Monitorização De Edifícios Patrimoniais
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MONITORIZAÇÃO DE EDIFÍCIOS PATRIMONIAIS FRANCISCO DE SALES MORAES BOTELHO DE CASTRO FRAGA Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau de MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL — ESPECIALIZAÇÃO EM ESTRUTURAS Orientador: Professor Doutor Humberto Salazar Amorim Varum Coorientador: Professor Doutor António José Coelho Dias Arêde SETEMBRO DE 2015 MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 2014/2015 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL Tel. +351-22-508 1901 Fax +351-22-508 1446 [email protected] Editado por FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Rua Dr. Roberto Frias 4200-465 PORTO Portugal Tel. +351-22-508 1400 Fax +351-22-508 1440 [email protected] http://www.fe.up.pt Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil - 2014/2015 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2015. As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respetivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir. Este documento foi produzido a partir de versão eletrónica fornecida pelo respetivo Autor. Monitorização de Edifícios Patrimoniais AMDG Só há uma verdadeira tristeza na vida: não ser santo. Leon Bloy Monitorização de Edifícios Patrimoniais Monitorização de Edifícios Patrimoniais AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar, agradeço aos meus orientadores – Professor Doutor Humberto Varum e Professor Doutor António Arêde – pela disponibilidade, paciência e boa vontade que demonstraram ao longo do desenvolvimento da dissertação. Agradeço também ao Núcleo de Reabilitação do Instituto da Construção, na pessoa da Engenheira Esmeralda Paupério, pelas informações, disponibilidade e simpatia que revelaram-se ser essenciais para a concretização bem-sucedida da dissertação. Aproveito ainda para agradecer ao Esequiel Mesquita e aos técnicos do Laboratório de Engenharia Sísmica e Estrutural por me terem ajudado no arranque da dissertação e pelo auxílio na aplicação dos sistemas de monitorização nos casos de estudo de Foz Côa e de Torre de Moncorvo. Durante estes últimos 5 anos e, em particular, nestes últimos 4 meses diversas pessoas, direta ou indiretamente, ajudaram-me a ultrapassar diversos problemas. Como tudo é Graça, como tudo está ligado, não posso deixar de agradecer às pessoas que desempenharam um bom papel nas suas vidas e que me tenham influenciado e dado motivação: desde um programa de televisão a um site, passando por jornais, discursos, etc. Só o Bem pode dar motivação, inspiração e vontade para realizar qualquer tipo de trabalho. Sem ver esse Bem, não teria conseguido fazer nada por isso o meu obrigado às pessoas que me o mostraram. Em último, mas como os últimos são os primeiros, o meu muito obrigado ao meu pai, à minha mãe e aos meus irmãos, por nunca terem desistido de acreditar em mim mesmo nos momentos mais difíceis destes últimos 5 anos. Sem a família não é possível aprender o amor Ágape. Os meus pais e irmãos são exemplos com quem tenho aprendido o que é esse amor. Mais do que a ajuda que me deram para me formar neste curso, a minha família ensinou-me como o Homem é suposto ser: cheio de Ágape pelo mundo e por Deus. A todos eles deixo o meu profundo agradecimento. i Monitorização de Edifícios Patrimoniais ii Monitorização de Edifícios Patrimoniais RESUMO Os edifícios patrimoniais representam valores culturais significativos para o Homem, constituindo a sua preservação um indiscutível imperativo. A avaliação da segurança estrutural é, para esse efeito, um elemento essencial, sendo certo que esses edifícios, pela sua idade e caraterísticas, suscitam, nesse campo, dificuldades consideráveis. Daí a necessidade do desenvolvimento de um guia para o estudo da avaliação – de que a monitorização é uma ferramenta muito importante. Três objetivos estiveram na base desta dissertação: justificar o estudo estrutural em edifícios patrimoniais (com destaque para as igrejas); desenvolvê-lo, nos casos em que tal se justifique, definindo linhas de orientação para outros estudos; e, por último, estudar detalhadamente os sistemas de monitorização que permitem efetuar a avaliação estrutural. Para alcançar esses objetivos foram desenvolvidas três análises: uma em que se estudou o colapso de igrejas patrimoniais, outra em que se avaliaram os danos mais comuns, a sua localização e origem e, uma última, em que se estudaram diversos sistemas de monitorização e a sua relação com edifícios patrimoniais. Das três foi possível tirar conclusões, definir o atual paradigma da monitorização em edifícios patrimoniais e selecionar as tecnologias que poderão vir a modificá-lo. Foram ainda analisados três casos de estudo: um instalado em 1993 em Pavia e outros dois instalados no decurso da dissertação. No primeiro foi efetuada uma análise comparativa entre dois sistemas instalados em edifícios similares com o objetivo de definir a melhor abordagem. Nos restantes foi analisada a instalação de sistemas de monitorização dotados de um novo tipo de sistema de aquisição, cujos resultados e definição de vantagens são também abordadas. Para concluir definiram-se os trabalhos futuros e propuseram-se as linhas gerais para um sistema de monitorização. PALAVRAS-CHAVE: Edifícios Patrimoniais, Monitorização, Segurança Estrutural, Danos Estruturais, Proteção Patrimonial. iii Monitorização de Edifícios Patrimoniais iv Monitorização de Edifícios Patrimoniais ABSTRACT Heritage buildings represent significant cultural values for Mankind, making their preservation mandatory. The assessment of structural safety is, to this end, an essential element, given that these buildings, by their age and characteristics, raise, in the structural field, considerable difficulties. Hence the need to develop a guide for the study of the structure’s evaluation – of which monitoring is a very important tool. This dissertation had three objectives: to justify the structural study of heritage buildings (particularly churches); develop it – where justified – defining guidelines for other studies; and, finally, to study in detail the monitoring systems that allow a structural assessment. To achieve those goals three analyzes were carried out: one in which were studied the collapse of heritage churches, another one in which were studied the most common damage, and a last one, where was studied different monitoring systems and its relationship with heritage buildings. Of the three it was possible to draw conclusions, set the current paradigm of monitoring in heritage buildings and select the technologies that are most likely to change it. There were also analyzed three case studies: one installed in 1993 in Pavia and two others installed during this dissertation. In the first one a comparative analysis between two systems in similar buildings was been conducted. The purpose of that analysis is to determine which is the most appropriate system. For the other two, a monitoring system was implemented with a new type of acquisition system, whose results and advantages are also addressed. Finally, the future work and a proposal for the guidelines for a monitoring system were defined. KEYWORDS: Heritage Buildings, Monitoring, Structural Safety, Structural Damage, Heritage Protection. v Monitorização de Edifícios Patrimoniais vi Monitorização de Edifícios Patrimoniais ÍNDICE GERAL AGRADECIMENTOS ................................................................................................................................... i RESUMO ................................................................................................................................. iii ABSTRACT ............................................................................................................................................... v 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1 1.1. ENQUADRAMENTO .......................................................................................................................... 1 1.2. MOTIVAÇÃO E OBJETIVOS ............................................................................................................. 2 1.3. ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO ...................................................................................................... 3 2. EDIFÍCIOS PATRIMONIAIS ................................................................................ 5 2.1. PATRIMÓNIO .................................................................................................................................... 5 2.1.1. DEFINIÇÃO DE PATRIMÓNIO .............................................................................................................. 5 2.1.2. REABILITAÇÃO PATRIMONIAL NO ESPAÇO EUROPEU E NO TEMPO ........................................................ 6 2.2. TIPOLOGIAS DO PATRIMÓNIO ........................................................................................................ 7 2.2.1. PATRIMÓNIO CLASSIFICADO.............................................................................................................. 7 2.2.2. INTERVENÇÃO NO PATRIMÓNIO – O CASO DO NR/IC ........................................................................ 10 2.3. SEGURANÇA ESTRUTURAL DO PATRIMÓNIO RELIGIOSO ........................................................... 11 2.3.1. NECESSIDADE DE ESTUDAR A SEGURANÇA ESTRUTURAL DO PATRIMÓNIO