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Gb2013 lucy inês olivan_scandiuzzi & olivan engenheiros associados
 

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    Gb2013 lucy inês olivan_scandiuzzi & olivan engenheiros associados Gb2013 lucy inês olivan_scandiuzzi & olivan engenheiros associados Presentation Transcript

    • A Galvanização: Aplicação na Área de Saneamento Básico Engª Lucy Inês Olivan Techconsult Engenharia e FAAP Fundação Armando Álvares Penteado
    • Agenda 1. CASE: Plano de Manutenção Civil da SABESP 2. A solução proposta; 3. Estabelecimento de dois processos de recuperação: com e sem revestimento do aço com zinco; 4. Cálculo dos custos levando em conta a durabilidade; 5. Obras novas: estudo econômico; 6. Considerações finais.
    • Agenda 1. CASE: Plano de Manutenção Civil da SABESP 2. A solução proposta; 3. Estabelecimento de dois processos de recuperação: com e sem revestimento do aço com zinco; 4. Cálculo dos custos levando em conta a durabilidade; 5. Obras novas: estudo econômico; 6. Considerações finais.
    • Foram relizadas inspeções em reservatórios da Sabesp no interior e no litoral de São Paulo Tipo de Reservatório Quantidade Reservatório Enterrado Reservatório Semi-enterrado Reservatório Apoiado 25 84 47 Reservatório Elevado 41 Total de Estruturas Analisadas 197 Área inspecionada nos 197 reservatórios: Face interna = 190.500 m² Face externa = 109.778 m²
    • Anomalia Mais Frequente 45,2% Armaduras expostas na face interna  Consequente corrosão das mesmas Face Interna Face Externa 18,1% 10,4% 1,3% 8,7% 5,1% 0,7% 1,1% Armadura Fissura/Fissura Concreto Exposta Aleatória Segregado Concreto Disgregado 3,2% 1,1% 2,4% 0,4% 0,6% 1,4% Reparo Carbonatação Umidade Defeituoso 0,1% 0,0% Concreto Desgregado
    • Elemento Estrutural mais Afetado Causas mais Frequentes Desagregação do Concreto Disgregação do Concreto Segregação do Concreto 1% 1% Fissuração do Concreto 19% 1% Pilar Laje de Fundo 2% 2% Viga 27% Parede 5% 64% 79% Laje de Cobertura Cobrimento Insuficiente
    • Fotos Ilustrativas Corrosão de armaduras em lajes de cobertura
    • Agenda 1. CASE: Plano de Manutenção Civil da SABESP 2. A solução proposta; 3. Estabelecimento de dois processos de recuperação: com e sem revestimento do aço com zinco; 4. Cálculo dos custos levando em conta a durabilidade; 5. Obras novas: estudo econômico; 6. Considerações finais.
    • Solução Proposta: O Porquê • Proteção passiva: barreira separadora do aço comum com o meio ambiente; • Vedação: pequenas descontinuidades do cobrimento da armadura ocorre com o próprio produto da corrosão do zinco, devido sua finura; • Proteção catódica: O zinco, por ser mais eletronegativo que o aço, sofre corrosão preferencial ao aço e sacrifica-se para protegê-lo; • Processo de cicatrização: caso o revestimento seja danificado provocando sulcos na camada de zinco, os produtos de corrosão do zinco, por serem aderentes e insolúveis, se depositam sobre a superfície exposta do aço isolando-o novamente.
    • Solução Proposta: O Porquê • pH: o concreto pode apresentar pH entre 6 e 12,5 e proteger a camada de zinco, enquanto o aço comum necessita que o concreto fique com pH da ordem de 12,5 a 13 para sua proteção; • Velocidade de corrosão: O zinco sofre corrosão a taxas entre 1030 vezes inferiores ao aço, se dissolvendo gradualmente e formando produtos de corrosão que são menos volumosos que os óxidos de ferro equivalentes; Como resultado: retarda a deterioração do concreto armado.
    • Solução Proposta: O Porquê A armadura quando galvanizada fica protegida mesmo em casos onde haja falhas de execução na concretagem: Vazios de concretagem – “bicheiras” Falta de cobrimento Trincas e fissuras
    • Agenda 1. CASE: Plano de Manutenção Civil da SABESP 2. A solução proposta; 3. Estabelecimento de dois processos de recuperação: com e sem revestimento do aço com zinco; 4. Cálculo dos custos levando em conta a durabilidade; 5. Obras novas: estudo econômico; 6. Considerações finais.
    • Reparo com Vergalhão Galvanizado Procedimentos 1. Delimitar 4. Limpeza da armadura 2. Cortar 5. Lavagem 3. Demolir 6. Pintura com zinco de proteção da armadura
    • Reparo com Vergalhão Galvanizado Procedimentos Substituição de armaduras comuns por vergalhões galvanizados 9. Cura 7.Ponte adesiva (opcional) 10. Estucamento 8. Preenchimento com material apropriado, função do local, pode ser argamassa projetada 11. Pintura de proteção
    • Agenda CASE: Plano de Manutenção Civil da SABESP 1.A solução proposta; 2.Estabelecimento de dois processos de recuperação: com e sem revestimento do aço com zinco; 3.Vergalhão Galvanizado; 4.Cálculo dos custos levando em conta a durabilidade; 5.Obras novas: estudo econômico; 6.Considerações finais.
    • Vergalhão Galvanizado Aplicação do Aço Galvanizado para área de saneamento
    • Plano de Manutenção Preventiva em Estruturas de Concreto
    • Plano de Manutenção Preventiva em Estruturas de Concreto Reservatórios, ETA’s e ETE’s Inspecionados
    • Exemplo: Reservatório Saboó Baixo Desenho Técnico
    • Exemplo: Reservatório Saboó Baixo Relatório de Anomalias
    • Exemplo: Reservatório Saboó Baixo Custos de Reparo
    • Agenda CASE: Plano de Manutenção Civil da SABESP 1.A solução proposta; 2.Estabelecimento de dois processos de recuperação: com e sem revestimento do aço com zinco; 3.Vergalhão Galvanizado; 4.Cálculo dos custos levando em conta a durabilidade; 5.Obras novas: estudo econômico; 6.Considerações finais.
    • Custo da Vida Útil Existem diversos métodos para calcular vantagens ou desvantagens econômicas VPL = Valor Presente Líquido; Considera: • Custo do empréstimo do R$; • Custo inicial; • Custos de manutenções subsequentes; • Vida útil do projeto.
    • Custo da Vida Útil VPL=1+M1/((1+r)p1+M2/((1+r)p2 +M3/((1+r)p3+ …. 2009 2019 2029 2039 Onde: •VPL= Valor Presente Líquido; •M1= Custo da manutenção no ano p1; •M2= Custo da manutenção no ano p2; •r = Taxa de retorno.
    • Análise Comparativa Comparação de custos para construção de nova laje • Caso 1: Reservatório “A” Laje circular com espessura de 30cm e área de 28,26m 2; Avaliação do custo inicial para construção nova: CA com aço galvanizado = 1,5 x CA com aço normal; Durabilidade mínima do aço galvanizado = 50 anos Durabilidade do aço = 10 anos Taxa de retorno de capital de 5% Para durabilidade de 40 anos  Redução de 33,6%; Para durabilidade de 30 anos  Redução de 25,9%. Redução de custo da ordem de 39,6%
    • Análise Comparativa 1o. Caso : Laje nova : Reservatório”A” Custo R$ (base 2009)
    • Análise Comparativa Comparação de custos para construção de nova laje • Caso 2: Reservatório “B” Laje circular com espessura de 30cm e área de 850m 2; Avaliação do custo inicial para construção nova: CA com aço galvanizado = 1,5 x CA com aço normal; Durabilidade mínima do aço galvanizado = 5 vezes a durabilidade do aço Taxa de retorno de capital de 5% Para durabilidade de 4 vezes  Redução de 34,4%; Para durabilidade de 3 vezes  Redução de 26,8%. Redução de custo da ordem de 40,3%
    • Análise Comparativa Comparação de custos para construção de nova laje REDUÇÃO DE CUSTO (%) Área da laje de cobertura do reservatório 28 m2 850 m2 Durabilidade de 30 anos 39,6% 40,0% Durabilidade de 40 anos 33,6% 34,4% Durabilidade de 50 anos 26,8% 25,9%
    • Obras Recuperadas Viga recuperada com o sistema de aço galvanizado após 1 ano Situação de agressividade do vapor d’água com gás cloro
    • Agenda CASE: Plano de Manutenção Civil da SABESP 1.A solução proposta; 2.Estabelecimento de dois processos de recuperação: com e sem revestimento do aço com zinco; 3.Vergalhão Galvanizado; 4.Cálculo dos custos levando em conta a durabilidade; 5.Obras novas: estudo econômico; 6.Considerações finais.
    • Obras Novas Estudo comparativo para obras novas: Valores médios dos itens de materiais na construção para reservatórios semi-enterrados retangulares Participação no custo da obra (%) Capacidade (m3) Valor (R$) 100 Armação em aço CA 50 Forma para concreto Concreto Fck20 MPa Impermeabilização cimento cristalizante base acrílica 100.611,13 12,0017 26,3477 12,4355 4,9664 1.000 436.128,09 16,6121 26,1428 12,7501 5,9776 2.000 723.561,43 20,0259 15,6061 13,4490 6,6055
    • Obras Novas Estudo comparativo para obras novas: Substituição do aço comum pelo galvanizado em toda estrutura ou somente na estrutura da cobertura Custo (R$) Capacidade (m3) do Reservatório Aço Comum Aço Galvanizado toda estrutura Acréscimo Porcentual de custo (%) Aço Galvanizado estrutura de cobertura Aço Galvanizado toda estrutura Aço Galvanizado estrutura de cobertura 100 12.075,05 16.905,96 3.719,11 + 10.626,04 4,8% 2,2% 1.000 72.450,03 101.430,04 22.314,60 + 63.756,02 6,6% 3,1% 2.000 144.899,69 202.859,56 44.629,10 + 127.511,72 8,0% 3,7% 10.000 695.000,00 973.280,00 214.121,00 + 611.600,00 8,8% 4,1% Não foi considerada a durabilidade (cerca de 3 a 4 vezes a durabilidade do aço comum)
    • Obras Novas Estudo comparativo: eliminando a impermeabilização com cimento cristalizante Custo (R$) Variação de custo porcentual Aço Galvanizado estrutura de cobertura Com aço galvanizado toda estrutura e sem impermeabilização Com aço galvanizado na estrutura de cobertura e sem impermeabilização Capacidade (m3) Aço Comum Aço Galvanizado toda estrutura 100 12.075,05 16.905,96 3.719,11+10.626,04 - 0,13% 0,7% 1.000 72.450,03 101.430,04 22.314,60+63.756,02 0,6% 2,0% 2.000 144.899,69 202.859,56 44.629,10 + 27.511,72 1,4% 1,7% 10.000 695.000,00 973.280,00 214.121,00+611.600,00 2,8% 2,0% Não foi considerada a durabilidade (cerca de 3 a 4 vezes a durabilidade do aço comum)
    • Obras Novas Estudo comparativo: considerando a durabilidade Construção Manutenção Aço comum Custo de Oportunidade R$ 320.000,00 R$ 240.000,00 R$ 160.000,00 R$ 149.975,72 R$ 100.611,00 R$ 56.524,27 R$ 80.000,00 VPL= R$ 204714,00 R$ 92.072,08 R$ 0,00 Hj 10 Anos 20 Anos 30 Anos Aço Comum (Sem Custo de Oportunidade) VPL = R$204.714,00 Construção Manutenção Custo de Oportunidade R$ 320.000,00 R$ 180.886,25 R$ 240.000,00 R$ 160.000,00 (sem custo de oportunidade) R$ 105.440,33 Conclusão: A opção pelo Aço Galvanizado representa economia de 28,0% Aço galvanizado (sem custo de oportunidade) R$ 80.000,00 VPL= R$ 147293,00 R$ 0,00 Hj 10 Anos 20 Anos 30 Anos Aço Galvanizado(Sem Custo de Oportunidade) VPL = R$147.293,00 Taxa de retorno = 5%
    • Obras Novas Estudo comparativo: considerando a durabilidade e custo de oportunidade Construção R$ 320.000,00 R$ 240.000,00 R$ 160.000,00 R$ 80.000,00 R$ 0,00 Manutenção Aço comum Custo de Oportunidade (com custo de oportunidade) R$ 142.834,02 R$ 100.611,00 Hj R$ 56.524,27 R$ 43.843,85 R$ 92.072,08 R$ 149.975,72 10 Anos 20 Anos 30 Anos Aço Comum (Com Custo de Oportunidade) VPL = R$254.286,00 Construção R$ 320.000,00 R$ 240.000,00 R$ 160.000,00 R$ 80.000,00 R$ 0,00 Manutenção Custo de Oportunidade R$ 9.939,08 R$ 105.440,33 R$ 3.745,94 Hj VPL= R$ 254286,00 R$ 6.101,74 10 Anos 20 Anos R$ 180.886,25 30 Anos Conclusão: A opção pelo Aço Galvanizado representa economia de 39,3 % Aço galvanizado (com custo de oportunidade) VPL= R$ 154192,00 Aço Galvanizado(Com Custo de Oportunidade) VPL = R$154.192,00. Taxa de retorno = 5%
    • Obras Novas Com base nestes estudos:  A substituição do aço comum pelo galvanizado (somente na cobertura) aumenta o custo inicial em 2,2% a 4,1%, conforme a capacidade do reservatório; e em todo reservatório o custo inicial aumenta na faixa de 4,8% a 8,8%;  Considerando que não haverá necessidade de impermeabilização com cimento cristalizante, pois as armaduras já estarão protegidas, o incremento de custo inicial é de, no máximo 2% para cobertura e 2,8% para toda a estrutura; Levando em consideração a durabilidade mínima do aço galvanizado em 30 anos, sem considerar o custo de oportunidade, a economia é de 28%;  Considerando a durabilidade mínima de 30 anos e a taxa de retorno de 5% (cenário pessimista) a economia no uso de aço galvanizado é de cerca de 40%;  Custo social é imponderável, pelo fato de não ocorrer desabastecimento de água para a população;
    • Agenda CASE: Plano de Manutenção Civil da SABESP 1.A solução proposta; 2.Estabelecimento de dois processos de recuperação: com e sem revestimento do aço com zinco; 3.Vergalhão Galvanizado; 4.Cálculo dos custos levando em conta a durabilidade; 5.Obras novas: estudo econômico; 6.Considerações finais.
    • Considerações Finais Cada caso precisa ser analisado, levando em conta o custo direto inicial e a durabilidade; RECUPERAÇÃO DE OBRAS: O procedimento de recuperação com demolição da estrutura existente e substituição por uma nova com aço galvanizado, leva a um aumento significativo da durabilidade da estrutura a um custo final menor, cerca de 30% no cenário pessimista de 30 anos de durabilidade e taxa de retorno 5%. O trabalho de recuperação com aço galvanizado é abrangente, o que acarreta facilidade, tanto para a execução, como para a fiscalização da execução da reconstrução;
    • Considerações Finais OBRAS NOVAS: Há necessidade de proteção nas lajes (face inferior) dos reservatórios de águas cloradas, pois a deterioração é rápida e certa; A substituição das armaduras comuns por aço galvanizado trazem aumento da durabilidade do elemento estrutural (cerca de 3 a 4x); O acréscimo de custo inicial é cerca de 2 a 4% para a estrutura de cobertura e de 4 a 8% para toda a obra, sem considerar a diminuição do custo de manutenção; Considerando a durabilidade mínima do aço galvanizado em 30 anos, sem considerar o custo de oportunidade, a economia é de 28%; Considerando a durabilidade mínima de 30 anos e a taxa de retorno de 5% (cenário pessimista) a economia no uso de aço galvanizado é de cerca de 40%;
    • Considerações Finais Geral GERAL: Há significativa redução nos custos indiretos com a diminuição de paralisações do abastecimento de água para a população, trazendo benefícios diretos sociais, financeiros e de qualidade de vida; A utilização de aço galvanizado é mais indicada nos casos em que a agressividade do meio ambiente em que a estrutura está exposta reduz significativamente a vida útil da estrutura; Durabilidade maior e manutenção menor levam ao menor consumo de recursos e acarreta menor gasto de material de construção (sustentabilidade).
    • Obrigada liolivan@techconsult.com.br Fones: 3873-2977 / 9-9990-8252