com o volume de poros e capilares existentes na pedra em relação ao volume

aparente do material. Estes poros e capilares permitem a acessibilidade da água para o interior

da pedra com maior facilidade.



A massa volúmica real está relacionada com as partículas sólidas enquanto o volume aparente

tem em consideração a existência de vazios. Constata-se qua a densidade aparente tem em

conta o volume da massa sólida e a porosidade, ao contrário da densidade real que não

considera a porosidade.

Na Tabela 5 estão representados os valores médios e, entre parêntesis, encontra-se indicado o

coeficiente de variação dos resultados obtidos das propriedades físicas das pedras em estudo.

Verifica-se que, em geral, o parâmetro da porosidade apresenta valores do coeficiente de

variação baixo a moderado, enquanto as propriedades da densidade apresentam valores do

coeficiente de variação muito baixos.

Tabela 5- Quadro das propriedades físicas dos granitos

Granitos Porosidade (%) Densidade Aparente

(kg/ )

Densidade Real

(kg/ )

PTM 4,35 (12,61) 2506,25 (1,27) 2549,69 (1,13)

PTA 0,81 (5,42) 2647,50 (0,09) 2655,56 (0,08)

PLM 1,41 (5,41) 2618,70 (0,34) 2632,76 (0,33)

PLA 0,89 (3,97) 2630,50 (0,12) 2639,48 (0,11)

MDB 3,02 (25,13) 2503,85 (0,68) 2534,06 (0,78)

MDM 5,30 (2,03) 2431,00 (0,66) 2483,93 (0,67)

GA 0,46 (9,72) 2655,30 (0,13) 2659,88 (0,13)

GM 2,69 (11,21) 2530,50 (0,33) 2557,42 (0,21)

Analisando os resultados da Tabela 5 é possível concluir que, das oito tipologias de pedra em

estudo, o granito de Gonça (Guimarães), seguido do granito PTA de Ponte de Lima e do

granito PLA da Póvoa de Lanhoso são as que possuem menor porosidade. Assim, podemos

realçar que estes granitos possuem uma quantidade mais reduzida de poros e fissuras pré-

existentes. Salienta-se aqui o facto de que a existência de poros está relacionada com a

facilidade de aparecimento de fungos que podem originar o aparecimento de várias patologias



na pedra incluindo a sua própria degradação. Assim, a porosidade é umas das características

determinadas mais relevantes para a caracterização das pedras sob o ponto de vista físico, pois

está relacionada com o facto de a pedra proporcionar a infiltração de humidade e a

consequente formação de fungos, que podem provocar a sua deterioração.

Pode-se salientar que as pedras que possuem o valor mais alto de porosidade são as pedras de

Mondim de Bastos (MDM e MDB) e de Ponte de Lima (PTM). Constata-se que estas pedras

possuem uma quantidade elevada de poros no seu interior que possibilitam o acesso da água,

o que potencialmente deverá provocar uma maior degradação da pedra.

Referindo-nos à aplicabilidade em obra destas tipologias de pedra, de acordo com os

resultados apresentados, é possível determinar que as pedras que possuem um maior valor de

porosidade necessitam normalmente de um revestimento. No mercado existem algumas

soluções, como impermeabilizantes cujo objetivo consiste em minimizar ou retardar a

capacidade de infiltração de água e proteger a mesma da presença de fungos, retardando a sua

deterioração.

Analisando a densidade aparente das tipologias em estudo é possível indicar que os granitos

estudados possuem valores entre 2400 a 2700 (kg/m3). Pode-se referir que a densidade

aparente contempla a porosidade, ao contrário da densidade real. Constata-se, ainda, que os

valores obtidos da densidade real aumentam em relação à densidade aparente pois esta não

considera nos seus valores a porosidade. Assim, como podemos verificar, existe um aumento

de densidades reais variando de 2400 a 2800 (kg/m3).

Comparando a densidade aparente e real das pedras em análise, podemos constatar que os

granitos MDM, MDB e PTM possuem um valor mais reduzido, devido ao facto de terem uma

maior porosidade e, por isso, conterem uma maior percentagem de poros.

5.2.2. Absorção de água por imersão e capilaridade

Como anteriormente mencionado, o ensaio de absorção de água por imersão foi efetuado de

acordo com a norma EN 13755:2008, intitulada “Métodos de ensaio para pedra natural:

Determinação da absorção de água à pressão atmosférica”. Apresentam-se na Tabela 6 os

valores médios e entre parêntesis encontra-se indicado o coeficiente de variação da

capacidade de absorção de água por imersão e capilaridade das pedras.



Tabela 6 - Valores obtidos da capacidade de absorção de água por imersão e por capilaridade

Granitos Absorção de água por

imersão (%)

Coeficiente de absorção de

água por capilaridade

(g/c 2√h)

PTM-P 1,74 (4,73) 0,23 (10,15)

PTM-L 1,72 (15,61) 0,11 (21,49)

PTA 0,31 (5,47) 0,02 (13,98)

PLM-P 0,53 (5,59) 0,02 (17,28)

PLM-L 0,44 (20,43) 0,02 (11,06)

PLA 0,34 (4,02) 0,04 (0,76)

MDB-P 1,31 (5,89) 0,16 (8,91)

MDB-L 1,10 (39,55) 0,15 (14,25)

MDM 2,18 (1,89) 0,26 (20,67)

GA 0,17 (9,69) 0,01 (1,12)

GM 1,06 (11,56) 0,17 (23,03)

Constata-se que a pedra de Guimarães (GA) é a que tem a menor capacidade de absorção de

água por imersão, enquanto que o granito de Mondim de Bastos (MDM) apresenta uma maior

capacidade de absorção por imersão.

De uma forma geral pode-se salientar que os granitos de Mondim de Bastos (MDM) (MDB) e

de Ponte de Lima (PTM) são os granitos mais porosos, apresentam maior alteração, o que é

visível através da sua cor amarelada e que por isso possuem maior capacidade de absorção de

água por imersão. Estes granitos permitem a penetração da água com maior facilidade.

Podemos, também, concluir que devido a este facto a sua durabilidade poderá ser inferior

devido ao potencial desgaste e deterioração provocado pela absorção de água e a presença de

fungos.



Das tipologias analisadas, as que apresentam uma menor absorção de água por imersão são os

granitos de Guimarães (GA) como referido anteriormente, Ponte de Lima (PTA) e Póvoa de

Lanhoso (PLA). Estas apresentam uma resistência elevada às patologias e intempéries, devido

à sua reduzida capacidade de absorção. É possível verificar que o valor médio da capacidade

de absorção de água por imersão destas pedras é inferior a 0,5%, como podemos verificar na

Tabela 6.

Correlacionando as características já analisadas das várias tipologias de pedra em estudo, é

possível salientar que os granitos de Mondim de Bastos (MDM e MDB) e de Ponte de Lima

(PTM) são os que possuem maior porosidade e absorção de água por imersão à temperatura

ambiente. Esta relação permite constatar que quanto maior é o valor obtido de porosidade

maior será a capacidade de absorção devido à presença de poros. Por analogia é possível

constatar que pedra de Guimarães (GA) é a que possui o menor valor de porosidade e de

absorção de água por imersão.

Pode-se salientar que as pedras que possuírem menor valor de porosidade e absorção de água

são as que possivelmente serão mais resistentes ao aparecimento de fungos e patologias e

registarão um nível inferior de deterioração.

A análise da capacidade de absorção por capilaridade que foi realizada com base na norma NP

EN 1925 2000 intitulada “Métodos de ensaio para pedra natural: Determinação do coeficiente

de absorção de água por capilaridade”.

Esta análise é efetuada tendo em conta a área do provete em contacto com a água, estando

esta relacionada com intervalos de tempos estipulados pela norma por forma a permitir o

acompanhamento da evolução da absorção.

Da análise dos valores obtidos representados na Tabela 6, é possível constatar que a pedra de

Guimarães (GA), Ponte de Lima (PTA) e Povoa de Lanhoso (PLA) possuem um valor médio

de coeficiente de absorção por capilaridade inferior a 0,05 g/c 2/√ . Assim, estas tipologias

mencionadas não absorvem grande quantidade de água por capilaridade, o que corresponde a

valores baixos da porosidade.

A inexistência de poros melhora o comportamento destes granitos à ação da água.

Salienta-se que o granito de Mondim de Bastos (MDM) possui uma maior capacidade de

absorção de água por capilaridade e, relacionando com o valor obtido na Tabela 6, possui



também um valor alto de porosidade. Devido a este facto pode-se salientar que esta pedra é a

mais porosa e que deverá ter os poros interligados, o que permitirá com facilidade a

penetração de água para o seu interior. Este parâmetro está associado ao parâmetro da

porosidade, uma vez que, na maior parte dos casos, quanto maior é a porosidade maior é a

capacidade de absorção de água por capilaridade e menor será a sua durabilidade e resistência.

Na Figura 45 está representado graficamente o comportamento do granito de Gonça (GA e

GM) ao nível da absorção de água por capilaridade. Estes granitos são do mesmo tipo mas

diferem do estado de alteração.

a) b)

Figura 45 – Absorção de água por capilaridade: a) GA-6 b) GM-6

O granito GM apresenta uma cor amarela (mais alterado) e o granito GA apresenta uma cor

azul (menos alterado). Verifica-se que o comportamento à ação da água em termos de

absorção por capilaridade é muito diferente entre os granitos, o que confirma a diferença dos

valores do coeficiente de absorção de água por capilaridade. Esta tendência de diferença de

comportamento à absorção de água por capilaridade é também acompanhada pelos granitos

PTM (mais alterado) e granito PTA (granito menos alterado).

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 GA6/1

GA6/2

GA6/3

GA6/4

GA6/5

GA6/6

GA6/7

GA6/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 GM6/1

GM6/2

GM6/3

GM6/4

GM6/5

GM6/6

GM6/7

GM6/8

1941/1970

Ab

so

rçao

p

or cap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)



a) b)

Figura 46 – Absorção de água por capilaridade a) PTA-3 b) PTM-L2

No anexo A estão representados todos os resultados obtidos nos ensaios realizados para

determinar o coeficiente de absorção de água por capilaridade das várias tipologias sujeitas à

investigação experimental.

5.2.3. Velocidade de propagação de ultrassons

Para a determinação da velocidade de propagação de ultrassons, foi realizado o ensaio no

laboratório do Departamento de Engenharia Civil, sendo cumpridos os procedimentos

indicados na norma NP EN 14579 (2007). Os valores médios e o coeficiente de variação

(entre parênteses) obtidos na realização deste ensaio, representados na Tabela 7, encontram-se

expressos em (m/s). É possível verificar que, das tipologias ensaiadas neste projeto, destaca-se

que a pedra de Guimarães (GA) possui uma maior velocidade de propagação de ultrassons,

sendo seguido pela pedra de Póvoa de Lanhoso PLM. A pedra da zona de Mondim de Bastos

(MDB) e (MDM) e a pedra de Guimarães (GM) possuem valores menores de propagação de

ultrassons. Refira-se que as tipologias que possuem maior porosidade são as que permitem a

penetração de água por imersão ou capilaridade mais facilmente e apresentam valores

inferiores da velocidade de propagação de ultrassons, uma vez que a velocidade de ultrassons

vai atenuar-se no interior da pedra devido à maior quantidade de vazios e poros. Os

coeficientes de variação obtidos são relativamente baixos, o que caracteriza a qualidade dos

resultados obtidos.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PTA-3/1

PTA-3/2

PTA-3/3

PTA-3/4

PTA-3/5

PTA-3/6

PTA-3/7

PTA-3/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PTM-L2/1

PTM-L2/2

PTM-L2/3

PTM-L2/4

PTM-L2/5

PTM-L2/6

PTM-L2/7

PTM-L2/8

1941/1970

Ab

so

rçao

p

or cap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)



Tabela 7- Valores obtidos na determinação da velocidade de propagação de ultrassons

5.3. Ação gelo-degelo

Este ensaio foi realizado no laboratório do Departamento de Engenharia Civil da

Universidade do Minho e baseado nos procedimentos indicados na norma NP EN 12371

(2006).

Esta investigação tem como objetivo a avaliação do desempenho dos granitos mais alterados

(MDM, MDB e PTM) à ação dos ciclos de gelo-degelo, que é relevante no caso dos granitos

existentes em edifícios localizados na região Norte de Portugal e em particular na região de

Trás os Montes, dada a grande amplitude térmica verificada e a possibilidade de ocorrência de

temperaturas negativas (Capítulo 3).

No decorrer deste ensaio foram analisados vários parâmetros como a massa seca, massa

saturada, a massa imersa, a variação do volume aparente, o módulo de elasticidade dinâmico,

a velocidade de propagação de ultrassons. Foi efetuada, complementarmente, inspeção visual

de modo a avaliar a degradação superficial dos provetes de pedra com a evolução do ensaio.

Granitos Velocidade de Propagação

de ultrassons (m/s)

PTM-P 2167,72 (5,55)

PTM-L 2759,22 (13,67)

PTA 3667,58 (1,28)

PLM-P 4075,65 (1,99)

PLM-L 4175,46 (3,46)

PLA 2969,9 (3,69)

MDB-P 2049,97 (8,62)

MDB-L 2444,63 (3,09)

MDM 2155,58 (9,43)

GA 4779,43 (1,75)

GM 2536,85 (23,09)



Foi realizada a apresentação dos resultados graficamente por forma a permitir uma melhor

compreensão da evolução do comportamento dos granitos por cada conjunto de ciclos a que

foram submetidos. Na Tabela 8 está representado, para o número de controlos realizados, o

número de ciclos correspondentes, realizados durante a investigação experimental.

Tabela 8- Número de ciclos de gelo-degelo e respetivo números de controlo

N.º controlos de ciclos 1 2 3 4 5

Ciclos 0 (estado

inicial) 34 74.5 104 136

A Figura 47 apresenta os resultados provenientes do estudo da análise da variação do volume

aparente, realizado durante a investigação experimental. Verifica-se que a análise da variação

do volume aparente durante os ciclos gelo-degelo permite obter as perdas de material devido à

deterioração que os provetes experimentam. A variação do volume aparente é obtida pelo

quociente entre a diferença entre o volume aparente inicial e o volume aparente após n ciclos,

e o volume aparente inicial. Para a verificação de deterioração após n ciclos, é necessário que

a redução do volume aparente atinga 1% do volume aparente original, verificando-se que até

136 ciclos ainda não se verificou a deterioração dos provetes através da variação do volume

aparente original.

Figura 47 – Variação do volume aparente (%) em função do número de ciclos de gelo-degelo

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

PTM/L2/1

PTM/L2/2

PTM/L2/3

PTM/L2/4

MDB/L1/1

MDB/L1/2

MDB/L1/3

MDB/L1/4

MDB/P2/1

MDB/P2/2

MDB/P2/3

MDB/P2/4

1941/1970

Va

ria

ça

o d

o v

olu

me

ap

are

nte

(%

)

N.º de controlo dos ciclos

0 1 2 3 4 5 6 7 8



Na tabela 9 está representada as massas secas dos provetes em cada ciclo gelo-degelo. A

massa seca vai progressivamente na maioria dos casos diminuindo na evolução dos ciclos,

mas comparando a massa seca inicial e após 136 ciclos é possível verificar a perda de massa

seca dos provetes.

Tabela 9- Massa seca

Massa Seca (gramas)

Provetes Início Ciclos 34 Ciclos 74,5 Ciclos 104 Ciclos 136 Ciclos

PTM-L2/1 956,2 956,4 955,0 956,0 954,5

PTM-L2/2 984,6 985,1 983,7 984,5 983,0

PTM-L2/3 1010,9 1011,1 1009,8 1010,8 1009,2

PTM-L2/4 993,0 993,4 992,1 993,1 991,3

MDB-L1/1 944,4 945,5 943,6 945,1 942,0

MDB-L1/2 970,5 971,5 970,2 971,2 969,3

MDB-L1/3 921,8 923,0 921,3 922,6 920,5

MDB-L1/4 943,7 944,5 942,9 940,0 942,0

MDB-P2/1 965,5 966,1 964,4 965,8 964,0

MDB-P2/2 970,8 971,6 969,7 971,0 969,3

MDB-P2/3 978,3 978,8 977,0 978,7 976,4

MDB-P2/4 962,5 963,0 961,6 962,6 960,6

Na figura 48 está ilustrada a variação da massa seca, que permite uma melhor perceção da

perda de massa que se vai verificar. A variação do volume aparente está relacionada com a

variação da massa seca, que diminui com o aumento do número de ciclos, o que significa uma

perda de massa e que é visível através do registo da massa seca dos provetes após cada

controlo.



Figura 48 – Variação da massa seca (g) em função do número de ciclos de gelo-degelo

A perda de massa está relacionada com a degradação dos provetes. Isto significa que a

imposição de ciclos de gelo-degelo introduz alteração da estrutura da pedra, diminuindo a

massa seca e aumentando a porosidade. Estes ensaios, ainda que realizados de modo

acelerado, permitem verificar que as pedras expostas às intempéries climáticas sofrem

deterioração com o passar do tempo traduzindo-se em desgaste e degradação das superfícies

dos granitos. Algumas patologias que podem surgir nos granitos são causadas pelos ciclos

gelo-degelo e têm um efeito nocivo sobre as características dos mesmos. Estes efeitos estão

diretamente relacionados com a porosidade e a capacidade de absorção de água da pedra que

vai permitir a existência de água no interior do material.

Na Figura 49 estão ilustrados os resultados do módulo de elasticidade dinâmica dos diferentes

tipos de pedras estudadas. A análise de resultados permite concluir que o módulo de

elasticidade dinâmico diminui com o aumento do número de ciclos de gelo-degelo, sendo o

valor médio dessa diminuição de, aproximadamente, 11,27%. O decréscimo do módulo de

elasticidade verifica-se devido à deterioração e alteração das características da microestrutura

da pedra. As alterações interiores que as pedras sofrem estão relacionadas com um aumento

da porosidade. A diminuição do módulo de elasticidade dinâmico está diretamente

relacionado com a diminuição da velocidade de propagação dos ultrassons, ver Figura 50.

800

900

1000

1100

1200

PTM/L2/1

PTM/L2/2

PTM/L2/3

PTM/L2/4

MDB/L1/1

MDB/L1/2

MDB/L1/3

MDB/L1/4

MDB/P2/1

MDB/P2/2

MDB/P2/3

MDB/P2/4

1941/1970

Va

ria

ça

o d

a m

assa

se

ca

(g

)


0 1 2 3 4 5 6 7 8



Figura 49 – Módulo de elasticidade dinâmico

.

Figura 50 – Velocidade de propagação de ultrassons

Na Tabela 10 estão representadas as variações da velocidade de propagação de ultrassons

referentes ao início do ensaio. Através destes resultados é possível verificar que a redução da

velocidade de propagação de ultrassons apresenta pequenas variações entre 3% e

aproximadamente 9% relativamente ao valor inicial.

5000

10000

15000

20000

PTM/L2/1

PTM/L2/2

PTM/L2/3

PTM/L2/4

MDB/L1/1

MDB/L1/2

MDB/L1/3

MDB/L1/4

MDB/P2/1

MDB/P2/2

MDB/P2/3

MDB/P2/4

1941/1970

Modulo

de e

lasticid

ade d

inâm

ico (

MP

a)


0 1 2 3 4 5 6 7 8

1000

1500

2000

2500

3000

PTM/L2/1

PTM/L2/2

PTM/L2/3

PTM/L2/4

MDB/L1/1

MDB/L1/2

MDB/L1/3

MDB/L1/4

MDB/P2/1

MDB/P2/2

MDB/P2/3

MDB/P2/4

1941/1970

Velo

cid

ade d

e p

ropagaçao d

e u

ltra

ssons (

m/s

)


0 1 2 3 4 5 6 7 8



Tabela 10 – Variação da propagação de ultrassons e do módulo de elasticidade dinâmico

referentes ao início do ensaio

PROVETES ΔUPV0 (ΔE0)

34 CICLOS

ΔUPV0 (ΔE0)

74.5 CICLOS

ΔUPV0 (ΔE0)

104 CICLOS

ΔUPV0 (ΔE0)

136 CICLOS

PTM-L2/1 4,29 (8,38) 8,23 (15,89) 8,69 (16,64) 8,96 (17,14)

PTM-L2/2 0,00 (0,05) 2,80 (5,61) 3,76 (7,39) 8,13 (15,60)

PTM-L2/3 0,23 (0,44) 3,86 (7,67) 3,96 (7,78) 4,18 (8,19)

PTM-L2/4 0,09 (0,15) 0,66 (1,41) 0,85 (1,68) 3,04 (5,98)

MDB-L1/1 0,00 (0,12) 4,57 (9,01) 5,19 (10,04) 7,29 (13,99)

MDB-L1/2 0,23 (0,35) 3,73 (7,35) 4,46 (8,66) 4,88 (9,45)

MDB-L1/3 0,24 (0,34) 4,19 (8,25) 8,23 (15,72) 8,53 (16,26)

MDB-L1/4 0,45 (0,81) 1,11 (2,29) 1,22 (2,80) 3,25 (6,77)

MDB-P2/1 0,00 (0,06) 3,72 (7,41) 4,55 (8,86) 5,20 (10,09)

MDB-P2/2 0,56 (1,04) 5,67 (11,12) 5,84 (11,31) 6,74 (13,01)

MDB-P2/3 0,00 (0,05) 3,11 (6,25) 4,85 (9,43) 6,45 (12,45)

MDB-P2/4 0,27 (0,50) 1,63 (3,32) 1,89 (3,74) 3,20 (6,29)

No decorrer do ensaio foi feita uma análise visual, de acordo com a norma indicada. Na

Figura 51 estão representadas amostras com alguns desgastes superficiais. Esta análise visual

está relacionada com o desgaste superficial e o arredondamento dos cantos. Quando a pedra é

submetida a vários ciclos de gelo-degelo, verifica-se um desgaste nas paredes dos poros. Este

desgaste provoca um aumento do diâmetro dos poros, permitindo uma maior penetração de

água e, consequentemente, uma maior degradação da pedra. Verificou-se que até aos 104

ciclos os provetes se mantiveram intactos mas a partir de 136 ciclos, foram verificados danos

ligeiros. Estes danos referem-se a pequenos desgastes que podem ser verificados na pedra,

como o arredondamento dos cantos. Assim, as pedras sujeitas a ciclos de gelo-degelo ficam

mais frágeis e o efeito de degradação é gradual, provocando uma menor resistência e

durabilidade da pedra.



Figura 51 – Deteriorações detetadas nas amostras devido aos ciclos gelo-degelo

O ensaio de gelo-degelo é finalizado quando os provetes atinjem um decréscimo de volume

aparente de 1%, quando a inspeção visual atinje, de acordo com a norma, uma classificação

de deterioração igual a 3 ou ainda quando se verifica um decréscimo no módulo de

elasticidade dinâmica na ordem dos 30%.

5.3.1. Absorção de água por capilaridade e imersão

Foi realizado, no decorrer da investigação experimental, o ensaio da capacidade de absorção

de água por capilaridade e por imersão antes e após a realização dos ciclos gelo-degelo e

considerando um total de 136 ciclos. Esta análise tem como objetivo avaliar a influência dos

ciclos de gelo-degelo no comportamento à água dos provetes (absorção de água por imersão e

capilaridade), dado que se detetou alguma deterioração dos provetes, quer superficialmente,

quer a nível interno com a redução da massa seca, diminuição do módulo de elasticidade e da

velocidade de propagação de ultrassons. Nas Figuras 52 e 53 está representada a capacidade

de absorção de água por capilaridade antes e depois dos ciclos de gelo-degelo (136 ciclos),

respetivamente. Como se pode verificar, o maior valor de capacidade de absorção por

capilaridade é de aproximadamente 0,39 g/c 2, atingido pelo granito de Mondim de Bastos

(MDB-L1).



(a) b)


b) após 136 ciclos gelo-degelo

a) b)


b) após 136 ciclos gelo-degelo

Pode-se constatar que o maior valor de capacidade de absorção por capilaridade é de

aproximadamente 0,39 g/c 2, atingido pela pedra de Ponte de Lima (PTM-L2) e Mondim de

Bastos (MDB-L1), estando diretamente relacionado com o seu grau de deterioração e com o

aumento da porosidade. Na Tabela 11 estão representados os resultados obtidos da capacidade

de absorção da pedra por imersão e capilaridade e da porosidade antes e após os 136 ciclos de

gelo-degelo.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

MDB-P2/1

MDB-P2/2

MDB-P2/3

MDB-P2/4

MDB-L1/1

MDB-L1/2

MDB-L1/3

MDB-L1/4

PTM-L2/1

PTM-L2/2

PTM-L2/3

PTM-L2/4

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 60,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

MDB-P2/1

MDB-P2/2

MDB-P2/3

MDB-P2/4

MDB-L1/1

MDB-L1/2

MDB-L1/3

MDB-L1/4

PTM-L2/1

PTM-L2/2

PTM-L2/3

PTM-L2/4

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 60,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDB-P2/1

MDB-P2/2

MDB-P2/3

MDB-P2/4

MDB-L1/1

MDB-L1/2

MDB-L1/3

MDB-L1/4

PTM-L2/1

PTM-L2/2

PTM-L2/3

PTM-L2/4

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDB-P2/1

MDB-P2/2

MDB-P2/3

MDB-P2/4

MDB-L1/1

MDB-L1/2

MDB-L1/3

MDB-L1/4

PTM-L2/1

PTM-L2/2

PTM-L2/3

PTM-L2/4

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)



Tabela 11 – Porosidade, capacidade de absorção de água por imersão e capilaridade antes e

após os ciclos gelo-degelo

Granitos Por. (%) Por.136 (%) Abs. imer.

(%)

Abs. imer.

136 (%)

Abs. cap.

(g/c ^2√ )

Abs. cap 136

(g/c ^2√ )

MDB-P2/1 3,09 4,41 1,24 1,75 0,17 0,21

MDB-P2/2 3,02 4,49 1,21 1,78 0,15 0,20

MDB-P2/3 2,92 4,26 1,17 1,69 0,14 0,18

MDB-P2/4 3,09 4,30 1,24 1,70 0,17 0,20

MDB-L1/1 2,01 4,95 0,81 1,98 0,13 0,23

MDB-L1/2 2,42 4,82 0,97 1,93 0,13 0,20

MDB-L1/3 2,09 4,76 0,84 1,90 0,12 0,19

MDB-L1/4 1,36 4,76 0,54 1,90 0,17 0,21

PTM-L2/1 3,78 4,06 1,51 1,60 0,09 0,14

PTM-L2/2 3,83 4,45 1,53 1,76 0,09 0,13

PTM-L2/3 3,53 3,92 1,40 1,53 0,1 0,15

PTM-L2/4 3,61 3,95 1,44 1,55 0,11 0,16

Como se pode constatar a porosidade e a absorção de água por capilaridade e imersão após

136 ciclos gelo-degelo aumentaram. Este aumento deve-se à deterioração da pedra quer

superficialmente quer na estrutura interna. Esta deterioração deverá resultar no aumento da

dimensão dos poros já existentes e provocar um aumento de poros o que possibilita uma

maior penetração de água. A pedra que mais se destaca no aumento da porosidade é a pedra

MDB-L1 o que influencia o aumento da capacidade de absorção de água por capilaridade e

imersão.

5.3.2. Correlações da porosidade com a absorção de água por capilaridade e

imersão

Na Figura 54 está representada a correlação entre a porosidade e a capacidade de absorção de

água por capilaridade após a submissão dos provetes ao ensaio de gelo-degelo. Na figura 55

está representada a correlação entre a porosidade e a capacidade de absorção de água por

imersão antes e após a realização do ensaio do ciclo gelo-degelo. Verifica-se que a

degradação imposta pelos ciclos de gelo-degelo se traduz num aumento da porosidade e da



absorção de água por capilaridade e imersão. Mantém-se a relação linear entre as duas

propriedades físicas.

Figura 54 – Correlações entre a porosidade e Capacidade de absorção de água por

capilaridade após 136 ciclos de gelo-degelo

a) b) Figura 55 - Correlações entre a porosidade e Capacidade de absorção de água por imersão a)

Antes ação gelo-degelo b) Após 136 ciclos de gelo-degelo

Verifica-se ainda que os provetes degradados apresentam uma gama mais estreita em termos

da porosidade e da absorção de água por imersão ou capilaridade, o que deverá resultar da

desagregação interna do material.

0 2 4 6 8 10

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Y=-0,1+0,06x

R2=0,439

Ab

so

rça

o p

or

ca

pila

rid

ad

e (

g/c

m2h

1/2)

Porosidade (%)

0 2 4 6 8 10

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Y=0,003+0,40x

R2=0,999

Abso

rça

o p

or

ime

rsa

o (

%)

Porosidade (%)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Y=-0,15+0,43x

R2=0,999

Abso

rça

o p

or

ime

rsa

o (

%)

Porosidade (%)



5.4. Aplicação de revestimento superficial – hidrófugo

Como anteriormente se referiu (Capitulo 4), este ensaio foi realizado com base na aplicação

do revestimento hidrófugo na superfície de pedra e determinação das propriedades de

absorção de água por imersão e capilaridade. Para a realização deste ensaio foram cumpridas

todas as indicações descritas na ficha técnica do produto, um impermeabilizante de superfícies

exteriores porosas. Esta experiência tinha como objetivo permitir realizar uma comparação

entre a capacidade de absorção de água por capilaridade da pedra, com e sem aplicação do

hidrófugo. Pretende-se elaborar comparações a nível da capacidade de penetração de água por

forma a demonstrar que com a aplicação do revestimento é possível melhorar o desempenho

das propriedades das pedras e obter maior resistência e durabilidade. Para a realização deste

ensaio foram utilizados provetes de diferentes pedras em estudo, nos quais já se tinham

realizado ensaios de absorção de água por capilaridade, por forma a permitir realizar uma

comparação. Salienta-se que este ensaio foi elaborado com base na experiência realizada

anteriormente por Pinto (1994). Na Tabela 12 está representada o coeficiente de absorção de

água por capilaridade sendo apresentados os valores médios (coeficiente de variação),

comparando os valores com e sem aplicação do impermeabilizante.

Tabela 12 – Coeficiente de Absorção de água por capilaridade antes e após aplicação

do impermeabilizante o Hidrófugo

Granitos Coef. abs. cap antes (g/c 2√h) Coef. abs. cap depois (g/c 2

√h)

MDB-L1 0,15 (11,79) 0,01 (114,02)

MDB-L6 0,16 (3,66) 0,01 (108,20)

PTM-L5 0,11 (8,45) 0,01 (86,62)

PLM-L6 0,02 (12,55) 0,00 (0,00)

Na Figura 56 está representada análise do coeficiente de absorção de água por capilaridade

das pedras em estudo sem qualquer tipo de aplicação de revestimento. Na Figura 57 estão

representados os resultados obtidos da investigação experimental após a aplicação do

hidrófugo nas pedras em análise.



Figura 56 – Capacidade de absorção de água por capilaridade sem aplicação do

hidrófugo

Figura 57 - Capacidade de absorção de água por capilaridade com aplicação do

hidrófugo

A análise dos resultados da absorção de água por capilaridade (Figura 57) permite concluir

que existe um retardamento considerável na absorção por capilaridade após a aplicação do

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDB-L1/1

MDB-L1/2

MDB-L1/3

MDB-L6/1

MDB-L6/2

MDB-L6/3

PTM-L5/1

PTM-L5/2

PTM-L5/3

PLM-L6/1

PLM-L6/2

PLM-L6/3

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDB-L1/1

MDB-L1/2

MDB-L1/3

MDB-L6/1

MDB-L6/2

MDB-L6/3

PTM-L5/1

PTM-L5/2

PTM-L5/3

PLM-L6/1

PLM-L6/2

PLM-L6/3

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r cap

ilari

dad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)



hidrófugo. Os dados obtidos após a aplicação do hidrófugo permitem afirmar que a

capacidade de absorção de água nos provetes diminuiu, particularmente durante as primeiras

horas. Constata-se que os dados apresentados permitem realçar que a pedra de Póvoa de

Lanhoso (PLM) tem menor capacidade de absorção de água por capilaridade, ao contrário das

pedras de Mondim de Bastos (MDB) e de Ponte de Lima (PTM).

O valor médio da capacidade de absorção de água por capilaridade da pedra de Mondim de

Bastos MDB-L1, sem aplicação do hidrófugo após 24 horas, foi 0,318 g/cm2 e com aplicação

do hidrófugo situou-se nos 0,041 g/cm2. No caso da pedra MDB-L6 o valor médio da

capacidade de absorção de água por capilaridade sem aplicação do revestimento e após 24

horas foi de 0,337 g/m2 e após a aplicação do revestimento situou-se nos 0,054 g/cm

2.

Relativamente à pedra de Ponte de Lima (PTM-L5) o valor médio da capacidade de absorção

de água por capilaridade após 48 horas sem aplicação de hidrófugo foi de 0,336g/cm2 e com

aplicação do hidrófugo situou-se nos 0,154 g/cm2. No que diz respeito à pedra Povoa de

Lanhoso (PLM-L6) o valor médio às 82 horas encontrava-se nos 0,092 g/cm2, com a aplicação

do hidrófugo. Sem a aplicação do impermeabilizante, e com a mesma duração, verificámos

um valor de 0,051 g/cm2.

No entanto, deve-se referir que após as 24 horas de ensaio verifica-se um aumento

considerável da água absorvida por capilaridade principalmente nos granitos PTM e MDB,

ainda que em termos médios se verifique que os valores finais sejam inferiores aos valores

obtidos nas pedras sem a aplicação do material hidrófugo.

5.5. Correlações estatísticas entre as propriedades físicas

Segundo a Figura 58 é possível verificar que a correlação entre a porosidade e absorção de

água por imersão desenvolve-se segundo a equação da reta linear e a

expressão da regressão linear é R2=0,999.

Constata-se que (relacionando a capacidade de absorção de água por imersão das várias

tipologias em estudo com a porosidade) o aumento da capacidade de absorção está

diretamente relacionado com a porosidade.



Figura 58 – Relação da absorção de água por imersão com a porosidade

A Figura 59 representa a relação entre a capacidade de absorção por capilaridade e a

porosidade, sendo que a regressão linear obtida é R2=0,722.

Todos os valores pertencentes às várias tipologias estudadas neste projeto e que estão

representados na figura abaixo permitem obter a seguinte equação da reta

. Correlacionando estes dois fatores conclui-se que a maior capacidade de absorção de

água por capilaridade está associado a valores de porosidade mais elevados. Quanto maior é a

porosidade maior é a capacidade de absorção de água por capilaridade pois os capilares e os

poros existentes vão facilitar a penetração da água. Note-se no entanto que a dispersão de

resultados é consideravelmente superior do que no caso da correlação entre a porosidade e

absorção por imersão, o que se reflete no coeficiente de correlação menor.

Figura 59 – Relação da absorção de água por capilaridade com a porosidade

0 1 2 3 4 5 6

0

1

2

3

4

Y=0,41x-0,03

R2=0,999

Ab

so

rça

o d

e a

gu

a p

or

ime

rsa

o (

%)

Porosidade (%)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

y=-0,013+0,046x

R2=0,722

Ab

so

rça

o p

or

ca

pila

rid

ad

e (

g(c

m2h

1/2)

Porosidade(%)



Analisando a Figura 60 constata-se que a regressão linear entre a velocidade de propagação de

ultrassons e a porosidade desenvolve-se segundo a regressão R2=0,69. Estão, também,

representados todos os valores obtidos para esta relação das várias tipologias em estudo,

sendo que destes valores foi possível obter a seguinte equação

.

Como se pode verificar, esta reta tem um declive negativo pois o aumento da porosidade

traduz-se na diminuição da velocidade de propagação de ultrassons. Subentende-se que uma

elevada quantidade de poros e vazios existentes num granito corresponde a um aumento da

dispersão de ultrassons.

Figura 60 – Relação da velocidade de propagação de ultrassons com a porosidade

Na Figura 61 está representada uma relação entre a absorção de água por capilaridade e a

absorção de água por imersão. Esta relação ilustrada abaixo permite concluir que o aumento

da capacidade dos granitos em absorver água por capilaridade está diretamente relacionada

com o aumento da capacidade de absorção por imersão. A regressão linear representada

abaixo desenvolve-se segundo R2=0,72. Com a análise dos valores obtidos das várias

tipologias analisadas foi possível traçar a equação da reta

Os granitos que possuem maior capacidade de penetração de água são propícios ao

aparecimento de fungos o que provoca uma aceleração da sua degradação. Relacionando estas

duas características e a porosidade (como é indicado nas Figuras 58 e 59) pode-se concluir

0 1 2 3 4 5 6 7

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Y=3448,12e(-x/1,49)

+2090,05

R2=0,69

Ve

locid

ad

e d

e p

rop

ag

aça

o d

e u

ltra

sso

ns (

m/s

)

Porosidade (%)



que o aumento da porosidade está diretamente relacionado com o aumento a capacidade de

absorção por imersão e por capilaridade.

Figura 61 – Relação da absorção de água por capilaridade e imersão

Segundo a regressão linear entre a velocidade de propagação de ultrassons e absorção de água

por capilaridade podemos representar esta correlação em R2=0,87 (Figura 62). Foi possível

obter a seguinte equação

. Como se pode verificar esta reta tem

um declive negativo dado que os granitos com menores valores da velocidade de propagação

de ultrassons apresentam uma maior capacidade de absorção de água por capilaridade por

apresentarem uma maior porosidade.

Analisando a Figura 63 que representa a correlação entre a velocidade de propagação de

ultrassons e capacidade de absorção de água por imersão, obtém-se uma regressão linear

R2=0,694. Segundo os resultados obtidos das várias tipologias em estudo, foi possível traçar a

seguinte equação

.

Pode-se ainda constatar que o declive da reta é negativo para esta correlação uma vez que,

quanto menor for a capacidade de absorção por imersão maior será a velocidade de

propagação de ultrassons.

0 1 2 3 4 5 6

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Y=-0,009+0,113x

R2=0,72

Ab

so

rça

o p

or

ca

pila

rid

ad

e (

g/c

m2h

1/2)

Absorçao por imersao (%)



Figura 62 – Relação velocidade de propagação de ultrassons com a capacidade de absorção de

água por capilaridade

Figura 63 – Relação entre velocidade de propagação de ultrassons e capacidade de absorção

de água por imersão

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Y=2726,23e(-x/0,05)

+2180,05

R2=0,87

Ve

locid

ad

e d

e p

rop

ag

aça

o d

e u

ltra

sso

ns (

m/s

)

Absorçao por capilaridade (g/cm2h

1/2)

0 1 2 3 4 5 6

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Y=3381,93e(-x/0,58)

+2113,29

R2=0,694

Ve

locid

ad

e d

e p

rop

ag

aça

o d

e u

ltra

sso

ns (

m/s

)

Absorçao por imersao (%)

6. Aplicação de revestimentos superficiais de nanopartículas TiO2


6. APLICAÇÃO DE REVESTIMENTOS SUPERFICIAS DE

NANOPARTÍCULAS DE TiO2

6.1. Introdução

A poluição ambiental, especialmente ocorrida na última década, tem sido cada vez maior e

por isso tem suscitado preocupações acrescidas quer no âmbito estético de edifícios urbanos

expostos às ações climatéricas, quer também no sector da saúde. Diversos materiais têm sido

alvo de estudos científicos visando a mitigação desta problemática. O dióxido de titânio

(TiO2) tornou-se um material promissor devido à sua capacidade fotocatalítica que

sucintamente se traduz na capacidade de acelerar a degradação de muitos contaminantes

orgânicos. A aplicação do TiO2 tem aumentado exponencialmente em diversas áreas devido á

sua versatilidade e, mais recentemente, com maior ênfase na indústria da construção civil.

Contudo, as propriedades fotocatalíticas promovidas pelo dióxido de titânio dependem

fortemente da sua morfologia, e das características cristalográficas. Por exemplo, é frequente

detetarem-se manchas visíveis (podem ser de natureza orgânica ou inorgânica) que estão

depositadas sobre as superfícies de fachadas de edifícios, e que maioritariamente resultam da

passagem cíclica de veículos motorizados. Este aspeto afeta as propriedades estéticas e acima

de tudo contribui para o aumento dos custos de manutenção. Devido à presença de água,

alguns materiais estranhos podem penetrar no interior dos poros dos materiais pelos processos

de absorção de água. Numa fase inicial, estas anomalias afetam apenas a estética da fachada,

mas, em conjunto com água, os componentes químicos podem contribuir para a degradação

física das superfícies externas. A utilização de TiO2 (trata-se de um material não toxico, com

elevada estabilidade fotoquímica e baixo custo) como revestimento funcional na forma de

nanopartículas, permite dotar uma superfície com capacidade autolimpante. Uma superfície

funcionalizada com TiO2, inibe a absorção de substâncias orgânicas / inorgânicas que entram

em contacto com a superfície. Não obstante as propriedades já mencionadas, esta tecnologia,

permite uma melhoria significativa da purificação do ar, através da decomposição de alguns

gases tóxicos.

A literatura mostra que o poder fotocatalítico do TiO2 depende do envelhecimento do

substrato e parece diminuir à medida que o tempo de envelhecimento é aumentado. Estudos



anteriores mostram que, após o teste de envelhecimento, a capacidade de TiO2 para remover

do ar gases tóxicos do tipo NOx (combinação do óxido nítrico (NO) e dióxido de Azoto

(NO2)) apresentava um valor muito baixo em relação ao valor inicial. A perda de eficiência

fotocatalítica do TiO2 pode estar associada ao envelhecimento natural proveniente da

exposição ao ar livre, onde o nano - revestimento foi sujeito à variação de condições

climatéricas. A natureza do substrato tem mostrado desempenhar um papel importante nas

propriedades de TiO2. Por esta razão, os resultados do presente estudo destinado em parte em

determinar a atividade fotocatalítica (TiO2) podem não ser necessariamente extrapolados para

compreender a atividade fotocatalítica em diferentes tipos de substrato, mas sim nesta fase

embrionária garantir a colocação das nanoparticulas na superfície dos substratos.

6.2. Definição dos revestimentos

Segundo Santos (2010), o semicondutor mais adequado para a realização deste ensaio, é o

dióxido de titânio, pois é ativado perante a exposição à luz solar. Um semicondutor possui

uma banda de valência (BV) onde os eletrões não se podem movimentar e uma banda de

condução (BC) onde os eletrões são livres de se movimentarem. Quando o semicondutor é

irradiado por fotões com uma determinada energia (hv) ocorre uma excitação eletrónica,

verificando-se uma transição dos eletrões da BV para a BC. Este fenómeno, conduz à

formação de pares eletrões (e-) lacunas (h

+). O TiO2 destaca-se ainda pela elevada atividade

fotocatalítica e baixo custo económico. Este semicondutor absorve a radiação solar, na

presença de água e oxigénio, possui um forte poder oxidante, obtendo-se assim um melhor

desempenho fotocatalítico. As equações 13, 14 e 15 correspondem às principais reações que

decorrem da irradiação UV (ultra violetas) na superfície do TiO2. A equação 13 representa a

excitação do semicondutor (por ação de fotões) que inicia todo o processo de reações de

oxidação-redução. Quando o semicondutor é excitado com energia suficiente para vencer o

hiato energético, o eletrão possui energia suficiente para transitar da banda de valência para a

banda de condução (equação 14). A lacuna entretanto formada pela transição do eletrão reage

com o oxigénio adsorvido à superfície dando origem á formação de radicais altamente

reativos que são designados por radicais hidroxilo. Por sua vez, o eletrão reage com a água

adsorvida à superfície formando radicais designados por superóxido (equação 15), (Azevedo

et. al., 2013).



BCBV

hv ehTiO2 (13)

OHOHOOe erficieerficieBC 22)(sup2)(sup (14)

HHOOHh AdsorvidoAdsorvidoerficieBV )()(2)(sup (15)

O TiO2 também se pode fotodegradar em compostos orgânicos através de reações de oxidação

e redução que conduzem à formação de substâncias como o dióxido de carbono e a água, de

acordo com a equação seguinte (equação 16).

OHCOHOgânicoCompostoOr yxAdsorvida 22)( (16)

Para partículas de grande dimensão, existe uma forte probabilidade de ocorrer a recombinação

dos pares eletrão-lacuna. Pelo contrário, para partículas de pequena dimensão a distância

percorrida pelos pares eletrão-lacuna (durante a sua trajetória do interior da partícula para a

superfície) é curta, aumentando deste modo a taxa de migração para a superfície

(minimizando a recombinação eletrónica) e, por isso, otimizando a eficácia das reações de

oxidação redução.

Neste contexto, devido à necessidade de reabilitação de património arquitetónico exposto à

poluição e agentes biológicos, a aplicação deste material (TiO2) é benéfica pois permite a

obtenção da capacidade autolimpante, possibilitando também uma maior resistência mecânica

e durabilidade (Gomes, 2012). Devido à sua baixa espessura do filme depositado e a

concomitante uniformidade, a aplicação das nanoparticulas TiO2 não altera a morfologia da

pedra.

Para combater os poluentes e os compostos biológicos, as nanoparticulas são aplicadas por

aspersão sobre a superfície da pedra, obtendo-se deste modo uma capacidade autolimpante

(Pinho et al, 2012) e também capacidade de decompor bactérias, compostos orgânicos e

inorgânicos (Gomes, 2012).



6.3. Caracterização Morfológica e Superficial

6.3.1. Microscopia eletrónica de varrimento (SEM do inglês Scanning

Electron Microscopy)

Segundo (Fernandes, 2011), o ensaio de microscopia eletrónica de varrimento tem como

finalidade a análise morfológica superficial do material. Este tipo de microscópico, permite

obter uma maior ampliação e perceção da superfície do material quando comparada com o

microscópico ótico de reflexão.

O ensaio de caracterização morfológica e superficial das pedras em estudo foi realizado

através da utilização de um microscópio eletrónico de varrimento, FEI Nova 200 (FEG/SEM);

EDAX – Pegasus X4M (EDS/EBSD) localizado num dos laboratórios da Escola de Ciências

da Universidade do Minho no Campus de Azurém. Este ensaio foi baseado em Fernandes

(2011). A figura 64 corresponde à imagem fotográfica deste equipamento.

Figura 64 – Microscópico eletrónio varrimento (http://www.semat.lab.uminho.pt s.d.)

Para realizar o ensaio de microscopia eletrónica de varrimento, e para que os provetes

garantam um boa condutividade elétrica, é necessário depositar sobre a superfície da amostra

http://www.semat.lab.uminho.pt/



uma fina camada de ouro ou carbono. A depositação desta camada justifica-se devido à

aparição de efeitos de sombreamento causados pela acumulação de cargas elétricas

superficiais (Fernandes, 2011). Este equipamento permite identificar microscopicamente as

impurezas, defeitos, corrosões e fraturas que as amostras podem conter.

Sobre as amostras são libertados feixes incidentes que atingem a superfície e onde são

refletidos raios-X, catoluminescência, eletrões transmitidos, secundários e retroespalhados,

como está esquematicamente representado na Figura 65. Segundo Gomes (2012), os eletrões

que têm uma maior relevância sobre as amostras são os retroespalhados e os secundários

devido à sua interação com a superfície.

Figura 65 – Feixe incidente sobre a superfície da amostra (http://www.ebah.com.br s.d.)

6.3.2 Análise de resultados da microscopia eletrónica de varrimento (SEM)

Para a realização deste trabalho experimental utilizou-se a micróscopia eletrónica de

varrimento (SEM) para efetuar a análise morfológica de duas tipologias de pedra – tendo uma

das pedras a cor amarela (GM) e outra a cor azul (GA) e ambas provenientes da região de

Guimarães. Esta investigação permitiu estudar a morfologia da superfície das amostras de

pedra modificadas (com aplicação de nanopartículas de TiO2) e padrão (sem aplicação de

nanopartículas). É importante salientar que as amostras de pedra padrão apresentam uma

superfície irregular como se pode observar através da figura 66, e são caracterizadas por

possuírem elevado nível de porosidade (da análise efetuada anteriormente). Na figura 66 está

apresentada a micrografia da amostra de pedra amarela sem aspersão de nanoparticulas TiO2.

http://www.ebah.com.br/



Figura 66 – Micrografia de microscopia eletrónica de varrimento referente à pedra amarela

(sem aspersão de nanoparticulas de TiO2)

Em seguida é apresentado o espectro EDS relativo à pedra amarela sem aspersão de

nanopartículas de TiO2.

Figura 67 – Espectro de EDS da pedra amarela (sem aspersão de nanoparticulas TiO2)

Analisando a figura 67, é possível inferir que a composição química é representativa da que

existe numa pedra padrão. Posteriormente, a morfologia superficial da pedra foi analisada

após a aplicação por aspersão das nanoparticulas de TiO2. Complementando a análise

morfológica com uma análise química (EDS) foi possível verificar, nas zonas 1 e 2, a

presença de nanoparticulas de TiO2 (ver figura 68). Com efeito, é possível analisar que na

zona 2 a intensidade dos picos de EDS é inferior já que as nanoparticulas de TiO2 encontram-



se encobertas por um ligante específico que é essencial para garantir a fixação das

nanoparticulas na superfície da amostra.

Figura 68 - Micrografia de microscopia eletrónica de varrimento referente à pedra amarela

(com aspersão de nanoparticulas de TiO2)

As figuras 69 e 70 correspondem aos espectros de EDS referentes às duas diferentes zonas

previamente identificadas.


eletrónica de varrimento (com aspersão de nanoparticulas TiO2)




eletrónica de varrimento (com aspersão de nanoparticulas TiO2)

Pode ser salientado que além da presença de TiO2 é também possível detetar a presença do

ouro (Au) que foi utilizado para anular os efeitos de sombreamento, e por conseguinte

garantindo uma boa condutividade elétrica. Verifica-se que a zona (Z1) possui um grande teor

de TiO2 conforme pode ser observado através do pico com elevada intensidade.

Na figura 71 é apresentada a morfologia superficial da pedra azul de Guimarães, sem qualquer

tipo de revestimento. Entretanto, a figura 72 corresponde ao espectro de EDS da mesma

amostra.

Figura 71 - Micrografia de microscopia eletrónica de varrimento referente à pedra azul (sem

aspersão de nanoparticulas de TiO2)



Figura 72 - Espectro de EDS da pedra azul (sem aspersão de nanoparticulas TiO2)

Através da observação da figura 72 é possível verificar que o elemento químico predominante

é o silício (Si), característico deste tipo de materiais (substratos).

Contudo, após aspersão superficial com nanoparticulas de TiO2, é possível verificar alterações

morfológicas promovidas pelo ligante que estava incorporado na solução aquosa. A

rugosidade superficial parece diminuir, conforme apresentado na figura 73.

Figura 73 - Micrografia de microscopia eletrónica de varrimento referente à pedra azul (com

aspersão de nanoparticulas de TiO2)



As figuras 74 e 75 correspondem aos espectros de EDS referentes respetivamente às zonas 1 e

2 da amostra modificada pela aspersão superficial de nanopartículas de TiO2.


de varrimento (com aspersão de nanoparticulas TiO2)


de varrimento (com aspersão de nanoparticulas TiO2)



É possível verificar que nas duas zonas em estudo Z1 e Z2 o TiO2 está presente. No entanto,

os picos referentes à presença de titânio na amostra, apresentam diferentes intensidades. Uma

vez mais, a explicação reside no facto da solução aquosa que é aspergida na superfície da

amostra conter um ligante. Não obstante do que foi previamente mencionado, é importante

referir que o facto de existirem zonas onde as nanopartículas se encontram recobertas pelo

ligante pode conduzir à diminuição da sua eficiência fotocatalítica. Contudo, este aspeto pode

não ser de todo um resultado menos bom já que, com o aumento de um processo de desgaste

as nanoparticulas até então recobertas, passam a ficar localizadas na superfície da amostra.

Este aspeto não invalida o facto de futuramente se equacionar um método mais eficiente de

aplicar as nanoparticulas de TiO2 na superfície das amostras, garantindo-se não só uma boa

adesão e dispersão, mas também uma adequada penetração em profundidade.

6.4. Caracterização da capacidade autolimpante

6.4.1. Avaliação da atividade fotocatalítica das pedras

Para a realização do ensaio fotocatalítico utilizam-se materiais semicondutores, sendo o mais

comum o dióxido de titânio (TiO2). Este semicondutor é um dos mais investigados como

agente fotocalítico, estando identificado como material promissor para o controle de

microorganismos, devido à sua fotoatividade (Santos, 2010).

Para além das propriedades mencionadas este material também se caracteriza pelo facto de ser

inerte, apresenta um custo relativamente baixo e é eficiente nos processos de fotocatálise.

(Bonancêa, 2005).

O processo de fotocatálise consiste na incidência de radiação ultravioleta (UV) sobre o

material semicondutor, promovendo a transição de eletrões da banda de valência para a banda

de condução, e por isso possibilitando a ocorrência de reações redox que provocam a

degradação dos compostos orgânicos adsorvidos à superfície. As impurezas do material,

quando expostas à radiação solar que contém partículas TiO2, provocam a formação, através

das moléculas orgânicas, de CO2 (dióxido de carbono) e H2O (água) (Bonancêa, 2005). A

figura 76 mostra esquematicamente o processo de geração dos pares eletrão/lacuna quando a

superfície do material semicondutor está sujeito à ação de radiação UV.



Figura 76 – Principio fotocatálise de uma partícula TiO2 (Bonancêa, 2005)

A Figura 76 permite-nos uma melhor compreensão do processo de fotocatálise de uma

partícula TiO2 que, quando submetida à radiação UV, possibilita a transição dos eletrões da

banda de valência para a de condução. É importante salientar que os fotocatalisadores são

ativos na presença de luz solar ou artificial (Santos, 2010).

Foi realizado no laboratório de Física da Universidade do Minho, a avaliação das

propriedades fotocatalíticas das pedras em estudo. O estudo da fotodegradação adotou um

composto orgânico, a rodamina B, que é normalmente utilizado para simular os compostos

orgânicos (sujidade) adsorvidos nas superfícies. A rodamina B é um corante conhecido por

compensados rosa, devido à sua cor relativamente intensa. Quando exposto à radiação UV,

por ação do TiO2 a cor vai sendo progressivamente esbatida – partindo-se de um cor-de-rosa

intenso para uma cor muito menos intensa e quase incolor. O ensaio iniciou-se com a

introdução dos provetes na solução aquosa de rodamina B, possuindo uma concentração

inicial de 5mg/L. Os provetes foram submetidos à ação da luz UV, no interior do equipamento

disponível no laboratório de física da Universidade do Minho, designado por Quantum Photo

Radiometer HD9021 Delta Padova, onde as lâmpadas UV utilizadas possuíam uma potência

de 12Wm-2

(Fernandes, 2011).

No sentido de analisar a fotodegradação da rodamina B, retiraram-se as alíquotas de 10ml,

introduzindo-as posteriormente numa célula de PMMA (vulgo acrílico) a fim de se poder

analisar e efetuar a medição da absorvância da solução. Neste sentido, a análise dos espectros

de absorvância da solução aquosa de rodamina B permite avaliar a variação da sua

concentração, C, em função do tempo. Para o efeito, foi utilizado o equipamento Shimadzu

UV-310 PC Scanning Spectrophotometet. Após este processo a rodamina B foi exposta à luz



UV efetuando-se medições nos seguintes intervalos de tempo, (0, 30, 60, 90, 120, 150, 180,

210 e 240). Foi possível verificar que durante este processo a rodamina B (aspecto cor-de-

rosa), na presença do material semicondutor, alterou a sua coloração aproximando-se de uma

cor mais incolor. Na Figura 77 é apresentado um espectro de absorvância exemplificativo

(neste caso, o espectro refere-se à amostra azul revestida) onde se pode observar a diminuição

do valor da absorvância máxima medida (correspondente ao comprimento de onda igual a

564,2 nm).

450 500 550 600 6500,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Ab

so

rva

nc

e

Comprimento de onda (cm-1)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

Figura 77 – Espectro de absorvância de uma solução aquosa de rodamina B obtido para

diferentes instantes de tempo. Este espectro refere-se à amostra azul revestida.

Através da observação da figura 77 é possível verificar que o rendimento da fotodegradação é

muito baixo já que as intensidades dos máximos de absorvância (medidos a 564,2 nm)

praticamente não variam ao longo do tempo. O facto de as nanoparticulas se encontrarem na

sua grande maioria recobertas pelo ligante, limita a geração de pares eletrão/lacuna e por isso

inibindo fortemente a ocorrência de processos de oxidação-redução. Com efeito, é também

possível observar que as nanopartículas se encontram pouco dispersas (formando bastantes

agregados) e por isso, repercutindo-se numa baixa área funcionalizada que está disponível

para a ocorrência do processo de fotocatálise.



6.5. Avaliação do comportamento à ação da água

6.5.1. Determinação do coeficiente de absorção de água por capilaridade

Esta etapa experimental consistiu na realização do ensaio de absorção de água por

capilaridade em alguns provetes das várias tipologias em estudo após a aplicação do

revestimento de nanopartículas de TiO2. Após a aplicação do revestimento de TiO2, realizou-

se o ensaio de absorção por capilaridade. É de salientar que este ensaio tem como objetivo

permitir relacionar os resultados obtidos da absorção de água por capilaridade com e sem

aplicação de nanoparticulas. Note-se ainda que uma das principais funções da aplicação das

nanoparticulas de TiO2 à superfície das pedras, consiste na promoção de uma capacidade

autolimpante desde que as suas superfícies sejam expostas à ação de radiação UV.

Na Tabela 13 está representado o valor médio do coeficiente de absorção de água sem e com

aplicação de nanopartículas de TiO2. Entre parêntesis apresentam-se os valores do coeficiente

de variação (em percentagem).

Tabela 13 – Coeficiente de Absorção de água por capilaridade sem aplicação de TiO2 e com

TiO2

Granitos

Coeficiente de absorção de água

por capilaridade sem aplicação de

TiO2 (g/c 2√s)

Coeficiente de absorção de água

por capilaridade com aplicação

de TiO2 (g/c 2√s)

PTM-L3 0,11 (9,92) 0,18 (26,92)

GA6 0,01 (0,18) 0,01 (24,81)

GM3 0,14 (5,03) 0,08 (20,71)

MDB-L1 0,15 (21,92) 0,12 (42,9)

Na Figura 78 e Figura 79 apresenta-se graficamente a evolução da quantidade de água

absorvida por capilaridade em função da raiz quadrada do tempo, antes e após a aplicação do

revestimento, respetivamente. Estes provetes referem-se a granitos da zona de Ponte de Lima

(PTM-L3), Guimarães (GA6, GM3) e Mondim de Bastos (MDB-L1). Como se pode verificar



os granitos que possuem uma maior capacidade de absorção de água por capilaridade são os

granitos PTM e MDB, estando diretamente relacionado com o elevado valor de porosidade

que possuem.

Figura 78 – Absorção de água por capilaridade sem aplicação de TiO2

Figura 79 - Absorção de água por capilaridade com aplicação de TiO2

Efetuando-se uma análise comparativa dos valores obtidos após aplicação das nanopartículas

(relativamente aos provetes sem qualquer tipo de revestimento), é possível verificar que o

valor médio da capacidade de absorção de água por capilaridade da pedra de Ponte de Lima

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0 PTM-L3/1

PTM-L3/2

PTM-L3/3

GA6/1

GA6/2

GA6/3

GM3/1

GM3/2

GM3/3

MDB-L1/1

MDB-L1/2

MDB-L1/3

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0 PTM-L3/1

PTM-L3/2

PTM-L3/3

GA6/1

GA6/2

GA6/3

GM3/1

GM3/2

GM3/3

MDB-L1/1

MDB-L1/2

MDB-L1/3

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)



(PTM-L1) após 33 horas é de 0.3517 g/cm2 e após aplicação das nanoparticulas é de 0.3744

g/cm2. No caso da pedra Guimarães (GA6) sem aplicação do TiO2 às 96 horas o valor médio

foi de 0.0464g/cm2 e após aplicação situou-se 0.0567g/cm

2. Relativamente ao granito de

Gonça amarelo (GM3) o valor médio às 24 horas foi de 0.1908g/cm2 sem qualquer aplicação

nanoparticulas sendo de 0.2071g/cm2. Quanto ao granito de Mondim de Bastos (MDB-L1) o

valor da capacidade de absorção de água por capilaridade não contendo qualquer tipo de

aplicação de TiO2, o valor médio para as 24 horas foi de 0.328 g/cm2 sendo que o valor que

possui após aplicação do revestimento foi de 0.3143 g/cm2. Os valores do coeficiente de

absorção de capilaridade aumentam no caso dos granitos PTM. No granito GM e MBD

apresentaram uma diminuição, enquanto no granito GA não houve alteração.

6.5.2. Determinação da absorção de água por imersão

Com a realização do ensaio de absorção de água por imersão pretendeu-se determinar a

absorção de água por imersão e a porosidade nos provetes em estudo, independentemente dos

mesmos possuírem, ou não, nanopartículas de TiO2.

Na Tabela 14 estão representados os resultados obtidos da realização deste ensaio. Como se

pode verificar pela comparação dos resultados, observa-se um aumento considerável da

capacidade de absorção por imersão e um aumento da porosidade. Este aumento deve-se

provavelmente ao facto de não ser ter conseguido uma adequada uniformidade e dispersão

superficial das nanopartículas de TiO2. Com efeito, a insuficiente dispersão conduziu à

formação de muitos agregados de nanopartículas de TiO2, que estando razoavelmente

separados entre si, formam na superfície novas depressões topográficas que constituem fontes

acrescidas de porosidade. Por isso, o acréscimo de porosidade superficial contribui para o

aumento da absorção de água por imersão.

Como podemos analisar na tabela 14 estão representados os valores obtidos da investigação

experimental realizada, analisando a capacidade de absorção de água por imersão e a

porosidade.

Podemos verificar que a capacidade de absorção de água está associada à porosidade.



Tabela 14 – Coeficiente de absorção de água por capilaridade (porosidade) com e sem

aplicação TiO2

Granitos Percentagem do coeficiente absorção

de água por imersão (porosidade) sem

TiO2

Percentagem do coeficiente absorção

de água por imersão (porosidade)

com TiO2

PTM – L3/1 1,90 (4,67) 2,13 (5,26)

PTM – L3/2 1,75 (4,33) 2,03 (5,05)

PTM – L3/3 1,99 (4,89) 2,40 (5,88)

GA6/1 0,18 (0,48) 0,40 (1,03)

GA6/2 0,15 (0,40) 0,34 (0,89)

GA6/3 0,17 (0,45) 0,34 (0,89)

GM3/1 1,35 (3,39) 1,28 (3,22)

GM3/2 1,00 (2,54) 1,30 (3,27)

GM3/3 1,09 (2,75) 1,27 (3,20)

MDB-L1/1 0,89 (2,21) 1,88 (4,64)

MDB-L1/2 0,52 (1,30) 1,90 (4,69)

MDB-L1/3 0,86 (2,15) 1,88 (4,64)

7. Conclusões


7. CONCLUSÕES

7.1. Considerações finais e principais conclusões

Este trabalho teve como objetivos principais a caracterização física de granitos de diferentes

origens da região norte de Portugal que podem ser aplicados na construção em paredes de

alvenaria estrutural ou ainda como revestimentos. Foi também realizada a avaliação de

diferentes revestimentos: (1) um revestimento hidrófugo comercial com o objetivo de avaliar

a sua influência nas propriedades físicas relacionadas com o comportamento dos granitos à

presença de água e no potencial para desenvolverem menos patologias superficiais

relacionadas com a presença de água; (2) revestimentos à base de nanopartículas com objetivo

de obter superfícies autolimpantes. Adicionalmente, e dados os fatores climáticos da região

norte de Portugal e particularmente da região nordeste, um dos objetivos foi também a

avaliação de diferentes granitos à ação de gelo-degelo e determinação do efeito desta ação nas

propriedades físicas.

O trabalho experimental centrou-se na realização de um conjunto de ensaios experimentais

com vista à caracterização física de diferentes granitos com diferentes porosidade e estados de

alteração. Foram ainda considerados granitos com duas direções de acordo com o plano de

mais fácil desmonte, nomeadamente direção paralela e perpendicular da pedra. Os ensaios

experimentais realizados foram: (1) ensaios de absorção de água à pressão atmosférica a partir

dos quais foi possível a obtenção da absorção de água por imersão e porosidade; (2) ensaios

de capilaridade a partir dos quais foi possível a obtenção dos diagramas de absorção por

capilaridade e o coeficiente de absorção por capilaridade; (3) ensaios de velocidade de

propagação de ultrassons; (4) ensaios de gelo-degelo; (5) ensaios de caracterização

morfológica das superfícies após a aplicação de revestimentos à base de nanopartículas de

TiO2.

Da análise experimental efetuada foi possível concluir que:

1. Os granitos mais alterados apresentam uma maior porosidade, o que está relacionado

com valores mais elevados dos coeficientes de absorção de água por imersão e dos

coeficientes de absorção por capilaridade. Os granitos menos alterados,

7.Conclusões


nomeadamente os granito GA apresenta valores muito baixos de coeficiente de

absorção por capilaridade;

2. A direção parece ter influência nas propriedades físicas como foi referido no

desenrolar da investigação experimental;

3. Foi possível obter correlações estatísticas razoáveis entre os diferentes parâmetros

físicos e entre os parâmetros físicos e a velocidade de propagação de ultrassons;

4. A ação de gelo-degelo influencia as propriedades físicas dos granitos: (a) a velocidade

de propagação de ultrassons diminui (aproximadamente 9% apos 136 ciclos de gelo-

degelo); (b) a massa seca diminui como resultado da desagregação de material e

alteração da estrutura interna dos granitos, o que se traduz na variação de 0.8% da

densidade aparente dos granitos; (c) a porosidade dos granitos apresenta valores

consideravelmente superiores após 136 ciclos de gelo-degelo, o que se traduz também

num aumento da absorção por imersão e do coeficiente de absorção por capilaridade;

(d) o módulo de elasticidade dinâmico, calculado com base na velocidade de

propagação de ultrassons, apresenta também valores decrescentes após 136 ciclos de

gelo-degelo. Deve-se referir que os granitos não se consideram totalmente degradados

de acordo com as indicações da norma de ensaio, tendo sido impossível obter este

estado no decorrer do presente trabalho, dado o processo muito lento dos ciclos de

gelo-degelo;

5. A aplicação de um hidrófugo comercial resultou num comportamento muito diferente

em termos de absorção de água por capilaridade após 24 horas do ensaio, com valores

de absorção de água muito baixos. No entanto, após esta altura, verifica-se um

aumento da absorção por capilaridade, ainda que para valores inferiores aos valores

obtidos nos provetes sem hidrófugo.

6. No decorrer desta investigação foram utilizadas nanopartículas de dióxido de titânio

(TiO2). O dióxido de titânio TiO2 após aplicação sobre a superfície da pedra visava a

promoção de uma função autolimpante. Neste sentido, foi possível: (a) observar a

criação de um revestimento aderente, como se pôde identificar através dos ensaios de

microscopia eletrónica; (b) verificar uma moderada/baixa capacidade autolimpante;

(c) uma alteração do comportamento dos granitos à água com um aumento da

absorção por imersão e da alteração do coeficiente de absorção por capilaridade, ainda

que não se tivesse obtido uma tendência muito clara.

7. Conclusões


7.2. Propostas para Futuras Investigações

Como propostas de desenvolvimentos futuros, apontam-se os seguintes:

1. Avaliação das propriedades físicas e mecânicas após a degradação dos granitos devido

aos ciclos de gelo-degelo;

2. Estudo e avaliação de revestimentos superficiais no comportamento dos granitos a

ações de gelo-degelo e à ação da velocidade de propagação de ultrassons;

3. Aprofundamento do estudo sobre a aplicação de revestimento à base de nanopartículas

ou de nanorods de TiO2 para conseguir alcançar uma boa capacidade autolimpante

para os granitos;

4. Aplicação de revestimentos de nanopartículas TiO2 com vista à minimização do

desenvolvimento de fungos e consequente deterioração da pedra.

8.Referências Bibliográficas


8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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http://cincodemaio.blogs.sapo.pt/

http://www.prof2000.pt/

http://pt.wikipedia.org/

http://www.semat.lab.uminho.pt/

ANEXOS

ANEXO A

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 GA2/1

GA2/2

GA2/3

GA2/4

GA2/5

GA2/6

GA2/7

GA2/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 GM3/1

GM3/2

GM3/3

GM3/4

GM3/5

GM3/6

GM3/7

GM3/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDB-L1/1

MDB-L1/2

MDB-L1/3

MDB-L1/4

MDB-L1/5

MDB-L1/6

MDB-L1/7

MDB-L1/8

MDB-L1/9

MDB-L1/10

MDB-L1/11

MDB-L1/12

MDB-L1/13

MDB-L1/14

MDB-L1/15

MDB-L1/16

1941/1970

Ab

sorç

ao

po

r cap

ilari

dad

e

(g/c

m2)

Tempo(h1/2

)

0 2 4 6 8 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 GA6/1

GA6/2

GA6/3

GA6/4

GA6/5

GA6/6

GA6/7

GA6/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 GM6/1

GM6/2

GM6/3

GM6/4

GM6/5

GM6/6

GM6/7

GM6/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDB-L6/1

MDB-L6/2

MDB-L6/3

MDB-L6/4

MDB-L6/5

MDB-L6/6

MDB-L6/7

MDB-L6/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDB-P1/1

MDB-P1/2

MDB-P1/3

MDB-P1/4

MDB-P1/5

MDB-P1/6

MDB-P1/7

MDB-P1/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDB-P5/1

MDB-P5/2

MDB-P5/3

MDB-P5/4

MDB-P5/5

MDB-P5/6

MDB-P5/7

MDB-P5/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDM-3/1

MDM-3/2

MDM-3/3

MDM-3/4

MDM-3/5

MDM-3/6

MDM-3/7

MDM-3/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDB-P2/1

MDB-P2/2

MDB-P2/3

MDB-P2/4

MDB-P2/5

MDB-P2/6

MDB-P2/7

MDB-P2/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

ap

ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDB-P6/1

MDB-P6/2

MDB-P6/3

MDB-P6/4

MDB-P6/5

MDB-P6/6

MDB-P6/7

MDB-P6/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

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ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 MDM-1/1

MDM-1/2

MDM-1/3

MDM-1/4

MDM-1/5

MDM-1/6

MDM-1/7

MDM-1/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

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e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PLM-4/1

PLM-4/2

PLM-4/3

PLM-4/4

PLM-4/5

PLM-4/6

PLM-4/7

PLM-4/8

1941/1970

Ab

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rçao

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e

(g

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2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PLM-L1/1

PLM-L1/2

PLM-L1/3

PLM-L1/4

PLM-L1/5

PLM-L1/6

PLM-L1/7

1941/1970

Ab

so

rçao

po

r c

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ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PLM-L6/1

PLM-L6/2

PLM-L6/3

PLM-L6/4

PLM-L6/5

PLM-L6/6

PLM-L6/7

PLM-L6/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

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ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PLM-L2/1

PLM-L2/2

PLM-L2/3

PLM-L2/4

PLM-L2/5

PLM-L2/6

PLM-L2/7

PLM-L2/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

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ilarid

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e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PLM-P1/1

PLM-P1/2

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PLM-P1/5

PLM-P1/6

PLM-P1/7

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1941/1970

Ab

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po

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e

(g

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2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PLA-L4/1

PLA-L4/2

PLA-L4/3

PLA-L4/4

PLA-L4/5

PLA-L4/6

PLA-L4/7

PLA-L4/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

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ilarid

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e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PLM-P5/1

PLM-P5/2

PLM-P5/3

PLM-P5/4

PLM-P5/5

PLM-P5/6

PLM-P5/7

PLM-P5/8

1941/1970

Ab

so

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po

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ilarid

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e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PTA-3/1

PTA-3/2

PTA-3/3

PTA-3/4

PTA-3/5

PTA-3/6

PTA-3/7

PTA-3/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

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ilarid

ad

e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PTM-L3/1

PTM-L3/2

PTM-L3/3

PTM-L3/4

PTM-L3/5

PTM-L3/6

PTM-L3/7

PTM-L3/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

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e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PTA-1/1

PTA-1/2

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PTA-1/4

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PTA-1/6

PTA-1/7

PTA-1/8

1941/1970

Ab

so

rçao

po

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ap

ilarid

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e

(g

/cm

2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PTM-L2/1

PTM-L2/2

PTM-L2/3

PTM-L2/4

PTM-L2/5

PTM-L2/6

PTM-L2/7

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1941/1970

Ab

so

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po

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e

(g

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2)

Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PTM-L5/1

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PTM-L5/3

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PTM-L5/5

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PTM-L5/7

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1941/1970

Ab

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po

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e

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Tempo (h1/2

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5 PTM-P1/1

PTM-P1/2

PTM-P1/3

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1941/1970

Ab

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e

(g

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2)

Tempo (h1/2

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Carla Marisa Mendonça Ribeiro -...

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