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MONITORIZAÇÃO DA DETERIORAÇÃO
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
António CostaInstituto Superior Técnico
Monitorização do Mecanismo de Corrosão de Armaduras
Consiste na instalação de sensores no interior do betão com o objectivo
de fornecerem informações sobre os vários parâmetros que influenciam
a corrosão das armaduras
OBJECTIVOS
���� Avaliar o comportamento das estruturas (período de vida útil)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
���� Avaliar o comportamento das estruturas (período de vida útil)
���� Avaliar o desempenho das reparações
Reparações locais
Protecções superficiais
Protecção catódica
Realcalinização
Dessalinização
Monitorização
Tipos de medições
���� Potencial das armaduras (eléctrodos de referência)
���� Velocidade de corrosão (resistência de polarização)
���� Correntes de macro-célula (células de corrosão)
���� Resistividade do betão (eléctrodos metálicos ou de grafite)
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
���� Resistividade do betão (eléctrodos metálicos ou de grafite)
���� Humidade (sensores electrónicos instalados em furos selados)
���� Oxigénio (eléctrodos metálicos e eléctrodos de referência)
���� Temperatura (termopares)
���� Teor em cloretos (eléctrodos específicos)
���� pH
Monitorização
���� Avaliação do comportamento das estruturas
O objectivo consiste em fornecer um aviso prévio sobre os processos de deterioração que com o tempo possam conduzir à corrosão das armaduras
- carbonatação
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
- cloretos
Os sensores são colocados durante a construção da estrutura ou, posteriormente, na fase de exploração.
A localização dos sensores depende do tipo de elemento estrutural e do ambiente e micro-ambientes de exposição
Monitorização
���� Avaliação da eficácia das reparações
���� Reparações locais
Os sensores devem ser colocados nas zonas reparadas e nas zonas adjacentes
não reparadas
O objectivo consiste em fornecer informação sobre os parâmetros associados à
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
O objectivo consiste em fornecer informação sobre os parâmetros associados à corrosão nessas duas zonas
���� Protecções superficiais
Os sensores a instalar devem fornecer informação sobre os parâmetros que se
pretendem controlar através da protecção superficial: humidade, resistividade,
oxigénio
Monitorização
���� Protecção catódica
O sistema da monitorização deve ser permanente por forma a fornecer informação sobre as condições de funcionamento da protecção catódica
A monitorização consiste essencialmente na medição dos potenciais das armaduras através de eléctrodos de referência
���� Realcalinização
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
���� Realcalinização
A monitorização consiste na medição da alcalinidade do betão através de eléctrodos de pH e na medição do potencial das armaduras
���� Dessalinização
A monitorização consiste na medição do teor de cloretos do betão com eléctrodos específicos de cloretos e na medição do potencial das armaduras
CÉLULAS DE CORROSÃO
���� Medição de correntes de macro-célula
���� Princípio
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Detecção da corrente
eléctrica entre o ânodo
e o cátodo
CÉLULAS DE CORROSÃO
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Despassivação
das armaduras
CÉLULAS DE CORROSÃO
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Sensores adequados para situações em que o betão
apresenta uma resistividade relativamente elevada
- Corrosão por acção da carbonatação -
CÉLULAS DE CORROSÃO
to measuring device
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Sensores adequados para situações em que o betão
apresenta uma resistividade relativamente baixa
- Corrosão por acção dos cloretos -
CÉLULAS DE CORROSÃO
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
CÉLULAS DE CORROSÃO
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Evolução da frente de carbonatação ou da frente do teor crítico de cloretos
Teor crítico de cloretos
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Frente de carbonatação
Exemplo
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Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
SENSORES DE RESISTIVIDADE
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Exemplo de sensores aplicados numa ponte
� Registos da monitorização – Sensores de medição da resistividade do betão
� Os sensores utilizados permitem medir a resistividade em 7 níveis,
localizados entre 7 e 37mm abaixo da superfície do betão. Permitem também
medir a temperatura
� Para instalação do sensor realizou-se um furo com 25mm de diâmetro. O
sensor foi então posicionado e selado dentro do furo ao betão existente
� A resistividade depende não só da humidade mas também da temperatura do
betão, sendo recomendado proceder-se a uma compensação das medições
para ter em conta temperaturas diferentes
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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para ter em conta temperaturas diferentes
� A probabilidade de ocorrência de corrosão pode ser estimada pela tabela
seguinte
Sensor de resistividade a 7 níveis
Sensores de resistividade
Aplicação nos pilares de um viaduto
Reabilitação e Reforço de Estruturas
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Monitorização da Ponte da Arrábida
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
V N Gaia Porto
Ligação Ethernet
Ligação EthernetHUB
Módulo de aquisição de
dados e Controlo
Módulo de aquisição de dados
Barramento Barramento
Módulo de aquisição de dados
Modem+
Linha telefónica
Monitorização da Ponte da Arrábida
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Conjunto de
sensores
Conjunto de
sensores
Conjunto de
sensores
Z3 Z2
Z1Z4
Conjunto de
sensores
Barramento
de medida
Barramento
de medida
Barramento
de medida
Instrumentação de 4 zonas do tabuleiro a montante e jusante
Monitorização da Ponte da ArrábidaSensores aplicadosSensores aplicados
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Sensor de Temperatura e Humidade RelativaSensor de Temperatura e Humidade Relativa
Monitorização da Ponte da Arrábida
Célula de corrosão
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Sensor de resistividade a 7 níveis
Célula de corrosão
Monitorização da Ponte da Arrábida
AlçadoEléctrodo de aço inox
Corte
Caixa de
terminais3 cm 1,5 cm
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
Eléctrodo do material da armadura
Saída de cabos eléctricos(Ligação à caixa de
terminais)
Eléctrodo de referência de Mn/MnO
Eléctrodos de garfite(medidas de
condutividade)
Resina epoxídica
Medidores de humidade e temperatura
Ligação à armadura
Anilha condutora(Ligação directa à
armadura)
Betão
terminais
Armadura
Monitorização da Ponte da Arrábida
Reabilitação e Reforço de Estruturas
Diploma de Formação Avançada em Engenharia de Estruturas
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Resistividade [K Ohm.cm]
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