I

UFOP - CETEC - UEMG

REDEMATREDE TEMTICA EM ENGENHARIA DE MATERIAIS

UFOP CETEC UEMG

Dissertao de Mestrado

"Anlise do Risco de Danos por vibrao

mecnica nos monumentos setecentistas do

Caminho Tronco de Ouro Preto"

Autor: Luiz Mauro de Resende

Orientador: Prof. Adilson Rodrigues da Costa

Junho de 2011

II

UFOP - CETEC - UEMG

REDEMATREDE TEMTICA EM ENGENHARIA DE MATERIAIS

UFOP CETEC UEMG

"Anlise do Risco de Danos por vibrao mecnica nos

monumentos setecentistas do Caminho Tronco de Ouro Preto"

Dissertao de Mestrado apresentada ao

Programa de Ps-Graduao em Engenharia

de Materiais da REDEMAT, como parte

integrante dos requisitos para a obteno do

ttulo de Mestre em Engenharia de Materiais.

rea de concentrao: Engenharia de Superfcies

Orientador: Prof. Adilson Rodrigues da Costa

Ouro Preto, Junho de 2011

III

Catalogao: sisbin@sisbin.ufop.br

R433a Resende, Luiz Mauro de.

Anlise do risco de danos por vibrao mecnica nos monumentos setecentistas

do Caminho Tronco de Ouro Preto [manuscrito] / Luiz Mauro de Resende. 2011. xi, 136f.: il. color.; grafs., tabs., mapas.

Orientador: Prof. Dr. Adilson Rodrigues da Costa.

Dissertao (Mestrado) - Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de

Minas. Rede Temtica em Engenharia de Materiais.

rea de concentrao: Anlise e Seleo de Materiais.

1. Vibrao - Teses. 2. Mecnica - Vibrao - Teses. 3. Monumentos -

Preservao - Teses. 4. Patrimnio cultural - Conservao e restaurao - Teses.

5. Ouro Preto(MG) - Monumentos - Teses. I. Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas. II. Ttulo.

CDU: 534:725.94(815.1)

CDU: 669.162.16

IV

RESUMO

A conservao de um Centro Histrico uma atividade que envolve aspectos mltiplos,

passando pelo conhecimento dos materiais e das tcnicas construtivas, dos agentes de

degradao, das caractersticas do solo, da utilizao dos espaos, e ainda outros.

No caso de Ouro Preto, um aspecto a ser considerado a incidncia de vibraes

mecnicas causadas pelo trnsito de veculos automotores. Estas vibraes so

transmitidas do solo para as edificaes, podendo causar danos.

A intensidade e a desordem do trnsito de veculos na cidade de Ouro Preto geram um

grave problema para a comunidade. Observamos com freqncia a ocorrncia de

acidentes, pondo em risco a integridade fsica das pessoas, e de danos ao patrimnio

causados pelo efeito das vibraes.

Esta dissertao estabelece os parmetros cientficos necessrios ao entendimento da

forma e das conseqncias da presena das vibraes no acervo edificado. Fornece os

elementos e possibilita a formatao de um mapa de risco de danos para os setores de

maior interesse de preservao.

Para tanto, so utilizados conceitos cientficos consagrados relacionados composio e

ao comportamento da matria, conceitos matemticos e estatsticos aplicados aos

resultados obtidos nas medies das vibraes mecnicas dos solos superficiais, e ainda

conceitos tericos especficos da cincia da conservao e do restauro.

Tal mapa foi idealizado a partir do cruzamento dos dados obtidos ao longo de pesquisa

(tipo de solo, sistema construtivo, perodo do ano, horrio, tipo e fluxo de veculos,

nveis de vibrao), e dever subsidiar as aes restritivas ao trnsito de veculos no

Centro Histrico. Ele pretende apresentar de forma clara e precisa os resultados obtidos

na pesquisa, e facilita o entendimento das condies s quais esto submetidos

determinados monumentos existentes na cidade.

V

ABSTRACT

The conservation of a historical site is an activity which involves multiple aspects,

going through the knowledge of material and constructing techniques, the agents of

degradation, the characteristics of the settling soil, the use of spaces and others.

In the case of Ouro Preto, one aspect to be considered is the incidence of mechanical

vibrations caused by the traffic of vehicles. Those vibrations are transmitted from the

soil to the buildings and may cause damage.

The intensity and disorder of traffic of vehicles in the city of Ouro Preto cause a great

problem to the community. We have often observed the occurrence of accidents,

threatening ones physical integrity and the damages to the historical heritage caused by

the effect of vibrations.

This insight sets the necessary scientific parameters to the knowledge of the way and

consequences of the presence of vibrations within the built heritage. It supplies the

elements and enables the making of a damage risk map to the areas of greater interest of

preservation.

For so, old scientific concepts related to the composition and behavior of material,

mathematical and statistical concepts applied to the results obtained in the

measurements of mechanical vibrations on superficial soils, and moreover specific

theorical concepts of the science of conservation and restoration are used.

Such map was idealized from the crossing of data obtained throughout the research

(type of soil, constructing system, time of year, time of day, type and flux of vehicles,

levels of vibration), and shall subsidize the restrictive actions to traffic of vehicles in the

Historical Center. It aims to show, clearly and precisely, the results gained in the

research and helps understanding the conditions to which some city landmarks are

submitted.

VI

NDICE

RESUMO ........................................................................................................................... I

ABSTRACT ......................................................................................................................II

NDICE ........................................................................................................................... III

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ..................................................................... V

LISTA DE FIGURAS E FOTOS..................................................................................... V

LISTA DE TABELAS ................................................................................................... VII

1. INTRODUO.....................................................................................................1

1.1 - APRESENTAO ........................................................................................... 1

1.2 - OBJETIVOS ............................................................................................... ..... 4

1.2.1 - Objetivo Geral ........................................................................................... 4

1.2.2 - Objetivos Especficos ............................................................................... 5

2. BASES CONCEITUAIS....................................................................................... 6

2.1 - OURO PRETO ................................................................................................. 6

2.1.1 - Histrico e Evoluo da Ocupao Urbana ........................................... ...7

2.1.2 - Meio Fsico ............................................................................................. 13

2.1.2.1 - Geomorfologia e Geologia...........................................................13

2.1.2.2 - Clima............................................................................................15

2.1.2.3 - Vegetao e Hidrografia...............................................................16

2.1.3 - O Problema das Vibraes em Ouro Preto ............................................. 17

2.2 - VIBRAES VERSUS PRESERVAO .................................................... 19

2.3 - VIBRAES ................................................................................................. 22

2.3.1 - Conceitos..................................................................................................22

2.4 - PRESERVAO......................................................................................... .32

2.4.1 - Conceitos..................................................................................................32

2.4.2 - Anlise da Consistncia dos Dados de Conservao...............................34

2.5 - INFLUNCIA DA VIBRAO NA DEGRADAO DE

MONUMENTOS ............................................................................................................ 34

2.6 - TRABALHOS CORRELACIONANDO VIBRAES E DEGRADAO

DE MONUMENTOS ..................................................................................................... 37

2.7 - VULNERABILIDADE DE UMA EDIFICAO FRENTE S

VIBRAES...................................................................................................................47

3. METODOLOGIA................................................................................................50

3.1 - INTRODUO ............................................................................... ...............50

3.2 - COLETA DE DADOS .................................................................................... 53

3.2.1 - Dados dos Vibraes........................................................................... ... 53

3.2.2 - Parmetros de Medio das Vibraes....................................................55

VII

3.3 - ANLISE DA CONSISTNCIA DOS DADOS DAS

VIBRAES............................... ................................................................................60

3.4 - ANLISE PRELIMINAR DA ESTRUTURA...................................... ........61

3.4.1 - Percentagem da rea em Planta...............................................................62

3.4.2 - Relao Entre a rea Efetiva e o Peso.....................................................62

3.4.3 - Mtodo Simplificado Baseado na Resistncia ao Corte das Paredes.......63

3.5 - CORRELAO ENTRE VIBRAO E DEGRADAO..........................63

3.5.1 - Comportamento e Modos de Ruptura de Estruturas................................64

3.5.2 - Relao entre vibrao e degradao...................................................... 68

3.6 - A ESTATSTICA................................................................................................70

3.6.1 - Introduo................................................................................................70

3.6.2 - Anlise dos Riscos Inerentes s Vibraes Transmitidas s Estruturas...71

3.6.3 - Anlise de Risco, Vulnerabilidade, e Previso de Eventos Adversos.....72

3.6.4 - Relatrio de Risco Como Meio de Gesto do Risco e de Minimizao de

Impacto de Eventos Adversos.........................................................................................77

3.6.5 - Classificao do Risco Como Exigncia.................................................78

3.6.6 - Possveis Aplicaes de Anlise de Risco s Vibraes Transmitidas s

Estruturas.........................................................................................................................79

3.6.7 - Concluses...............................................................................................84

4. CONTEXTUALIZAO E ANLISE DOS RESULTADOS.......................86

4.1 - INTRODUO ............................................................................................. 86

4.2 - VIBRAES NOS AMBIENTES..................................................................87

4.2.1- Fontes e Efeitos das Vibraes................................................................87

4.2.2- Propagao das Ondas pelo Solo.............................................................88

4.2.3- Atenuao das Ondas com a Distncia....................................................89

4.2.4- Vibrao em Edifcios..............................................................................90

4.2.5- Vibraes Continuadas e Impulsivas................................ ......................90

4.3 - NORMATIZAO DE CONTROLE DE VIBRAO EM

CONTRUES...........................................................................................................91

4.3.1- Critrios de Admissibilidade...........................................................................93

4.3.2- Normas Portuguesas e Critrios LNEC...........................................................93

4.4 - A NORMA PORTUGUESA 2074..................................................................95

4.5 - CRITRIOS INTERNACIONAIS......................................................................96

4.6 - CONCLUSES...................................... ..........................................................100

4.7- DADOS DO CADASTRO DOS EDIFCIOS....................................................102

5. CONCLUSO ............................................................................................. 121

5.1 - INTRODUO.................................................................................................121

5.2 - DIAGNSTICO............................................................................................121

5.3 - TRATAMENTO................................................................................................123

5.4 - SUGESTES PARA PESQUISAS ADICIONAIS ..................................... 124

VIII

REFERNCIAS .......................................................................................................... 127

1- Fontes Primrias........................................................................................................127

2- Referncias Bibliogrficas........................................................................................127

ANEXO I - MAPA GEOTCNICO DE OURO PRETO

ANEXO II LEVANTAMENTO CADASTRAL DO CAMINHO TRONCO DE OURO PRETO

ANEXO III - PLANTA CADASTRAL DO MUNICPIO DE OURO PRETO

L I S T A D E S I G L A S E A B R E V I A T U R A S

Alcan Alumnio Minas Gerais S/A BID Banco Interamericano de Desenvolvimento IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica IEF Instituto Estadual de Florestas INBISU Inventrio Nacional dos Bens Imveis Stios Urbanos IPHAN Instituto do Patrimnio Histrico e Artstico Nacional MinC Ministrio da Cultura UFOP Universidade Federal de Ouro Preto UNESCO United Nations Education, Scientific and Cultural ZPE Zona de Proteo Especial

L I S T A D E F I G U R A S E F O T O S

F i g u r a s

FIGURA 1 Mapa Mundial de Epicentros Ssmicos e Suas Profundidades............ 2 FIGURA 2 - Evoluo da ocupao em Ouro Preto (Modificado de Faria, 1996).... 11

FIGURA 3 Mapa da ocupao atual de Ouro Preto............................................... 12 FIGURA 4 Esboo Geolgico da Regio de Ouro Preto (Fonte: Sobreira & Fonseca, ) 2001..........................................................................................................

15

FIGURA 5 Grfico dos ndices Pluviomtricos mensais de Ouro Preto................ 16 FIGURA 6 - Ondas de Corpo e Ondas de Superfcie................................................ 26

FIGURA 7-A Comprimento de onda. de onda na gua......................................... 27 FIGURA 7-B Comprimento de ondas numa corda................................................ 27 FIGURA 8 Amplitude e Comprimento de onda..................................................... 27 FIGURA 9 Vibrao de um Pndulo. .................................................................... 29 FIGURA 10 Sismgrafo......................................................................................... 31 FIGURA 11 Representao do comportamento do edifcio frente vibrao...... 35

IX

FIGURA 12 Grfico do Nvel de Rudo no Centro............................................... 43 FIGURA 13 Grfico do Nvel de Rudo no Bairro Antnio Dias.......................... 43 FIGURA 14 Grfico do Nvel de Rudo nas Igrejas.............................................. 44 FIGURA 15 Grfico das Vibraes no Centro....................................................... 44 FIGURA 16 Grfico das Vibraes no Bairro Antnio Dias................................. 45 FIGURA 17 Grfico das Vibraes nas Igrejas...................................................... 45 FIGURA 18 Fluxograma das etapas do trabalho.................................................... 51 FIGURA 19 - Trecho inventariado pelo Programa Monumenta. FONTE: IPHAN.

INBI-SU. Rio de Janeiro (2002)................................................................................

52

FIGURA 20- valores de velocidade de vibrao em mm/s em funo da

freqncia em Hz e das caractersticas da estrutura...................................................

57

FIGURA 21 - diagrama proposto pela recomendao francesa das vibraes

admitidas para os trs tipos de estrutura....................................................................

59

FIGURA 22 - Estudo das trincas em um edifcio esquemtico................................. 63

FIGURA 23 Esquemas representativos da anlise do perigo e anlise do risco 75 FIGURA 24 Exemplo de representao grfica da lei de propagao de vibraes....................................................................................................................

81

FIGURA 25 Exemplo de Mapa de Risco de Danos por Vibraes Mecnicas...... 84 FIGURA 26 Atenuao das Vibraes com a Distncia........................................ 90 FIGURA 27 Efeito da Litologia do Terreno na Velocidade nas Velocidades........ 92 FIGURA 28 Localizao dos Monumentos em Planta Cadastral........................... 103

F o t o s

FOTO 1 Rua das Flores Acidente com vtima Fatal............................................ 20 FOTO 2 Praa Amrico Lopes S/N Coliso no Chafariz do Pilar....................... 20 FOTO 3 Praa Tiradentes S/N Prdio da Escola de Minas.................................. 34 FOTO 4 Rua Felipe dos Santos Pousada Vila Rica............................................. 34 FOTO 5 Rua So Jos 12 Casa dos Contos......................................................... 36 FOTO 6 Praa Tiradentes 33 Casa da Baronesa.................................................. 67 FOTO 7 Museu da Inconfidncia............................................................................ 104 FOTO 8 Prdio da Escola de Minas........................................................................ 104 FOTO 9 Passo Praa Tiradentes .......................................................................... 104 FOTO 10 Igreja de Nossa Senhora do Carmo ....................................................... 105 FOTO 11 Casa de pera......................................................................................... 105 FOTO 12 Hotel Casa da pera .............................................................................. 105 FOTO 13 Igreja de Nossa Senhora das Mercs e Misericrdia ............................. 106 FOTO 14 Prdio do IFAC ...................................................................................... 106 FOTO 15 Chafariz dos Contos ............................................................................... 106 FOTO 16 Casa dos Contos...................................................................................... 107 FOTO 17 Ponte da Rua So Jos ........................................................................... 107 FOTO 18 Passo da Rua So Jos ........................................................................... 107 FOTO 19 Antigo Hotel Central ............................................................................. 108 FOTO 20 Passo da Rua do Rosrio........................................................................ 108 FOTO 21 Casa da FAOP ....................................................................................... 108 FOTO 22 Igreja de Nossa Senhora do Rosrio ...................................................... 109 FOTO 23 Ponte do Rosrio .................................................................................... 109

X

FOTO 24 Passo da Ponte Seca ............................................................................... 109 FOTO 25 Ponte Seca............................................................................................... 110 FOTO 26 Chafariz da Rua Antnio de Albuquerque ............................................ 110 FOTO 27 Capela do Senhor do Bonfim.................................................................. 110 FOTO 28 Chafariz do Pilar..................................................................................... 111 FOTO 29 Ponte do Pilar.......................................................................................... 111 FOTO 30 Igreja Matriz de Nossa Senhora do Pilar................................................ 111 FOTO 31 Casa do Pilar........................................................................................... 112 FOTO 32 Igreja de So Francisco de Assis............................................................ 112 FOTO 33 Chafariz do Passo de Antnio Dias........................................................ 112 FOTO 34 Chafariz do Passo de Antnio Dias........................................................ 113 FOTO 35 Casa de Gonzaga.................................................................................... 113 FOTO 36 Oratrio da Rua Baro de Ouro Branco................................................. 113 FOTO 37 Chafariz do Alto da Cruz ....................................................................... 114 FOTO 38 Capela de Nossa Senhora das Dores....................................................... 114 FOTO 39 Passo da Rua Alvarenga......................................................................... 114 FOTO 40 Casa Rua Alvarenga 383...................................................................... 115 FOTO 41 Casa Rua Alvarenga 480...................................................................... 115

FOTO 42 Igreja do Bom Jesus do Matosinho....................................................... 115

FOTO 43 Chafariz do Alto das Cabeas............................................................... 116

FOTO 44 Sede da FAOP........................................................................................ 116

FOTO 45 Igreja de So Francisco de Paula.......................................................... 116

FOTO 46 Igreja de So Jos................................................................................... 117 FOTO 47 Ponte da Barra........................................................................................ 117

FOTO 48 Chafariz da Praa de Marlia................................................................ 117

FOTO 49 Igreja Matriz de Nossa Senhora da Conceio de Antnio Dias........... 118

FOTO 50 Ponte de Antnio Dias.......................................................................... 118

FOTO 51 Igreja de Santa Efignia......................................................................... 118 FOTO 52 Capela de Nossa Senhora do Rosrio de Padre Faria............................. 119 FOTO 53 Igreja de Nossa Senhora das Mercs e Perdes...................................... 119 FOTO 54 Casa da Baronesa.................................................................................... 119 FOTO 55 Pousada Vila Rica.................................................................................. 120 FOTO 56 Pavimetnao Rua Xavier da Veiga....................................................... 124 FOTO CAPA Montagem de vistas de Ouro Preto AUTORES: Robson Godinho e Rodrigo Marcandier, 2002

L I S T A D E T A B E L A S

TABELA 1 Evoluo da populao de Ouro Preto.............................................. 6 TABELA 2 - Comparao entre Reaes Humanas e Efeitos sobre as

Edificaes...............................................................................................................

42

TABELA 3 Nveis seguros de velocidades de vibrao da partcula para estruturas civis (Fonte: Bacci, 2000, adaptado de Siskind et al., 1980)...................

55

XI

TABELA 4 Valores mximos de velocidade de vibrao da partcula, adotados pela Norma AS2187, segundo os tipos de construes civis (Fonte: Bacci, 2000,

adaptado de Scott, 1996)..........................................................................................

55

TABELA 5 - Valores limites estabelecidos pelo CMRI para vibraes na

fundao a diferentes nveis de freqncia (Fonte: adaptado de Pal Roy, 1998)....

56

TABELA 6 Valores mnimos de vibraes produzidas por desmontes nos quais ocorreram danos, medidos nas estruturas, segundo CMRI (1991)..........................

56

TABELA 7 Valores admitidos pela norma alem para danos em edifcios....................................................................................................................

57

TABELA 8 Valores sugeridos pela norma sua. Os valores de Vp foram medidos para fontes de vibrao de tipo ocasional.................................................

58

TABELA 9 - Valores de velocidade de vibrao da partcula, segundo a

recomendao francesa............................................................................................

59

TABELA 10 Valores limites de Vp na componente vertical em mm/s para danos em estruturas civis.........................................................................................

60

TABELA 11 Limites estabelecidos na NP 2074, para a velocidade da vibrao de pico (mm.s-1)......................................................................................................

96

TABELA 12 - Critrios de dano para estruturas submetidas a vibraes................ 97

TABELA 13 Comparao de diferentes cenrios com velocidade vibratria de pico igual (15mm.s-)...............................................................................................

98

TABELA 14 - Tabela para determinao do Grau de Risco Geotcnico................ 124

1

1 . I N T R O D U O

1 . 1 A P R E S E N T A O

Grande parte dos estudos que envolvem as vibraes nos solos deve-se necessidade de

compreenso dos fenmenos ssmicos de grande porte, os terremotos, pois eles

oferecem grandes riscos vida e ao patrimnio das pessoas. A compreenso destes

fenmenos facilita a proposio de aes preventivas para a proteo das comunidades

envolvidas em tais situaes.

Estes fenmenos esto associados movimentao das placas tectnicas espalhadas

pela superfcie do planeta. A forma e a localizao destas placas j foram mapeadas em

estudos geolgicos, e sabe-se que a possibilidade de ocorrncia de grandes abalos

ssmicos est restrita a algumas regies preferenciais do planeta (FIG. 1). Estes abalos

fazem parte do processo natural de acomodao das placas tectnicas, e so registrados

em intensidades variadas, sendo que a maioria deles no sequer percebida sem o uso

de equipamento adequado.

No continente americano, a faixa costeira oeste uma destas regies de maior

probabilidade de ocorrncia destes fenmenos, devido ao deslocamento de toda a massa

continental neste sentido. Este deslocamento responsvel pelo surgimento de cadeias

de montanhas alinhadas no sentido vertical; os Andes na Amrica do Sul e as

Montanhas Rochosas na Amrica do Norte.

Existem tambm os abalos ssmicos nos solos sob os mares e oceanos, os maremotos,

que tambm oferecem perigo s populaes. Possuem a mesma origem dos terremotos e

so perigosos pela possibilidade de formao de ondas gigantes que atingem as regies

costeiras. Sua formao e desenvolvimento so igualmente estudados, no sentido de

minimizar o impacto da sua ao sobre as populaes, j que no so fenmenos

passveis de controle pelo ser humano.

2

Figura 1 - Mapa Mundial de Epicentros Ssmicos e Suas Profundidades

Porm, alm do carter preventivo dos danos causados pelos terremotos e maremotos,

outras atividades humanas carecem de informaes quanto ao funcionamento dos

sismos e ao efeito das vibraes incidentes nos solos, mesmo aquelas de pequena

intensidade. A preservao do patrimnio cultural uma destas atividades, j que as

vibraes so transmitidas para as edificaes, podendo causar vrios tipos de danos ao

acervo edificado.

Para facilitar a identificao do tipo de onda vibratria que trataremos neste trabalho,

vamos separar esta fenomenologia em dois grandes grupos. Um deles caracterizado pelo

longo alcance das ondas, e nele esto includos os tremores de terra causados pela

movimentao das placas tectnicas que cobrem a superfcie do planeta. Este fenmeno

composto de ondas mecnicas de longo alcance no ser objeto especfico de estudos

neste trabalho. Ser abordado apenas como conceituao terica com a finalidade do

entendimento de um outro modelo de ondas mecnicas.

O outro modelo reconhecido pelo pequeno alcance das ondas e pela possibilidade de

controle do fenmeno, j que tem origem na atividade humana. Mesmo apresentando

3

ondas mecnicas de pequeno alcance, seu resultado pode ser bastante nocivo. Este

grupo apresenta uma srie de fatores que do origem s vibraes, como veremos a

seguir. Um destes fatores corresponde ao trnsito de veculos automotores circulando

pelas ruas do Centro Histrico. Ele ser o objeto principal dos nossos estudos.

Os danos com origem nas vibraes mecnicas ao patrimnio so mais intensos em

cidades histricas devido s caractersticas das suas edificaes e pelo tipo de

pavimentao das suas vias. Estas edificaes so mais sensveis s vibraes

provocadas pelo trnsito de veculos principalmente pela rusticidade do pavimento das

suas ruas, que geralmente so em blocos prismticos de pedra ou paraleleppedos

(poliedro regular de rocha gnea), o que proporciona uma superfcie extremamente

irregular. Esta irregularidade propicia a gerao de nveis mais elevados de vibrao

frente ao trnsito de veculos automotores.

O efeito das vibraes provocadas pelos veculos pesados que atualmente circulam em

Ouro Preto pode ser observado pelo surgimento de trincas e fissuras nos edifcios,

exigindo manuteno e conservao em intervalos menores. Dependendo do nvel de

vibrao, estes edifcios podem, com o tempo, sofrer danos estruturais graves e de

difcil correo, colocando em risco o patrimnio tombado.

As edificaes antigas foram construdas numa poca que no havia uma preocupao

com vibraes com origem no trfego que era constitudo basicamente por carroas e

animais.

Alm das vibraes instaladas por razes intrnsecas a estes solos, como a

movimentao das placas tectnicas, as presses naturais provocadas pela altitude e pela

temperatura, os esforos com origem nos desaterros ou alteraes do perfil natural, o

uso de explosivos, dentre outras, destacamos a vibrao pelo trnsito de veculos. Este

tipo de vibrao pode atingir ndices significativos e comprometer em maior ou menor

grau o patrimnio edificado.

4

1 . 2 O B J E T I V O S

1 . 2 . 1 O b j e t i v o G e r a l

O objetivo geral desta pesquisa dar continuidade aos estudos sobre o comportamento

das edificaes antigas frente presena das vibraes mecnicas provocadas pelo

trnsito de veculos na cidade de Ouro Preto, mais precisamente, no Caminho Tronco*,

setor mais antigo e de maior interesse de preservao. Este caminho abrange os bairros

de Cabeas, Rosrio, Pilar, Centro, Lajes, Carmo, Antnio Dias, Santa Efignia e Padre

Faria (FIG. 19).

Como em qualquer Centro Histrico (doravante denominado CH), o efeito das

vibraes pode ser observado nos edifcios sob a forma de leses ou trincas que surgem

nos panos de vedao, principalmente nas proximidades dos vos de abertura ou

esquadrias. A evoluo destas leses causa descolamentos e perda de material, pondo

em risco o esquema estrutural do bem.

Muito se fala sobre o efeito das vibraes nos edifcios, sejam eles antigos ou no. O

que podemos perceber que nos edifcios modernos o efeito das vibraes no se

manifesta de forma acentuada, uma vez que o sistema construtivo utiliza materiais e

tcnicas bastante distintas, com estrutura usualmente contraventada ou amarrada.

J nos edifcios antigos o efeito das vibraes mecnicas causa danos mais evidentes. O

travamento da estrutura no to efetivo quanto nas estruturas novas e os materiais

utilizados no resistem bem aos esforos de trao impostos pelo movimento vibratrio.

* Vila Rica formou-se a partir de um eixo estruturador: ao longo das catas de ouro eram

construdas barracas, organizadas em torno de uma capela provisria, que consolidaram os

arraiais e, em 1711, uma vila que se desenvolveu ao longo de um caminho tronco.

5

1 . 2 . 2 O b j e t i v o E s p e c f i c o

As vibraes mecnicas e suas implicaes representam apenas um dos problemas

provocados pelo trnsito de veculos na cidade de ouro Preto. A desordem deste trnsito

tem causado uma srie de danos comunidade. Observamos atualmente a ocorrncia de

acidentes graves, pondo em risco a vida das pessoas, e tambm de danos ao patrimnio

cultural, com perda para a conservao dos edifcios histricos.

A implantao de um novo cdigo restritivo ao trnsito de veculos na cidade no tem

revelado eficincia para promover conforto e segurana para as pessoas e nem assegurar

a integridade fsica dos imveis. Com isso, os danos se avolumam.

Este trabalho de pesquisa estabelece os parmetros cientficos da suposta degradao

por vibraes mecnicas ao patrimnio edificado, com foco no NH de Ouro Preto, e

prope uma metodologia para elaborao de um Mapa de Risco de Danos para o setor,

com a finalidade de subsidiar, caso necessrio, as aes restritivas ao trnsito de

veculos na cidade.

6

2 - B A S E S C O N C E I T U A I S

2.1 - OURO PRETO

A rea de estudo deste trabalho abrange parte da zona urbana do municpio de Ouro

Preto, cidade na regio centro-sul de Minas Gerais, Brasil. A cidade encontra-se na

poro sudeste do Quadriltero Ferrfero, possui uma rea de 1.274 km com as altitudes

variando entre 989 (Foz do Rio Maracuj) e 1.772 (Pico do Itacolomi) metros. Segundo

os dados do IBGE, em 2000 sua populao total de aproximadamente 66.277

habitantes, sendo que a taxa de crescimento da populao de Ouro Preto se mostrou

significativa no perodo. A Tabela 1 ilustra a evoluo dos nmeros da populao

urbana de Ouro Preto, no perodo de 1960 a 2000.

ANOS URBANA RURAL TOTAL

1960 - - 33.927

1970 31.883 14.282 46.165

1980 37.964 15.446 53.410

1991 - - 62.483

1992 - - 63.800

1993 - - 65.003

2000 56.292 9.985 66.277

Tabela 1 Evoluo da populao de Ouro Preto Fonte: Fundao Instituto de Geografia e Estatstica (IBGE).

A distncia entre Ouro Preto e a atual capital do Estado, Belo Horizonte, de

aproximadamente 100 km. A cidade possui como limite ao norte as cidades de Itabirito

e Santa Brbara, ao sul Ouro Branco, Catas Altas da Noruega, Piranga e Itaverava, a

leste a cidade de Mariana e a oeste Belo Vale e Congonhas.

Na zona urbana da sede do municpio de Ouro Preto existem muitos problemas

relacionados com as vibraes mecnicas com origem no trnsito de veculos. H vrios

anos, temos presenciado na cidade a ocorrncia de acidentes com origem na desordem

do trnsito, com conseqncias dramticas para o acervo arquitetnico e para a vida das

pessoas. Em alguns pontos crticos aconteceram graves e reincidentes acidentes que

danificaram edifcios, chafarizes, capelas, passos, e, principalmente, que foram fatais

7

para a vida humana. Dentre estes pontos crticos podemos destacar o entorno imediato

da Igreja Matriz de Nossa Senhora do Pilar e a ladeira da Rua das Flores.

Alm dos danos por choque mecnico incidindo de forma direta no monumento, um

fator de degradao parece comprometer bastante a conservao do conjunto edificado

em Ouro Preto: as vibraes mecnicas com origem no trnsito dos veculos, que so

transmitidas pelo solo at as fundaes dos edifcios. As evidncias deste

comprometimento se mostram em forma de fissuras, trincas, e at mesmo rachaduras

nas paredes dos imveis. Este comprometimento se d de acordo com o tipo e a

intensidade do fluxo de veculos no setor.

2.1.1 - Histrico e Evoluo da Ocupao Urbana

A rea onde se situa a cidade de Ouro Preto foi descoberta pelos bandeirantes no final

do sculo XVII, em 1698, e sua ocupao se efetivou j na primeira dcada do sculo

seguinte. Os habitantes pioneiros distribuindo-se em ncleos esparsos, localizados nos

morros ou s margens de crregos onde era maior a afluncia do ouro. Os arraiais

primitivos foram oficialmente elevados condio de vila em 08 de Julho de 1711, com

o nome de Vila Rica de Albuquerque de Nossa Senhora do Pilar de Ouro Preto,

tornando-se mais tarde a primeira capital da provncia. Os arraiais j se encontravam

interligados e, da por diante, desenvolveu-se o seu tecido urbano, tal como se v hoje,

entrecortado de becos, travessas e ladeiras. As ruas principais acompanhavam o desenho

topogrfico dos morros e crregos.

A populao cresceu rapidamente e as primeiras capelas foram insuficientes para

atender as necessidades religiosas de seus habitantes. Por volta de 1730 surgiram os

edifcios definitivos das matrizes de Nossa Senhora do Pilar e Conceio de Antnio

Dias. A fase urea da produo se estendeu de 1725 at aproximadamente 1750, quando

comeam a ser notados os primeiros sintomas da decadncia das minas. Nesse perodo

as moradias ganharam acrscimos, suas varandas de trs se ampliaram, surgiram os

forros de madeira, e as portas e janelas ganharam almofadas.

8

Apesar desse esplendor, a taipa e o pau-a-pique ainda no haviam cedido lugar ao

quartzito do Itacolomi, s aproveitado mais tarde, na construo do Palcio dos

Governadores, iniciada em 1747. Na segunda metade do sculo XVIII Vila Rica

comeou a tomar o aspecto atual.

O surgimento das duas principais Ordens Terceiras do Carmo e So Francisco, entre

1740 e 1760, compostas pelas classes mais abastadas, se reflete de maneira favorvel no

movimento de construo das igrejas e no seu valor esttico. A rivalidade entre as

ordens terceiras e as irmandades determinou a construo de algumas obras-primas do

Barroco e do Rococ no segundo quartel do sculo XVIII, nas quais trabalhariam tanto

os mestres portugueses como uma primeira gerao de artistas mineiros, principalmente

mulatos, esses ltimos com uma nova e mais livre interpretao dos elementos formais,

a exemplo de Antnio Francisco Lisboa, o Aleijadinho, o mais importante nome da

poca.

Assim, a vila j estava urbanisticamente definida e as grandes obras pblicas j estavam

erigidas, como o Palcio dos Governadores, os inmeros e bem ornamentados

chafarizes, e as slidas pontes de cantaria. Nesse perodo, as primitivas construes

particulares de canga ou pau-a-pique cederam lugar a prdios com reforo de alvenaria,

com maiores requintes de acabamento e surgiram tambm empreendimentos urbanos de

maior vulto.

At fins do sculo XVIII, o arruamento da vila foi melhorado. Foram criadas praas e

ruas foram pavimentadas em pedra. Dentre outras, as Matrizes de Nossa Senhora da

Conceio de Antnio Dias e Nossa Senhora do Pilar foram construdas ou estavam em

fase de concluso nesta poca. A igreja do Carmo foi construda a partir de 1767, e

uma das mais ricas. Seu risco foi modificado pelo Aleijadinho, tornando seu frontispcio

curvo e as torres circulares. A de So Francisco de Assis (1766) a obra-prima do

Aleijadinho, onde a dinmica barroca se verifica a partir do frontispcio em planos,

destacando-se a portada monumental.

Destacam-se ainda a bela Igreja de Nossa Senhora do Rosrio, sede de uma irmandade

de pretos, cuja planta toda resolvida em curvas, e a Igreja de Santa Efignia,

pertencente outra irmandade de pretos, pelo seu excepcional conjunto de talha, tendo

9

ali trabalhado o entalhador e escultor Francisco Xavier de Brito, que igualmente

colaborara na Matriz do Pilar.

Inmeros outros exemplares da arquitetura religiosa de Ouro Preto apresentam

caractersticas notveis tanto na arquitetura quanto na arte das esculturas e nas pinturas

do seu interior. Cabe ressaltar a singularidade do Barroco local, onde se verifica a

perfeita adaptao dos modelos tradicionais portugueses s condies e aos materiais

locais, como o emprego da alvenaria caiada e da pedra-sabo. tambm interessante

observar a evoluo da decorao interna da influncia do Barroco portugus para as

solues mais leves do Rococ.

Quanto arquitetura civil, embora nem sempre adote solues imponentes, caracteriza-

se pela elegncia das formas, conferindo cidade uma ambientao extremamente

agradvel e uniforme. Entre seus melhores exemplares, o Palcio dos Governadores,

projetado pelo arquiteto militar Alpoim, domina a praa principal e lembra o poderio

colonial at mesmo em seu aspecto de fortaleza.

Do outro lado da mesma praa fica a Casa de Cmara e Cadeia (atual Museu da

Inconfidncia), projetada pelo governador Lus da Cunha Menezes, predominando em

suas linhas o esprito neoclssico. J a Casa dos Contos vincula-se muito mais aos

modelos do norte de Portugal, com seus fortes cunhais de pedra e seus detalhes mais

eruditos tambm trabalhados em cantaria.

Sobressai ainda na cidade, a beleza de seus inmeros chafarizes barrocos que, singelos

ou eruditos, empregam o vocabulrio formal do estilo com grande criatividade, a

exemplo dos chafarizes do Passo de Antnio Dias, dos Contos, de Marlia, da Glria,

entre outros, alm de pontes e capelas dos Passos.

Em 1823, Vila Rica passa para a categoria de cidade, recebendo o nome de Ouro Preto.

A partir de 1888, com a construo da estao ferroviria, a expanso da cidade segue

em direo ao Morro do Cruzeiro, ultrapassando os limites dos trilhos da ferrovia.

10

A decadncia das atividades mineradoras do ouro provocou uma crise econmica em Vila

Rica e uma reduo no crescimento e expanso da cidade. A velocidade da crise econmica

contribuiu para a preservao das caractersticas do conjunto arquitetnico da cidade.

A transferncia da capital para Belo Horizonte, em 1897, provocou um esvaziamento

econmico e poltico da cidade. Alm disso, a queda da minerao acarretou um

despovoamento da zona perifrica, ocupada por escravos e trabalhadores das minas.

Em 1934 houve a implantao da indstria Eletro Qumica Brasileira S/A, que em 1950

foi encampada pela ALCAN (Alumnio do Brasil S/A) e atualmente denominada

NOVELIS DO BRASIL. Com a implantao desta indstria houve uma recuperao

econmica e um novo surto de ocupao urbana na cidade, voltando a se desenvolver.

O novo crescimento populacional da cidade, gerado pela industrializao, potencialidade

ao turismo e a expanso dos centros acadmicos (ensino tcnico e superior), resultou em

processos de ocupao das reas perifricas, em um cenrio totalmente desordenado,

ocupando encostas e com edificaes com baixos padres construtivos.

At os dias de hoje, o desenvolvimento da cidade e sua expanso vem ocorrendo de

maneira desordenada, catica e em locais no apropriados. Estes fatores somados as

caractersticas morfolgicas e geotcnicas desfavorveis propiciam ambiente de risco.

A Figura 2 apresenta a formao e evoluo da malha urbana em Ouro Preto. Em (a) foi

o incio do povoamento no perodo da descoberta do ouro. Em (b) o crescimento da

populao em torno das reas mineradas.

A formao da atual Praa Tiradentes e o crescimento em torno de si podem ser

visualizados em (c). A criao da estao ferroviria e a ocupao ao seu redor (d) e a

ocupao do Morro do Cruzeiro e a expanso da malha urbana no Bairro Saramenha (e).

A atual configurao da cidade pode ser visualizada na Figura 3.

11

Figura 2 Evoluo da ocupao em Ouro Preto (Modificado de Faria, 1996)

(a)

(e)

(c) (d)

(b)

12

Figura 3 Ocupao atual de Ouro Preto

O conhecimento da ocupao ao longo dos sculos proporciona um melhor entendimento

sobre os problemas relacionados a movimentos de massa nas regies de Ouro Preto. A

ocupao das reas mineradas, ou seja, terrenos que j sofreram perturbaes, aliadas a

baixa qualidade das habitaes geram reas de grande risco.

Alguns bairros mais recentes, como os Bairros Bauxita e Vila dos Engenheiros, so

melhores estruturados e com padro construtivo melhor, tendo assim poucas ocorrncias de

movimentos. No entanto, as novas ocupaes prximas ao Pico do Itacolomi e nas encostas

da Serra de Ouro Preto esto sendo realizadas de forma precria, sem superviso tcnica e

com baixa qualidade das construes, repetindo os erros das ocupaes anteriores.

Mais do que todas as cidades coloniais mineiras, Ouro Preto conseguiu manter a sua

antiga imagem setecentista, constituindo-se no exemplo mais autntico da civilizao

urbana aqui implantada pelos colonizadores portugueses, o que levou Ouro Preto, por

deciso da UNESCO, condio de Cidade Monumento Universal, em 1981.

13

2.1.2 Meio Fsico

2.1.2.1 - Geomorfologia e Geologia

A cidade de Ouro Preto se encontra em um grande vale, tendo como limite a norte a

Serra de Ouro Preto e a sul a Serra do Itacolomi. A Serra de Ouro Preto est situada no

flanco sul do Anticlinal de Mariana. Essa estrutura regional orienta-se na direo leste-

oeste, possuindo as camadas com mergulhos gerais para o sul, na ordem de 30

(Sobreira & Fonseca, 2001).

Os nveis altimtricos variam entre 800 e 1.500 metros. O relevo acidentado, com

vertentes bem ngremes e vales profundos e encaixados. Cerca de 40% da rea urbana

exibe feies com declividades entre 20 e 45% e apenas 30% com declividades entre 5 e

20%. Zonas escarpadas so comuns em toda rea urbana (Gomes et al, 1998).

Na regio, destacam-se dois tipos bsicos de encostas (Carvalho, 1982):

Aquelas elaboradas sobre as rochas pouco coesas, muito alteradas e com o pendor

concordante com o mergulho das rochas. Estas so as mais instveis e apresentam

processos de eroso acelerada.

Aquelas que possuem pendor oposto ao mergulho, mesmo apresentando declividades

mais acentuadas, so menos instveis e menos susceptveis ao dos processos

erosivos.

Ainda segundo IGA (1994), a ocorrncia de rochas mais resistentes como os itabiritos

da Formao Cau ou a existncia da proteo de crosta limontica proveniente de sua

alterao in situ criam uma situao de maior estabilidade, resistindo melhor aos

processos erosivos e aos movimentos de massa.

Em relao geologia, Ouro Preto apresenta rochas pertencentes a trs grandes unidades

metasedimentares: Supergrupo Rio das Velhas (Grupo Nova Lima), Supergrupo Minas e

Grupo Itacolomi. O Supergrupo Minas o predominante na rea urbana da cidade.

14

As formaes geolgicas presentes em Ouro Preto apresentam comportamento

geotcnico com grande vulnerabilidade a problemas ambientais. Entre as unidades que

apresentam este tipo de comportamento pode-se citar (Sobreira, 1992):

Os xistos do Grupo Nova Lima: alto grau de alterao, tendncia a ravinamentos e

escorregamentos superficiais; ocorrem no Bairro So Sebastio e na encosta aos fundos

da Santa Casa de Misericrdia;

Os filitos da Formao Batatal: baixas caractersticas de resistncia e alta

impermeabilidade, favorecendo o solapamento de blocos de itabirito e canga e a

conseqente formao de depsitos de meia encosta, presses de percolao e

descalamento de blocos. Ocorre na poro norte da cidade;

O quartzito ferruginoso e o filito cinzento e prateado da Formao Cercadinho: baixa

resistncia aos processos denudacionais e sobre os quais se instalaram muitos dos

antigos bairros de Ouro Preto, tais como, Cabeas, Rosrio, Centro, Antnio Dias, Santa

Efignia e Praa Tiradentes;

Quartzitos da Formao Barreiro: ocorrem de forma descontnua, so alterados e de

baixa resistncia, alm de coesos, o que favorece os ravinamentos. Ocorrem na Vila So

Jos, Novo horizonte e Buraco Quente.

Alm destas unidades, ocorrem tambm outras mais estveis, como os itabiritos,

revestidos de contnua couraa limontica, denominada canga, da Formao Cau do

Grupo Itabira (IGA, 1994). A seguir, apresentamos um esboo da geologia local.

15

Figura 4 Esboo Geolgico da Regio de Ouro Preto (Fonte: Sobreira & Fonseca, 2001)

O substrato rochoso da rea urbana composto predominantemente por rochas brandas,

que podem estar intercaladas ou associadas a rochas duras (Bonuccelli & Zuquette,

1999). O estado de alterao e o fraturamento intenso das rochas contribuem para o

fraco comportamento geotcnico dos terrenos do local.

2.1.2.2 Clima

O clima de Ouro Preto possui caractersticas bsicas de clima tropical de montanha, em

que a baixa latitude compensada pela atitude e conformao orogrfica regional

(Carvalho, 1982). Os veres so suaves e os invernos so brandos com baixas

temperaturas e elevada umidade atmosfrica (Gomes et al, 1998).

A mdia anual da temperatura em Ouro Preto de 18,5C, sendo o ms de janeiro o mais

quente e o ms de julho o mais frio. As temperaturas mais elevadas coincidem com o

perodo chuvoso enquanto as temperaturas mais baixas ocorrem no perodo seco.

A regio de Ouro Preto possui alta pluviosidade, concentrada principalmente entre os

meses de outubro e maro (Figura 5), concentrando 87% da precipitao anual. O

regime pluviomtrico caracterizado como tropical com uma mdia de 1.610,1 mm

16

anuais (srie de 1988 a 2004). A altitude elevada do municpio um dos fatores

responsveis pelo alto ndice pluviomtrico (IGA, 1994).

327,3

202,8

182,2

76,0

39,5

6,310,6 18,0

62,7

121,9

243,9

318,9

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

Pre

cip

itao

(m

m)

Jan

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Fev

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Mar

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Ab

ril

Maio

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ho

Julh

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Ag

osto

Sete

mb

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Ou

tub

ro

No

vem

bro

Deze

mb

ro

ndices Pluviomtricos mensais (Srie 1988 a 2004)

Figura 5 ndices Pluviomtricos mensais de Ouro Preto Fonte: Novelis do Brasil

Segundo relatrio do IGA (1994), em 1 de fevereiro de 1979 ocorreu a maior altura de

chuva registrada, chegando a 161,0 mm. Neste ano ocorreram chuvas muito intensas e

prolongadas, causando srios fenmenos de deslizamentos de taludes, intenso

ravinamento, acelerao de processos normalmente lentos de escoamentos superficiais,

queda de blocos, desmoronamentos e colapsos de muros de arrimo, resultando em

grandes transtornos populao, principalmente aos ocupantes das encostas e

conseqentemente ao poder pblico (Carvalho, 1982).

2.1.2.3 - Vegetao e Hidrografia

Em posio mais elevada a vegetao de campos naturais, compostas essencialmente

de gramneas, com subarbustos disseminados. De acordo com Souza (1996) comum

encontrar reas desmatadas, resultado de diversas atividades, como mineraes,

implantaes de ncleos urbanos e obras de engenharia.

17

Mesmo com a devastao, ainda ocorrem matas naturais, que atravs de decreto

estadual, foram declaradas de preservao permanente. Alm disso, foi criada a Estao

Ecolgica do Tripu, onde existe cobertura florestal densa (IGA, 1994). Algumas reas

foram reflorestadas por eucaliptos.

Ouro Preto constituda por uma densa rede de drenagens formada por diversos rios,

ribeires e crregos; alm de um grande nmero de nascentes e fontes naturais.

Portanto, apresenta um pequeno nmero de poos tubulares (Souza, 1996).

2.1.3 - O Problema das Vibraes em Ouro Preto

Quem mora em Ouro Preto ou visita a cidade sabe que as vibraes provocadas pelos

carros causam alguns efeitos graves. O simples fato de caminhar pelas ruas e ladeiras da

cidade (com seus passeios estreitos) provoca um inevitvel confronto com os veculos.

Estes veculos esto sempre engrenados em marcha forte, condio imprescindvel para

que se possa vencer a declividade das vias, mas tambm favorvel ao aumento do nvel

de vibrao transmitida para o solo.

As ruas de Ouro Preto so predominantemente estreitas, ento, o transeunte est sempre

muito prximo da fonte das vibraes, ou seja, dos carros. Somam-se a esta

proximidade outros fatores que favorecem ou potencializam as vibraes, como o tipo

de terreno onde foi instalado o NH, o tipo de pavimentao e a qualidade da

manuteno da via, o tipo de ocupao do setor especfico, etc.

O solo de Ouro Preto formado por camadas inclinadas sobrepostas de material com

grande concentrao de quartzito, com significativa estabilidade, mas sem capacidade

de amortecimento dos impactos. Sendo assim, o efeito das vibraes se faz sentir no

prprio corpo, mesmo que seja uma vibrao provocada por um veculo de pequenas

dimenses.

Da mesma forma, estas vibraes alcanam os edifcios. A maioria deles est instalada

em situao de proximidade do graid da rua, absorvendo as ondas vibracionais.

18

Dependendo das circunstncias, estas vibraes podem adquirir propores

preocupantes, com riscos para a integridade fsica dos edifcios.

O comprometimento da integridade fsica dos edifcios se d pela desagregao de

materiais por frico, ou por fadiga, ou ainda pela instalao de recalques diferenciais

nas fundaes a partir do adensamento dos solos. E no so apenas os edifcios que

sofrem a ao das vibraes mecnicas. O comprometimento pode ser observado em

forma de pavimentaes de ruas desarticuladas e com lacunas, de passeios e muros

trincados, de tubulaes rompidas; ou seja, uma srie de leses que tm uma causa

comum: as vibraes provocadas por veculos automotores e, em outra escala, por

vibraes sonoras.

A causa do aparecimento de trincas ao longo das estruturas edificadas no NH de Ouro

Preto est frequentemente e popularmente associada ao fluxo e ao tipo de veculo

envolvido no processo. Na prtica, o efeito das vibraes considerado um agente de

degradao porque causa o adensamento do solo, e, como conseqncia, o

estabelecimento de recalque diferencial (diferencial porque o adensamento no o

mesmo ao longo da infra-estrutura), formando um quadro de fissuras no edifcio. E

tambm pelo efeito da desagregao de material provocada pelo aumento da

movimentao das partculas que compem os materiais de construo.

Muitas vezes o tratamento das leses em forma de trincas e lacunas no acontece de

forma adequada. Se o trao da argamassa utilizada na recomposio inadequado,

muito distinto do trao das argamassas tradicionais que utilizam terra e cal, o resultado

pode comprometer pela textura diferenciada e pela fixao menos eficiente.

A argamassa que utiliza cimento e areia lavada costuma descolar com o tempo, pois o

seu coeficiente de rigidez maior que o da argamassa tradicional de terra e cal, e no

acompanha a dilatao e a tenacidade apresentadas pela argamassa antiga. Neste caso

fica difcil a execuo de uma recomposio adequada, gerando novas fissuras e

desagregaes com o passar do tempo ao longo das superfcies. Isto sem nos referirmos

s diferenas de textura existente entre estas argamassas, fato que tambm compromete

o aspecto formal. O resultado deste tipo de interveno uma imagem alterada e uma

suposta interferncia negativa no bem patrimonial em questo (FOTO 5).

19

As conseqncias das vibraes atuando em NH podem ser desastrosas, no sentido da

possibilidade de ocorrerem eventos interligados, imprevisveis, j que estamos tratando

de estruturas relativamente frgeis em pelo menos um dos diversos aspectos analisados.

Esta suposta fragilidade das estruturas ditada pelas inmeras variveis possveis

existentes num processo de degradao especfico como este: o tempo, as condies

atmosfricas, a topografia, a vizinhana ou entorno, a qualidade e a umidade presente no

solo, as trmitas, etc.

O crescimento da cidade de Ouro Preto levou a uma situao de movimento de pessoas

e de veculos muito intensa. As encostas das serras foram ocupadas em partes, novos

loteamentos foram instalados, rotas preferenciais de circulao foram criadas, enfim, a

cidade se transformou muito, principalmente no que diz respeito ao desenvolvimento

das potencialidades e das vocaes universitria, industrial, e turstica. Tudo isso levou

a um aumento da circulao de veculos pela cidade, com reflexos nos nveis de

vibrao instalados no solo da cidade.

Em Ouro Preto, devido aos altos ndices de acidentes e danos ao patrimnio

relacionados ao trnsito de veculos, foram realizados alguns trabalhos nos ltimos anos

abordando as questes das vibraes mecnicas, tanto aquelas transmitidas pelo solo

quanto s transmitidas pelo ar.

Este trabalho organiza e interpreta os trabalhos existentes sobre o tema e acrescenta

novos dados. Estabelece novos conceitos e conclui questes relacionadas ao efeito

danoso das vibraes nos edifcios histricos.

2.2 - VIBRAO VERSUS PRESERVAO

As vibraes provocadas pelos veculos so transmitidas pelo solo e atingem os

edifcios. Provocam fissuras, trincas, e at mesmo rachaduras nas paredes, na proporo

do tipo e da intensidade do fluxo de veculos. Alm dos danos por vibrao, os danos

podem ser por choque mecnico, quando existe coliso do veculo de forma direta ou

indireta com o monumento (FOTOS 1 e 2).

20

Fonte: Arquivo do IPHAN ET Ouro Preto

Assim sendo, permanecem algumas dvidas quanto ao comportamento dos edifcios

frente presena das vibraes. Estas dvidas so abordadas neste trabalho sob a luz da

cincia, de estudos fsicos, mais precisamente da mecnica, da teoria das ondas

vibracionais e sua transmisso.

Dvidas sobre o comportamento das edificaes na presena de vibraes so

recorrentes entre os proprietrios de imveis e pessoas em geral interessadas na

conservao do patrimnio. Possveis questionamentos so listados a seguir:

At que ponto uma estrutura edificada em modelo tradicional (alvenaria de pedra,

adobe, pau-a-pique) capaz de resistir incidncia de uma determinada onda

vibracional?

Qual a viabilidade de um veculo com determinado peso e determinada velocidade

trafegar pelas ruas do CH?

Quais os setores crticos do CH para a estabilidade dos edifcios com relao aos

danos provocados pelas vibraes mecnicas?

Qual sistema construtivo tradicional capaz de suportar vibraes com maiores

intensidades e freqncias?

FOTO 1

Acidente com vtima fatal na Rua das

Flores.

FOTO 2

Chafariz do Pilar parcialmente arruinado

aps coliso.

21

Com determinada margem de segurana, qual a probabilidade de determinado

edifcio apresentar danos quando submetido a uma determinada vibrao mecnica?

Estas questes s podero ser resolvidas mediante um estudo suplementar sobre o

comportamento das edificaes na presena das vibraes e dos fatores variveis em

questo.

Como ao preventiva e mitigadora dos danos causados pelas vibraes comum a

proposio da instalao de obstculos fsicos (peas balizadoras) e de placas

informativas, restringindo o trfego de veculos de grande porte por determinadas vias

dos NH(s). Os veculos de grande porte so quase sempre mais pesados e provocam

maiores danos que os veculos leves, j que so responsveis pela instalao de maiores

ndices de vibrao nos solos.

No caso de Ouro Preto, a instalao das placas e dos balizadores no tem sido suficiente

para restringir o fluxo de veculos automotores leves ou pesados a nveis adequados.

Classificamos como adequados queles nveis para os quais existe uma situao

confortvel de comportamento das estruturas edificadas. O que presenciamos

atualmente uma dificuldade de compatibilizar o aumento da frota de veculos que

circula pelo NH com as atividades que envolvem a sua prpria preservao.

Consideramos que a restrio total ao trnsito de veculos no CH, como o caso de

Parati, RJ, no adequado para o caso Ouro Preto. Tanto pela sua extenso quanto pela

sua implantao em local de topogrfica muito acidentada. E tambm pela diversidade e

pela intensidade da sua ocupao. Ento, fica estabelecido um paradoxo na cidade de

Ouro Preto. As pessoas utilizam os veculos para a facilitao das atividades da vida

cotidiana. Porm, a utilizao dos veculos causa vibraes supostamente danosas para

os edifcios.

As atividades da vida moderna dependem da utilizao de veculos automotores para

sua execuo. De acordo com as caractersticas scio-econmicas locais, as atividades

mais importantes esto ligadas ao comrcio, indstria, construo civil, ao transporte

urbano, ao turismo e ao lazer. Para tento, so utilizados caminhes, nibus, carros

pequenos e motocicletas.

22

Enquanto isso, o volume de danos causados pela utilizao de veculos nos monumentos

da cidade tende a crescer na mesma proporo do crescimento da frota, confirmando o

paradoxo, pois, em muitos aspectos, a preservao deste patrimnio que caracteriza a

dinmica social da cidade. Ento, a cidade fica ameaada pelo risco de danos ao que ela

tem de mais especial, a sua histria e sua morfologia urbana.

A seguir sero descritos os principais conceitos de vibrao e de preservao, a inter-

relao entre os dois e os trabalhos j realizados na rea de correlao entre eles. Estes

conceitos so importantes, na medida em que facilitam o entendimento da ao fsica da

qual estamos tratando e respaldam cientificamente o diagnstico e tambm uma

eventual proposta para o tratamento teraputico para a situao.

2.3 - VIBRAES

2.3.1 - Conceitos

VIBRAO:

Qualquer objeto que descreva um movimento rpido tipo vai e vem, no mesmo

caminho, est a vibrar (p.ex: corda de guitarra, edificio durante um sismo). Cada

movimento de vai e vem um ciclo de vibrao.

Segundo IIDA (1995), se um corpo executa um movimento em torno de um ponto fixo,

ento ele est vibrando. Esse movimento pode ser regular ou irregular, como sacolejar

de um carro andando em uma estrada de terra. As vibraes so transmitidas atravs das

partes do corpo que est em contato com a fonte, geralmente as ndegas, as mos, os

braos e os ps. Seus efeitos variam desde um enjo, at danos fsicos considerveis. As

vibraes podem ser divididas em trs faixas:

- freqncias baixas, de 1 a 6 Hz;

- freqncia mdia, de 6 a 60 Hz.

23

- freqncia alta, acima de 60 Hz.

Os efeitos de vibraes no homem dependem da complexidade estrutural do seu corpo,

como as diferentes massas dinamicamente suspensas respondem a vibraes de

diferentes freqncias. Dentre outros efeitos podemos citar: deslocamento dos rgos

internos, estiramento dos ligamentos de suporte dos grandes rgos, provocando danos

a tecidos delicados, o aparecimento de traos de sangue na urina, dores lombares e

abdominais, prejuzo no sistema auditivo.

Segundo VERDUSSEN (1978), as vibraes tambm afetam a estrutura de um prdio,

com aparecimento de trincas e rachaduras. Tambm interferem no funcionamento e

exatido de equipamentos. A medio de vibraes feita por instrumentos

eletromagnticos, eletromecnicos. A intensidade das vibraes dada dada por uma

unidade arbitrria, o vibro, de smbolo P.

A primeira publicao internacional que estabelece limites de exposio a vibraes

para os trabalhadores, foi a Norma ISO no 2631 de 1978, que apresenta valores

mximos suportveis para o tempo de um minuto a 12 horas de exposio nos

ambientes que haja vibrao. Embora haja extensa literatura sobre danos causados por

vibraes, sabe-se relativamente pouco acerca do modo pelo qual tais vibraes atuam.

Tambm se desconhece qualquer literatura ou trabalho acadmico de pesquisa sobre

efeitos das vibraes na sala de aula.

INRCIA

uma propriedade fsica da matria de no desejar modificar seu estado de movimento.

Isto significa que, se o corpo est parado, tende a permanecer parado, e se est em

movimento, tende a permanecer em movimento e a sua velocidade se mantm.

ONDA

Uma onda uma perturbao que se move atravs de uma substncia (ou meio). Se

lanarmos uma pedra num lago profundo e quieto, observaremos a formao de montes

e vales de gua deslocando-se para fora sobre a superfcie da gua em todas as direes.

24

Folhas e varinhas, que flutuam sobre a gua, no so transportadas pelas ondas, mas

vibram para cima e para baixo, repetidamente, medida que as ondas passam por elas.

A gua no transportada pelas ondas. Voc pode ter visto ondas sobre um campo de

trigo. O vento empurra para um lado algumas hastes de trigo, estas se inclinam contra

suas vizinhas que, por sua vez, se inclinam contra outras e assim a perturbao inicial se

desloca para diante.

Uma onda ssmica uma onda que se propaga atravs da Terra, geralmente como

conseqncia de um sismo, de uma exploso, ou tambm do trnsito de veculos

pesados. Estas ondas so estudadas pelos sismlogos, e medidas por sismgrafos,

sismmetros ou geofones.

As ondas de corpo (FIG. 6) ou volume propagam-se atravs do interior da Terra.

Apresentam percursos radiais deformados devido s variaes de densidade e

composio do interior da Terra. Trata-se de um efeito semelhante refrao de ondas

de luz. As ondas de corpo so as responsveis pelos primeiros tremores sentidos

durante um sismo bem como por muita da vibrao produzida posteriormente durante o

mesmo. Existem dois tipos de ondas de corpo: primrias (ondas P) e secundrias (ondas

S).

As ondas P ou primrias so as primeiras a chegar, pois tm uma velocidade de

propagao maior. So ondas longitudinais que fazem a rocha vibrar paralelamente

direo da onda, tal como um elstico em contrao. Verifica-se alternadamente uma

compresso seguida de uma distenso com amplitudes e perodos baixos, impondo aos

corpos slidos elsticos alteraes de volume (contudo no h alteraes na forma). No

ar, estas ondas de presso tomam a forma de ondas sonoras e propagam-se velocidade

do som.

A velocidade de propagao deste tipo de ondas varia com o meio em que se propagam,

sendo tpicos valores de 330 m/s no ar, 1450 m/s na gua e 5000 m/s no granito. No

so to destrutivas como as ondas S ou as ondas de superfcie que se lhes seguem. A

velocidade de propagao destas ondas , em geral, ligeiramente inferior ao dobro

daquela das ondas S.

25

As ondas S ou secundrias so ondas transversais ou de cisalhamento, o que significa

que o solo deslocado perpendicularmente direo de propagao como num chicote.

No caso de ondas S polarizadas horizontalmente, o solo move-se alternadamente para

um e outro lado. So mais lentas que as P, com velocidades de propagao ente 2000 e

5000 m/s, sendo as segundas a chegar.

Estas provocam alteraes morfolgicas, contudo no h alterao de volume. As ondas

S propagam-se apenas em corpos slidos, uma vez que os fluidos (gases e lquidos) no

suportam foras de cisalhamento. A sua velocidade de propagao cerca de 60%

daquela das ondas P, para um dado material. A amplitude destas ondas vrias vezes

maior que a das ondas P.

As ondas de superfcie (FIG. 6) so semelhantes s ondas que se observam superfcie

de um corpo de gua e propagam-se imediatamente abaixo da superfcie terrestre.

Deslocam-se mais lentamente que as ondas de corpo. Devido sua baixa freqncia,

longa durao e grande amplitude, podem ser das ondas ssmicas mais destrutivas.

Propagam-se pela superfcie a partir do epicentro de um sismo (tal como as ondas de

uma pedra ao cair num charco), com velocidades mais baixas que as ondas de corpo.

Existem dois tipos de ondas de superfcie: ondas de Rayleigh e ondas de Love.

As ondas de Rayleigh (R) so ondas de superfcie que se propagam como as ondas na

superfcie da gua. A existncia destas ondas foi prevista por John William Strutt, Lord

Rayleigh, em 1885. So mais lentas que as ondas de corpo. Essas ondas so o resultado

da interferncia de ondas P e S. Estas ondas provocam vibrao no sentido contrrio

propagao da onda, ou seja, um movimento de rolamento (descrevem uma rbita

elptica), e a sua amplitude diminui rapidamente com a profundidade.

As ondas Love (L) so ondas de superfcie que produzem cisalhamento horizontal do

solo e a sua energia obrigada a permanecer nas camadas superiores da Terra por

ocorrer por reflexo interna total. So assim chamadas em honra de A.E.H. Love, um

matemtico britnico que criou um modelo matemtico destas ondas em 1911. Essas

ondas so o resultado da interferncia de duas ondas S. So ligeiramente mais rpidas

que as ondas de Rayleigh. So ondas cisalhantes altamente destrutivas.

26

Figura 6 Ondas de Corpo acima e Ondas de Superfcie abaixo

COMPRIMENTO DE ONDA

O comprimento de uma onda a distncia entre as cristas desta onda. Observando as

ondas de gua num rio notamos que suas cristas esto afastadas umas das outras. (Fig.

7-A). Ondas numa corda esticada podem ter algumas dezenas de centmetros de

comprimento (Fig. 7-B). O comprimento de onda das ondulaes numa bacia de lavar

roupa pode ser de apenas uns 2 ou 3 centmetros. Os comprimentos das ondas luminosas

so iguais a alguns centsimos de milsimos de centmetro.

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Figura. 7-A - Comprimento de onda. de ondas Figura 7-B - Comprimento de ondas

na gua numa corda.

AMPLITUDE

Por amplitude de uma onda entendemos a altura de sua crista em relao ao nvel mdio

da substncia ou meio. Isto difere da altura da onda que a maior distncia percorrida

por um objeto flutuante movendo-se para cima e para baixo (FIG. 8).

Figura 8 - A amplitude OM das ondas em A a mesma que as das ondas em B. Elas tm

diferentes comprimentos de onda. Em C e D as amplitudes so diferentes e o comprimento da

onda o mesmo.

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FREQNCIA

Freqncia uma grandeza fsica associada a movimentos de caracterstica ondulatria

que indica o nmero de revolues (ciclos, voltas, oscilaes, etc) por unidade de

tempo. A freqncia de um movimento vibratrio o nmero de vibraes completas,

de um lado para o outro e de volta ao ponto de partida, por segundo.

Suponha que um cachorro balance sua cauda trs vezes por segundo. Ento, dizemos

que a freqncia da vibrao de 3 vibraes por segundo. Se as hastes de um diapaso

se movem de um lado para o outro 200 vezes por segundo, sua freqncia de 200

vibraes por segundo. Suas unidades so:

-Hertz (Hz): Corresponde ao nmero de oscilaes por segundo. Nome dado em honra

ao fsico Alemo Heinrich Rudolf Hertz.

-Rotaes por minuto (rpm): Corresponde ao nmero de oscilaes por minuto.

PNDULO

Um pndulo um corpo pesado suspenso por uma corda, uma corrente ou uma haste.

Muitos relgios tm pndulos. Num relgio antigo com um pndulo de 1 metro de

comprimento sua freqncia de 30 vibraes por minuto. O pndulo vibra de um lado

para o outro e de volta ao ponto de partida cada 2 segundos.

PERODO (T)

O perodo o tempo gasto para que uma vibrao se complete. O perodo o inverso da

freqncia.

Foi Galileu quem descobriu as leis do pndulo. Podemos repetir algumas das

experincias que ele deve ter feito. Amarremos uma bola de ferro extremidade de uma

corda, presa a uma barra rgida, de modo a constituir um pndulo simples (Fig. 9).

Tomemos a distncia da barra ao centro da bola igual a 25 centmetros. Faamos que a

bola oscile, percorrendo uma pequena distncia, uns 2 a 3 centmetros, e meamos o

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tempo que ela gasta para fazer 25 vibraes, de um lado para o outro, completas. Este

tempo ser 25 segundos, ou seja, 1 segundo para cada vibrao. Repitamos a

experincia, mas faamos o comprimento do pndulo simples igual a 100 centmetros.

Agora, o intervalo de tempo gasto por cada vibrao ser 2 segundos. Ao tornar o

comprimento quatro vezes maior, ns duplicamos o perodo. O intervalo de tempo que

leva uma vibrao de um pndulo, ou seu perodo, diretamente proporcional raiz

quadrada de seu comprimento.

Figura. 9 - O pndulo mais curto vibra duas vezes mais depressa que o mais longo.

O perodo de um pndulo varia como a raiz quadrada de seu comprimento.

Faamos outro pndulo de igual comprimento, mas usemos uma bola de madeira. Os

dois pndulos vibraro com o mesmo perodo. O perodo de um pndulo no depende

de sua massa.

Outras experincias provam que o tempo de uma vibrao depende tambm da

acelerao da gravidade g. O perodo, T, de um pndulo de comprimento l dado por:

30

SISMGRAFO

O sismgrafo (FIG. 10) o aparelho que registra, com preciso e nitidez, as ondas

ssmicas, ou seja, a medio da intensidade dos terremotos ou vibraes no solo. O

Instrumento detecta e mede as ondas ssmicas naturais ou induzidas e permite

determinar, principalmente se organizado em rede de vrios sismgrafos, a posio

exata do foco (hipocentro) dessas ondas e do ponto da sua chegada na superfcie

terrestre (epicentro) e quantificar a energia desses fenmenos expressa na escala de

Richter.

Existem vrios tipos de sismgrafos, por exemplo, os que registram os movimentos

horizontais do solo, os que registram os movimentos verticais, etc.

O grfico obtido num sismgrafo atravs do qual se pode observar caractersticas da

propagao diferentes das ondas ssmicas, designa-se sismograma. Um sismograma, em

perodo de calma ssmica, apresenta o aspecto de uma linha reta com apenas algumas

oscilaes. Quando ocorre um sismo, os registros tornam-se mais complexos e com

oscilaes bastante acentuadas, evidenciando a amplitude das diferentes ondas.

No ano 132, o chins Chang Heng inventou o primeiro sismgrafo ("O Sismocspio").

Este aparelho consistia numa bola de bronze sustentada por oito drages que a

seguravam com a boca. Quando ocorria um tremor de terra, por menor que fosse, a boca

do drago abria e a bola caa na boca aberta de um dos oitos sapos de metal que se

encontrava em baixo. Era, deste modo, que os chineses determinavam a direo de

propagao do sismo.

A partir desta inveno foram-se desenvolvendo novos inventos at chegar aos

sismgrafos de hoje. Os sismografos so ultilizados para medir as vibraes da terra e

para definir se a camada muito densa ou pouco densa.

As pessoas que vivem em cidades notam que s vezes os prdios tremem quando um

grande caminho ou o metr passa nas proximidades. Sismgrafos eficazes para medir

31

intensidade de terremotos so, portanto, isolados e conectados a uma rocha para

prevenir esse tipo de "poluio de informaes".

O principal problema ao criar um sismgrafo que ele no trema quando o cho treme.

Portanto, a maioria dos sismgrafos isolada de alguma forma. possvel fazer um

sismgrafo muito simples pendurando um peso em uma corda sobre uma mesa.

Amarrando uma caneta ao peso e colocando na mesa um pedao de papel para que a

caneta possa rabiscar o papel, voc pode gravar os movimentos da terra (terremotos). Se

usar um rolo de papel e um motor que lentamente puxe o papel sobre a mesa, possvel

gravar os tremores diversas vezes. Contudo, seria preciso haver um grande tremor. Em

um sismgrafo real, alavancas ou equipamentos eletrnicos so usados para ampliar o

sinal, detectando assim os pequenos tremores. Um peso de 450 kg ou mais anexado a

um grande sismgrafo mecnico, e h diversas alavancas que ampliam

significativamente o movimento da caneta.

A Escala Richter uma escala padro usada para comparar terremotos. Trata-se de uma

escala logartmica, o que significa que os nmeros na escala medem fatores de 10. Por

exemplo, um terremoto que mede 4.0 na escala Richter 10 vezes maior de um que

mede 3.0. Na escala Richter, qualquer coisa abaixo de 2.0 indetectvel a uma pessoa

normal, e chamado de microterremoto. Microterremotos ocorrem constantemente. Os

terremotos moderados medem menos que 6.0 na escala Richter, e os acima dessa

faixa podem causar graves danos. O mximo j medido foi de 8.9.

Figura 10 - Sismgrafo

32

2.4 - PRESERVAO

2.4.1 Conceitos

Patologia

Patologia (derivado do grego pathos, sofrimento, doena, e logia, cincia, estudo)

em restaurao se refere ao estudo das leses ou danos apresentados pelo

monumento.

Diagnstico

Diagnstico refere-se ao trabalho de investigao e ao estabelecimento das causas

dos danos apresentados por uma edificao. Normalmente utilizado na expresso

diagnstico das patologias e tem forma textual. Pode ou no vir acompanhado pelo

mapeamento dos danos presentes no edifcio.

Conservao

entendida como o conjunto de atividades que proporcionam a integridade fsica do

monumento ou bem cultural, levando em conta a defesa dos agentes fsicos,

qumicos e biolgicos que o atacam. O principal objetivo, portanto da conservao

o de estender a vida til dos materiais, dando aos mesmos o tratamento correto. Para

isso necessria a permanente fiscalizao das condies ambientais, da utilizao e

armazenamento.

Preservao

A preservao ocupa-se diretamente do patrimnio cultural e consiste na

conservao desse patrimnio em seu estado atual. Por isso, devem ser impedidos

quaisquer danos ou destruio causados por agentes fsicos, agentes qumicos e

todos os tipos de pragas e de microorganismo. A manuteno com limpeza peridica

a base da preveno contra danos.

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Restaurao

A restaurao tem por objetivo revitalizar a concepo original, ou seja, a

legibilidade do objeto ou do monumento. Em uma restaurao nenhum fator pode

ser negligenciado. preciso levantar a sua histria, revelar a tcnica construtiva

empregada, propor aes de tratamento para os danos presentes, e ainda traar um

plano de conservao para o bem restaurado de modo que no volte a sofrer efeitos

de deteriorao no futuro. A restaurao uma atividade que exige dos profissionais

grande habilidade, pacincia, amor arte. Por estes fatores podemos dizer que

melhor: Conservar e preservar para no restaurar.

Leso

Em restaurao dado o nome de leso a toda alterao que acontece nos elementos

que conformam o bem cultural em conseqncia da ao de agentes fsicos,

qumicos ou biolgicos, levando ao comprometimento da sua estrutura ou do seu

aspecto formal.

Dano

O mesmo que leso.

Degradao

a designao genrica da perda da resistncia dos elementos ou da alterao do

aspecto formal de um bem de valor cultural. Os fatores de degradao so os

mesmos que causam as leses (agentes fsicos, qumicos e biolgicos), somados

falta de um plano de conservao preventiva. Os principais agentes fsicos de

degradao so a presena umidade e a incidncia de radiao luminosa. Os

principais agentes qumicos de degradao so as repinturas e a presena de sais. Os

principais agentes biolgicos de degradao so a presena de insetos xilfagos

(cupins), de fungos, liquens e algas.

34

2.4.2 - Anlise de Consistncia dos dados de Conservao

Nem todas as fissuras, trincas, ou rachaduras presentes no edifcio tm origem nas

vibraes mecnicas. Muitas delas so resultado da presena de outros agentes

patolgicos, como os recalques diferenciais, o adensamento do solo pela presena de

umidade, a transformao qumica dos materiais, a presena de umidade e determinados

tipos de sais, os choques mecnicos diretos ou indiretos, a variao trmica, e ainda

outros fatores a serem considerados dependendo cada caso (FOTOS 3 e 4).

Ento preciso identificar todos os fatores patolgicos presentes para, a partir da,

iniciar os estudos referentes aos nveis de vibraes transmitidas at ele e avaliar a

intensidade dos danos com esta origem.

2.5 INFLUNCIA DA VIBRAO NA DEGRADAO DOS MONUMENTOS

O trnsito de veculos, assim como os sismos, provoca vibraes no terreno, colocando

as construes em perigo, devido ao movimento induzido nas suas bases. Durante a

vibrao, a fundao do edifcio fixa ao solo tende a seguir o movimento do terreno,

mas devido a efeitos de inrcia, a massa do edifcio ope-se a ser deslocada e a seguir o

movimento da base. Geram-se sobre a estrutura foras de inrcia que so proporcionais

FOTO 3

Prdio da Escola de Minas com muros

trincados por efeito da temperatura e da

hiperestaticidade.

Foto do autor

FOTO 4

Rua Felipe dos Santos, azulejos da

fachada em descolamento por umidade e

sais.

Foto do autor

35

massa do edifcio e acelerao do movimento, que pem em perigo a segurana da

construo. A quantificao daquelas foras de inrcia e da resposta da estrutura em

face delas, um problema complexo de dinmica estrutural.

O efeito das vibraes pode ser observado pela representao esquemtica mostrada

abaixo, favorecendo esforos de cisalhamento que tendem a romper as estruturas nos

seus pontos de maior fragilidade.

FIGURA 11 Representao esquemtica do comportamento de edificao genrica atingida por vibrao

Os movimentos do terreno, que dependem fortemente das condies locais de geologia,

topografia e, sobretudo, do subsolo, amplificam-se de forma importante pela vibrao

da estrutura, pelo que as aceleraes chegam a ser vrias vezes superiores s do terreno.

O grau de amplificao depende do amortecimento prprio do edifcio e da relao

entre o perodo fundamental da estrutura e do perodo do movimento do terreno; quando

as ondas ssmicas atravessam estratos de solos brandos para chegar superfcie, o

movimento mais lento (de menor freqncia), mas de maior amplitude, pelo que so

excitadas principalmente as estruturas altas e flexveis; quando o movimento muito

rpido, ou seja, de alta freqncia, os efeitos so mais desfavorveis para os edifcios

baixos e rgidos, como so a maioria dos edifcios histricos.

O estudo do comportamento das ondas vibracionais incidindo sobre estruturas

arquitetnicas tradicionais tem emprego recorrente nas medidas de preveno e

preservao do acervo edificado, seja ele de maior ou menor importncia histrica ou

36

artstica. O certo que as vibraes perturbam as estruturas, podendo interferir

decisivamente no processo da sua degradao, dependendo apenas de algumas variveis

que vo determinar a intensidade das vibraes. Esta perturbao pode chegar a arruinar

uma estrutura.

O movimento do solo consta de vibraes horizontais e verticais, dentre outras. As

primeiras so geralmente mais crticas e as que se consideram explicitamente nos

clculos estruturais. No entanto, nos edifcios histricos, pode chegar a ser significativo

o efeito das aceleraes verticais, porque estas, quando atuam para cima, reduzem o

efeito das foras devidas ao peso da estrutura, que so normalmente favorveis

resistncia da estrutura em face de cargas horizontais.

O comportamento das estruturas arquitetnicas no NH de Ouro Preto frente s vibraes

causadas pelo trfego de veculos pelas ruas estudado atravs da comparao de dados

recolhidos a partir da medida dos nveis das vibraes no solo e da anlise das

patologias apresentadas pelos monumentos localizados nos pontos onde foram tomadas

as medidas de vibrao.

Mesmo os edifcios mais imponentes e com alto grau de sofisticao arquitetnica no

ficam imunes aos danos causados pelas vibraes, como o caso da Casa dos Contos,

na Rua So Jos. Podemos observar que as leses aparecem inicialmente nos pontos de

maior fragilidade da estrutura, no caso, junto s esquadrias, onde as ligaes dos gros

que constituem o material ficam mais reduzidas, perdendo assim resistncia (FOTO 5).

O efeito da concentrao de tenses no setor responsvel pela ruptura da alvenaria.

FOTO 5

Janela trincada por cisalhamento e com

remendo na fachada da Casa dos Contos.

Foto do autor

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2.6 TRABALHOS CORRELACIONANDO VIBRAO E DEGRDAO DE

MONUMENTOS

As principais referncias sobre o assunto buscaram correlacionar a intensidade das

vibraes ao desconforto e danos ao patrimnio na cidade. Foram baseadas em pesquisas

estatsticas do trnsito e em medies de ondas vibracionais sonoras e no solo, com

origem no trnsito de veculos e na movimentao de pessoas em ocasies festivas.

No foram encon