Como se sabe se uma ponte está prestes a cair | Novidades da ciência para melhorar a qualidade de vida | DW | 16.08.2018
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Ciência

Como se sabe se uma ponte está prestes a cair

Nem todos os tipos de dano em grandes estruturas de sustentação são visíveis a olho nu. Engenheiros empregam uma série de técnicas físicas e químicas para constatar se uma ponte ou galpão ainda oferecem segurança.

Vistoria de pontes: nem todos os perigos são visíveis

Vistoria de pontes: nem todos os perigos são visíveis

Estruturas de concreto como pontes ou grandes galpões são feitas para suportar todo tipo de cargas e tensões. Caminhões cada vez mais pesados estrondam pelas ruas; galpões de fábricas têm que aguentar máquinas gigantescas; o chão dos salões de festa deve aguentar centenas ou mesmo milhares de dançarinos pulando ritmicamente ao mesmo tempo.

Também o tempo castiga as construções. Em princípio, o concreto armado ou protendido é um material bastante estável e capaz de suportar grandes cargas. No entanto, certos fatores minam essa estabilidade.

Um dos principais fatores desestabilizadores é a água: se penetra na construção, ela enferruja a armadura de aço que confere firmeza ao concreto. Pior ainda é quando se infiltra também sal anticongelante, espalhado no inverno para combater o acúmulo de neve, ou outras substâncias químicas agressivas, que fazem as estruturas metálicas se enferrujarem ainda mais rápido.

Os ácidos não atacam apenas o metal, mas também o próprio concreto. As ligas calcárias do cimento se dissolvem, ocorre lixiviação e ele se torna friável. Até mesmo a água da chuva pode desencadear esse processo, se o concreto é áspero e sua superfície denteada, favorecendo a penetração.

Grande perigo representam igualmente as tensões físicas extremas, fazendo a estrutura do concreto se fragmentar. Pode tratar-se de vibrações; grandes massas interagindo com a construção, como excesso de neve sobre telhados; ou choques reiterados, como os causados por caminhões nas pontes.

Numa vistoria, os engenheiros primeiro examinam a estrutura externamente, à busca de manchas d'água; estalactites (indicando que a água penetrou por longo tempo no concreto, lixiviando o calcário); rupturas; armações expostas enferrujadas; ou a presença de algas ou musgos.

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Em seguida, eles identificam a localização das armaduras. Antigas plantas são úteis, se existentes, caso contrário empregam-se aparelhos de medição magnetoindutiva – semelhantes aos detectores de metal usados por pedreiros para localizar fiações e encanamentos na parede, ou por caçadores de tesouro à busca de moedas. Esses dispositivos funcionam até dez centímetros de profundidade, a partir daí utilizam-se aparelhos de radar, também capazes de detectar concentrações de água.

Os engenheiros precisam localizar as armaduras antes de começar uma perfuração de sondagem, a fim de evitar atingir uma viga de metal. O material retirado do núcleo é enviado ao laboratório, para que se teste sua resistência a fratura e compressão.

Em seguida avalia-se o estado de corrosão da armadura de aço, empregando-se o método de medição de potencial elétrico. Este se baseia em que, ao ser corroído, por exemplo pela infiltração de água salgada, o aço da armadura se comporta semelhante a uma bateria, com uma parte se transformando naturalmente em anodo, e a outra em cátodo.

Além disso, os engenheiros podem também expor partes do aço para vistoriá-lo – depois de um especialista em estática assegurar que a estabilidade da construção não será comprometida pelo procedimento. Pedaços de cerca de 35 centímetros são enviados ao laboratório para se verificar quanta força de tração ainda suportam, antes de romper-se.

Concreto precisa ser bem colocado cuidadosamente para proteger armação de aço

Concreto precisa ser bem colocado cuidadosamente para proteger armação de aço

Sobretudo em estruturas de concreto protendido, as armações desempenham um papel de sustentação importante. Os tendões de aço são o que mantém grandes seções de ponte estáveis em si. Para verificar se algum deles está partido, os engenheiros empregam uma técnica semelhante à medição de potencial elétrico.

Também o concreto é examinado de forma não destrutiva. Para testar sua resistência à compressão, utiliza-se um esclerômetro ou martelo Schmidt. Ele se compõe de um pino que uma mola projeta contra a superfície do concreto, a uma velocidade definida. Dependendo da força com que ricocheteie, calcula-se quanto energia o concreto absorveu, e daí se deduz seu grau de resistência: se o retorno é fraco demais, o material está poroso e possivelmente instável.

Além de resistência física, o concreto deve, ainda, ser quimicamente estável, a fim de proteger o aço em seu interior. Se entra em contato com água, esta reage com o dióxido de carbono do ar, resultando na carbonização do concreto.

Para o material em si, não seria problema, pois assim se torna ainda mais resistente. Contudo o metal da armadura tende então a enferrujar mais depressa. Para avaliar o estado de carbonização, os engenheiros realizam um teste de medição de pH (potencial de hidrogênio, que indica acidez), borrifando a substância fenolftaleína. Alternativamente, o teste pode ser feito nas amostras do núcleo de concreto em laboratório.

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