FACULDADE DE ENGENHARIA DE ILHA SOLTEIRA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

PROJETO DE EXTENSÃO

“Preservação do Santuário”

Relatório Final

Responsável: Prof. Dr. Haroldo de Mayo Bernardes.

Discentes participantes: Rafael Henrique Kobori (bolsista), Larissa

Gomes Barros, George Leon de Jesus Ribeiro, Yuri Barbosa, Daniel Scardazzi

Martins

Ilha Solteira, Fevereiro de 2016

SUMÁRIO

1. Introdução 22. Revisão teórica 33. Metodologia 94. Resultados 125. Conclusões 156. Anexos 177. Referências bibliográficas 28

1. Introdução

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O presente projeto visa o monitoramento da estrutura do Santuário doSagrado Coração de Jesus, estabelecido na cidade de Vera Cruz, interior deSão Paulo, com a finalidade de estudar deslocamentos ocorridos na torre emmuros de arrimo, seus efeitos sobre a estrutura e tendências decomportamento futuro. Tem especial interesse o acompanhamento de fissuras,que causam infiltrações e que podem danificar as gravuras que o famosomestre paulista Benedito Calixto pintou em suas paredes, pinturas essas quefazem parte do patrimônio cultural do estado de São Paulo, tendo sido,inclusive, tombadas pelo Conselho de Defesa do Patrimônio HistóricoArqueológico, Artístico e Turístico - CONDEPHAAT.

O Santuário tem grande importância histórico-cultural para os habitantes dacidade, pois foi projetado e construído durante um período de grandedesenvolvimento da economia cafeeira na região de Marília, por volta dos anos1937 e 1939. Além Foi fruto do esforço empreendido por toda umacomunidade, com destaque ao Monsenhor Florentino Santamaria, importantelíder religioso que atuou na mesma comunidade por mais de 50 anos.

Na presente fase, o projeto tem como objetivo observar movimentos deafundamento e inclinação da torre, com 38 metros de altura, e de muros dearrimo, com mais de 4 metros de altura. O monitoramento compreendeinspeções visuais, a utilização de instrumentos de observação, a realização decampanhas de obtenção de leituras, o cálculo de medidas e a interpretaçãodas medidas, utilizando programas computacionais de análise de estruturas.

As primeiras inspeções visuais indicam a presença de fissuras que seformaram e, ainda se formam na estrutura e são visíveis tanto interna comoexternamente. Nota-se um desnível no oitão do telhado, quando observadolateralmente. Esses deslocamentos já ocorridos são difícil determinação, maspoderão ter seu valor estimado.

Com a instalação de um "Pêndulo Direto" na torre, instrumento desenvolvidoespecialmente com essa finalidade, baseado em um tipo instrumento similarutilizado para medir inclinações em barragens, está sendo alimentada umabase de dados confiáveis, coletados semanalmente. A precisão instrumento demedição utilizado, um paquímetro digital, é de centésimo de milímetro.

A interpretação das medidas obtidas permitirá saber se a torre continuasofrendo deslocamento, se a inclinação cessou ou se está acelerando oureduzindo a taxa de crescimento. Caso esses trabalhos preliminares indiquema ocorrência de deslocamentos importantes, será possível decidir sobre anecessidade de adotar alguma intervenção preventiva ou corretiva.

Espera-se, ainda, poder identificar as causas da inclinação da torre,possivelmente associadas a recalques de fundação, e também a origemmovimentação induzida por empuxos de aterro sobre os muros de arrimo.

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Oportunamente, em etapas futuras, serão realizados estudos maisaprofundado do local para se determinar a causa dos deslocamentos, de modoa possibilitar apresentar sugestão de soluções. Algumas hipóteses serão desdejá analisadas:

Essa região do estado de SP possui históricos de presença de solos

colapsiveis que podem ter contribuído como causa de recalque. De acordo com antigos moradores da cidade, a fundação da torre foi

executada em estacas de madeira. Seu envelhecimento e possívelapodrecimento pode ter sido a causa do recalque que deu origem amovimentação da torre.

Nas proximidades da estrutura, num raio de 200 metros, existe um

processo erosivo que pode ter ocasionado um rebaixamento do nível deágua

Neste relatório apresenta-se, também, uma análise estrutural do arco daCapela Mor. Trata-se de uma estrutura com 10 metros de vão livre, executadoem alvenaria de tijolos maciços. Como foi construída sobre um aterro contidopor muros de arrimo, suspeita-se que um processo de fissuração existe no arcoprovavelmente está associado a solicitações decorrentes de adensamento doaterro sobre o qual se assenta. Essas solicitações podem ser devidas a dorecalque diferencial ou por afastamento das bases do arco. Para odesenvolvimento dos estudos, foram realizadas análises estruturais do arcocom diferentes deformações e deslocamentos, na forma de recalquesdiferenciais ou de deslocamentos horizontais. Simulam-se os deslocamentos ,e comparando com as condições reais, com fissuras observadas. As análisesforam realizadas com o auxílio do software COMSOL MultiPhysics, que sebaseia no método dos elementos finitos, apesar da teoria da plasticidade nãose adequar as condições reais de um arco de alvenaria, devido a suafragilidade e baixa resistência a tração, os resultados obtidos no auxiliaram nacompreensão das tensões exercidas no arco a cada possível deformação nosseus apoios. Ainda não foi possível estimar valores para as deformações erecalques que causaram as fissuras, mas já foram extraídos algunsimportantes resultados qualitativos dos deslocamentos observadosvisualmente.

2. Revisão Teórica

2.1 Observação de Estruturas

O recolhimento de informações sobre o comportamento das estruturas inicia-seainda na fase de projeto. Os materiais a serem utilizados devem sercaracterizados, a partir de uma série de ensaios de laboratório padronizados,

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com o objetivo de verificar potenciais problemas e identificar fontes de material,tipo de cimento a ser empregado, a qualidade de outros componentesestruturais.

Geralmente, a ocorrência de anomalias é detectada a partir de suspeitaslevantadas em inspeções visuais, pela observação de estados de fissuração,surgimento de infiltrações e outros sinais.

Um plano de observação básico deve permitir o recolhimento de leitura a partirde sensor, o condicionamento do sinal, transformação da leitura em medida einterpretação do resultado.

Na fase de projeto do monitoramento é elaborado o plano de observação, quedeve definir quais instrumentos serão utilizados, discriminando tipos,características, localização, instruções de montagem e programas de leituras, edeve ser revisto periodicamente, de modo a se adaptar a novas necessidades.

As leituras coletadas através da instrumentação são, geralmente com auxíliodo computador, transformadas em medidas após validação, armazenadas e,posteriormente, analisadas.

A análise ou interpretação dos resultados observados consiste noestabelecimento de modelos e critérios com o objetivo de explicar ocomportamento estrutural da barragem e emitir parecer sobre suas condiçõesde segurança ou rever hipóteses assumidas no projeto.

A observação de deslocamentos nas estruturas é, em geral, a que forneceresultados mais confiáveis, comparada com outras grandezas observadas porinstrumentação.

Depois de coletadas, as medidas observadas devem ser interpretadas. É nestaetapa que reside o sentido do processo de instrumentação, ainda que nemsempre a atividade de interpretação receba a importância devida.

A análise quantitativa pode ser classificada como um método estatístico deinterpretação de resultados. Consiste em descrever as relações entre asparcelas dos efeitos estruturais observados e as principais solicitaçõesatuantes nas estruturas, recorrendo a expressões analíticas paramétricas, como objetivo de permitir melhor compreensão sobre o comportamento estrutural epossibilitar a emissão de parecer sobre suas condições de segurança ou sobrea necessidade de rever hipóteses assumidas no projeto.

2.2 Mecânica dos Solos

O solo é um aglomerado de partículas que pode ser escavado sem oemprego de explosivos e tem utilidade como material de construção ou desuporte para estruturas. Como em barragens, aterros, fundações para

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estruturas, entre outros. O solo está sujeito a deformações e ruptura,devido aosesforços de compressão e cisalhamento. A Mecânica dos solos, estudacomportamento do solo sob tensões, podendo ser aumentadas, como emfundações, ou aliviadas no caso de escavações. Um acúmulo de insucessosem obras de Engenharia Civil no início do século XX, como as rupturas doCanal do Panamá e o rompimento de grandes taludes em canais e estradas,mostraram uma necessidade na revisão nos procedimentos de cálculo. Oconhecimento comportamento do solo deve-se em grande parte aos trabalhosde Karl Terzaghi, reconhecido como o principal criador da mecânica dos solos.Criou também a teoria do adensamento, que estuda as deformações de volumeno solo sob a ação de cargas aplicadas, e fez um analogia a esseprincipio,para ilustrar o que ocorre no adensamento.

Na figura 1 abaixo observamos o mecanismo de Terzaghi, as molasrepresentam a parte sólida do solo, e os furos nos êmbolos, os seus vazio. Apressão nas molas (parte sólida do solo) aumenta, à medida que a águaescapa pelos furos(através de poros do material). Escapando água o volumedos vazios diminui, consequentemente o volume total, causando deformações,quando acamada está confinada lateralmente, a diminuição do volume será naaltura, o chamado, recalque por adensamento. Quando esse recalque ocorreem uma parte da estrutura, não ocorrendo em outras, provocará o recalquediferencial.

Figura 1 Esquema do mecanismo de Terzaghi, comparando o solo à um conjunto deêmbolos com molas e água.

O recalque diferencial pode ocorrer por diversos motivos, entre eles, errode projeto, erro de execução, falta de homogeneidade no solo, rebaixamentoou ascensão do nível do lençol freático, ou até devido a carregamentodesbalanceado.

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2.3 Densidade do solo: recalques e adensamento

Recalque ou assentamento: é o termo utilizado em Engenharia Civil paradesignar o fenômeno que ocorre quando em uma obra há o rebaixamentodevido ao adensamento do solo sob a fundação.

Adensamento:é o processo lento e gradual de redução do índice devazios de um solo, este depende do tempo de variação do volume(deformação) do solo pela expulsão do fluido intersticial e transferência dapressão do fluido para estrutura sólida, devido a cargas aplicadas ou ao pesopróprio.

2.4 Adensamento e recalques

Adensamento é o processo de redução do índice de vazios de um solopor expulsão do fluido e transferência da pressão do fluído para a estruturasólida, devido a cargas aplicadas.

Recalque designa o fenômeno que ocorre quando uma obra sofre umrebaixamento devido ao adensamento do solo sob sua fundação. Se essedeslocamento ocorrer sob uma parte da estrutura da edificação, não ocorrendona outra, vai provocar o recalque diferencial.O recalque é a principal causa detrincas e rachaduras em edificações, principalmente quandoocorre o recalquediferencial.

As fissuras ou trincas causadas pelo recalque diferencial são inclinadasindo à direção do ponto de maior recalque e são provocadas pelas tensões decisalhamento.

As causas de recalques de uma estrutura podem ser as seguintes:

Aplicação de cargas estruturais; Rebaixamento do nível d’água➭caso haja presença de solo

compressível no subsolo, ocorre aumento das pressões geostáticasnessa camada, independente da aplicação de carregamentos externos;

Colapso da estrutura do solo devido ao encharcamento; Inchamento de solos expansivos; Solos Colapsáveis➭ solos de elevadas porosidades, quando entram

em contato com a água, ocorre a destruição da cimentaçãointergranular, resultando um colapso súbito deste solo.

Árvores de crescimento rápido em solos argilosos; Deterioração da fundação (desagregação do concreto, corrosão de

estacas metálicas, envelhecimento de estacas de madeira); Buracos de escoamento; Variações sazonais de umidade;

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*As causas destacadas podem ser uma das possíveis causas dorecalque que ocorreu/está ocorrendo na torre do Santuário.

Os recalques podem ser classificados em dois tipos:

Rapidamente - após a construção (solos arenosos; alguns solos

argilosos não saturados ); Lentamente (solos argilosos saturados).

Tipos de Ensaios (avaliação dos recalques)

Há dois tipos de ensaios mais conhecidos:

• Compressão Axial considera a teoria da elasticidade.

• Compressão Edométrica trabalha com índice de vazios dos espaços vazios ecorrelações com demais parâmetros.

Compressão Axial

Representa dificuldade – solo não atente os princípios de elasticidade; Avalia a modelagem de um corpo de prova e seu carregamento pela

ação da carga axial; Registra-se as tensões no plano horizontal /pela deformação axial ; Considera parâmetros baseados na teoria da elasticidade;

Compressão Edométrica

Compressão em um molde que impede a deformação (confinado); Simula o solo quando comprimido pela ação dos pesos de camadas que

se depositam ao se construir aterros em grandes áreas; Método de ensaio (figura):

2.5 Fissuras causadas por recalque de fundação

As fissuras, trincas e rachaduras são manifestações patológicas dasedificações observadas em alvenarias, vigas, pilares, lajes, pisos entre outroselementos, geralmente causadas por tensões dos materiais. Se os materiaisforem solicitados com um esforço maior que sua resistência, acontece a falha,provocando uma abertura, e conforme sua espessura será classificada comofissura, trinca, rachadura, fenda ou brecha.

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Figura 2 - Método de ensaio – Compressão Edométrica

Os solos levam em sua constituição basicamente, partículas sólidas,entremeados por água, e às vezes materiais orgânicos. Com as cargasexternas todos os solos, em maior ou menor proporção (depende dos mineraisque compõe o solo, do seu tipo e características), se deformam. Se asdeformações forem diferenciadas ao longo do plano das fundações de umaobra, tensões de grande intensidade serão introduzidas na estrutura damesma, podendo gerar o aparecimento de trincas.

Se a constituição do solo for uma argila dura ou uma areia compacta, osrecalques decorrem essencialmente de deformações por mudança de forma,função da carga atuante e do módulo de deformação do solo. No caso de solosfofos e moles os recalques são basicamente provenientes da sua redução devolume, já que a água presente no bulbo de tensões das fundações tenderá apercolar para regiões sujeitas a pressões menores.

Considerando-se solos altamente permeáveis como as areias, oadensamento e, portanto, os recalques acontecem em períodos de temporelativamente curtos após serem solicitados; já para os solos menospermeáveis, como as argilas, a consolidação ocorre de maneira bastante lenta,ao longo de vários anos. Até mesmo as camadas delgadas de argilas entremaciços rochosos estão sujeitas a esse fenômeno.

Há dois tipos de fundação:

Fundações superficiais - Elementos de fundação em que a carga

é transmitida ao terreno predominantemente pelas pressõesdistribuídas sob a base da fundação, e em que a profundidade deassentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duasvezes a menor dimensão da fundação. Incluem-se neste tipo de

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fundação as sapatas, os blocos, os radier, as sapatas associadas,as vigas de fundação e as sapatas corridas

Fundações profundas - Elemento de fundação que transmite a

carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por suasuperficial lateral (resistência de fuste) ou por uma combinaçãodas duas, e que está assente em profundidade superior ao dobrode sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3 m, salvojustificativa. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas, ostubulões e os caixões.

2.6 Recalque em estacas de madeira

Estacas são elementos de fundação profunda executada com auxílio deferramentas ou equipamentos, execução esta que pode ser por cravação apercussão, prensagem, vibração ou por escavação, ou, ainda, de forma mista,envolvendo mais de um destes processos.

As estacas de madeira são troncos de árvore cravados com bate-estacas de pequenas dimensões e martelos leves. Antes da difusão dautilização do concreto, elas eram empregadas quando a camada de apoio àsfundações se encontrava em profundidades grandes. Para sua utilização, énecessário que elas fiquem totalmente abaixo d’água; o nível d’água não podevariar ao longo de sua vida útil. Atualmente utilizam-se estacas de madeirapara execução de obras provisórias, principalmente em pontes e obrasmarítimas (ALONSO, 1979). Os tipos de madeira mais usados são eucalipto,aroeira, ipê e guarantã.

Segundo Décourt (1996) os recalques de estacas de deslocamentos sobcondições de carga de trabalho, ou seja, com coeficiente de segurança maior

ou igual a dois, são da ordem de 4 mm ± 2 mm, valores que podem ser

considerados desprezíveis para a grande maioria das obras. No entanto,quando se julgar necessário, a estimativa desse recalque pode ser feitas pormétodos teóricos.

2.6 Comportamento dos Arcos

A utilização de arcos na construção é uma técnica antiga. O conhecimento dofuncionamento estrutural dos arcos foi herdado pelos romanos dos Etruscosque desenvolveram esta técnica atingindo uma maestria na sua construção econcepção.Naquela época não haviam normas ou regras, apenas a regra daproporção adequada para garantir a estabilidade da construção. Após o fim doimpério romano, as ordens religiosas foram as primeiras instituições capazes

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de construir grandes monumentos em alvenaria, com o passar do tempo surgiuum interesse pelo entendimento das estruturas arqueadas que tinhamsobrevivido ao tempo. Os primeiros estudos sobre o comportamento mecânicodos arcos que se tem conhecimento são de Leonardo Da Vinci e sãoumconjunto de ensaios experimentais, apresentando conceitos que só viriam aser desenvolvidos mais tarde.

2.7 Pêndulo Direto

O pêndulo direto consiste basicamente de um fio (no caso do projeto,trata-se de um fio de aço de 1 mm) cuja extremidade superior é fixada em umsuporte e a inferior ligado a um peso que será imerso em um recipiente comóleo (quanto maior a viscosidade do óleo melhor, pois este irá minimizar asoscilações do peso devido a ações externas).

Os deslocamentos geralmente são medidos com um coordinômetromicrométrico em duas direções ortogonais, mas no projeto do pêndulodesenvolvido para utilização na torre do Santuário será utilizado um paquímetrodigital com precisão de centésimos de milímetro, ou caso exista a possibilidadeeconômica de adquirir outro micrômetro, pode ser mais vantajoso a sua

3. Metodologia

3.1 Observação da Torre

Primeira etapa (2014)

Nessa etapa, foi feito o estudo do projeto do pêndulo por meio debibliografias fornecidas pelo coordenador que continham informações de comofuncionava o pêndulo, pra que servia, e como era sua instrumentação (peças)para assim, com base nesses exemplos, elaborar um projeto de pêndulo quepudesse ser confeccionado de uma forma barata e fácil. Nessa etapa aindaforam feitas vistorias ao Santuário Do Sagrado Coração de Jesus para seconhecer a estrutura, realizar registros fotográficos do local e estudar a melhorforma de se fixar o pêndulo. Além disso, nessas vistorias foram feitas análisessuperficiais das fissuras que possivelmente foram causadas pelo deslocamentoda torre, pois tais fissuras apresentavam características semelhantes comoinclinação e “direção”.

Após todos esses estudos, a bolsista anterior, Larissa Gomes Barros,desenvolveu um projeto de pêndulo, que continha basicamente um peso“cilíndrico” (32 kg, aproximadamente),o qual seria colocado no fio para evitarsua movimentação, com finas chapas de ferro nas laterais para melhorar ocontato com o óleo, um caldeirão aonde seria colocado óleo e depois o pesopara minimizar os movimentos deste, um suporte que seria colocado na partesuperior da torre e nesse suporte se fixaria o fio de aço e uma base que serviriapara fixar os micrometros ortogonalmente e assim medir o deslocamento em

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duas direções. Com o projeto em mão, no Laboratório de Engenharia Civil daUNESP de Ilha Solteira foi confeccionado tais peças com auxilio dos técnicosdo local citado.

Segunda Etapa (2015)

A segunda etapa, ainda está em andamento. Por enquanto, foi instaladoo pêndulo na Torre do Santuário, mas para isso foi escolhido um local aondenão atrapalharia a passagem para os pavimentos superiores.Escolhido o localfixou-se o suporte na viga do penúltimo pavimento da torre e antes de prendero fio de aço nesse suporte, foi colocado um fio de prumo na posição que o fiode aço seria preso. O fio de prumo tinha o objetivo de auxiliar na marcação dospontos por onde o fio de aço iria passar nas lajes dos pavimentos inferiores eassim perfurar a laje, abrindo-se um buraco em forma de circunferência paradescer o fio de aço. Feito isso, prendeu-se o fio de aço no suporte de formaque ele não se movimentasse, e o desceu até o ultimo pavimento da torre. Nofinal do fio foi fixado o peso. E nesse mesmo pavimento foi fixada a base para omicrometro. No final colocou-se o óleo no caldeirão e o posicionou no centro,para assim poder colocar o peso nesse caldeirão sem que este tocasse naslaterais. Realizado a fixação com sucesso no mês de junho, foi realizada aprimeira medida nas duas direções (x e y), que será o nosso ponto dereferência (ponto 0,0) e a partir da comparação desse ponto com as demaisleituras seguintes que serão armazenadas em uma base de dados é que sepoderá interpretar as informações e determinar a taxa com que a torre está semovimentando, e qual o sentido dessa movimentação.

Concluindo essa fase de leitura, organização e interpretação de dados,se iniciará uma nova fase que pode vir a ser a realização de algumaintervenção.

3.2 Análise do Arco

Foram feitas algumas visitas no local, a fim de retirar medidas reais e compara-las ao que se teve acesso do projeto original, e observar as fissurascausadaspelo recalque do aterro, principalmente as fissuras no arco estudado. Apartir

das medidas coletadas em campo, e de arquivos do projeto original daIgreja,foi feito um esboço do problema.

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Figura 3 Esboço do piso inferior, localizado sob o altar, com as dimensões do aterro.(Medidas em metros)

Figura 4 Sobreposição do térreo (em vermelho), sobre o piso inferior (Medidas em

metros)

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Figura 5 Vista frontal do arco sobre o aterro.

Figura 6 Vista frontal do Arco da Igreja, no canto superior esquerdo pode-se observar fissura.

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Figura 7 Vista aproximada da fissura representada na Figura 4.4.

Figura 8 Foto do arco, foto tirada do altar, olhando para a entrada da igreja.

O modelo foi gerado no software COMSOL MultiPhysics, o arco foi feito através dejunção de elementos simples, 3 retângulos e um cilindro. Depois de feita a geometriado problema, feita a geometria, forma consideradas as propriedades do material, dabiblioteca do programa foi definido o material “Brick”. O software considera aspropriedades básicas do material para os cálculos. O estudo foi feito para um modelode mecânica estacionária. Foram adicionados ao problema, a aceleração da

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gravidade, e diferentes deslocamentos no arco, no sentido de abrir o mesmo, ecom recalque diferencial, causados provavelmente pelo aterro existente abaixodo arco.

Figura 9. Esforços gerados devido a pressão do solo.

Depois de processados os modelos, o programa nos apresenta os valores deVon Misses Stress, tensões totais. E ainda nos apresenta os valores dedeslocamento em todo sólido, linhas de deformação, deformações máximas emínimas, entre outras informações.

As dificuldades no início foram muitas, visto que a gama de aplicação doprograma é muito ampla, deve-se atentar para que o programa entenda o quese fornece de dados, e o que se espera do resultado. Diversos modelos foramtestados, com diferentes recalques diferenciais, e movimentação horizontal.

O arco estudado foi feito conforme figura 3.4 com espessura total de65cm,considerando reboco e pintura.

Figura 10 Geometria do modelo construído, com espessura de 0,65metros.

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4. Conclusões.

Os resultados das simulações nos mostram os valores das tensões totais de

Von Mises, a partir destas simulações, pode-se observar como o estado de

tensões se altera para diferentes deslocamentos, observando as fissuras

que ocorreram no Arco, podemos estimar quais deslocamentos podem ter

causado tais fissuras, o recalque diferencial de 1 cm, figura 5.6, mostra que

os pontos de tensão máxima ocorrem próximo aos pontos onde as fissuras

ocorrem no arco, isso também ocorre no caso 5.5, onde o recalque é mais

significante que o deslocamento horizontal, as fissuras localizadas no altar

da igreja sugerem que também exista um deslocamento horizontal devido

as tensões que o aterro exerce sobre as paredes do mesmo, logo pode-se

dizer que uma combinação de deslocamento horizontal e recalque

diferencial está ocorrendo no aterro.

Baseado nos resultados da análise estrutural, e nas fissuras existentes na

igreja,pode-se concluir que: Ocorre um recalque do aterro existente sob o

altar da igreja, e que esse recalquevem causando fissuras no piso, nas

paredes e no arco estudado. A melhor configuração obtida nas análises, que

nos mostra as tensões nasregiões próximas as fissuras do arco, ocorre nos

casos da figura 5.5 e 5.6, quando orecalque diferencial é predominante em

relação ao deslocamento horizontal. A partir da conclusões são sugeridos

para trabalhos futuros: Avaliar a possibilidade de um monitoramento das

trincas e fissura a fim deconhecer como e quão rápido esses deslocamentos

se acentuam, e quais os riscosreais que causam a integridade da

edificação. E medir o desnível entre as bases doarco, a fim de confirmar a

existência e o grau do recalque diferencial.

4.1 Resultados Esperados para a torre

Ano passado foram realizadas vistorias a Torre do Santuário doSagrado

Coração de Jesus, e pelas primeiras observações realizadas nointerior da torre

e pela observação externa da estrutura, observa-se que teve uma

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movimentação significativa e que causou fissuras visíveis que mesmo quando

fechadas voltavam a se formar, porém isso ocorreu ao longo dos anos, então

se espera que a taxa de recalque pelo tempo seja pequena.

Por isso, com a instalação do pêndulo, e realização das medidas espera-

se que haja variações muito pequenas ao longo dos meses, por isso trata-se

de um projeto que deve permanecer por anos para se ter uma base com dados

que mostrem um deslocamento significativo.

Mas enquanto coletam-se essas informações para posterior

interpretação das leituras, é possível realizar estudos fora do local sobre as

possíveis causas do recalque, para que caso precise já possua um estudo

prévio sobre o assunto.

Resultados Obtidos.

Anterior à instalação do pêndulo, no ano passado houve uma visita

técnica a Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira para auxiliar na realização do

projeto do pêndulo. Além disso, foram realizadas vistorias nas estruturas

internas da torre, verificação da documentação existente. E como primeiro

passo, ainda no ano passado, com o intuito de verificar a existência ou não de

movimentação foi utilizado um método que consistia em fixar vidros nas

“extremidades” das fissuras para monitorá-las, pois o vidro se romperia caso

sofresse qualquer esforço de tração quando as fissuras aumentassem (pois, o

vidro possui uma baixa tensão de ruptura por tração), porém até o presente

momento não foi identificado nenhum rompimento dos vidros, porém mesmo

Até o presente momento, com a instalação do pêndulo em Maio/Junho

de 2015, os resultados obtidos com relação às leituras realizadas ainda foram

insuficientespara se concluir com exatidão a taxa de deslocamento que a torre

está submetida, para que direção ela está se movimentando, se

serãonecessárias intervenções no futuro para que não haja riscos a população.

Essa falta de dados se deve a dificuldade de medição, já que qualquer

interferência pode modificar significativamente os dados medidos, como

exemplo a interferência do vento, de pombas que adentram na torre da igreja

pelas vidraças quebradas, ou interferências de constituintes do pêndulo como a

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tampa do caldeirão, dificuldade de se manter o paquímetro sempre nas

mesmas condições (angulação principalmente). Além disso, ocorreram alguns

imprevistos no decorrer das medições, que inviabilizaram e causaram a

necessidade de se excluir alguns dados que não condiziam com a sequência

que vinha sendo obtida. Um desses imprevistos foi a quebra do paquímetro

digital, pois as medidas obtidas pelo sensor digital não condiziam com a escala

do paquímetro manual. Porém mesmo com esses obstáculos foi possível

realizaralgumas medidas que foram organizadas na tabela a seguir (tabela 1 –

medidas obtidas depois da instalação do pêndulo).

Tabela 1 – Medidas obtidas pelo pêndulo direto

Data da leituraDeslocamento medido nadireção longitudinal (mm)

19/10/2015 015/11/2015 2,2606/12/2015 2,2313/12/2015 1,803/01/2016 3,0510/01/2016 3,6517/01/2016 3,26

42296 42323 42344 42351 42372 42379 42386

-3

-2

-1

0

1

2

3

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Desl. Longitud

Figura 11 - Gráfico deslocamentos longitudinais X tempo

A análise dos dados obtidos indicam que a torre está sofrendo uma

inclinação para a frente de 1 mm/mês, e que o deslocamento lateral é da ordem

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de décimos de milímetro, ou seja, quase nulo. E ainda observando-se os dados

da tabela, acredita-se que alguns dados estejam incorretos, como os do dia

15/11/2015, 13/12/2015 e 17/01/2016. Entretanto não se pode afirmar que

estes dados estão corretos ou incorretos, é necessário um maior numero de

medidas ao longo do tempo para se concluir alguma coisa, por esse motivo

esse projeto deve ser um projeto de longo prazo, pois não é fácil realizar

medidas com precisões altas.

Tabela 2 – Medidas obtidas pelo pêndulo direto

Data da leituraDeslocamento medido na

direção lateral (mm)19/10/2015 -0,315/11/2015 0,4706/12/2015 0,513/12/2015 -0,3803/01/2016 -0,2910/01/2016 0,117/01/2016 -0,76

42296 42323 42344 42351 42372 42379 42386

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

Desl. Lateral

Figura 12 - Gráfico deslocamentos transversais X tempo

Além do problema encontrado com o paquímetro digital, recentemente,

algum individuo que teve acesso à torre da igreja danificou a base inferior onde

se fixava o paquímetro digital, por causa dessa interferência externa os dados

obtidos até agora poderão não servir mais como base, já que houve uma

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mudança na posição do referencial colocado na base inferior.Por causa desse

fato, será necessário pensar em um modo de apoiar o extremo do balanço

colocando algum apoio nos cantos para evitar que ocorra este tipo de acidente

novamente. Porém essa maior fixação da base inferior com o piso pode

interferir nas medições.

Com a instalação do pêndulo na Torre do Santuário do Sagrado Coração

de Jesus. A primeira etapa de estudos, que tinha como objetivo vistoriar a

estrutura da torre, refazer um projeto da instrumentação do pêndulo com base

em outros projetos já existentes e, posterior confecção do pêndulo de uma

forma que não seobtivessem altos custos, foi concluída com sucesso, porém

com algumas mudanças no projeto inicial como a substituição (por causa do

alto custo dos micrómetros) de um par de micrómetros (precisão de milésimos

de milímetro) por um paquímetro digital (precisão de centésimos de milímetro).

Agora, concluído a primeira etapa será necessário criar uma base de dados

para armazenar as leituras que serão realizadas periodicamente. O leiturista

deverá ter extrema atenção e precisão nas leituras, já que se houver qualquer

deslocamento, estes certamente serão mínimos, então um erro na casa dos

centésimos de milímetro poderiam mascarar as leituras. Devido à precisão

necessáriaforam tomadas algumas medidas no projeto para que não haja

interferência externa como envolver o fio de aço por tubos de PVC, um peso

razoável de 32 Kg, aproximadamente, mergulhado em um caldeirão cheio de

óleo para minimizar e amortecer a ação de agentes externos como o vento.

Por causa desses erros de leitura que devemos ter uma base de dados

consolidada com o máximo possível de leituras, pois assim, na pior das

hipóteses, caso ocorram alguns erros de leitura esse poderia ser identificado

imediatamente e descartado.

Com base nos dados obtidos até meio de janeiro estima-se que a

movimentação lateral da torre é relativamente baixa, porém a torre da igreja

está tombando para frente a uma taxa significativa de 1 mm/mês

(aproximadamente 1 cm/ano). E tal taxa tem certa lógica já que o pendulo foi

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instalado no meio na parte superior do pilar, e ao se descer o fio, a base inferior

se encontrou deslocada do centro do pilar uns 30 cm. Um dos motivos dá torre

se movimentar apenas frontalmente é o possível envelhecimento das estacas

de madeira na região da frente, ou as paredes da igreja estarem “segurando” a

torre para que esta não se movesse lateralmente.

Será necessário um período mais prolongado de monitoramento e

tomadas de leitura para se ter maior confiabilidade nos resultados. Quando

essa base de dados contar com uma quantidade adequada de informações

será possível extrair conclusões sobre se haverá necessidade ou não de

intervenção. Não se pode, por enquanto, afirmar com precisão como se dá

esse deslocamento e o que deverá ser feito.

4.1 Resultados da análise do arco

Os resultados das simulações mostram os valores das tensões totais de

Von Mises, a partir destas simulações, pode-se observar como o estado de

tensões se altera para diferentes deslocamentos, observando as fissuras que

ocorreram no Arco, podemos estimar quais deslocamentos podem ter causado

tais fissuras, o recalque diferencial de 1 cm, figura 5.6, mostra que os pontos

de tensão máxima ocorrem próximo aos pontos onde as fissuras ocorrem no

arco, isso também ocorre no caso 5.5, onde o recalque é mais significante que

o deslocamento horizontal, as fissuras localizadas no altar da igreja sugerem

que também exista um deslocamento horizontal devido as tensões que o aterro

exerce sobre as paredes do mesmo, logo pode-se dizer que uma combinação

de deslocamento horizontal e recalque diferencial está ocorrendo no aterro.

Baseado nos resultados da análise estrutural, e nas fissuras existentes

na igreja,pode-se concluir que: Ocorre um recalque do aterro existente sob o

altar da igreja, e que esse recalque vem causando fissuras no piso, nas

paredes e no arco estudado. A melhor configuração obtida nas análises, que

nos mostra as tensões nas regiões próximas as fissuras do arco, ocorre nos

casos da figura 5.5 e 5.6, quando o recalque diferencial é predominante em

relação ao deslocamento horizontal. A partir da conclusões são sugeridos para

trabalhos futuros: Avaliar a possibilidade de um monitoramento das trincas e

fissura a fim deconhecer como e quão rápido esses deslocamentos se

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acentuam, e quais os riscosreais que causam a integridade da edificação. E

medir o desnível entre as bases doarco, a fim de confirmar a existência e o

grau do recalque diferencial.

Figura 13 – Tensões no arco geradas por um deslocamento de 1cm na coluna da

esquerda, na direção –x, nesse caso foi desconsiderada a aceleração da gravidade.

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Figura 14 – Tensões no arco geradas por um deslocamento de 1mm para a esquerda e

para baixo, na coluna da esquerda.

Figura 15 – Problema com o paquímetro digital Medida no visor digital não coincidecom a medida obtida pela escala do paquímetro

5. Referências bibliográficas ANTUNES, G. J. J. – Comportamento Estrutural de Edificios Antigos

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