CENTRO UNIVERSITRIO CESMAC CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

CARLOS JANIS KIVITIS NOGUEIRA

ANLISE DOS MTODOS DE ENSAIO NO DESTRUTIVO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

Macei 2013_2

CARLOS JANIS KIVITIS NOGUEIRA

ANLISE DOS MTODOS DE ENSAIO NO DESTRUTIVO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

Trabalho Final de Graduao apresentado ao Centro Universitrio CESMAC, no Curso de Engenharia Civil, como requisito final para obteno do ttulo de Engenheiro Civil, desenvolvido sob a orientao do Professor Luciano Oliveira Alves de Queiros.

Macei 2013_2

CARLOS JANIS KIVITIS NOGUEIRA

ANLISE DOS MTODOS DE ENSAIO NO DESTTRUTIVO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO

Trabalho Final de Graduao apresentado ao Centro Universitrio CESMAC, no Curso de Engenharia Civil, como requisito final para obteno do ttulo de Engenheiro Civil, desenvolvido sob a orientao do Professor Luciano Oliveira Alves de Queiros.

Aprovada em Outubro/2013

BANCA EXAMINADORA

_______________________________________

Prof: Luciano Oliveira Alves de Queiros -Orientador-

_______________________________________

Prof: Sandra Mrcia de Souza Cartaxo -Orientadora Metodolgica-

Dedico este trabalho a todos os familiares, professores e amigos que me apoiaram durante minha formao acadmica.

AGRADECIMENTOS

Agradeo primeiramente a deus, por colocar em minha vida pessoas maravilhosas, por sempre iluminar meu caminho dando-me fora e sabedoria.

Agradeo minha me e pai, por seus valiosos e sbios conselhos, carinho e ateno, que foram fundamentais em minha formao, meu eterno amor e gratido.

A meu orientador professor Luciano Queiros, que com seus valiosos conhecimentos permitiu a construo e concluso de uma etapa fundamental em minha vida, minha eterna gratido.

A minha namorada Eduarda, que com seu amor, apoio, pacincia e ternura me ajudaram no s nesse, mas em muitos outros momentos difceis, sempre me fazendo acreditar que sonhos so possveis.

Agradeo a meu irmo Rodrigo por seu carinho, ateno, ajuda e incentivo que foram indispensveis e fundamentais para a elaborao e concluso deste trabalho, meu eterno carinho.

Agradeo ainda ao CESMAC, que atravs de seu corpo docente pde compartilhar suas experincias, possibilitando-me no s o aprendizado tcnico e terico, mas a construir referncias de timos profissionais.

Podemos julgar nosso progresso pela coragem de nossas perguntas e pela profundidade de nossas respostas, por nossa vontade de abraar o que verdadeiro em vez do que apenas nos faz sentir bem.

Carl Sagan

RESUMO

Em vrios momentos dos processos construtivos faz-se necessrio testes de aferio para determinar se a estrutura est dentro dos padres construtivos para o qual ela foi projetada. Preferencialmente este tipo teste no deveria causar danos estrutura, mas nem sempre isso possvel, necessitando em algumas situaes o seccionamento da pea para extrao de uma amostra. O desenvolvimento tecnolgico e cientfico dos mtodos de ensaio no destrutivo so baseados no complemento interdisciplinar de vrias cincias, sendo no somente presente a fsica, mas tambm tecnologias envolvendo softwares, clculos matemticos, simulaes numricas, equipamentos mecnicos e eltricos. Inicialmente os equipamentos utilizados hoje nos ensaios no destrutivos (END), so tecnologias militares e civis que foram ao longo do tempo desenvolvidas com outras finalidades. Este sendo, sem duvida alguma um dos fatores contribuinte para a to lenta evoluo deste mtodos de investigao, uma vez que as tecnologias precisam ser analisadas, estudadas, adaptadas e testadas para que se possa ento ter um desempenho eficaz em estruturas de concreto armado. Os END so usados nos mais variados ramos, sendo notvel sua utilizao em compsitos e materiais metlicos. Porm a utilizao desses mtodos no hoje regulamentada em todos os pases, onde apenas alguns pases possuem normas referentes a este assunto, e quando as tem, so poucas. Sendo o Brasil um reflexo disso, onde atualmente existem apenas duas normas regulamentadoras para ensaios no destrutivos, sendo elas a NBR 7584 (ABNT, 2012) que rege os testes por esclermetro, e a NBR 8802 (ABNT, 2013) para determinao da velocidade de propagao de ondas de ultrassnicas.

Palavras-chave: Concreto armado. Ensaio no destrutivo. Normas.

LISTA DE ILUSTRAES

Figura 2.1 Sinais recebidos no modo de transmisso........................................................ Figura 2.2 Sinais recebidos no modo Echo-pulse......................................................... Figura 2.3 Tipos de inspees em estruturas de concreto............................................. Figura 2.4 Transmisso direta.................................................................................... Figura 2.5 Transmisso indireta................................................................................. Figura 2.6 Transmisso semidireta.............................................................................. Figura 2.7 Sistema de coordenadas tridimensionais....................................................... Figura 2.8 Anlise por Echo-Pulse com presena de vazios.......................................... Figura 2.9 B-scan de uma estrutura contendo dois vazios.............................................. Figura 2.5 Reconstruo bidimensional por SAFT de amostra contendo dois vazios....... Figura 3.1 Princpios do GPR...................................................................................... Figura 3.2 Medio pontual no eixo............................................................................ Figura 3.3 Medio horizontal radargrama................................................................... Figura 3.4 Medio tridimensional............................................................................. Figura 4.1 Partes constituintes do esclermetro tipo N................................................. Figura 4.2 Modelo simplificado do funcionamento mecnico do esclermetro................ Figura 4.3 baco para esclermetro Schimdt modelo................................................... Figura 4.4 Diviso de reas por 9 e 16 impactos.......................................................... Figura 5.1 Principio fsico do NMR............................................................................ Figura 5.2 Sinal NRM: decaimento de induo livre....................................................... Figura 5.3 NMR....................................................................................................... Figura 5.4 OSA-NMR............................................................................................... Figura 5.5 Umidade em funo da profundidade.........................................................

19 19 20 22 23 23 24 25 26 27 28 32 32 33 35 35 38 39 41 41 42 42 43

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Tipos de testes e aplicaes em funo do objetivo de investigao................ Tabela 2 Anlise de estruturas de concreto pelo mtodo de combinao.......................

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas END Ensaios No Destrutivos GPR Ground Penetrting Radar NDT Non-Destructive Testing NMR Nuclear Magnetic Resonance OSA One-sided-access RF Radio Frequency SAFT Synthetic aperture focusing technique SWRI Southwest Reserch Institute TWT Two-way-traveltime

SUMRIO

1 INTRODUO .......................................................................................................... 1.1 JUSTIFICATIVA ...................................................................................................... 1.2 PROBLEMA ........................................................................................................... 1.3 HIPTESES .............................................................................................................. 1.4 OBJETIVO GERAL ................................................................................................. 1.4.1 Objetivos Especficos ........................................................................................... 1.5 PROCEDIMENTOS METODOLGICOS .............................................................. 1.6 APRESENTAO DOS CAPTULOS ...................................................................

2 MTODOS DE ANLISE NO DESTRUTIVOS POR ULTRASSOM............. 2.1 ONDAS ELSTICAS.............................................................................. 2.2 PROPAGAO DE ONDAS ELSTICAS NO CONCRETO.............................. 2.3 PROCEDIMENTOS E APLICAES..................................................................... 2.4 REPRESENTAES GRAFICA DOS ELEMENTOS DO CONCRETO.............. 2.4.1 Anlise por A-SCAN............................................................................................. 2.4.2 Anlise por B-SCAN.............................................................................................. 2.4.3 Anlise por C-SCAN.............................................................................................. 2.4.3 Anlise grfica por SAFT....................................................................................

3 RADAR DE PENETRAO NO SOLO................................................................. 3.1 TEORIAS E PRINCPIOS FSICOS......................................................................... 3.2 PROCEDIMENTOS E APLICAES..................................................................... 3.3 LIMITAES E CONFIABILIDADE.....................................................................

4 ENSAIO DE RESISTNCIA SUPERFICIAL POR ESCLEROMETRIA.......... 4.1 ESPECIFICAES DO EQUIPAMENTO.............................................................. 4.2 TEORIAS E PRINCPIOS FSICOS......................................................................... 4.3 PROCEDIMENTOS E APLICAES..................................................................... 4.4 LIMITAES E CONFIABILIDADE.....................................................................

5 RESSONNCIA MAGNETICA NUCLEAR.......................................................... 5.1 TEORIA E PRINCPIOS FSICOS........................................................................... 5.2 EQUIPAMENTOS..................................................................................................... 5.3 UMIDADE E PERFIL DE PROFUNDIDADE......................................................... 5.4 TRANSPORTE DE LQUIDOS................................................................................ 5.1 CONFIABILIDADE E LIMITAES.....................................................................

CONCLUSO................................................................................................................

REFERNCIAS.............................................................................................................

ANEXO A CORRELAO ENTRE OS MTODOS DE ENSAIO.....................

11 11 12 12 13 13 14 14

16 16 18 20 23 24 25 26 26

28 29 31 33

34 34 35 38 39

40 40 4242 43 44

45

46

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1 INTRODUO

O concreto est presente em todos ou quase todos os processos construtivos da engenharia civil, e mesmo quando no sendo utilizado em toda a estrutura, notvel sua presena como componente constituinte das fundaes. A resistncia do concreto uma das propriedades mais importantes em um projeto que tenha como finalidade garantir a segurana, desempenho e integridade estrutural de uma construo. Foram-se assim desenvolvidos ao longo dos tempos vrios mtodos que possibilitaram estimar no somente as suas resistncias, mas tambm as suas propriedades constituintes.

1.1 JUSTIFICATIVA

A arte de se inspecionar sem destruir evoluiu, principalmente a partir da dcada de 50 (JUNIOR; MARQUES, 2006, p.2) e por ser um mtodo mais rpido e menos invasivo, o uso do mtodo de Ensaio No Destrutivo (END) comeou a se tornar cada vez mais comum no campo da engenharia civil. Com os avanos tecnolgicos, a aplicao do END tornou-se possvel no somente em testes de resistncias compresso, mas tambm em testes de anlise de corroso de armaduras, rachadura e vazios. O uso de END tornou-se uma ferramenta quase que indispensvel nos tempos modernos, porm na maioria das vezes acaba sendo usado para fornecer dados complementares em situaes especificas, e no como parte integral do processo produtivo.

Grande parte dos mtodos de ensaio no destrutivos existentes hoje no mercado so adaptaes tecnolgicas de equipamentos de diferentes finalidades. Existem no Brasil mtodos de ensaio no destrutivos j normatizados, como o por exemplo, o mtodo de avaliao da dureza superficial pelo esclermetro de reflexo descrito pela NBR 7584 (ABNT, 2012), e o de velocidade de propagao de onda ultra-snica descrito pela NBR 8802 (ABNT, 2013). Porm faz-se necessrio uma discurso mais ampla sobre o tema, incentivando pesquisas para aperfeioar os mtodos j existentes, como tambm desenvolver e normatizar novos mtodos de ensaios no destrutivos.

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1.2 PROBLEMA

Inicialmente o mtodo de ensaio de dureza superficial originou-se na Alemanha em 1934, e foi incorporado aos padres normativos alemes em 1935. Foi-se relatado o uso desse mtodo tambm no Reino Unido e URSS. Entretanto vrios pesquisadores publicaram correlaes empricas entre as propriedades de resistncia do concreto e sua dureza superficial. Os trs mais conhecidos mtodos histricos baseados neste principio so: Pistola de teste desenvolvido por Wiliams, Martelo mecnico desenvolvido por Frank e o Pndulo-martelo desenvolvido por Einbeck (MALHOTRA; CARINO, 2006, v.1, p.2, traduo nossa).

O mtodo de anlise mais utilizado no Brasil o Ensaio de compresso de corpos-de-prova cilndricos, descrito na NBR 5739 (ABNT, 2007). O Ensaio de compresso de corpos-de-prova s possvel com um prvio planejamento estratgico, no sendo possvel a sua adoo em casos os quais a estrutura encontra-se concluda, normalmente nestes casos so realizadas anlises atravs da extrao de testemunhos da prpria estrutura. Porm, a extrao de testemunho um procedimento de carter destrutivo, que envolve o seccionamento da estrutura, podendo ocasionar o surgimento de patologias que venham a comprometer e (ou) danifica-la. Uma alternativa seria o possvel uso de mtodos de ensaio no destrutivos, porm nem sempre a utilizao deste mtodo ser conclusiva e (ou) possvel. Segundo Mehta e Monteiro (2008, p.574) o desenvolvimento lento de tcnicas no destrutivas para inspeo e avaliao das propriedades do concreto se deve ao fato desse material ser heterogneo, causando interferncias nas medidas realizadas, como atenuao, disperso, difrao e reflexo dos sinais.

Dentro desta mesma perspectiva procurou-se responder a seguinte questo: A utilizao dos Mtodos de Ensaio no Destrutivos (END) podem substituir o convencional ensaio de compresso de corpos-de-prova cilndricos em estruturas de concreto armado?

1.3 HIPTESES

O mtodo mais usual no Brasil para medio da resistncia a compresso em estruturas de concreto armado sem dvida o ensaio de compresso de corpos-de-prova cilndricos, porm quando necessrio obter respaldo tcnico quanto a resistncia de peas de

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concreto j concludas, prefervel a adoo dos os mtodos de ensaio no destrutivos, j que o mesmo no gera impactos fsicos diretos na estrutura. A pouca utilizao dos ensaios no destrutivos no so somente por questes de provvel inconsistncia tcnica dos resultados, mas sim por vrios outros fatores, como preo, acessibilidade a novas tecnologias, e principalmente por normas que regularizem o uso destes mtodos em territrio brasileiro. Pode-se dizer que o nvel de confiabilidade destes mtodos so subjetivos, podendo variar de acordo com as condies naturais do ambiente, o tipo de ensaio realizado, o equipamento utilizado e o mtodo de execuo utilizado na estrutura. Com isto, conclui-se que tanto os mtodos destrutivos como os no destrutivos, tem cada uma suas respectivas limitaes, e que para uma precisa e confivel anlise tcnica de uma estrutura em concreto armado, o ideal

seria a adoo de um sistema que envolvesse os dois mtodos, podendo assim aumentar a confiabilidade dos resultados obtidos tanto na fase de execuo quanto na fase final de uma estrutura de concreto.

1.4 OBJETIVO GERAL

Avaliar os vrios mtodos de ensaios no destrutivos existentes no atual mercado brasileiro e internacional e suas aplicaes quanto a medio da resistncia a compresso em estruturas de concreto armado.

1.4.1 Objetivos Especficos

a) Distinguir as vantagens do mtodo de ensaio no destrutivo em relao ao mtodo destrutivo convencional.

b) Identificar a eficcia de cada mtodo de ensaio e descrever os procedimentos necessrios provenientes de sua execuo.

c) Verificar dos mtodos no destrutivos disponveis, qual o mais usual e simples de ser aplicado.

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1.5 PROCEDIMENTOS METODOLGICOS

Esta uma pesquisa de natureza bsica, tendo como objetivo avaliar, identificar e verificar o contedo que ser pesquisado. O mesmo ser realizado com base em pesquisas bibliogrficas, artigos, peridicos e anais, os quais alguns j esto sendo estudados no momento, e outros que sero lidos ao longo do processo de desenvolvimento e pesquisa. Sero usados como base de leitura tanto materiais publicados na lngua portuguesa quanto os publicados na lngua inglesa, dando nfase em materiais de publicaes recentes, podendo assim produzir uma ampla reviso literria do tema neste trabalho abordado.

1.6 APRESENTAO DOS CAPTULOS

Captulo 1- Este captulo apresenta a justificativa da escolha do tema, como tambm trs uma problematizao dentro do tema abordado, esta a qual ser apresentada uma resposta hipottica pela viso do autor antes da realizao de uma pesquisa mais aprofundada.

Captulo 2- Neste captulo apresentado o mtodo de anlise por ultrassom, enfatizando-se a teoria por trs das ondas elstica, e como ocorre sua propagao em estruturas de concreto. Evidenciando as respectivas aplicaes do ultrassom, como tambm o processo de construo grfica atravs dos dados obtidos.

Captulo 3- Este captulo apresenta a teoria e princpios fsicos envolvendo o a utilizao do radar de penetrao solo, como tambm aborda temas como processos de aplicao, limitaes e confiabilidade.

Captulo 4- Neste captulo apresenta-se os princpios fsicos e mecnico por trs da utilizao do esclermetro. Descrevendo suas limitaes e confiabilidade tcnica, como tambm os processos de aplicao regidos pela ABNT.

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Captulo 5- Retrata-se neste captulo a utilizao NMR e os princpios fsicos que o envolvem, apresentando seus processos de aplicao, limitaes e confiabilidade.

Os captulos desta monografia abordam cada um diferentes tcnicas de anlise estrutural no destrutiva, onde inicialmente em cada capitulo est presente o embasamento fsico e terico regentes de cada um dos mtodos. Apresentando ento os processos de aplicao, aferio, limitaes e confiabilidade tcnica.

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2 MTODO DE ANLISE NO DESTRUTIVO POR ULTRASSOM

Uma onda ultrassnica que viaja atravs de uma estrutura de concreto ir interagir com quaisquer obstculos em seu caminho (SHICKERT; KRAUSE, 2010, p.490, traduo nossa). A partir deste princpio possvel mensurar as variaes caractersticas de propagao de uma onda ultrassnica de acordo com as propriedades estruturais e materiais do elemento estudado. O processo de execuo de ensaio por meio de pulso ultrassnico est descrito na NBR 8802 (ABNT, 2013) Concreto endurecido Determinao da velocidade de propagao de onda ultra-snica.

A aplicao do mtodo de ensaio ultrassnico pode ser segregada em duas diferentes reas, a caracterizao das propriedades do concreto e o fornecimento de informaes sobre os elementos internos da estrutura. Atravs da transmisso de um pulso ultrassnico possveis obter dados referentes sua velocidade de propagao e atenuao, e quando relacionados ao modulo elstico e resistncia caracterstica compresso da pea, pode-se assim caracterizar-se as propriedades do concreto.

J a investigao dos elementos internos de uma estrutura baseada nas medies de transmisso e reflexo dos pulsos. De acordo com Shickert e Krause (2010) mudanas no tempo de propagao indicam a existncia de um objeto interno, sendo possvel identificar sua exata localizao atravs da correlao das variaes do tempo de propagao nas laterais da estrutura.

2.1 ONDAS ELSTICAS

A propagao de ondas elsticas em um corpo slido pode ser analisada atravs da adoo de um modelo de clculo ideal, com resultados muito prximos de situaes reais (SHICKERT; KRAUSE, 2010, p.492, traduo nossa). Para este modelo adotam-se dois espaos homogneos compostos por gs e slido, e separados por um plano limite, sendo em ambos os espaos possveis propagao de ondas de presso. Tais ondas so tambm conhecidas como ondas longitudinais, pois a oscilao das partculas de massa ocorre de forma longitudinal ao plano de propagao.

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Sendo a densidade, E o mdulo de elasticidade dinmica e o coeficiente de Poisson do slido, a equao da velocidade de propagao de uma onda de presso no slido pode ser expressa por:

(2.1)

Um segundo tipo so as Shear waves, ou ondas transversais, pois permitem a oscilao de partculas de massa no sentido perpendicular ao plano de propagao, tambm conhecido como plano de polarizao. As Shear waves so restritas aos slidos, e a sua velocidade de propagao pode ser expressa pela equao:

(2.2)

O terceiro tipo so as Rayleigh waves, sua propagao ocorre ao longo dos limites entre o gs e o slido, e a oscilao das partculas apresenta forma elptica em relao ao plano perpendicular da superfcie. A amplitude da Rayleigh wave inversamente proporcional a distncia percorrida pela onda, ou seja, quanto mais profundo a onda penetrar na estrutura, menor ser sua amplitude. A velocidade de propagao da Rayleigh wave ser sempre inferior a de uma Shear wave, e pode ser representada pela seguinte equao:

(2.3)

Segundo Shickert e Krause (2010) este modelo elstico valido para qualquer frequncia aplicada, onde os comprimentos de onda dependem da velocidade de propagao c e de sua frequncia f, podendo ser expresso por:

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(2.4)

No volume de um slido ou perto de sua superfcie, estes trs tipos de ondas propagam-se independentemente sem que uma interfira na outra (SHICKERT; KRAUSE, 2010, p.492, traduo nossa). Apenas nos limites externos da superfcie com o gs, e na presena de objetos e vazios internos, que os trs tipos de ondas convergem-se.

Quando uma onda atinge a superfcie de um obstculo, parte da energia contida transmitida para a regio traseira do obstculo, e o restante da energia refletida. Atravs de modelos de calculo que envolvem a impedncia acstica do material, fator de transmisso, fator de reflexo e velocidade de propagao, possvel estimar as dimenses e localizao de um objeto.

2.2 PROPAGAO DE ONDAS ELSTICAS NO CONCRETO

Em se tratando de uma aplicao prtica, o modelo de clculo apresentado anteriormente diverge um pouco da realidade. Ao contrrio do modelo anterior, o concreto composto por diversas substancias, formando assim um material heterogneo. Como consequncia h a atenuao, causada principalmente pela disperso das ondas em funo dos vazios e agregados presentes no concreto. Os sinais dispersos pelos vazios e agregados geram ondas flutuantes com valores incoerentes, tambm conhecidas como rudo estrutural.

Nas aplicaes reais de testes com ondas ultrassnicas, se colocados dois transdutores ultrassnicos em lados opostos da estrutura de concreto, nota-se nas medies dos sensores (Figura 2.1) que as ondas coerentes chegam primeiro, precedidas pela parte incoerente do rudo estrutural. Quando um ou dois transdutores so usados no modo Echo-pulse, sendo eles mesmos responsveis pela emisso e captao, sinais parecidos com o da

(Figura 2.2) so obtidos. Para que se tornem detectveis, objetos internos devem apresentar uma amplitude de reflexo maior do que as derivadas do rudo estrutural. Analisando a (Figura 2.2) nota-se que na parte mais interna a reflexo do objeto fcil de ser detectada, porm a reflexo inicial devido a um vazio quase que indistinguvel dos rudos estruturais.

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Figura 2.1 Sinais recebidos no modo de transmisso

Fonte: SHICKERT; KRAUSE, 2010

Figura 2.2 Sinais recebidos no modo Echo-pulse

Fonte: SHICKERT; KRAUSE, 2010

Quando necessrio reduzir o efeito do rudo estrutural e aumentar a distancia de penetrao, o mtodo mais prtico a diminuio da frequncia de onda. De acordo com a equao (2.4) a diminuio da frequncia ocasionar em um aumento do comprimento de onda, e consequentemente uma diminuio da fora de disperso.

De acordo com Schickert e Krause (2010) os fatores que mais dificultam a propagao da onda elstica em estruturas de concreto so:

a) Rudos estruturais causados pela disperso nos vazios e agregados. b) Atenuao do pulso, principalmente em altas frequncias.

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c) Baixas amplitudes de disperso em obstculos, principalmente em baixas frequncias.

d) Amplo ngulo de divergncia. e) Mudana no formato do pulso. f) Modulo de converso entre os tipos de ondas.

Todos esses efeitos so diretamente ligados frequncia aplicada, e todos aqueles de disperso so referentes composio do concreto, principalmente dimenso dos agregados e dos vazios.

2.3 PROCEDIMENTOS E APLICAES

Os mtodos de anlise no destrutivos por ultrassom podem ser utilizados em diferentes operaes, sendo sua principal aplicao o controle de qualidade, anlise de condio estrutural e deteco de falhas. Durante o processo de inspeo no incomum deparar-se com algum dos casos como os ilustrados na (Figura 2.3).

Figura 2.3 Tipos de inspees em estruturas de concreto

Fonte: SHICKERT; KRAUSE, 2010

As anlises por mtodos de ultrassom podem ser aplicadas em diferentes tipos de inspees, entre elas:

Caracterizao das propriedades dos materiais:

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a) Modulo Elstico: utilizado no processo de controle da qualidade e na determinao de dosagens do concreto.

b) Resistencia a compresso: principal propriedade do concreto, sendo de difcil determinao.

c) Outras propriedades: porosidade, umidade e cura.

Deteco de falhas:

a) Defeitos: delaminaes, vazios ou rachaduras.

b) Microfissuras: microfissura proveniente de processos qumicos ou fsicos.

c) Profundidade de fissuras: determinao da profundidade de fissuras e rachaduras na parte superficial da estrutura.

Anlise por Echo-Pulse e dados grficos.

a) Espessura: determinao grfica da espessura de elementos internos.

b) Posio: posicionamento lateral e profundidade de objetos internos. c) Vazios na superfcie: posio e dimenso de espaos no preenchidos pelo concreto, conhecido como bicheiras. d) Vazios em bainhas: deteco e localizao de vazios internos e externos as bainhas e dutos.

e) Delaminao: posio, dimenso e espessura.

No Brasil a normatizao deste mtodo est na NBR 8802 (ABNT, 2013), que descreve todas as diretrizes para determinao da velocidade de propagao por pulsos ultrassnicos. A transmisso do pulso ultrassnico pode ocorrer de trs diferentes formas, diretamente, indiretamente e de forma semidireta.

Segundo a NBR 8802 (ABNT, 2013), a transmisso direta a mais indicada na determinao da velocidade de propagao, pois esta forma possibilita uma maior intensidade dos sinais recebidos. A configurao dos transdutores deve ser de forma que estejam em faces opostas da estrutura, conforme ilustrado na (Figura 2.4).

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Figura 2.4 Transmisso direta

Fonte: NBR 8802 (ABNT, 2013, p.6)

A transmisso indireta pode ser aplicada quando o acesso pea est limitado a apenas uma face, ou o comprimento da pea tal que possa proporcionar o deslocamento do transdutor-receptor ao longo de sua superfcie. Para determinar a velocidade de propagao fixa-se o transdutor-emissor no ponto (E) ilustrado na (Figura 2.5), e com o transdutor-receptor faz-se a leitura nos diferentes pontos equidistantes (Rn).

Figura 2.5 Transmisso indireta

Fonte: NBR 8802 (ABNT, 2013, pag.6)

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J a transmisso semidireta s deve ser utilizada quando no houver acesso a duas faces opostas da estrutura, e a nica face acessvel no apresentar comprimento suficiente para o arranjo de transmisso indireta. Nestes casos o transdutor emissor e receptor deve ser posicionado com uma configurao semelhante a da (Figura 2.6).

Figura 2.6 Transmisso semidireta

Fonte: NBR 8802 (ABNT, 2013, pag.7)

2.4 REPRESENTAES GRAFICA DOS ELEMENTOS DO CONCRETO

A construo de modelos grficos pode ser realizada atravs dos mtodos de reflexo e transmisso, tendo como preferencia a reflexo, onde atravs de uma nica face objetos internos podem ser mensurados. O modelo apresentado na (Figura 2.7) ilustra o processo responsvel para criao de uma representao grfica dos objetos internos de uma estrutura. Atravs de medies realizadas no plano xy possivel gerar grficos bidimensionais representativos de profundidade, porm quando realizado medies pontuais xz ao longo do plano xy possvel criar uma representao tridimensional capaz de mensurar no somente a profundidade de um objeto como tambm seu volume xyz total.

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Figura 2.7 Sistema de coordenadas tridimensionais

Fonte: SHICKERT; KRAUSE, 2010

2.4.1 Anlise por A-SCAN.

O tempo decorrido entre emisso e recepo do sinal recebe o nome de A-scan. Em um meio homogneo o A-scan ser zero, exceto quando h presena de ecos gerados por obstculos. Segundo Schickert e Kraus (1996) a sua deteco possvel quando os valores dos pulsos ultrapassam os valores do rudo estrutural, assim com a velocidade v, tempo de recepo t e tempo total de propagao to possvel calcular o percurso de propagao s.

(2.5)

Os dados do A-scan apresentados anteriormente na (Figura 2.2) so provenientes da estrutura esquematizada em (Figura 2.8). Atravs da associao da esquematizao real (Figura 2.8) e da (Figura 2.2), percebe-se que o primeiro pulso refletido pelo vazio de 55 quase no perceptvel pela influencia do rudo estrutural.

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Figura 2.8 Anlise por Echo-Pulse com presena de vazios

Fonte: SHICKERT; KRAUSE, 2010

A localizao lateral do vazio pode ser determinada ao mover-se o transdutor ao longo da superfcie da estrutura at que se encontre a mxima amplitude de reflexo. De acordo com Schickert e Kraus (2010) as medies em vrios pontos da estrutura podem variar de forma imprescindvel em funo dos rudos estruturais e das inconsistncias dos valores. Por tal motivo que anlises apenas por A-scan so difceis de interpretar, sendo grande parte do seu uso em casos no ambguos como medio de espessura ou deteco de grandes objetos.

2.4.2 Anlise por B-SCAN.

A ideia por trs do B-scan a converso de vrios sinais de medidas de tempo em uma imagem, ajudando o olho humano a distinguir a presena de objetos internos e rudos estruturais. Apesar dos rudos estruturais presentes nas medies serem os mesmos para ambos os scans, o B-scan so mais simples de serem interpretados.

Para realizar o B-scan um transdutor guiado de forma manual ou mecnica ao longo do eixo do plano, onde vrios A-scans similares a (Figura 2.2) so medidos de forma linear ao plano da estrutura (Figura 2.8). Atravs da converso das amplitudes de cada A-scan em sombras de tonalidade cinza ou colorida, forma-se a representao grfica B-scan similar a um corte transversal. O resultado uma imagem bidimensional representativa das distancias dos sinais dispersos pelos vazios e suas profundidades (Figura 2.9).

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Figura 2.9 B-scan de uma estrutura contendo dois vazios

Fonte: SHICKERT; KRAUSE, 2010

2.4.3 Anlise por C-SCAN.

A utilizao de C-scan possvel com a adoo de um sistema de escaneamentos completamente plano a superfcie da estrutura. Similar ao B-scan, os valores de amplitude so convertidos em imagens em escala cinza ou coloridos, gerando grficos representativos de profundidade relativa dos elementos internos.

De acordo com Schikert e Krause (2010) o grande numero de medies necessrias para esta anlise, exige o uso de um mtodo de escaneamento mecnico. Comparando-se o C-scan com o Synthetic aperture focused technique (SAFT), o tempo necessrio de execuo de ambos so muito similares, porm os resultados obtidos pelo SAFT conseguem ser bem mais amplos que os apresentados pelo C-scan. Desta forma, o END por C-scan quase no utilizado na anlise de estruturas de concreto.

2.4.4 Anlise grfica por SAFT.

A reconstruo por SAFT um processo de criao de imagens que utiliza as informaes coletadas de varias medidas de eco (SHICKERT; KRAUSE, 2010). Dentro dos limites impostos pelo comprimento de onda, atenuao e rudo estrutural, a reconstruo por SAFT pode fornecer informaes grficas detalhadas quanto a deteco e localizao de elementos.

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Figura 2.10 Reconstruo bidimensional por SAFT de amostra contendo dois vazios

Fonte: SHICKERT; KRAUSE, 2010

Inicialmente as medies so realizadas ao longo da superfcie em sentido linear, onde os diversos valores obtidos so semelhantes aos encontrados no B-scan. Com a obteno dos dados por B-scan (Figura 2.9), realiza-se a reconstruo matemtica por algoritmo SAFT, sobrepondo na regio reconstruda (Figura 2.10) pixels referentes aos dados anteriormente obtidos.

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3 USO DO RADAR DE PENETRAO EM ESTRUTURAS DE CONCRETO

Radar de Penetrao no Solo (Ground Penetrating Radar - GPR), tambm conhecido como radar de penetrao superficial ou mtodo eletromagntico de reflexo, um mtodo de investigao eletromagntico. O GPR surgiu inicialmente como aplicao no estudo de partes internas de solos, sendo a tecnologia deste mtodo derivada dos radares areos que foram desenvolvidos para deteco de avies e navios durante a segunda Guerra Mundial (AGUIAR, 2005).

O mtodo de investigao por radar de penetrao apresenta varias vantagens, sendo a principal por ser um mtodo de anlise no destrutivo. Outra caracterstica a possibilidade de obteno de centenas de medies por segundo, sem que haja necessidade de contato com a superfcie da estrutura. Uma representao do principio de anlise por GPR pode ser observada na (Figura 3.1), onde um pulso eletromagntico emitido pela antena do transmissor e refletido pelas camadas superficiais e internas, sendo os sinais refletidos captados pela antena receptora.

Figura 3.1 Princpios do GPR

Fonte: HUGENSCHMIDT, 2010

O mtodo de anlise por GPR pode ser aplicado em diferentes reas de deteco de problemas, como por exemplo:

a) Espessura de camadas, recobrimento de concreto em armaduras, pavimento asfltico, tuneis de concreto, sub-bases e camadas geolgicas.

b) Localizao de cordoalhas, bainhas, ancoragens, barras de ao e cavidades.

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c) Propriedade dos matrias como: umidade, teor de cloreto e vazios formados por ar.

3.1 TEORIA E PRINCPIOS FSICOS

O GPR um mtodo de prospeco eletromagntico, sendo ele ento governado pelas equaes de Maxwell (MAXWELL, 1968). Segundo Hugenschmidt (2005) estas equaes fazem referencia entre os campos eltricos e magnticos com as fontes que os

produzem. A equao de Maxwell pode ser escrita tanto na sua forma diferencial como na integral:

Diferencial Integral

(3.1) (3.5)

(3.2) (3.6)

(3.3) (3.7)

(3.4) (3.8)

Com volume V e rea A, corrente de deslocamento D, corrente eltrica I e densidade da corrente eltrica j, carga eltrica Q e densidade de carga p, campo magntico H e campo eltrico E, derivada temporal , B e D respectivamente proporcionais a H e E. De acordo com Hugenschmidt (2010) possvel sumarizar os conceito das equaes anteriores em:

a) Correntes eltricas e deslocamento de correntes eltricas geram campos magnticos.

b) Campos magnticos dinmicos geram campos eltricos eddy (conhecido tambm como Foucault ou corrente parasita).

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c) Cargas eltricas geram campos eltricos

d) No existe fonte magntica (tratando-se de cargas magnticas).

Admitindo uma onda harmnica plana com direo de propagao x, velocidade de propagao v, frequncia angular w, permissividade relativa do meio , permissividade absoluta no espao livre 0 e onde I=0 no vcuo, possvel expressar a velocidade em luz com que as ondas eletromagnticas que viajam no vcuo por:

(3.9)

A velocidade do sinal primeiramente definida pela permitividade do meio. Em situaes de aplicao pratica, a constante dieltrica do material varia no intervalo de 1(ar) 84 (gua), onde as velocidades dos sinais variam entre 3x108 ms-1 (ar) e 0,33x108 ms-1 (gua). (HUGENSCHMIDT, 2010).

Quando uma onda eletromagntica atinge um plano, parte de sua energia ser transmitida e parte ser refletida. Segundo Hugenschmidt (2010) o coeficiente de reflexo de ondas magnticas planas que atingem um material de baixa perda e com incidncia vertical entre dois materiais 1 e 2, pode ser expressas por:

- / ( + (3.10)

Caso 1 seja igual 2, no haver reflexo devido as permitividades relativas do materiais serem iguais, e caso 2 > 1, a amplitude de reflexo ser negativa.

O tempo que o sinal emitido pelo radar leva para atravessar a camada d do material, refletir e voltar para o receptor chamado de tempo de viajem de dois sentidos ou two-way-traveltime (Twt). (HUGENSCHMIDT, 2010, p.321, traduo nossa).

(3.11)

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Segundo Hugenshmidt (2010) a capacidade deste mtodo de separar objetos independentes (resoluo lateral) est limitada pela dimenso r da regio Fresnel, regio essa onde as ondas refletidas encontram-se, de maneira que pontos especficos nesta rea no podem ser captados pelo sensor do radar. O raio da regio de Fresnel pode ser descrito por:

(3.12)

Pode-se concluir ento que um aumento no raio da regio Fresnel correspondente a uma diminuio na resoluo lateral, porm a resoluo pode ser melhorada com um aumento de frequncia e diminuio da distancia de profundidade d.

3.2 PROCEDIMENTOS E APLICAES

O processo de coleta de dados por GPR pode ocorrer de diferentes modos, possibilitando tambm que dados coletados sejam apresentados de mais de uma maneira. Quando medies so realizadas em um nico ponto, produz-se ento uma escala de tempo que pode ser expressa em forma de curva ou escala de cores. Estas medies so realizadas em funo do eixo vertical T (Figura 3.2), onde maiores intervalos de tempo representam maiores profundidades.

Figura 3.2 Medio pontual no eixo T.

Fonte: HUGENSCHMIDT, 2010

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Diferente do exposto anteriormente, se movermos a antena em sentido horizontal, dada a alta velocidade de transmisso de dados do GPR, os intervalos de tempo obtidos podem ser plotados lado a lado de modo a formar uma representao bidimensional (Figura 3.3). A este formato de medio d-se o nome de radargrama.

Figura 3.3 Medio horizontal radargrama

Fonte: HUGENSCHMIDT, 2010

Quando aplicado o mesmo principio do radargrama, porm em diversas linhas paralelas, a unificao destes dados geram uma figura tridimensional (Figura 3.4). Os dados obtidos durante este processo possibilitam tambm a extrao de modelos grficos representativos das seces bidimensionais xt em funo de seu twt. Este formado conhecido como fatia de tempo ou time-slice.

Figura 3.4 Medio tridimensional

Fonte: HUGENSCHMIDT, 2010

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3.3 LIMITAES E CONFIABILIDADE.

O fenmeno de atenuao dos sinais do radar nas estruturas causado por muitos fatores, sendo a condutividade eltrica um importante fator em aplicaes prticas. A emisso de ondas em materiais condutores gera disperso de corrente, diminuindo assim a profundidade de penetrao dos sinais do radar (HUGENSCHMIDT, 2010). Dentro de certo limite pode-se evitar a disperso de corrente apenas usando uma antena de frequncia mais baixa, por outro lado, causar uma reduo na resoluo como mostrado na equao (3.12). Em muitos casos a anlise da estrutura no fcil, pois depende de muitos fatores, faz-se assim necessrio a associao da leitura do GPR com planta de execuo da obra e dados de ensaios laboratoriais de corpos de prova.

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4 ENSAIO DE RESISTNCIA SUPERFICIAL POR ESCLEROMETRIA

Em 1948 o engenheiro suo Ernst Schmidt desenvolveu o mtodo de medio da dureza superficial do concreto. Este ento foi ento homologado pelo Instituto Federal Suo de Testes e Experimentos em Materiais de Zurique, onde o equipamento foi-se construdo e extensivamente testado. Em 1986 aproximadamente 50.000 Schmidt Rebound Hammer foram vendidos em todo o mundo (MALHOTRA; CARINO, 2006, v.1, p.3, traduo nossa).

No Brasil este equipamento recebe o nome de esclermetro (Figura 4.1), sendo o ensaio para avaliao da dureza superficial prescrito na NBR 7584 (ABNT, 2012). J nos estados unidos o mesmo padronizado pela ASTM C 805:2008.

Figura 4.1 Partes constituintes do esclermetro tipo N

Fonte: THOMAZ, 2011

4.1 ESPECIFICAES DO EQUIPAMENTO

O principio de funcionamento mecnico do equipamento consiste na movimentao de uma mola deslizante associada a uma massa (Figura 4.1), sendo a mola

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movimentada no sentido contrario ao esforo de compresso exercido na estrutura pelo pisto, de tal forma que quando completamente estendida um gatilho acionado liberando-a. A massa ento se choca contra a parte traseira do embolo que atua contra a superfcie do concreto, fazendo com que a massa recue e registre ao longo de uma rgua graduada um valor de reflexo indicado por um ponteiro de arraste. (MEHTA; MONTEIRO, 2008).

4.2 TEORIA E PRINCIPIOS FISICOS

O princpio de funcionamento mecnico apresentado no subcaptulo anterior pode ser ilustrado na (Figura 4.2), sendo este o modelo adotado como base para o calculo do ndice esleromtrico.

Figura 4.2 Modelo simplificado do funcionamento mecnico do esclermetro

Fonte: THOMAZ, 2011

Os clculos das distncias de deslocamento antes do impacto e depois do impacto, podem ser respectivamente representados na equao (4.1) e (4.2).

(4.1)

(4.2)

Considerando uma mola tracionada ou comprimida com respectivo coeficiente de rigidez K, deslocamento , a energia de deformao armazenada na mola E antes do impacto pode ser expressa por:

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(4.3)

Enquanto que a energia de deformao armazenada na mola aps o impacto pode ser expressa pera equao (4.2), onde a diferena ocorre no deslocamento , que neste caso faz referencia a distncia de recuo da mola.

(4.4)

Pode-se assim calcular tambm o ndice de restituio, valor representativo da razo entre as distancias percorridas antes e ps-impacto.

(4.5)

Atravs da relao entre as equaes (4.1) e (4.2) pode-se calcular ento IE expresso na equao (4.6). Normalmente este ndice expresso em porcentagem, sendo ele adotado como varivel independente para ser feita uma posterior correlao com a resistncia do concreto.

(4.6)

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Uma vez obtido o ndice escleromtrico IE, possvel ento calcular-se o coeficiente de correo K , e o ndice escleromtrico mdio IEm efetivo, sendo:

(4.7)

(4.8)

Com o valor do ndice escleromtrico possvel ento estimar atravs de bacos de correlao (figura 4.3), um valor referente resistncia a compresso da pea ensaiada. Lembrando que o baco varia de acordo com as especificaes do fabricante, que normalmente vem junto ao manual de uso.

Figura 4.3 baco para esclermetro Schimdt modelo N

Fonte: THOMAZ, 2011

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4.3 PROCEDIMENTOS E APLICAES

Como citado anteriormente, os procedimentos de avaliao da dureza superficil por esclermetro so no Brasil prescritos pela NBR 7584 (ABNT, 2012). Os diferente tipos de eclermetros so classificados de acordo com suas respectivas energias de percusso. Sendo o de 30 N.m indicado a obras de grandes volumes de concreto, os de 2,25 N.m direcionados a edifcios e postes, os de 0,90 N.m a concretos de baixa resistncia e os de 0,75 N.m a peas de pequenas dimenses.

O esclermetro deve ser sempre aferido antes de sua utilizao com auxilio de uma bigorna de ao padro, ou no mximo a cada 300 impactos durante uma mesma inspeo. As superfcies de ensaio devem sempre estar secas ao ar, limpas e preferencialmente planas, sendo as superfcies irregulares evitadas por no apresentarem resultados homogneos.

As reas a serem ensaiadas devem ser previamente preparadas com polimento utilizando prisma ou disco-carborundun, sendo toda poeira proveniente deste processo retirada antes do ensaio. As reas de ensaio devem ser escolhidas atravs do critrio de maior valor de inercia apresentar dimenses entre (90mm x 90mm) (200mm x 200m), estando com distancia mnima de 50mm dos cantos e aresta das peas. Os impactos provenientes da anlise devem ser distribudos uniformemente em modelos de 9 ou 16 sees por rea de estudo, conforme ilustra (Figura 4.4).

Figura 4.4 Diviso de reas por 9 e 16 impactos.

Fonte: NBR 7584 (ABNT, 2012, p.3)

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4.4 LIMITAES E CONFIABILIDADE

O ensaio por esclermetria um tipo de anlise onde os danos causados a estrutura so quase que nulos, sendo ele um equipamento leve, de fcil manuseio e economicamente acessvel. Porm este tipo de ensaio fica limitado a somente poder fornecer informaes quanto a dureza superficial da estrutura, variando entre 30mm a 50mm (COUTINHO, 1993). Tal ensaio no determina de forma direta a resistncia do concreto, apenas fornece uma correlao entre a dureza superficial e uma resistncia a compresso.

H tambm vrios outros fatores que podem influencia os resultados obtidos atravs do ensaio, entre eles esto: Carbonatao, rigidez do elemento, posio do aparelho, uniformidade da superfcie, idade e tipo de cura da pea, condies de umidade, tipo e dimenses do agregado grado.

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5 RESSONNCIA MAGNTICA NUCLEAR

Aps sua descoberta em 1946, a ressonncia magntica nuclear Nuclear Magnetic Resonance (NMR) tem-se evoludo de uma curiosidade cientifica para uma das mais potentes tcnicas espectroscpicas do campo de pesquisa cientfica, usado em pesquisas qumicas e bioqumicas, diagnsticos mdicos, aplicaes no campo da fsica e no estudo dos materiais (WOLTER, 2010).

Tempos depois de sua descoberta, o NMR passou a ser utilizado no estudo do calculo de hidratao de materiais a base de cimento, como a argamassa e o concreto. Convencionalmente os ensaios por este mtodo necessitam de uma amostra da pea a ser ensaiada, o que diverge da ideia de no gerar danos a estrutura, uma vez que a estrutura ser seccionada para extrao da amostra. Porm no principio bsico, o ensaio por NMR classificado como END, pois o mesmo no gera danos diretos a amostra.

Posteriormente segundo Wolter (2010) em 1981 o Southwest Reserch Institute (SwRI) adaptou o mtodo o mtodo inside-out desenvolvido por Jackson em 1980, e criou uma tcnica capaz de realizar medies externas em apenas uma face, conhecido como one-sided-access (OSA).

5.1 TEORIA E PRINCPIOS FSICOS

O princpio fsico regente por trs do NMR o de que cargas eltricas em movimento geram campos magnticos, tanto quanto campos magnticos dinmicos tambm geram cargas eltricas. O giro ou momento angular uma propriedade de todos os ncleos atmicos que possuem nmeros mpares de prtons e nutrons. Enquanto que os ncleos atmicos so carregados, O movimento de giro cria um dipolo magntico na direo do eixo de giro, sendo a magnitude desse dipolo uma propriedade nuclear fundamental chamada de momento magntico nuclear . (WOLTER, 2011, traduo nossa)

A umidade presente em peas de concreto pode ser medida atravs do NMR pois o mesmo adota como base o hidrognio (H), encontrado em grandes concentraes em locais midos , sendo ele tambm detentor do ncleo de maior momento magntico. Alm do H,

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outros ncleos podem ser analisador pelo NMR, como por exemplo o Li, B, C, N, O, F, Na, Al, Si, P.

Segundo Wolter (2011) o processo de anlise atravs do NMR acontece com a gerao de um campo magntico externo B0 (Fig.5.1), fazendo com que os momentos magnticos se alinhem. Em seguida emite-se de um pulso de radio frequncia (RF), onde a magnetizao formada pela sobreposio dos dipolos magnticos gera uma rotao sobre o vetor do campo B1. Ento, o chamado pulso de 90 rotaciona a magnetizao at formar um ngulo de 90, possibilitando assim a leitura dos sinais pelo aparelho de NMR (Fig.5.2).

Figura 5.1 Principio fsico do NMR

Fonte: WOLTER, 2011

Figura 5.2 Sinal NRM: decaimento de induo livre

Fonte: WOLTER, 2011

Para efeito de clculo, sabe-se que o hidrognio contido na gua T2 (Fig.5.2), varia de valores 10-2 s para poros capilares, 10-4 s poros gelatinosos, 10-5 s para gua de hidratao. Assim atravs da dessa relao possvel obter uma anlise detalhada do processo de cura de peas recm concretadas.

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5.2 EQUIPAMENTOS

As principais partes constituintes de um espectrmetro so o im, a sonda e a unidade de controle eltrico, sendo o im o componente mais caro do equipamento. A amostra a ser analisada pelo NMR introduzida em uma sonda dentro da seo do eletrom, sendo a dimenso da amostra limitada pelo tamanho do aparelho (Figura 5.3). Suas grandes dimenses so tambm um fator agravante para o desinteresse em sua aplicao prtica, uma vez que o mesmo no pode ser facilmente relocado e necessita de uma amostra previamente coletada.

O NMR ilustrado na (Figura 5.4) representa o tipo de equipamento que faz uso da tcnica de acesso por face nica (one-side-acess - OSA). Para anlise atravs deste tipo de equipamento necessrio fixar na estrutura uma pea circular para aumento no ganho de sensibilidade da bobina. Sendo a sonda limitada a apenas conseguir sondar uma profundidade muito limitada da superfcie do concreto. Existe tambm a possibilidade de substituio da cabea da sonda por uma de maior dimenso, possibilitando assim uma maior espessura de sondagem.

Figura 5.3 NMR Figura 5.4 OSA-NMR

Fonte: WOLTER, 2011 Fonte: WOLTER, 2011

5.3 UMIDADE E PERFIL DE PROFUNDIDADE

O mtodo de anlise convencional por NMR atravs de uma elevada sensibilidade e preciso consegue gerar imagens tridimensionais representativas do elemento estudado,

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porm o mesmo fica restrito a posteriores anlises laboratoriais. Por outro lado o OSA-NMR oferece a tcnica de acesso por face nica, possibilitando a inspeo do perfil de umidade in loco ou at mesmo online. Sendo as limitaes do OSA-NRM a profundidade de penetrao para sondagem de 1mm, e a sua restrio a apenas gerar perfis unidimensionais.

Em uma aplicao prtica, os dados fornecidos pelo OSA-NMR geram grficos parecidos com o da (Figura 5.5). Onde a linha continua representa a umidade em funo da profundidade analisada, e as linhas pontilhadas os valores de umidade medidos posteriormente em laboratrio.

Figura 5.5 Umidade em funo da profundidade.

Fonte: WOLTER, 2011

5.4 TRANSPORTE DE LQUIDOS

Segundo Wolter (2001) quando o foco durabilidade de peas em concreto armado, muitos fatores surgem, sendo os principais agressores a resistividade os ons e os cloretos. Em muitos outros estudos evidencia-se a invaso dessas substancias em peas de concreto, atravs da gua como vetor de transporte, portanto o fator que maior influencia a durabilidade da pea o transporte da gua pelos poros do concreto.

Atualmente o aplicao da tecnologia NMR na engenharia civil basicamente laboratorial, sendo ela utilizada na anlise da absoro e redistribuio da gua. Sendo atravs deste estudo possvel determinar o coeficiente de transporte e o parmetros de armazenamento dos lquidos nos mais variados tipos de materiais. De acordo com os estudos apresentados por Wolter (2011) atravs dos coeficientes obtidos em laboratrio, possvel atravs de softwares a criao de um modelo de calculo capaz de analisar no somente o transporte dos lquidos, mas tambm a temperatura no material

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5.1 CONFIABILIDADE E LIMITAES

No ramo da construo civil dos tempos modernos, quase que indispensvel a utilizao do mtodo do concreto armado. Porm a utilizao de materiais ferromagnticos associados ao concreto, como as barras de ao usadas no reforo do concreto, acabam por interferir nas medies de equipamentos como o NMR.

Wolter (2011) mostra em sua pesquisa que mesmo barras de pequenas dimenses como as de 10mm causam alteraes considerveis nos dados analisados pelo equipamento, gerando assim medidas de profundidade que no podem calculadas com preciso. Entretanto nos casos onde o espaamento entre as barras sejam superiores a 10cm, e caso consiga-se locar o equipamento de forma a centrar a rea a ser medida dentro deste vo, possvel realizar a anlise sem demais problemas. Sendo a grande dificuldade a localizao real das barras contidas na estrutura, e os espaamentos entre cada uma delas.

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CONCLUSO

Os avanos no que se diz mtodos de ensaio no destrutivo, refletem sem sombra de dvida a curiosidade e necessidade social de se buscar cada vez mais construes seguras, durveis e economicamente viveis. Devido a grandes avanos, principalmente no campo da fsica, hoje possumos diversos tipos de aparelhos capazes de auxiliar nessa tarefa. Atravs dos mtodos de anlise no destrutivos possvel no somente detectar provveis patologias estruturais, como tambm possvel mensura-las. Sendo possvel conhecer as caractersticas fsica, qumica e mecnicas de uma estrutura, assim como a localizao e dimenses de anomalias.

Ao contrrio do mtodo convencional empregado na construo civil brasileira, que se limita a medio da resistncia compresso axial de corpos de prova cilndricos, os END podem fornecer dados muito mais aprofundados, e de formas muito menos invasiva. Entretanto, boa parte das praticas construtivas adotadas pelas empresas, tratam os END como uma ferramenta auxiliar para casos onde a patologia j se manifestou, e no como um mtodo integral do processo construtivo. Esta viso pode se dar por vrios fatores, entre eles o elevado custo de investimento na aquisio dos equipamentos e o prprio desconhecimento sobre a existncia destes equipamentos. Outro fator agravante a quase no existente mo de obra qualificada para manuseio e interpretao dos dados coletados.

fato que existem diversos mtodos de ensaios no destrutivos, porm durante este estudo concluiu-se que por mais vantajosos que os END possam ser, o mtodo convencional de ensaio de compresso de corpos-de-prova cilndricos no deve ser dispensado. Estes so de grande importncia para a determinao da resistncia a compresso da pea, e um mtodo relativamente barato se comparado a outros END. A depender do tipo de situao, como os apresentados nos estudos de Flohrer (2011) no (Quadro 1) e Maierhofer (2011) no (Quadro 2), apenas um nico mtodo no consegue mensurar todas as informaes necessrias, por consequncia mais de um mtodo de ser adotado. Outro exemplo poderia ser a associao de dois mtodos economicamente viaveis como o de rompimento de corpos de prova cilndricos e o de esclerometria. Mesmo que o esclermetro no determine de forma direta a resistncia do concreto, o mesmo pode ser aplicado in loco a fim de estimar-se a resistncia de uma pea recm concretada, e a possibilidade da mesma ter alcanado a resistncia mnima necessria a continuao da concretagem de subsequentes peas sobrepostas a ela.

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REFERNCIAS

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WOLTER, B. Non-destructive evaluation of reinforced concrete structures. Volume 2. Oxford; Cambridge; New Delhi: Woodhead Publishing Limited, 2010

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ANEXO A CORRELAO ENTRE OS MTODOS DE ENSAIO

Tabela 1 Tipos de testes e aplicaes em funo do objetivo de investigao.

Fonte: FLOHRER, 2011

Tabela 2 Anlise de estruturas de concreto pelo mtodo de combinao.

Fonte: MAIERHOFER, 2011