As patologias ligadas à água
A água está na origem da maioria das patologias na construção. Além dos defeitos clássicos de estanqueidade, vários fenômenos hidrogeológicos podem provocar danos graves nas obras, às vezes vários anos após a entrada em serviço.
1. As cavidades cársticas e a dissolução
Algumas rochas são solúveis na água e podem formar cavidades subterrâneas (carste). As principais rochas envolvidas:
- Calcários (CaCO₃) — dissolução lenta, formação de cavidades em grande escala (Causses, Jura, Vercors)
- Gesso (CaSO₄·2H₂O) — dissolução rápida, particularmente preocupante na região de Paris (Bartoniano, Lutetiano)
- Sal-gema e evaporitos — muito solúveis
O colapso de uma cavidade produz um abatimento (fontis) na superfície — afundamento brusco que pode engolir construções. As zonas de risco conhecidas são mapeadas pelo BRGM (Géorisques); na região de Paris, a Inspection Générale des Carrières (IGC) mantém um registro das cavidades antrópicas (antigas pedreiras de gesso, de calcário grosseiro).
2. As variações do nível do lençol
O nível de um lençol freático varia naturalmente ao longo do tempo:
- Variações sazonais (recarga de inverno, estiagem de verão) — tipicamente 1 a 3 m
- Variações conjunturais excepcionais (episódios chuvosos como o Somme em 2001, a Île-de-France em 2024) — vários metros de subida
- Variações estruturais ligadas à urbanização (modificação da impermeabilização dos solos, parada de bombeamentos industriais como em Paris nos anos 1980)
Consequências para as obras enterradas concebidas para um nível de lençol subestimado: inundação de subsolos, subpressões não previstas, infiltrações.
3. O rebaixamento do lençol
As obras de rebaixamento do lençol (obra ou exploração) podem gerar dois grandes tipos de patologias:
- Recalques por consolidação hidráulica — a queda da pressão intersticial aumenta as tensões efetivas nas camadas compressíveis vizinhas, que recalcam. Os edifícios fundados superficialmente nas proximidades sofrem recalques às vezes diferenciais.
- Arraste de finas — os escoamentos em direção ao bombeamento arrastam as partículas mais finas dos solos pulverulentos, criando zonas descomprimidas que podem provocar abatimentos em cascata.
4. A subpressão (empuxo de Arquimedes)
A água do lençol acumulada contra as obras enterradas exerce um empuxo de Arquimedes que tende a fazer subir (flutuar) a estrutura. Essa subpressão pode atingir várias dezenas de kPa por metro de água acima do radier.
É o princípio do barril de Pascal: uma pequena quantidade de água num tubo vertical exerce uma grande pressão abaixo, independentemente do volume total.
As patologias típicas:
- Levantamento do radier em caso de depressão atmosférica ou de subida rápida do lençol
- Fissuração e desordens após terraplenagem de terraços que lastreavam o edifício sem recálculo
- Déficit de armadura do radier subestimado na concepção
O dimensionamento em relação às subpressões deve considerar os níveis de lençol extremos (centenários) e prever um lastro suficiente ou tirantes anti-flutuação.
5. A liquefação do solo
Se um solo saturado pulverulento é submetido a vibrações, a pressão intersticial pode tornar-se superior à pressão das terras. As tensões efetivas se anulam e o solo perde toda a sua resistência — é a liquefação. A ruptura das fundações pode ser instantânea.
Encontra-se esse fenômeno em duas escalas:
- Durante os sismos — risco maior nas zonas sísmicas sobre solos arenosos saturados (estudado pelos métodos de Seed-Idriss, Boulanger)
- Durante a obra — quando máquinas circulam sobre areias siltosas embebidas de água, formando setores inteiros de “areias movediças”
6. O ataque químico dos concretos
Algumas águas subterrâneas contêm elementos agressivos para o concreto:
- Sulfatos (SO₄²⁻) — formação de etringita expansiva, desagregação do cimento
- CO₂ agressivo — descalcificação, lixiviação
- Ácidos (H₂SO₄, H₂S) — ataque químico direto
- Águas puras (fracamente mineralizadas) — dissolução da cal do cimento
Exemplo histórico: perto da Ponte de Neuilly, um forte cheiro de H₂S emanava de um poço que reunia as águas de drenos. Uma alteração do concreto na superfície interna da parede perimetral havia sido descoberta nas zonas úmidas correspondentes a infiltrações de água do lençol.
7. Má execução das obras de proteção
Várias causas de desordens recorrentes:
- Ausência pura e simples de drenagem — a causa nº 1 das patologias em subsolo
- Drenos afogados num aterro impermeável — drenagem inoperante
- Colmatação das obras por migração de finas (ausência ou falha do geotêxtil filtrante)
- Retomada de concretagem com junta deficiente — caminhos preferenciais de infiltração
- Fissuração das obras de concreto
Anexo — A fissuração dos concretos
As fissuras nos concretos enterrados são caminhos preferenciais de infiltração. Várias causas:
- Retração plástica — evaporação da água de amassamento antes da pega (fissuras de superfície pouco profundas)
- Retração por secagem — secagem progressiva após a pega (fissuras mais profundas, às vezes passantes)
- Retração térmica — resfriamento após o aquecimento da pega do cimento
- Retração por autodessecação — consumo de água interna pela hidratação do cimento
- Armadura deficiente — subdimensionamento das armaduras de pele