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RECUPERAR • Janeiro / Fevereiro 200214

Carlos Alberto Monge

Tanto durante a fase de projeto para a im-permeabilização de obras subterrâneas, se-jam túneis, barragens ou subsolos de edifi-cações, assim como no calor das discus-sões que norteiam as obras de recupera-ção, torna-se necessário, aos técnicos en-volvidos, conhecimentos elementares dehidrostática. Estruturas subterrâneas devem

resistir a uma combinação de pressão hi-drostática e a proveniente do próprio solo,que pode variar de 500 a 1000kg/m2 paracada metro de profundidade. Esta pressão,obviamente, diminui para solos granularese secos, facilitando sobremaneira o fluxod’água subsuperficial vertical e aumentapara solos saturados, aproximando-se da-

quelas propriedades dos líquidos. Algunssolos, como as argilas e siltes saturados,exercem pressão lateral (kg/m2) igual as suasdensidades (kg/m3), as quais podem exce-der completamente a pressão hidrostática.Esta pressão adicional no terreno, entretan-to, afeta apenas a estrutura da parede ouda laje. Apesar das tensões laterais adicio-nais de compressão na película da imper-meabilização, por aderência ou nos capila-res do concreto tratados por cristalização,a ameaça de infiltração virá apenas pelapressão da água líquida. A pressão hidros-tática aumenta linearmente com a profundi-dade, produzindo um padrão de carrega-mento horizontal triangular (ver figura aseguir).

A impermeabilização emobras subterrâneasConheça o mecanismo de ação da água freática nas estruturas,assim como as estratégias para sua neutralização

IMPERMEABILIZAÇÃO

GLOSSÁRIO

Pressão de vapor - Pressão exercida por um vapor em equilíbrio com sua forma líquida.Pressão hidrostática - Pressão exercida pela água líquida estacionária, em todas as direções,contra uma superfície adjacente. A pressão hidrostática é diretamente proporcional a altura d’água. Éigual ao produto da densidade da água, isto é, 1001,25kg/m3, multiplicado por sua altura em metros,originando uma pressão em kg/m2.Ponto de orvalho - Temperatura na qual o ar torna-se saturado (100% de UR) e ocorre acondensação do vapor d’água.Orvalho - Condensação da água na grama ou em outras superfícies em contato com o solo.Condensação - Processo através do qual o vapor d’água muda para água líquida. Mudança dacondição de vapor para líquido devido à uma redução do calor.Temperatura do ponto de orvalho - Temperatura em que começa a condensação do vapord’água, normalmente devido a um processo de redução na termperatura do vapor. É a temperaturaem que se forma o orvalho.


Uma típica impermeabilização delado positivo com manta hidroati-vada de bentonita.


A pressão hidrostática atuandoem uma parede.

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A uma profundidade de 3m, por exemplo, apressão hidrostática atuante será de, apro-ximadamente, 3000kg/m2 em todas as dire-ções. As pressões mostradas na figura aci-ma presumem um lençol freático ao nível darua, suposição bastante comum, e que sem-pre deverá ser levada em conta.

freático e da natureza do solo. Com relaçãoa este último fator, sabemos que a água sobepor ação capilar na maioria dos solos, po-dendo alcançar 3 metros em solos de partí-culas microscópicas, como as argilas e sil-tes, ou não subir nada em solos granulares,já que os espaços entre partículas anulam acapilaridade. No entanto, mesmo em solosarenosos, poder-se-á ter uma zona de satu-ração acima do nível freático, algo em tornode meio metro, o que aumenta também apressão hidráulica (veja tabela 1).Evidentemente, toda primeira laje de obrassubterrâneas, normalmente garagens abai-xo do nível da rua, em que o nível freáticoestá atuante, deverá ser dimensionada para

GLOSSÁRIO

Nível freático - Nível d’água no solo saturadoonde a pressão hidrostática é zero. Superfíciesuperior da zona de saturação no solo.Geralmente acompanha uma determinada linhatopográfica, apresentando flutuações, coincidindocom o nível do terreno em lagos e rios.Zona de saturação - Solo ou rocha abaixo donível d’água do solo. Área saturada, abaixo deuma determinada linha do terreno.Água freática - Água que, abaixo do nívelfreático, movimenta-se lateralmente, sobpressão freática, preenchendo todos os porosdo solo. Água que se movimenta livrementepelo solo apenas sob a influência da gravidade.Aquífero - Formação permeável que permitea passagem da água suficiente para alimentarpoços.Aquiclude - Camada impermeável queimpede qualquer passagem a fluxos d’água dosolo.Água artesiana - Água do solo, sob pressãosuficiente, que sobe facilmente acima do nívelem que é encontrada, quando interceptada porpoço.Gradiente hidráulico - É a inclinação donível freático, originado pelo gradiente depressões, necessário para vencer a resistênciade atrito, possiblitando a ocorrência do fluxofreático. Inclinação do fluxo d’água, geralmentedado em metros por kilômetro.

Quando o nível d’água do solo está sub-metido à pressão atmosférica, é conhecidotambém como nível freático e tanto poderáestar ao nível da rua quanto a vários metrosabaixo. Caso este nível suba, ocorrem pres-sões hidrostáticas nos componentes sub-terrâneos da edificação. De outra forma,quando a estrutura é construída abaixo dolençol freático, existirá pressão hidrostáti-ca tanto no piso que faz contato com o solo,como também nas paredes da estrutura.Freqüentemente, temos o aumento do ní-vel freático devido às chuvas torrenciais, oque aumenta a pressão hidráulica atuantena estrutura subterrânea. Esta pressão hi-dráulica depende exclusivamente do nível

Se o nível d’água do terreno chega ao nível da rua(como é comum após chuva torrencial), a pressãohidrostática, nestas condições, poderá ser: P=Wdatuando na laje superior. P=W(d+h) pressão atuan-do na base das paredes, e P=W(d+d) pressão atu-ando na laje inferior. Se d=1,00m e h=3m, a pressãolateral na base da parede poderá ser igual a 1000(1+3) = 4000kg/m2.

Impermeabilização com cristalização, via dry shake, em um piso de concreto submetido a processo deumidade ascendente. Repare a aspersão do pó cristalizante e a acabadora mecânica.


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resistir a uma possível elevação provocadapela pressão hidrostática (laje de subpres-são). A título de curiosidade, utiliza-se osseguintes artifícios no cálculo da primeiralaje:• Aumento no peso da laje, de modo a con-

trabalançar o efeito da pressão hidrostá-tica.

• Aumento da resistência à flexão, anco-rando-a nas fundações.

• Fixação com chumbadores ou tirantes nosolo ou rocha.

Não é incomum ocorrer a ruína destas lajes,seja por tensões de cisalhamento ou fle-xão, devido ao aumento da pressão hidráu-lica que atua, de forma desigual, no ladopositivo, isto é, no contato com o solo. Autilização de mantas resistentes e flexíveiscomo as de PVC, no lado positivo, ofereceexcelentes resultados impermeabilizantes.Todo o cuidado é pouco durante sua insta-lação e posterior concretagem. Uma dasvantagens da manta flexível de PVC é quetambém bloqueiam o vapor d’água, que éprejudicial para as armaduras do concreto,para o ambiente e, naturalmente, para aspessoas que ali circularão.

Aumento capilar

3 m

3 m

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0,70 m

0 m

1,70 m

1,70 m

1,30 m

0,50 m

0 m

Argila

Silte

Areia fina

Areia grossa

Cascalho

Aumentoda

capilaridadeTipo do

solo

Zonade

saturação

Tabela 1 - A água sobe por ação capilar em todo tipo de solo, exceto nos cascalhos. Nas argilas e siltes,a zona de saturação extende-se até cerca de 1,80m acima do nível freático. A umidade na zona de saturaçãotambém exerce pressão hidrostática e, naturalmente, todos os elementos da impermeabilização deverãoter resistência suficiente.

A ação do vapor d’água

A difusão do vapor d’água é bem parecidacom a condução térmica durante a transfe-rência de energia calorífica. Quando há umadiferença na pressão de vapor entre doislados de uma edificação, ocorrerá um fluxode vapor do lado maior para o lado menor.Este fenômeno de equalização da pressãoé conseqüência da teoria cinética dos ga-ses. Na atmosfera, o vapor d’água é ape-nas um gás figurante, assim como o dióxi-do de carbono e o argônio, já que há predo-minância dos gases nitrogênio e oxigênio.A pressão de vapor depende essencialmen-te da temperatura e da umidade relativa (UR).Um aumento da temperatura faz crescer ex-ponencialmente a pressão do vapor. A pre-sença da água junto à primeira laje ou pare-des da estrutura induz, no lado positivo,uma UR igual ou próximo a 100%, enquan-to que a UR do ambiente interno ou juntoao lado negativo é bem inferior. Logicamen-te, o fluxo de vapor será impelido para oambiente interno da edificação, de formahorizontal, nas paredes da estrutura e ver-tical na laje. Um detalhe interessante é que

Esta não é uma boa injeção...

...mas paraimpermeabilizar com

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quando o ambiente interno está a uma tem-peratura considerada elevada, mesmo exis-tindo a diferença na UR, poder-se-á ter, ain-da assim, um equilíbrio. Por exemplo, den-tro de uma garagem situada no 2º subsolode uma estrutura enterrada, poder-se-á teruma pressão de vapor com a condição de25ºC, 50% de UR, equilibrando-se com apressão de vapor do lado positivo de 15ºCe 100% de UR (figura A acima). De um modogeral, o gradiente da pressão de vapor ocor-re do lado positivo para o negativo e ne-cessita de impermeabilização específica.Na órbita do poder da pressão de vapor,comumente ocorre entre nós o fenômenoda condensação, devido ao contato destefluxo com a parede ou piso (lado negativo)em uma temperatura de ponto de orvalho.○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

Grandes períodos com temperaturas altasfaz aumentar a temperatura do solo, o quenão ocorre tão facilmente com a temperatu-ra da garagem situada no subsolo. Isto ésuficiente para deflagrar um forte fluxo de

vapor proveniente do lado positivo, imagi-nando ter chegado a 27ºC com os mesmos100% de UR, em direção ao ambiente dosubsolo, já que se manteve com aquela tem-peratura agradável de 25ºC e com 50% deUR. Veja a figura B ao lado.

A impermeabilização subterrânea

Entre nós, é raro um projetista especificarimpermeabilização de lado positivo quan-do a estrutura tem dois, três ou quatro sub-solos, já que o método construtivo normal-mente não permite. A contaminação do meioambiente devido a esgotobrás de nossasautoridades, em nossos canais, rios e lago-as, tem provocado sérios problemas emestruturas subterrâneas devido à ocorrên-cia da contaminação do solo e da água fre-ática. O resultado é o mau cheiro (geral-mente os gases sulfeto de hidrogênio e me-tano) encontrado em alguns subsolos que,embora possam não ter infiltrações, permi-

Estas duas figuras mostram como torna-se perpétuo o fluxo de vapor para dentro do subsolo. O mesmonão ocorre com a parte superior interna da edificação, que inverte completamente o fluxo.


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Este diagrama evidenciao processo de eliminaçãopara a decisão do proje-to de impermeabilização,positiva ou negativa, emuma obra nova. Numaobra de recuperação,torna-se obrigatória a im-permeabilização pelo ladonegativo, por cristaliza-ção ou por injeção de po-liuretano hidroativado,ou ambas.



tem, através do fluxo do vapor, esta “over-dose” em nossa saúde e na do concretoarmado. Torna-se, portanto, necessário bar-rar além da água, todos os demais contami-nantes existentes no subsolo.

A impermeabilização de lado positivo

A impermeabilização pelo lado positivopode ser feita utilizando-se os seguintesmateriais:• Revestimento bentonítico.• Manta à base de betume.• Mantas flexíveis de PVC.• Cimentos cristalizantes.

A manta flexível de PVC, sem qualquer dú-vida, é a que oferece o melhor custo/bene-fício (preço/qualidade) devido as seguin-tes vantagens:

• Menor dependência na preparação dassuperfícies.

• Ausência de risco de furo ou rompimen-to da manta.

• Emendas com 100% de qualidade.• Grande resistência química.• Durabilidade assegurada por, pelo menos,

20 anos.

A impermeabilização de lado negativo

O modal desta técnica confunde-se comos serviços de recuperação, muito emboraaplicável em todo tipo de obra nova, comoedificações, túneis etc., onde o acesso aolado positivo é impossível. O uso de mem-branas coladas no lado negativo não fun-ciona porque, tanto a água quanto o va-por d’água promovem o descolamento domaterial. A impermeabilização de lado ne-gativo divide-se em revestimento de con-versão química ou de cristalização, reves-timento de aderência com porosidade zeroe na utilização de injeções de poliuretanohidroexpansivo, gel de poliuretano e resi-na acrílica aquosa.

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Situação da água do solo (zonas)


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A tecnologia da injeção com poliuretanohidroativado PH Flex ataca, de maneira profunda, a

água de onde quer que ela venha. Assim,infiltrações em galerias e paredes de barragens,

paredes diafragma, minações d’água, pisos e poçosde elevadores, metrôs e vazamentos em castelos

d’água são resolvidos direta e profundamente, semchance de retorno. Para sempre!

Quando o Assunto é ImpermeabilizaçãoContra a Carga Hidrostática

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Próxima EdiçăoOs segredos da corrosão I

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Por cristalização

Durante o processo de hidratação do concre-to provocado pela fuga da água adicional in-corporada à massa, fica para tras um verda-deiro labirinto desconjuntado de poros, fis-suras e trincas que, dependendo do calibre,permitirá a passagem de fluxos de vapord’água ou, propriamente, da água líquida. Aimpermeabilização por cristalização tem a par-ticularidade de preencher tais vazios, migran-do, adicionalmente, devido ao seu perfil iôni-co, para dentro dos capilares da matriz.São substâncias orgânicas e inorgânicas que,em solução, reagem quimicamente com a águacapilar ou com a umidade presente e com aspartículas de cimento portland não hidrata-das, além da cal livre presente na matriz doconcreto. Preenchem, através da formação deextensas moléculas, os capilares e as fissuraspróprias da retração do concreto. Em formade pó, é misturado à água e aplicado com roloou trincha. Este material promove uma reaçãocatalítica, gerando cristais ramificados inso-lúveis dentro dos poros e vazios da matriz(pasta de cimento) do concreto. Uma formu-lação mais moderna deste impermeabilizantejá contém partículas hidrófilas em excesso,que são ativadas e, literalmente, incham àmedida em que há uma reincidência da infil-tração, seja pelo aumento da pressão hidros-tática ou pela surgência de micro fissuras de-vido à retração tardia do concreto.De um modo geral, em obras novas, é utiliza-do na forma líquida, de modo a promover, deforma definitiva, a formação de uma massaestanque. Pode ser incorporado em pisos,após a concretagem, na forma de pó, passan-do em seguida a acabadora mecânica. O re-sultado é excelente. É aplicado correntemen-te em túneis, através de concreto projetado.A preparação da superfície, para concretosantigos, exige a remoção daquela nata super-ficial indesejável, expondo os poros do con-creto, seguidos de molhação intensa.

Por aderência

Nos anos 60, Europa e EUA desenvolverameste tipo de impermeabilização, usualmente àbase de revestimentos e argamassas cimentí-cias. Tecnicamente, poderiam ser descritoscomo “membranas ou barreiras cimentícias”,já que não trafegam pelos capilares, trocandofigurinhas apenas, por compatibilidade quí-mica, com o cimento portland do concretobase para fazer um excelente trabalho de ade-rência. A impermeabilização por aderência

também é à base de cimento portland e areiafiníssima de quartzo ou sílica. Os aditivos uti-lizados, no entanto, ativam o produto de modoa torná-lo 100% livre de vazios ou poros, aomesmo tempo em que aderem tenazmente àsuperfície do concreto.Os impermeabilizantes cimentícios que traba-lham por aderência no lado negativo são osinorgânicos, modificados com polímeros eelásticos. Suportam também considerávelpressão hidrostática, mas têm o inconveni-ente de não poderem ser aplicados em super-fícies expostas ao tempo. Não bloqueiam ovapor d´água.

Por injeção

O poliuretano hidroexpansivo, seu gel e a re-sina acrílica aquosa foram desenvolvidos paraimpermeabilizar, por injeção, qualquer tipo desurgência d’água que apareça através de trin-cas, fissuras, ninhos de concretagem, juntasfrias e juntas de dilatação. É utilizado corri-queiramente para acabar com minaçõesd’água em barragens, minas, túneis, caixas depassagens, reservatórios, caixas de elevado-res, paredes diafragma, eletrodutos, cabos deforça e telefones que tenham presença d’água.O poliuretano gel é indicado para ser injetadoem fissuras diminutas, capilares ou como com-plemento após a injeção do poliuretano es-puma que, algumas vezes, não consegue atin-gir os desdobramentos das trincas dentro doconcreto, as chamadas trincas secundáriasou terciárias. É preciso distinguir dois tiposde poliuretano espuma, existentes no merca-do. Um é hidrófilo, o que significa que neces-sita toda e qualquer molécula d’água paraexpandir. O resultado é uma cadeia expansivacheia de moléculas d’água penduradas. Emtermos práticos significa que, caso o concre-to assim tratado fique exposto à ação do sol,perderá estas moléculas d’água, deixando aestrutura de espuma com vazios, tornando-

REFERÊNCIAS• Carlos Alberto Monge é engenheiro civil,

especialista em serviços de recuperação.

Fax consulta nº 17

Para ter maisinformações sobreImpermeabilização.

se permeável à passagem d’água. Daí a ne-cessária complementação com o poliureta-no gel. O outro é hidrófobo, bastando “ver”a água para promover sua cadeia expansivasem qualquer molécula d’água pendurada.Este poliuretano espuma não necessita detratamento complementar com o poliuretanogel. A resina acrílica, recentemente introdu-zida no mercado, possui viscosidade igual ada água, após preparada. Por ser um produ-to de dois componentes, com relação de mis-tura 1:1 e com pot-life extremamente peque-no, deve ser injetado com bomba de doiscomponentes. Alterando-se o catalizador doproduto, seu pot-life aumentará e, assim,poderá ser injetado com bomba comum deinjeção de poliuretano espuma. Quando opoliuretano hidroexpansivo entra em conta-to com a água ou umidade promove uma re-ação de expansão quase que instantânea,formando uma densa barreira sólida de es-puma com células fechadas, preenchendo eimpermeabilizando trincas, fissuras e porospor onde a água tem acesso. Este produto éaltamente adesivo e penetrante, desenvol-vendo profundo trabalho de ancoragem emambos os lados da fissura injetada. Comoconseqüência, promove uma tenaz aderên-cia em, praticamente, todos os substratos,estejam secos, molhados ou úmidos.

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