1. Introdução

Os projetos de restauração e reabilitação de obras sociais no Centro Histórico de Havana devem garantir uma propriedade segura, durável, confortável e com comodidades funcionais para os inquilinos do edifício. Durante a fase de construção, é necessário realizar controles de qualidade nos elementos de concreto armado para avaliar resistência, dureza, possíveis patologias como deformações plásticas, fissuras, entre outras.

Diversas técnicas como resistência à penetração, pull-out e pull-off, extração de tubos de ensaio, ressonância e permeabilidade, permitem avaliar a qualidade construtiva de um imóvel, porém, apresentam as desvantagens de tempo de pesquisa, altos custos e agressividade física à estrutura. Este problema tem levado à necessidade de desenvolver métodos de ensaios não destrutivos (END) que permitam, de forma económica, rápida e eficaz, estimar a resistência, estado de conservação e durabilidade de um edifício. Entre os fatores mais importantes que suportam o uso de END estão a possibilidade de avaliar as vulnerabilidades do edifício com base na detecção de áreas com danos, estimativa da resistência à compressão (fc) e variações de qualidade de acordo com os requisitos do projeto (^{Breysse, et al., 2017}, ^{Chandak and Kumavat, 2020}). O objetivo é determinar a qualidade e integridade das partes e componentes de uma estrutura sem afetar seu desempenho ou funções para as quais foram projetados (^{Helal, et al., 2015}, ^{Hussein and Abdi, 2021}).

A qualidade do concreto é geralmente expressa em termos de resistência, pois as edificações devem ser projetadas para suportar diversos tipos de cargas. O concreto é um material que é constituído de cimento, agregados miúdos e graúdos, água e aditivos, e uma vez endurecido é necessário saber o valor de resistência adquirido, principalmente após 28 dias. Para tanto, foram desenvolvidas inúmeras equações de cálculo que permitem estimar a fc do concreto a partir dos valores do índice esclerométrico (IE) (^{Lima and Silva, 2000}), velocidade de pulso ultrassônico (VPU) (^{Hannachi and Guetteche, 2012}, ^{Popovics, 1991}) ou a medição da resistividade aparente (ρ) do concreto (^{Araújo and Meira, 2021}).

Outra metodologia amplamente aplicada é o método SonReb, que combina os resultados do IE e do VPU. Desde a sua implementação na década de 60 do século passado por Facaoaru (^{Facaoaru, 1969}), este tornou-se o NDT mais amplamente utilizado para estimar a fc do concreto.

Por ser uma técnica não destrutiva, a veracidade e precisão dos resultados podem ser afetadas por erros na execução da concretagem, idade da estrutura, presença de armaduras, dimensionamento da mistura, carbonatação, porosidade, fissuração, características dos agregados e parâmetros ambientais, como temperatura e umidade relativa (^{Cristofaro, et al., 2020}, ^{Hussain and Akhtar, 2017}).

Os regulamentos de construção cubanos não têm o método SonReb implementado como um procedimento END válido para estimativa de fc. Nesse sentido, apenas propõem o uso da esclerometria (^{NC 246, 2003}), e o VPU ^{(NC 231, 2002}) de forma independente como metodologias para estimar a resistência, qualidade e durabilidade da obra. Na pesquisa bibliográfica realizada, foram identificadas apenas duas investigações anteriores em Cuba baseadas no método SonReb (^{Navarro, et al., 2019}, ^{Ricardo, 2018}).

O objetivo deste estudo é testar a viabilidade da utilização do modelo SonReb em estruturas reais onde são utilizados materiais nacionais, com base na análise dos resultados obtidos. Para isso, oito modelos foram correlacionados, e os fc calculados foram comparados com o valor de referência por quebra do corpo de prova. O estudo foi realizado em uma obra em processo de restauração no Centro Histórico de Havana. A reabilitação concebeu a construção de pilares e vigas, dos quais nove pilares foram escolhidos para a realização do estudo. O concreto utilizado foi projetado a partir de agregados extraídos de pedreiras cubanas. Os corpos de prova de referência foram retirados in situ, a partir da mesma mistura de concreto com a qual foram formados os pilares de concreto armado.

2. Materiais e métodos

3. Resultados e discussão

As Tabelas 6-7 apresentam os resultados obtidos nas medições de VPU e IE realizadas nas colunas. A análise estatística reflete que, em todos os elementos estudados, o CV não ultrapassou 10% com distribuição normal dos dados. O número total de valores analisados ​​(n) para a aplicação dos modelos foi de 162 resultados. Para o desenvolvimento matemático, o VPU foi estabelecido como variável independente.

Os VPU médios obtidos em todos os casos são superiores a 3500 m/s, o que corresponde a um concreto de alta qualidade (^{NC 231, 2002}). Da mesma forma, os índices de recuperação registrados mostram o valor Q>40 para uma resistência estimada maior que 30 MPa (^{NC 246, 2003}).

Os resultados são apresentados na Tabela 8. No cálculo da fc dos modelos propostos (Tabela 9), observa-se uma maior dispersão no CV dos resultados, o que se deve ao desenho de cada equação. Com base nos resultados obtidos, os modelos com melhor aproximação do valor de referência são RILEM e Tanigawa et al. com 26,29 MPa e 26,07 MPa respectivamente (Figura 3), com erro inferior a 4% para ambos os casos (Figura 4). A Figura 5 mostra como alguns modelos apresentam um comportamento linear, enquanto outros refletem uma maior dispersão nos resultados. Essa variabilidade é determinada pelo desenho de cada equação (linear, polinomial e de potência) para a estimativa do fc, que fica dependente dos valores de IE e VPU obtidos.

Para determinar a relação dessas variáveis ​​com o fc, os resultados foram correlacionados independentemente pela combinação do IE e VPU obtidos com o fc calculado. Os resultados são mostrados nas Figuras 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11. Para a construção dos gráficos, os dados foram organizados a partir do tratamento estatístico, para que todos os modelos tenham a mesma população de dados.

A análise do comportamento das variáveis ​​IE e VPU em relação ao fc calculado mostra que nos modelos em que existe uma correlação coerente para ambos os pares de variáveis ​​(IE vs fc, VPU vs fc) (Figuras 6, 9), o fc calculado tende a se aproximar do valor de referência. Para os casos dos modelos propostos por Bellander, Meynink et al., Raymar et al. e Kheder (Figuras 7, 8, 10, 12 respetivamente), embora apresentem uma correlação muito boa entre IE vs fc, no que diz respeito ao VPU não parece haver influência desta variável em fc, pelo que o resultado obtido difere. longe do valor de referência de 27,0 MPa. Talvez seja por isso que as diferenças em relação à referência foram superiores a 20% para todos os casos. Um resultado interessante foi obtido a partir do modelo Chandak & Kumavat (Figura 13), onde as relações IE e VPU são opostas em relação a fc. O fato do erro obtido ser inferior a 15% pode estar associado ao fato de que, embora as correlações sejam contrárias, existe uma tendência linear do IE e do VPU na fc calculada.

4. Conclusões

Com base nos resultados obtidos através da aplicação dos diferentes métodos SonReb estudados, para a estimativa da resistência à compressão de concretos produzidos com cimento Portland cubano comum P-35 (Tipo 1) e agregados domésticos, demonstrou-se que os modelos propostos pelo RILEM e Tanigawa et ai. Eles podem ser aplicados para estimar, com erro inferior a 4%, a fc do concreto correlacionando ensaios de esclerometria e velocidade de pulso ultrassônico.

Esses resultados podem ser usados ​​como base de pesquisa para um futuro desenvolvimento de regulamentos cubanos que considerem válido o uso de modelos SonReb, para avaliações não destrutivas da qualidade do concreto nacional em edifícios novos ou em obras de restauração.