AC Ambiente Construído Ambiente Construído 1415-8876 1678-8621 Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído - ANTAC Abstract The pathological manifestations found in masonry structures in regions with a marine atmosphere have humidity and soluble salts as the main agents of deterioration of construction materials. Among the various techniques and materials used for the recovery of these structures, there is the execution of coatings with sanitation mortars. In Brazil there are still insufficient studies on new materials and constructive techniques related to the recovery of masonry with salinization pathologies. For the execution of the research, the east and west facades were identified as being the ones of action and in them seven critical points of humidity in the coating. Samples were taken to analyze the percentage of retention of chloride ions using a potentiometer with a silver electrode. In the samples, the condition of integrity of the original components of the sanitation mortar was verified from the observation of the crystalline structures, by X-ray diffraction (DRX), and the presence of the constituent elements, by X-ray fluorescence. The results showed that the proposed formulation for the new sanitation mortar fulfilled its protective function by retaining chloride ions in its pores and, also, that its original constituents have not been degraded so far. Introdução Os prédios que compõem o sítio histórico da cidade de Rio Grande, cuja volumetria de telhados e de fachadas permanece intacta, formam um conjunto homogêneo considerado um dos mais importantes do Estado. Muitas destas edificações já foram restauradas, tais como a Catedral de São Pedro, a Prefeitura, o Sobrado dos Azulejos, o antigo Quartel General, a Alfândega e a Câmara do Comércio, e outras ainda estão em processo de restauro ou aguardando projetos e recursos financeiros para a sua realização. O prédio da Catedral de São Pedro, local de experimentação deste trabalho, no período de 1995 a 1996, passou por uma intervenção na qual foram restaurados os revestimentos, externo e interno, das paredes cujas alvenarias apresentavam alto grau de umidade e salinidade. Na ocasião, de forma inovadora, nas alvenarias afetadas foi utilizado um traço de argamassa de saneamento desenvolvido por Dias, Cunha e Ferrari (2000). Conforme mencionado por Silva et al. (2019), nas práticas contemporâneas de conservação e restauração, destaca-se uma questão significativa. Apesar da meticulosidade na aplicação de teorias e técnicas durante o processo, as edificações históricas frequentemente manifestam uma variedade de patologias em um curto período, em grande parte relacionadas à umidade, decorrente, entre outras razões, das reações nas argamassas de restituição. Portanto, para desenvolver argamassas restauradoras de qualidade, busca-se aprimorar e compreender as propriedades e composições presentes em técnicas e materiais antigos por meio de estudos. Esses materiais incluem cal, areia, saibro, argila, sais, cinzas de carvão, entre outros, explorando possíveis associações ou adições de produtos como pó cerâmico, escória de aciaria, resíduos vegetais ou animais (sangue, gordura, sementes, cinzas, óleos, etc.). A argamassa de Dias, Cunha e Ferrari (2000) foi utilizada com o propósito de atuar como uma barreira capaz de reter a migração de sais de cloreto, ocasionada pela constante presença de umidade nas paredes, e, também, visando a obtenção de um produto nacional para a recuperação de revestimentos de prédios históricos com propriedades similares as de produtos importados já consagrados, tais como as argamassas de saneamento alemãs. As argamassas de saneamento se caracterizam como argamassas de restituição, para fins terapêuticos nas edificações, onde aprisionam os sais em seus poros. A argamassa de saneamento utilizada foi formulada com cimento, cal hidratada, cinza de carvão mineral, areia quartzosa, areia calcária e aditivo incorporador de ar. A dosagem do traço seguiu parâmetros oriundos de argamassas de recuperação provenientes da Alemanha e nesta foram feitos ensaios físicos e mecânicos de acordo com as normativas brasileiras. Foi aplicada em três camadas com uma desempenadeira de madeira, tomando o cuidado de não a pressionar muito para evitar a compactação e comprometer a porosidade da massa. Após a aplicação, nenhuma intervenção foi feita no reboco até os dias de hoje. Passados 22 anos de exposição à intempérie e a atmosfera marinha, em uma análise visual constatou-se que os revestimentos da Catedral se apresentavam em boas condições de uso e sem manifestações patológicas visíveis, indicando que a argamassa utilizada no restauro cumpriu com a sua função de saneamento e que os critérios adotados na sua formulação e aplicação foram corretos. A análise da integridade da argamassa de saneamento foi feita a partir da determinação do percentual de retenção de íons cloreto. A experimentação ocorreu somente no revestimento externo devido a facilidade de acesso aos pontos de maior presença de umidade nas fachadas e pela maior possibilidade de presença de íons cloreto por causa da ação direta da atmosfera marinha no entorno do prédio da Catedral. A utilização apenas dos pontos de maior presença de umidade para a coleta de amostras justifica-se por ser a água um veículo facilitador de migração de sais solúveis e, também, pela necessidade de evitar retirada de amostras de forma aleatória tendo em vista que o prédio da Catedral é tombado pelo IPHAN, desde 1938. Quanto a originalidade do trabalho, salienta-se que esta encontra-se pautada na inexistência de estudos para avaliar o desempenho da argamassa de saneamento utilizada na reconstituição do revestimento da Catedral. O presente trabalho teve como objetivo geral a determinação da atual condição de integridade da argamassa de saneamento aplicada como reboco de recuperação no revestimento externo durante a restauração da Catedral de São Pedro, a partir da identificação do percentual de retenção de íons cloreto. Referencial teórico Conservar a memória da produção arquitetônica humana torna-se uma atividade fundamental do ponto de vista científico, porque se está lidando com exemplares insubstituíveis, sobre os quais os erros conceituais ou técnicos não nos deixam margem para intervenções (Oliveira, 1995). A adoção de critérios de atuação, bem como o uso adequado de materiais e de técnicas apropriadas são cruciais para a conservação do patrimônio arquitetônico. A carência de informação sobre as ferramentas, materiais e técnicas tradicionais utilizadas nos edifícios originais, desafia-nos a aprender mais sobre o conhecimento tradicional para, entre outros aspectos, estabelecer uma referência, a partir da qual possam ser definidos os critérios de compatibilidade (Menezes; Veiga, 2014). Daí que, tomando como exemplo o caso das tecnologias e materiais utilizados em edifícios históricos, pode-se cientificamente considerar como fundamental o respeito pelos critérios de reversibilidade e de compatibilidade com os materiais pré-existentes, dentre outros aspectos. No que diz respeito a estes critérios têm-se realizado estudos aprofundados sobre os aspectos construtivos e as técnicas utilizadas na composição desses elementos, o que tem viabilizado um significativo avanço no campo técnico-científico do conhecimento. Todavia, ainda resta muito a conhecer sobre os materiais e tecnologias construtivas, designadamente num quadro patrimonial, em que muitos dos edifícios históricos exibem uma variedade de elementos e tecnologias tradicionais (Menezes; Veiga, 2014). No restauro contemporâneo, segundo Dias, Cunha e Ferrari (2000), a tecnologia moderna não pode ser negada, mas deve ficar integrada totalmente à original; pode-se produzir uma nova arquitetura, mas nunca apagar as marcas que contém o original. Os revestimentos de paredes de prédios históricos fazem parte de quase todas as intervenções realizadas em edificações antigas, visto que estes, além de terem uma função protetora, também, possuem, muitas vezes, uma função decorativa e estética. Sendo assim, testemunho de um tempo passado que, devido a sua importância histórica e técnica, deve ser preservado (Aguiar; Pernão; Ferreira, 2018). Muitos revestimentos foram tratados sem nenhuma preocupação científica e, por isto, muitas técnicas construtivas utilizadas foram perdidas (Veiga, 2003). Essa situação de desconhecimento de técnicas construtivas foi vivenciada durante a restauração da Catedral de São Pedro que, por inexistência de registro, teve a reconstrução de seus revestimentos com a proposta de uma nova argamassa. Nos revestimentos antigos, as argamassas de cal aérea foram utilizadas por muito tempo, em diferentes estilos arquitetônicos e composições, podendo contar a história da construção, de modo peculiar, melhor que qualquer outro material (Veiga, 2017). A pesquisadora Kanan (2008), que atuou como consultora técnica no restauro do revestimento da Catedral de São Pedro, afirmava em suas pesquisas que uma argamassa que sobreviveu a vários séculos ou décadas envelhece e traz mudanças em sua microestrutura, provocando alterações de natureza química e física ao longo do tempo, proporcionando dessa forma, modificações de acordo com as propriedades dos materiais e natureza, intensidade e frequência dos agentes de degradação. As observações da autora foram reforçadas por Recena (2014) nas especificações para o desenvolvimento de um projeto de restauro, que foi elaborado pautado na especificação dos materiais, relacionando natureza e desempenho, tendo em vista que o material atual pode não reproduzir as características do original e nem levar em consideração o efeito do tempo, do envelhecimento natural e das alterações espontâneas. As observações dos autores tiveram seu berço nas teorias de Veiga (2003), que afirma que o desenvolvimento do traço de uma argamassa de restauro de um prédio histórico, deve ter compatibilidade entre o original (antigo) e o novo. Segundo o autor, os critérios de compatibilidade abrangem diversos requisitos, as texturas e cores tão características, os materiais selecionados, a tecnologia usada, o bom funcionamento global das paredes gerado pela compatibilidade de materiais e de soluções construtivas, merecem ser preservados, não só porque fazem parte da nossa história e da nossa memória coletiva e caracterizam ambientes, mas, também, porque são importantes objetos de estudo da própria história dos materiais e das tecnologias da construção. Também, de acordo com Kanan (2008) e Recena (2014), as modificações sofridas pelas argamassas de revestimento ao longo do tempo são acompanhadas de rearranjos químicos e físicos na sua estrutura, bem como de alterações nas suas propriedades químicas e físicas. Várias reações estão envolvidas neste complexo processo e com estas a formação de produtos, que se distinguem pela ação benéfica (produtos de reação) ou nociva (produtos de degradação) sobre as características e propriedades da argamassa, ainda os que resultam apenas da transformação de fases, sem implicarem necessariamente uma redução ou piora de suas propriedades (produtos de alteração). Os produtos de reação, são, entre outros, os da hidratação do ligante (cal aérea) ou, resultantes do desenvolvimento de reações de caráter pozolânico entre a cal e os minerais reativos dos agregados, ou ainda entre a cal e os materiais pozolânicos adicionados a argamassa. Dos produtos de degradação frequentemente encontrados em argamassas com idades avançadas, os mais correntes são os sais solúveis, os principais são os cloretos, sulfatos e nitratos. De um modo geral, a ação nociva destes compostos nas argamassas ocorre por interação química entre os íons e os componentes das argamassas ou por interação mecânica com as paredes dos poros resultando em dilatações irreversíveis em cada ciclo de umidificação-secagem, que ao longo de vários ciclos provocam a degradação da argamassa (Recena, 2014). Com relação aos materiais utilizados, Rodrigues (2004) menciona que as argamassas aplicadas em edifícios antigos eram, geralmente, resultantes da mistura de cal aérea com agregados finos e/ou outras cargas, referindo-se a fragmentos de material cerâmico. Os traços das argamassas de cal utilizadas nos revestimentos antigos eram definidos empiricamente. Nestes buscava-se a máxima compacidade, ou seja, que a quantidade de cal adicionada preenchesse por completo os vazios dos grãos de areia. Assim, o traço dependia da granulometria e da forma dos grãos de areia utilizada e, também, da própria finura da cal. A eficiência máxima da argamassa de cal e areias bem graduadas e um pouco angulosas era obtida com um traço na proporção de 1:3, enquanto para as areias mais arredondadas (areias de rio) e com granulometrias muito descontínuas eram utilizados os traços 1:2 ou 1:1,5 (Velosa, 2002). As argamassas dos revestimentos antigos possuem características diferentes das dos revestimentos modernos (em sua maioria, feitos à base de cimento), porque estas são bastante porosas devido a granulometria das areias. Da mesma forma que permitem com facilidade a entrada de água para o interior da alvenaria, a saída desta água, para o exterior sob forma de vapor também é muito fácil e rápida (Veiga; Tavares, 2002). Os revestimentos antigos tinham funções basicamente semelhantes aos atuais, mas os requisitos necessários para cumpri-las eram significativamente diferentes, devido ao modo de funcionamento das paredes, dos materiais usados na execução das argamassas e dos elementos restantes da construção terem também características distintas. As paredes eram mais espessas, mais porosas e mais deformáveis que as atuais. Nestas a água penetrava mais facilmente, por ascensão capilar, através das fundações e, geralmente, não tinham cortes de capilaridade. A estanqueidade não era garantida, nem mesmo através do revestimento que devido a presença de materiais permeáveis ao vapor de água, tinha a função de rapidamente expulsar por evaporação a água absorvida (Veiga, 2003). Os procedimentos e técnicas utilizados na preservação e restauração de revestimentos antigos diferem de acordo com o tipo de deterioração presente. Em todo processo de restauração, é imperativo realizar uma análise prévia e meticulosa do estado de conservação do revestimento. É essencial preservar o funcionamento original, garantindo a compatibilidade entre os novos materiais e os antigos, uma vez que o uso inadequado pode resultar no surgimento de novas patologias, possivelmente mais severas do que as inicialmente identificadas (Veiga, 2003). A restauração de edifícios históricos envolve, também, a tomada de decisão entre reparar ou substituir as argamassas. Ambos os processos de ação e as questões que surgem são tratadas, a fim de definir e ilustrar melhor os requisitos técnicos para a escolha das argamassas a serem utilizadas para reparo ou substituição em monumentos e edifícios históricos (argamassas de alvenarias, rebocos). Os profissionais envolvidos nestas intervenções, em suas decisões devem levar em consideração, além dos requisitos técnicos, a estética da restauração e a durabilidade dos materiais (Hees, 2012). De acordo com Groot et al. (2012), os aspectos de durabilidade predominam em muitos casos para edifícios históricos, a decisão correta de uso depende da determinação das necessidades e dos requisitos funcionais para cada caso particular. Questões de conservação, autenticidade, compatibilidade histórica, estética, textura, densidade e cor. Para que um processo de intervenção seja bem-sucedido é preciso que se conheçam as propriedades das argamassas que serão aplicadas, bem como as características do substrato que irão revestir, principalmente quando se utiliza uma argamassa para reboco de recuperação. No Brasil, ainda, é comum fazerem a recuperação de edificações do patrimônio histórico e cultural, atacados por umidade e salinidade, com argamassas tradicionais que não atendem aos requisitos das argamassas de recuperação. Em função disto, muitos profissionais do restauro se utilizam de produtos e de normas internacionais. A exemplo disto, cita-se o restauro da Catedral de São Pedro que, para a reconstituição dos revestimentos salinizados das paredes do prédio, se utilizou de dados internacionais e do Caderno de Recomendações Alemão WTA 2-2-91 (WTA, 1995) para elaborar e aplicar uma nova argamassa de saneamento na recuperação do reboco. Salienta-se que no período de execução do restauro dos revestimentos o Caderno de Recomendações Alemão estava sendo usado no Brasil no desenvolvimento de várias atividades e pesquisas sobre restauro. Apesar das argamassas de saneamento apresentarem características semelhantes e de seguirem os mesmos princípios de funcionamento é aconselhável que se prepare uma dosagem específica para cada caso de reconstituição, levando em consideração a argamassa original do revestimento. O conhecimento do substrato original indicará parâmetros ligados a finura do aglomerante, tipo e tamanho de partícula do agregado que possibilitarão a obtenção de rebocos de recuperação eficientes. As argamassas de saneamento produzidas com cal e cimento, devido a este último, são indeformáveis e impermeáveis e, por isto, quando em presença da umidade conduzem a formação e transporte de sais solúveis para o interior das paredes contribuindo para a sua degradação (Recena, 2014). Para que estas sejam usadas, estudos devem ser feitos para intensificar a permeabilidade do vapor d’água no contato entre a parede e o revestimento. A Catedral de São Pedro foi a primeira igreja erguida no Estado, datando de 1755 o início de sua edfificação. Sua construção foi ordenada pelo General Gomes Freire de Andrada, então Governador da Província. O projeto foi do Tenente de Artilharia e Engenheiro Manuel Vieyra Leão. A edificação tem uma volumetria sólida que lhe dá monumentalidade, dissimulando suas proporções relativamente pequenas. O prédio da Catedral (Figura 1) é o mais antigo em funcionamento no estado do Rio Grande do Sul e, atualmente, é a sede da Diocese da cidade de Rio Grande. Figura 1 Imagem atual do prédio da Catedral de São Pedro O prédio da Catedral foi construído com fundações do tipo sapata corrida, onde foram utilizados tijolos de barro maciços e pedras. As paredes da edificação são de alvenaria com tijolos de barro maciço (em alguns locais assentados com barro e em outros assentados com argamassa a base de cal) revestidas com argamassa a base de cal e pintura com tinta, também, à base de cal. As esquadrias são de madeira pintada com tinta a óleo na cor verde colonial. No interior, as paredes do altar-mor são revestidas de escaiolas que datam de 1901. A portada de entrada possui uma verga em arco abatido talhada em gnaisse, pedra vinda de Portugal. A cobertura é com telhas portuguesas, sendo o telhado construído em duas águas com beirais singelos. O piso interno do nartéx é em ladrilhos hidráulicos e os demais em assoalho de madeira fixado sobre barrotes assentados diretamente no solo. No ano de 1971, após a criação da Diocese do Rio Grande, os responsáveis pela Catedral preocupados com a integridade do prédio, que já apresentava visíveis danos, iniciaram um trabalho que culminou com o seu restauro no período de 1995 a 1996. Para a elaboração do projeto de restauro do prédio foi feita uma inspeção preliminar em 1994, sob a orientação de Guimarães (1994), que identificou danos acentuados na cobertura e nos revestimentos, externo e interno, das paredes da Catedral. Dentre os danos, os revestimentos eram os que apresentavam sinais de deterioração avançada. Para o conhecimento das condições ambientais do interior da edificação, na inspeção preliminar utilizou-se um termo-higrômetro (Figura 2) para medir a umidade relativa do ar e a temperatura no interior do prédio no período compreendido entre 15 de abril a 05 de julho de 1994. As principais observações registradas foram: Figura 2 Medição com um termo-higrômetro das condições ambientais no interior da Catedral de São Pedro Fonte: Cunha e Dias (1997). umidade relativa do ar, variando entre 72% e 100%, sendo que entre 64 observações, somente 11 foram de umidade abaixo de 80%; e temperatura com variação entre 28 °C e 8 °C, sendo que as maiores temperaturas ocorreram no período de 15 de Abril e 15 de Maio (média 20 °C) e as menores ocorreram no período de 16 de Maio a 05 de Julho (variando estas entre 8 °C e 15 °C). A partir dos resultados obtidos, verificou-se que a edificação possuía uma elevada inércia térmica, fenômeno bastante característico para as construções da época, principalmente, em função da grande espessura das paredes e da pequena dimensão das aberturas, que dificultavam a troca de temperatura entre o interior e exterior e a ventilação da edificação, respectivamente. Esta última constatação permitiu compreender a importância que pode assumir o excesso de vapor de água nas edificações. O excesso de umidade no interior das edificações ou é transportado para o exterior quer através da renovação do ar interior quer atravessando as paredes exteriores por difusão, ou condensa-se nos paramentos internos do envolvente exterior dos edifícios, primeiramente nas partes envidraçadas e, numa fase posterior, nas partes opacas. Em geral considera-se que, se não ocorrerem condensações superficiais, 95% da umidade produzida é evacuada através da renovação do ar e os restantes 5% atravessam as paredes exteriores por difusão podendo eventualmente provocar condensações no interior dessas paredes (Henriques, 1994). Na sequência, fez-se uma inspeção visual nos revestimentos das paredes que revelou a ocorrência de umidade acentuada e disseminada. Esta análise propiciou a definição dos locais nos quais foram feitas prospecções para a retirada de amostras da argamassa do revestimento, que foram analisadas em laboratório. As amostras foram extraídas com uma broca de 12,5 mm e com três profundidades, considerando os intervalos de 0 a 2 cm, de 2 a 5 cm e de 5 a 10 cm. Também, foram extraídas amostras do conjunto argamassa-tijolo, utilizando-se de uma serra copo com 60 cm de diâmetro, com profundidades variando de 5 a 7 cm de comprimento. No total foram coletadas 18 amostras, como se pode observar na Tabela 1, que apresenta os resultados dos ensaios químicos para a determinação dos teores de sais solúveis. Tabela 1 Caracterização dos sais presentes nas paredes da Catedral de São Pedro, RS Amostra Sal Número Altura (m) Prof. (cm) Local/Material Semiquantitativo (peso %) Cloreto Nitrato - R Sulfatos 1 KB 1,30 - Catedral - - - - - - 2 SP 1,80 0 a 2 Catedral 0,39 3 0,0265 1 0,226 2 3 SP 1,80 2 a 5 Catedral 0,18 3 0,0309 1 0,199 2 4 SP 1,80 5 a 15 Catedral 0,24 3 0,0298 1 0,249 3 5 SP 2,30 0 a 2 Catedral - - - - - - 6 SP 2,30 2 a 5 Catedral - - - - - - 7 SP 1,00 5 a 10 Catedral - - - - - - 8 SP 1,40 - Confissões - Catedral - - - - - - 9 SP 1,40 0 a 2 Confissões - Catedral 0,32 3 0,3318 3 0,449 3 10 SP 1,40 2 a 5 Confissões - Catedral - - - - - - 11 SP 1,40 5 a 10 Confissões - Catedral - - - - - - 12 SP 1,80 0 a 2 Confissões - Catedral - - - - - - 13 SP 1,80 2 a 5 Confissões - Catedral 0,50 3 0,0318 1 0,099 2 14 SP 1,80 5 a 10 Confissões - Catedral - - - - - - 15 SP 1,40 2 a 5 Parede externa - Catedral 0,18 3 0,065 1 1,860 3 16 SP 1,40 5 a 10 Parede externa - Catedral 0,16 3 0,0354 1 0,247 3 17 SP - - Coro - Catedral - - - - - - 18 SP 1,00 0 a 2 Coro - Catedral 0,42 3 0,0352 1 1,535 3 Nota: Legenda:   Tipo de corpo de prova Peso % Cloreto Peso % Nitrato Peso % Sulfatos Escala Valores   EC = (KB) - corpo de prova extraído 0,000 – 0,004 0,000 – 0,016 0,000 – 0,024 0 – min   (cilindro) 0,004 – 0,030 0,016 – 0,050 0,024 – 0,077 1 – pouco   PB = (SP) – Perfuração com Broca 0,030 – 0,090 0,050 – 0,160 0,077 – 0,240 2 – médio   AS = (OP) - Amostra Superficial 0,090 – 0,280 0,160 – 0,500 0,240 – 0,710 3 - alto   S = (B) – Amostra de Solo   Fonte:Dias, Cunha e Ferrari (2000). As informações obtidas no estudo inicial propiciaram a elaboração de um diagnóstico preliminar, a seguir apresentado, que norteou a elaboração da solução para os danos no revestimento. A análise visual das paredes definiu que a umidade nos revestimentos tinha como origem: umidade ascendente, devido o contato das paredes com o solo úmido; umidade de precipitação, causada por infiltrações na cobertura; umidade higroscópica, geralmente causada por falhas no sistema de drenagem pluvial; umidade por fuga nas canalizações; e umidade de condensação, provocada pela umidade ambiente e a precária ventilação (alta inércia térmica). Na análise laboratorial das amostras dos revestimentos foi identificada elevada concentração de sais de cloreto, nitrato e sulfato, sendo os íons cloreto os de maior quantidade, com índice 3 (ou seja, cloreto acima de 0,16% em relação a massa do material), conforme dados extraídos da tabela 3 de Dias, Cunha e Ferrari (2000), que mostra o grau de sobrecarga dos principais sais higroscópicos. Conforme os autores, muitas construções antigas foram construídas com areia do mar e em muitas destas eram adicionados sais durante o processo de construção, principalmente nas argilas, onde se acreditava em um aumento de sua resistência, e, ainda, utilizava-se sal de cozinha como plastificante nas pinturas a base de cal. Ainda, segundo os referidos autores, os sais de cloretos presentes nos revestimentos eram decorrentes do ambiente marinho da cidade do Rio Grande, da presença de lençol freático superficial e dos compostos dos próprios materiais (areia, tijolos e da água) utilizados na construção da Catedral. Já os sulfatos tinham origem na matéria-prima, as argilas, ou no processo de fabricação dos tijolos, visto que durante a queima usava-se combustível a base de enxofre. E, os nitratos procedentes dos próprios materiais de construção, de outros materiais em contato com estes, oriundos do terreno, geralmente de substâncias orgânicas, ou da atmosfera, principalmente de ambientes marinhos. Tabela 3 Quantidade e profundidade de extração de cada amostra nos pontos de coleta das fachadas leste e oeste Amostra Profundidade do revestimento (mm) Fachada leste Fachada oeste L1 L2 L3 L4 O1 O2 O3 1 4 5 7 5 8 6 4 2 10 14 20 15 21 16 14 3 18 24 29 24 29 25 25 4 25 35 36 31 36 34 32 5 35 43 45 38 44 42 - 6 46 49 53 44 53 49 - 7 71 57 58 - 63 57 - 8 - - 63 - 75 67 - 9 - - - - - 76 - 10 - - - - - 83 - Em função das conclusões acima e devido a inexistência de registros sobre a composição da argamassa utilizada no revestimento original, definiu-se que os revestimentos existentes não apresentavam condições de reparo, que deveriam ser totalmente substituídos e que testes com diferentes tipos de argamassas de saneamento deveriam ser feitos. Método Para atender o objetivo que buscou obter informações sobre a integridade da argamassa de saneamento aplicada nas paredes externas da Catedral, inicialmente, fez uma inspeção visual das fachadas do prédio. O resultado mostrou ser possível atuar somente nas fachadas leste e oeste porque na fachada sul, por questões de tombamento, não foi permitida a retirada de amostras e na fachada norte não existe parede externa porque esta faz divisa com a Capela São Francisco de Assis. Definidas as fachadas de atuação, partiu-se para a análise visual das condições de trabalho, vindo a perceber que devido ao desenvolvimento urbanístico da cidade de Rio Grande, o prédio da Catedral encontra-se confinado entre construções de maior porte que acabaram provocando sombreamento na maior parte do dia nas fachadas leste e oeste, vindo a acentuar a presença de umidade nas referidas fachadas. Para verificar possíveis efeitos danosos provocados pela condição urbana, relacionados a acentuada presença de umidade, foi feita uma análise das fachadas leste e oeste por Termografia Infravermelha (TI) com o emprego de uma câmera termográfica. A análise das condições da umidade das fachadas feita por TI vai de encontro aos cuidados cada vez mais necessários que devemos ter com os prédios históricos, tendo em vista que é um ensaio não destrutivo (END) capaz de detectar e caracterizar problemas ocorridos em elementos de construção e elementos estruturais. Na visualização das fachadas com o emprego da técnica TI, identificou-se sete locais de maior presença de umidade, sendo quatro na fachada leste (Figura 3), identificados como L1, L2, L3 e L4, e três na fachada oeste, identificados como O1, O2 e O3. Figura 3 Pontos críticos de umidade identificados na Catedral> Como já era esperado as condições de umidade nas fachadas são disseminadas, uma série de fatores contribuem para este fato como, idade da edificação, técnicas construtivas e materiais utilizados na época, as condições de confinamento atuais que se encontra a edificação, dentre outras. A retirada das amostras exigiu uma preparação previa do revestimento. Para isto, inicialmente, com o emprego de uma espátula, foi feita a raspagem da pintura mineral a base de cal até atingir a superfície do reboco (Figura 4). Figura 4 Coleta de amostras Para a retirada das amostras, em cada local de coleta foram feitos de 8 a 12 furos com profundidades variáveis até atingir-se o substrato (alvenaria), utilizando-se uma furadeira (Figura 4), com coletor de pó, equipamento específico para a retirada de amostras pulverizadas. Durante a retirada de amostras verificou-se a falta de uniformidade da espessura dos revestimentos (Tabela 2). Tabela 2 Espessura do revestimento dos locais de coleta nas fachadas Pontos de coleta Fachada Leste Fachada Oeste L1 L2 L3 L4 O1 O2 O3 Espessura (mm) 64 52 50 23 68 80 18 Esta situação é bastante comum quando se trata de prédios históricos, devido aos materiais e as técnicas construtivas utilizadas na época. Por isto, devido a irregularidade da espessura do reboco, ocasionada pela falta de prumo e alinhamento do substrato, ocorreu variação na quantidade e na profundidade das amostras extraídas (Tabela 3). Considerando a idade do restauro do prédio da Catedral, a condição de agressividade salina do meio e a presença de umidade devido falta de sol nas fachadas em estudo, nas amostras extraídas foram feitos ensaios laboratoriais capazes de identificar o grau de degradação do revestimento, a partir da análise do percentual de retenção de íons cloreto e da determinação da composição química e mineralógica da argamassa. A análise do percentual do teor de cloretos totais foi feita conforme a metodologia adotada pela ASTM C 1152-90. Como a amostra original pode conter uma concentração muito pequena de cloretos, deve-se adicionar 1 ml de cloreto de sódio (NaCl) para que o ensaio tenha eficácia. Quando for realizado o cálculo para a obtenção da quantidade de cloretos contidos na amostra, é descontado o que foi adicionado (1ml) do resultado. Mesmo sendo utilizada água destilada é preciso descontar o teor de íons cloreto que a água contém. Por isso se realiza o ensaio no chamado “branco”, para cada ponto de coleta de amostra (Figura 5). Figura 5 Preparação das 7 amostras da argamassa de saneamento para o ensaio branco Para Bleicher e Sasaki (2000) a fase cristalina das argamassas pode ser estudada através da difração de raios X (DRX). Nesse trabalho, a técnica DRX foi utilizada para analisar a composição mineralógica da argamassa, buscando verificar se ocorreu degradação da estrutura cristalina dos seus constituintes em função da presença dos íons cloreto. No trabalho o ensaio de FRX foi feito para analisar qualitativa e quantitativamente a presença dos principais elementos químicos da argamassa. A composição química da argamassa foi determinada por fluorescência de raios X. Resultados e discussões As curvas obtidas nos perfis de íons cloreto obtidos nos sete locais de coleta são apresentados na Figura 6. Figura 6 Análise entre os perfis de íons cloreto A Figura 6 apresenta os perfis de íons cloreto obtidos nas 50 amostras extraídas nos sete pontos de coleta do revestimento externo da Catedral. Os perfis representam os percentuais de íons cloreto retidos no interior da argamassa e a sua posição na camada do revestimento. No gráfico, o tracejado vermelho indica a espessura máxima do reboco delimitado pela posição do substrato (alvenaria). A análise do perfil L1 ocorreu com amostras com profundidade de até 71 mm. No perfil observa-se que na profundidade de 4 mm ocorreram baixos valores de retenção, vindo estes a zerar na profundidade de 10 mm. Além disto, também, verifica-se a presença de um pico de maior retenção na profundidade de 25 mm que decresce até zerar na profundidade de 46 mm. Analisando-se a curva do perfil, verifica-se que a argamassa de saneamento não possibilitou a movimentação dos íons cloreto para a superfície externa e os manteve retido no seu interior. A análise do perfil L2 ocorreu com amostras com profundidade de até 57 mm. O perfil obtido nesse ponto de coleta mostra que o pico de maior valor de retenção de íons cloreto encontra-se próximo a superfície do reboco, na profundidade de 5 mm, que a partir desse ponto segue uma tendência de redução até zerar na profundidade de 49 mm. Analisando-se a curva de movimentação, verifica-se que, embora tenha sido identificado elevado percentual de íons cloreto próximos a superfície, estes não se deslocaram para o exterior e todos os sais ficaram retidos no interior da argamassa de saneamento. A análise do perfil L3 ocorreu com amostras com profundidade de até 63 mm. No perfil em análise, o pico de maior retenção de íons cloreto encontra-se localizado a 7 mm da superfície do revestimento e a partir desse ponto ocorre decréscimo gradual até zerar no interior do substrato na profundidade de 53 mm. A curva de movimentação obtida mostra que houve baixo percentual de retenção dos íons cloreto e que ela ocorreu no interior da argamassa de saneamento. A análise do perfil L4 ocorreu com amostras com profundidade de até 44mm. A curva de movimentação observada mostrou que o percentual de retenção de íons cloreto foi muito baixo e com tendência a zerar junto ao substrato/alvenaria, ou seja, a retenção de íons cloreto ocorreu somente no interior da argamassa. A análise do perfil O1 ocorreu com amostras com profundidade de até 75 mm. Na curva de movimentação obtida, vê-se que os maiores valores de retenção de íons cloreto ocorrem no interior da argamassa, entre as profundidades de 44 e 53 mm. A partir deste ponto os valores diminuíram gradualmente até zerar no interior do substrato/alvenaria. A análise do perfil obtido mostra que houve pouca retenção de íons cloreto e que esta ocorreu no interior da argamassa. A análise do perfil O2 ocorreu com amostras com profundidade de até 83 mm. Nesse ponto de coleta, a curva de movimentação dos íons cloreto mostrou baixos valores de retenção na superfície e um pico elevado na profundidade de 42 mm. A partir deste ponto os valores tenderam a diminuir até zerar um pouco antes do substrato/alvenaria. Assim como nos demais pontos de coleta, o perfil originado demonstrou que a argamassa reteve em seu interior os íons cloreto. A análise do perfil O3 ocorreu com amostras com profundidade de até 32 mm. Na análise da curva de movimentação desse ponto de coleta observou-se que a retenção de íons cloreto é maior na superfície na profundidade de 4 mm e que a partir deste ponto os valores diminuem gradualmente até zerar no substrato/alvenaria. Mesmo sendo a amostra de menor espessura ocorreu a retenção de íons cloreto. A análise dos perfis de íons cloreto obtidos nos pontos críticos de umidade existentes nas fachadas leste e oeste, possibilitou concluir que a argamassa utilizada cumpriu com o seu papel de saneamento porque reteve os sais em seu interior, impedindo a movimentação para o exterior e a, consequente, degradação do revestimento. A correlação entre a espessura da amostra do reboco e a profundidade onde ocorreram os picos de retenção de íons cloreto são apresentados na Figura 7. Figura 7 Correlação entre a espessura da amostra do reboco e a profundidade dos picos de retenção de íons cloreto Analisando-se as Figuras 6 e 7, observa-se que a amostra L2 com espessura de reboco (52 mm) e a O3 com espessura de reboco (18 mm) foram as que apresentaram os maiores valores de retenção de íons cloreto, localizados na profundidade do reboco de 5 mm e 4 mm, respectivamente, ou seja, muito próximo a superfície externa do reboco. Já a amostra L1 com espessura de reboco (64 mm), a L3 com espessura de reboco (50 mm) e a O2 amostra que apresenta entre todas a maior espessura de reboco (80 mm) apresentaram valores de retenção menores, localizados na profundidade do reboco de 25 mm, 7 mm e 42 mm respectivamente. Observa-se que na amostra L3, também, um pico de retenção próximo a superfície externa do reboco. A amostra L4 com espessura de reboco (23 mm) e a O1 com espessura de reboco (68 mm) apresentam os menores valores de retenção entre todas, localizados na profundidade do reboco de 23 mm e 68 mm respectivamente. Na correlação apresentada na Figura 7, entre a espessura da amostra do reboco e a profundidade de ocorrência dos picos de retenção dos íons cloreto, observa-se que para as espessuras menores os picos ocorrem próximos a superfície externa e, à medida que a espessura aumenta, também, ocorre o aumento da profundidade de ocorrência dos picos de retenção de íons cloreto. Estes resultados mostram que a espessura do revestimento e a porosidade são fatores determinantes na retenção dos sais e na condição necessária para que uma argamassa de saneamento possa ser considerada uma barreira efetiva. Além disto, os resultados, também, corroboram com as especificações do Caderno de Recomendações Alemão WTA 2-2-91 (WTA, 1995) que definem que a eficiência das argamassas de saneamento está vinculada a maior formação de vazios durante o seu endurecimento, devido a carbonatação da cal, das reações químicas da sílica do cimento, das adições pozolânicas e do uso do aditivo incorporador de ar. Os percentuais de retenção dos íons cloreto coletados em diferentes profundidades da massa das amostras estão demonstrados na Tabela 4. Tabela 4 Percentual de íons cloreto identificados nas diferentes profundidades das amostras L1 Profundidade (mm) 4 10 18 25 35 46 71 - - - Íons cloreto (%) 0,01 0,00 0,00 0,06 0,01 0,00 0,00 - - - L2 Profundidade (mm) 5 14 24 35 43 49 57 - - - Íons cloreto (%) 0,13 0,09 0,10 0,05 0,03 0,00 0,01 - - - L3 Profundidade (mm) 7 20 29 36 45 53 58 63 - - Íons cloreto (%) 0,05 0,04 0,04 0,02 0,02 0,00 0,00 0,00 - - L4 Profundidade (mm) 5 15 24 31 38 44 - - - - Íons cloreto (%) 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 - - - - O1 Profundidade (mm) 8 21 29 36 44 53 63 75 - - Íons cloreto (%) 0,00 0,00 0,00 0,01 0,02 0,02 0,01 0,00 - - O2 Profundidade (mm) 6 16 25 34 42 49 57 67 76 83 Íons cloreto (%) 0,00 0,01 0,00 0,03 0,05 0,03 0,00 0,01 0,00 0,00 O3 Profundidade (mm) 4 14 25 32 - - - - - - Íons cloreto (%) 0,08 0,05 0,02 0,01 - - - - - - O grau de sobrecarga dos íons cloreto utilizados como referência por Dias, Cunha e Ferrari (2000), identificados nas amostras extraídas está demonstrado na Tabela 5. Tabela 5 Grau de sobrecarga dos íons cloreto Amostras % retenção íons cloreto Índice 21 0,000 < X> 0,004 0 – Retenção mínima 18 0,004< x> 0,030 1 – Retenção pequena 10 0,030 <x> 0,090 2 - Retenção média 01 0,090 <x> 0,280 3 – Retenção alta Fonte: Dias, Cunha e Ferrari (2000). Analisando-se a classificação das amostras, verifica-se que somente dois pontos de coleta apresentaram significativo valor de retenção, sendo estes o O3 (0,08%) e o L2 (0,13%), indicando que houve nessas amostras média e alta retenção de sais, respectivamente. Resumidamente, identificou-se que 78% das amostras apresentaram índice 1 (pequena e mínima de sais), 18% apresentaram índice 2 (retenção média de sais) e 4% apresentaram índice 3 (retenção alta de sais). Estes resultados permitem concluir que a nova argamassa apresentou um bom desempenho como barreira de proteção. Os resultados da difração de raios X das amostras da argamassa extraída dos pontos críticos de umidade do revestimento externo da Catedral estão apresentados nas Figuras de 8 a 14. Figura 8 Difração de raios-X da amostra L1. Carbonato de cálcio (CaCO3), Sílica (SiO2), Alumina (Al2O3), Óxido de ferro (Fe2O3) Figura 9 Difração de raios X da amostra L2. Carbonato de cálcio (CaCO3), Sílica (SiO2), Alumina (Al2O3), Óxido de ferro (Fe2O3) Figura 10 Difração de raios-X da amostra do local L3. Carbonato de cálcio (CaCO3), Sílica (SiO2), Alumina (Al2O3), Óxido de ferro (Fe2O3) Figura 11 Difração de raios-X da amostra L4. Dolomita, Calcita, Quartzo Figura 12 Difração de raios X da amostra O1. Dolomita, Calcita, Quartzo Figura 13 Difração de raios-X da amostra O2. Dolomita, Calcita, Quartzo Figura 14 Difração de raios-X da amostra O3. Calcita, Grafite A DRX das amostras da argamassa extraída nos pontos críticos de umidade existentes no revestimento da Catedral identificou presença predominante de Calcita (CaCO3) e Sílica (SiO2), seguido de Alumina (Al2O3), Óxido de ferro (Fe2O3) e Dolomita CaMg(CO3)2. Estes resultados indicam que os principais materiais sólidos (cal dolomítica hidratada, cimento, cinza de carvão mineral, areia quartzosa e calcária) utilizados na composição do traço da argamassa de saneamento utilizada na reconstituição do revestimento da Catedral mantiveram-se sem modificação nas suas estruturas cristalinas. A calcita, a alumina e o óxido de ferro são, possivelmente, provenientes do cimento e da cinza de carvão mineral a dolomita resulta da cal aérea e a sílica e a calcita provém das areias quartzosa e calcária e da cinza de carvão mineral. Na análise não foi identificado a presença de sais de cloreto, possivelmente, pela baixa concentração identificada nas amostras. Complementando, a análise da condição de integridade da argamassa, a Tabela 6 apresenta a composição elementar dos principais constituintes da argamassa obtida nas amostras extraídas dos pontos críticos de umidade existentes no revestimento da Catedral. Tabela 6 Composição química elementar Amostra Ca (%) Si (%) Al % Fe % K % L1 39,666 38,357 10,731 5,994 4,153 L2 52,776 30,800 9,128 2,803 3,344 L3 54,220 29,688 8,621 2,898 3,017 L4 58,785 32,092 XXXX 3,464 4,497 O2 40,072 40,267 XXXX 10,987 5,001 O3 49,260 33,769 8,179 2,945 4,126 A análise dos resultados mostram que o cálcio aparece em quantidade superior aos demais elementos, o que se justifica pela sua presença em vários dos componentes da argamassa, tais como a cal dolomítica, o cimento e a cinza de carvão mineral. O silício que aparece em segundo lugar em quantidade, também, tem sua presença justificada em vários componentes, tais como as areias, a cinza e o cimento. Já a alumina, que aparece em menor proporção, tem sua origem no cimento e o ferro, identificado em pequena quantidade, tem sua origem no cimento e, possivelmente, devido as condições de umidade do meio, também no processo de lixiviação dos minerais da argila dos tijolos da alvenaria. O potássio, tem sua origem na lixiviação dos minerais da argila dos tijolos da alvenaria ou, conforme estudos realizados por Zen, Feris e Marcilio (2016), na cinza de carvão mineral. E, o titânio é encontrado em pequenas quantidades no cimento e na cinza. Na análise não foi identificado a presença de sais de cloreto, possivelmente, pela baixa concentração identificada nas amostras. A identificação qualitativa e quantitativa dos elementos químicos majoritários da argamassa permitiu concluir que a presença dos íons cloreto não provocou alterações químicas na sua estrutura atômica. Conclusões Passados mais de 25 anos de uso, em uma inspeção visual, foi possível verificar que a argamassa de saneamento aplicada como reboco de recuperação no revestimento externo da Catedral de São Pedro apresenta boas condições de conservação, não apresentando até o presente momento sinais de decomposição ou degradação. A análise dos perfis de retenção de íons cloreto revelou que, nas amostras de argamassa, houve deslocamento de sais no interior do reboco, sem evidências de deslocamento para a superfície. Essa condição pode ser explicada pelo possível elevado índice de vazios na argamassa aplicada, provavelmente devido à composição granulométrica adequada da areia, à carbonatação da cal aérea, à presença de cinza de carvão mineral e ao uso de um aditivo incorporador de ar, resultando no refinamento dos poros. Na análise das amostras extraídas nos sete locais de coleta, foi possível verificar que a espessura do revestimento e a porosidade são fatores determinantes para a retenção de íons cloreto. Na análise da presença de íons cloreto em relação a massa da argamassa, foram obtidos valores pouco significativos, o que permite indicar a eficiência da argamassa utilizada no restauro do revestimento externo da Catedral como barreira de proteção. A pequena quantidade de cloreto e o formato do perfil indicam que a argamassa cumpre sua função A nova argamassa apresentou um bom desempenho como barreira de proteção, visto que 78% das amostras apresentaram índice 1 (pequena e mínima retenção de sais). Na análise mineralógica da argamassa de saneamento as estruturas cristalinas dos principais constituintes da argamassa se mostraram inalteradas, indicando que a presença dos sais cloretos e cloretos livres não as degradou. Na análise química da argamassa de saneamento identificou-se que os elementos químicos majoritários da massa da argamassa estão inalterados, indicando que a presença de íons cloreto e de cloretos livres não alterou a sua estrutura atômica. A realização dos ensaios acima permitiu concluir que a argamassa utilizada no restauro da Catedral vem desempenhando uma eficiente condição de barreira contra a ação de seus maiores agressores, a umidade e os sais de cloreto. Também, pode-se concluir que é possível a obtenção de uma argamassa de saneamento produzida com matérias-primas nacionais com propriedades de barreira ao deslocamento de sais, similares as das argamassas estrangeiras. E, por fim, também, pode-se concluir que as boas condições de retenção de sais da argamassa utilizada na reconstituição do revestimento assumem maior relevância, quando se pensa em soluções para a execução de rebocos de recuperação do patrimônio edificado nacional localizado em ambientes de atmosfera marinha. 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