EQUIPA T ÉCNICA - Técnico Lisboa - Autenticação · • os que procedem à avaliação da dureza...

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11/323/323MMÓÓDULO IR2 DULO IR2 -- INSPECINSPECÇÇÃO E REABILITAÃO E REABILITAÇÇÃO DE CONSTRUÃO DE CONSTRUÇÇÕES EM MADEIRAÕES EM MADEIRA

PATOLOGIA E INSPECPATOLOGIA E INSPECÇÇÃOÃODE CONSTRUDE CONSTRUÇÇÕES EM ÕES EM

MADEIRAMADEIRA

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EQUIPA TEQUIPA TÉÉCNICACNICA

Coordenação:• Prof. Fernando Branco• Prof. Jorge de Brito

Conteúdos:• Eng.ª Inês Flores • Eng.º Florindo Gaspar• Arq.ª Sandrina Santos

E-learning:• Eng.º Pedro Paulo• Eng.º João Campos• Eng.º Joel Alexandre

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CAPCAPÍÍTULO 3TULO 3

TTÉÉCNICAS DE DIAGNCNICAS DE DIAGNÓÓSTICOSTICO

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Sub-capítulos:

3.1 Introdução

3.2 TND tradicionais

3.3 TND não-tradicionais

3.4 Ensaios destrutivos

3.5 Conclusões do capítulo

3. T3. TÉÉCNICAS DE DIAGNCNICAS DE DIAGNÓÓSTICOSTICO

DIAGNÓSTICO

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3.1 Introdu3.1 Introduççãoão

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3. T3. TÉÉCNICAS DE DIAGNCNICAS DE DIAGNÓÓSTICOSTICO3.1 Introdu3.1 Introduççãoão

Durante a inspecção através de observação visual das anomalias, deverão ser caracterizados os mecanismos físicos e químicos que estão na sua origem e estabelecidas relações causa-efeito.

Para além do conhecimento aprofundado dos materiais, do seu comportamento e das técnicas de construção, devem ser seguidas metodologias rigorosas de observação, registo, análise dos defeitos, com a eventual realização de ensaios, preferencialmente, não-destrutivos ou semi-destrutivos.

Os ensaios realizados in-situ complementama informação recolhida durante a observaçãovisual das anomalias e indicam a eventualnecessidade de análise complementares emlaboratório.

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3. T3. TÉÉCNICAS DE DIAGNCNICAS DE DIAGNÓÓSTICOSTICO3.1 Introdu3.1 Introduççãoão

Inspecção de elementos estruturais de madeira:

• nas últimas décadas, tem-se assistido ao desenvolvimento detécnicas não-destrutivas (TND) para avaliação da qualidade deelementos estruturais de madeira, em contraponto a técnicasmais tradicionais;

• TND tradicionais: observação visual, lâmina metálica, martelo,humidímetro e extracção de carotes;

• TND não tradicionais: resistência à perfuração, dureza superficial e propagação de ondas de choque;

• Ensaios destrutivos: ensaios aplicados a modelos de estrutura, a provetes fabricados e a modelos de ligações.

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3.2 T3.2 Téécnicas nãocnicas não--destrutivas destrutivas (TND) tradicionais(TND) tradicionais

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3. T3. TÉÉCNICAS DE DIAGNCNICAS DE DIAGNÓÓSTICOSTICO3.2 TND tradicionais3.2 TND tradicionais

a) Observação visual:

Âmbito:• identificação do grupo de madeiras a que pertence o

elemento e % aproximada de borne e cerne;• identificação do tipo de degradação biológica (fungos,

carunchos ou térmitas);• identificação da qualidade dos elementos de madeira tendo

em conta os seus defeitos (nós, fio inclinado, etc..);• detecção de rotura mecânica ou deformações excessivas;• detecção de manchas na madeira indiciadoras

da ocorrência de focos de humidade.

Limitações:• difícil determinação da extensão de

ataques e quantificação da secçãoresidual.

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b) Lâmina metálica :

Âmbito:• identificação e estimativa da extensão da degradação

biológica.

Limitações:• não permite detectar degradação biológica

ocorrida no interior da madeira em peças demaiores secções.

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c) Martelo:

Âmbito:• localização de vazios, ligados à ocorrência de degradação

biológica no interior da madeira.

Limitações:• diferentes secções transversais, teores de água, situações

de apoio ou interacção com outros elementos fazem variar o som emitido, podendo induzir em erro;

• impossibilidade de quantificar a extensão da degradação ou a qualidade do elemento;

• somente aplicável para secções inferiores a cerca de 9 cmde espessura.

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d) Humidímetro:

Âmbito:• localização de focos de humidade, implicando risco de

ataque da madeira por térmitas ou fungos de podridão;• estabelecimento do teor de água de equilíbrio da madeira,

afectando os valores característicos de resistência mecânica a tomar em consideração.

Limitações:• a incorrecta identificação da madeira

aplicada e o desconhecimento de umtratamento preservador eventualmenteconferido à madeira conduzem a errosde leitura.

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e) Extracção de carotes (recolha de amostras):

Âmbito:• verificação da variação da degradação em profundidade;• identificação da espécie de madeira em laboratório;• detecção de degradação biológica no interior da madeira.

Limitações:• tem um carácter já destrutivo, embora geralmente não afecte

significativamente a resistência da estrutura;• inspecção do elemento somente até 10 a 20 cm de

profundidade;• necessidade de tapar o orifício por meio de uma outra carote

tratada com um produto preservador ou de durabilidade natural elevada.

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Conheça algumas técnicas para estudo dos agentes biológicos

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Lupa luminosa

Recolha de amostras in-situ

Lupa para estudar osinsectos, os orifícios eo serrim

Detector acústicoAparelho que detecta osxilófagos a partir dasemissões acústicas queestes produzem

Recolha de amostrade fungos, existentesnuma parede, paraanálise em laboratório

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3.3 T3.3 Téécnicas nãocnicas não--destrutivas destrutivas (TND) não(TND) não--tradicionaistradicionais

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3. T3. TÉÉCNICAS DE DIAGNCNICAS DE DIAGNÓÓSTICOSTICO3.3 TND não3.3 TND não--tradicionaistradicionais

As TND não-tradicionais surgem como complemento às TNDtradicionais, sendo aplicadas em situações para as quais astécnicas acima mencionadas não permitem uma resposta cabal,nomeadamente na:• determinação da secção resistente a considerar;• inspecção do estado de conservação da zona interior dos

elementos (degradação interna);• estimativa mais precisa da resistência mecânica.

Todos os equipamentos utilizados nestas técnicas necessitam deser calibrados, atendendo nomeadamente: à espécie de madeira; ao teor de água; à massa volúmica; à direcção de condução daanálise (longitudinal, radial ou tangencial).

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Os equipamentos existentes podem ser agrupados em:• baseados na resistência oferecida à perfuração dos elementos;• os que procedem à avaliação da dureza superficial da madeira;• baseados na velocidade de propagação de ondas de choque.

Esquema de ensaio pela aplicação de equipamentos de perfuração (a) ou de impacto mecânico (b)

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a) Resistência à perfuração:

Âmbito:• avaliação da massa volúmica média

dos elementos;• detecção de fendas, vazios ou bolsas

de degradação biológica;• estimativa da secção residual;• estimativa da resistência através da

correlação existente para cada espéciede madeira, entre a massa volúmica eas propriedades mecânicas;

• avaliação do estado de conservaçãode elementos de madeira nãoacessíveis, devido nomeadamente aestarem encobertos por outros.

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Limitações:• a avaliação é somente efectuada até uma profundidade de

40 cm;• o avaliador terá de ter em atenção aspectos como a

orientação dos anéis de crescimento, a presença de medula ou lenho juvenil e a estrutura interna da madeira na leitura correcta dos perfis de resistência obtidos;

• o furo efectuado (3 mm) embora insignificante do ponto de vista mecânico, poderá constituir um ponto de entrada para agentes de degradação da madeira;

• necessidade de ponderar o tratamento por injecção com umproduto preservador.

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b) Dureza superficial:

Âmbito:• determinação da massa volúmica média do elemento através

da dureza média determinada;• avaliação da presença de degradação superficial;• estimativa da secção residual.

Limitações:• análise da madeira somente é feita até uma profundidade de

cerca de 10cm;• impossibilidade de detectar bolsas de degradação no interior

dos elementos;• necessidade de ter em conta variações naturais da dureza

da madeira.

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c) Propagação de ondas de choque:

Âmbito:• estimativa das propriedades mecânicas através da

velocidade de propagação ao longo das fibras;• obtenção do módulo de elasticidade dinâmico através da

determinação da velocidade de propagação e da massa volúmica;

• possibilidade de obtenção de um perfil de variaçãolongitudinal, detectando zonas degradadas ou apresentando defeitos (fendas) no interior dos elementos.

Limitações:• necessidade de estarem acessíveis duas superfícies opostas

dos elementos de madeira;

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Limitações:• embora grande parte das metodologias existentes recorra à

propagação ao longo das fibras, no caso de elementos in situ

geralmente os topos não estão acessíveis, limitando portanto a utilização desta técnica;

• forte dependência dos resultados da direcção de propagaçãoda onda (longitudinal, radial ou tangencial):

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Quais as técnicas TND que recomenda para a análise da capacidade resistente de um elemento de madeira?

3.3 TND não3.3 TND não--tradicionaistradicionais

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espécie de madeira - extracção de pequenas carotes para análise laboratorial de amostras;

classe de qualidade - observação visual de cada um dos elementos estruturais, mediante a avaliação dos defeitos naturais da madeira; pode ainda, dependendo da espécie de madeira, ser realizada através de equipamentos baseados na propagação de ondas de choque ao longo das fibras da madeira;

A classe de qualidade e a espécie permitem estabelecer valorescaracterísticos de resistência mecânica a ter em conta para efeitode verificação da segurança.

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3 degradação biológica (tipo de agente causador e seu estado de actividade) - observação visual dos elementos de madeira (percepção das alterações da madeira) e dos agentes de degradação (carunchos, térmitas, fungos);

deformações e ocorrência de degradação mecânica -embora os equipamentos de propagação de ondas de choque possam ser utilizados para esta última situação, a avaliação final continua a depender da experiência do avaliador;

teor de água - humidímetros.

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A extensão da degradação encontra-se ligada à determinação dasecção residual. Recomenda-se:1. Utilização de uma lâmina metálica - primeira aproximação

quanto ao estado de coesão superficial do elemento e à perda de secção e igualmente aferir a % aproximada de borne;

2. Utilização de um equipamento baseado na resistência à furação ou à penetração - avaliar a perda de secção de forma mais precisa;

3. Equipamentos de resistência à furação - no caso da detecção de possíveis focos de degradação no interior dos elementos ou ainda caracterizar os elementos não acessíveis;

4. Equipamentos com base na propagação de ondas de choque na direcção perpendicular às fibras da madeira (quando os equipamentos referidos em 3 não se encontrem disponíveis) -identificação de bolsas de degradação no interior dos elementos.

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3.4 Ensaios destrutivos3.4 Ensaios destrutivos

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3. T3. TÉÉCNICAS DE DIAGNCNICAS DE DIAGNÓÓSTICOSTICO3.4 Ensaios destrutivos3.4 Ensaios destrutivos

São considerados ensaios destrutivos os ensaios de caráctermais ou menos destrutivos, susceptíveisde serem aplicados a:• modelos da estrutura;• provetes fabricados para o

efeito ou retirados da estrutura;• modelos de ligações.

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a) Ensaios aplicados a modelos da estrutura:

Ensaios de estruturas trianguladas

Estrutura triangulada, com “gussets” de contraplacado, preparada para o ensaio

Asna Ponlonceau de seis escoras montada para o ensaio

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b) Ensaios aplicados a provetes:

Ensaios para determinação do módulo de elasticidade em flexão de “face”

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b) Ensaios aplicados a provetes:

Ensaios para determinação do módulo de elasticidade em flexão de “canto”e tensão de rotura

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c) Ensaios aplicados a modelos de ligações:

Dispositivo utilizado nos ensaios de ligações alinhadas para medição das deformações

Dispositivo utilizado nos ensaios de ligações cruzadas para medição das deformações

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Dispositivo de ensaio para estudo da fluência da ligação em provetes submetidos à compressão

Dispositivo de ensaio para estudo da fluência da ligação em provetes submetidos à tracção

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3.5 Conclusões do 3.5 Conclusões do capcapíítulotulo

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3. T3. TÉÉCNICAS DE DIAGNCNICAS DE DIAGNÓÓSTICOSTICO3.5 Conclusões do cap3.5 Conclusões do capíítulotulo

. A realização de ensaios permite complementar a caracterização das anomalias e avaliação das suas causas.

. O tipo de diagnóstico a efectuar, os meios e recursos disponíveisjustificam os ensaios a realizar.

. Os ensaios a realizar deverão ser, preferencialmente, não-destrutivos ou semi-destrutivos.

. As TND não-tradicionais surgem como complemento às TNDtradicionais, sendo aplicadas em situações para as quais astécnicas acima mencionadas não permitem uma resposta cabal.

. É necessário existir uma interacção eficaz entre as TNDtradicionais e as não-tradicionais.

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3. T3. TÉÉCNICAS DE DIAGNCNICAS DE DIAGNÓÓSTICOSTICO3.5 Conclusões do cap3.5 Conclusões do capíítulotulo

. Embora as TND não-tradicionais possam ser operadas porpessoal pouco especializado, a caracterização inicial do estado daestrutura e consequente planeamento do tipo de técnica aempregar, frequência e localização das inspecções, bem como ainterpretação do significado das medições efectuadas serãonecessariamente realizadas por pessoal técnico especializado, apoiado numa primeira observação com emprego de TND tradicionais.

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BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

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• GASPAR, Florindo (2003), “Reabilitação de Estruturas de Madeira”. Monografia do 12º Mestrado em Construção, IST, Lisboa

• SANTOS, Sandrina (2003), “Construções de Madeira”. Monografia do 12º Mestrado em Construção, IST, Lisboa

• MARTINEZ, Márcia (2003), Monografia da cadeira Técnicas de Inspecção e Avaliação Estrutural do 12º Mestrado em Construção, IST, Lisboa

• MACHADO, Rui (2003), Monografia da cadeira Técnicas de Inspecção e Avaliação Estrutural do 12º Mestrado em Construção, IST, Lisboa

• FILIPE, Ana Lúcia F. (2002), “Reabilitação do Palácio dos Marqueses de Ponte de Lima - Mafra”, Mestrado em Construção, IST, Lisboa

Publicações por ordem cronológica decrescente

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• BRITO, de Jorge (2001), “Metodologia de Intervenção”, Seminário de Inspecção e Manutenção de Pontes (FUNDEC), Lisboa

• BRITO, de Jorge (2001), “Normalização de Processos na Inspecção de Pontes”, Seminário sobre Segurança e Reabilitação das Pontes em Portugal, FEUP, Porto

• BRITO, de Jorge (2001), “Metodologia de Inspecção”, Seminário de Inspecção e Manutenção de Pontes (FUNDEC), Lisboa

• BRITO, de Jorge (2001), “Metodologia de Intervenção”, Seminário de Inspecção e Manutenção de Pontes (FUNDEC), Lisboa

• Gecorpa (2000), “Estruturas de Madeira, Reabilitação e Inovação”, Lisboa


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• SANTOS, Sónia (2000), “Sistema de Gestão de Obras de Arte. Módulo de Apoio à Inspecção”, Dissertação de Mestrado em Engenharia de Estruturas, IST, Lisboa

• CRUZ, Helena et al (2000), “Estruturas Mistas Madeira - Betão como Reabilitação de Pavimentos de Madeira. Importância da Ligação entre os Dois Materiais”, REPAR 2000, LNEC, Lisboa

• João Negrão, “Estruturas de Madeira”, FCTUC, Coimbra, 2000

• LOURENÇO, Patrícia (1999), “Reabilitação de Estruturas de Madeira. Estudo de um Caso - 2ª Parte”, Mestrado em Construção, IST, Lisboa

• NP ENV 1995-1-1 (1998), “Eurocódigo 5: Projecto de estruturas de madeira; Parte 1.1 Regras gerais e regras para edifícios”, Instituto Português da Qualidade, Lisboa

• SILVA, Vítor Cóias (1997), “Um Novo Modelo (e uma Nova Visão) do Edificado Pombalino”, Monumentos, nº 6, Lisboa


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Part 1: Specification according to hazard class (M/112, M/113)

• BLASS, H. J. et al. (1995), “Timber Engineering, STEP 1”, Netherlands

• NP EN 460 (1995), “Durabilidade da madeira e de produtos derivados. Durabilidade natural da madeira maciça. Guia de exigências de durabilidade das madeiras na sua utilização segundo as classes de risco”, Instituto Português da Qualidade, Lisboa

• EN 350-2 (1994), “Durability of wood and wood-based products

Natural durability of solid wood Part 2: Guide to natural durability and

treatability of selected wood species of importance in Europe”, Instituto Português da Qualidade, Lisboa

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• CRUZ, José Paulo (1993), “Deterioração, Reparação e Reforço de Estruturas de Madeira”, Dissertação de Mestrado em Construção, IST, Lisboa

• BRITO, de Jorge (1992), “Desenvolvimento de um Sistema de Gestão de Obras de Arte em Betão”, Tese de Doutoramento em Engenharia Civil, IST, Lisboa

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Alguns Links

Colocar os sites (de empresas estrangeiras) que serviram de apoio às figuras utilizadas no texto?

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Trabalho realizado com o apoio do Programa Operacional Sociedade da Informação - POSI

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EQUIPA T ÉCNICA - Técnico Lisboa - Autenticação · • os que procedem à avaliação da dureza...

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