Guia Completo para alvenaria de pedra

Descubra a alvenaria de pedra: uma técnica de construção atemporal. Vantagens, desvantagens, técnicas de consolidação e exemplos.

A alvenaria de pedra é uma técnica de construção fascinante que atravessou séculos de evolução. Neste guia completo, exploraremos a fundo a alvenaria de pedra, começando pela sua definição técnica, e depois analisaremos como ela é construída, quais materiais são usados e em que contextos essa técnica é particularmente adequada.

Definição técnica da alvenaria de pedra

A alvenaria de pedra é um sistema construtivo que deve o seu nome à sua estrutura peculiar. Ela é composta por duas cortinas de alvenaria, frequentemente feitas com tijolos maciços ou pedra, colocadas paralelamente a uma certa distância uma da outra e conectadas transversalmente por meio de diatone. Essa disposição cria uma espécie de “saco” entre as duas paredes, um espaço vazio real que é normalmente preenchido com material de resíduos, como fragmentos de tijolos e cascalho, solidamente unidos com argamassa de cal ou cimento. Essa combinação de materiais, quando executada corretamente, cria uma estrutura coesa e resistente, pronta para enfrentar os desafios do tempo.
A alvenaria de pedra não é uma novidade na arquitetura moderna; suas raízes remontam à antiguidade. Egípcios e gregos, por exemplo, a usavam amplamente em seus sistemas defensivos e construções. Essa técnica demonstrou sua confiabilidade ao longo dos séculos e ainda é apreciada por sua solidez e durabilidade.

Alvenaria de Pedra

Tipos de alvenaria de pedra

A alvenaria de pedra pode ser feita usando diferentes materiais tanto para as cortinas quanto para o preenchimento. Os materiais mais comuns incluem tijolos, pedra, tufo e concreto conglomerado. A escolha do material afeta tanto o desempenho quanto a estética da alvenaria de pedra, portanto, é fundamental avaliar cuidadosamente qual é o mais adequado às necessidades específicas do projeto. Os tipos mais comuns de alvenaria de pedra são:

• tijolos: os tijolos estão entre os materiais mais comuns usados na alvenaria de pedra. Eles são conhecidos por sua durabilidade e podem ser dispostos em várias configurações para obter diferentes texturas e padrões;
• pedra: a pedra natural confere uma aparência rústica e encantadora à alvenaria de pedra. É frequentemente usada em projetos de restauração e construções históricas;
• tufo: o tufo é um material poroso e leve, ideal especialmente em áreas sísmicas. Sua porosidade permite absorver e dissipar a energia sísmica de forma eficaz;
• concreto conglomerado: na alvenaria de pedra contemporânea, o concreto conglomerado, armado ou não, é comumente usado para o preenchimento. Essa escolha oferece maior resistência e durabilidade ao longo do tempo.

Como representar a estratigrafia de uma alvenaria de pedra com um software BIM

Em um projeto de restauração ou recuperação de edifícios existentes, assim como em um projeto de construção nova, é necessário criar gráficos detalhados, completos com informações sobre o estado atual e as obras a serem realizadas. Portanto, é necessário representar corretamente toda a alvenaria que compõe a estrutura de um edifício e ter informações sobre todas as camadas e suas características (tipo de material, resistência mecânica das várias camadas, estado de conservação, etc.).

Criação de Estratigrafia no Edificius

Nesse contexto, pode ser muito útil criar um modelo 3D da estrutura, usando um software BIM para projetos arquitetônicos. Com um software BIM, você pode atribuir uma estratigrafia a cada envelope e caracterizar todas as camadas da alvenaria de pedra com espessuras, materiais, padrões e também com as propriedades físicas dos materiais individuais (massa, transmissão de calor, etc.). Além disso, você pode visualizar as paredes e estratigrafias em 2D e 3D, e extrair automaticamente plantas, seções e elevações detalhadas e sempre atualizadas.

Construção

Os métodos de construção de alvenaria de pedra não mudaram significativamente ao longo dos séculos. Os romanos, por exemplo, usavam pedras ou tijolos de várias dimensões, dependendo da disponibilidade local e do tipo de construção. As pedras ou tijolos eram cuidadosamente selecionados para garantir uma boa aderência com a argamassa. A argamassa era uma mistura de areia, cal e água. Os romanos eram conhecidos pela qualidade de sua cal, que conferia durabilidade às estruturas. Em alguns casos, como em obras hidráulicas, era usado concreto, uma mistura de cal, pozolana e cascalho. Duas paredes externas de pedra ou tijolo eram construídas paralelamente com um espaço entre elas, que abrigaria o preenchimento. Havia uma certa habilidade e destreza necessárias para organizar os tijolos ou pedras em padrões geométricos para obter uma disposição uniforme e estável. No espaço entre as duas paredes externas, era feito um despejo de argamassa, concreto ou outro material de preenchimento. Esse material era despejado com cuidado para evitar bolhas de ar e garantir uma ligação sólida entre as paredes externas. Durante o processo de despejo, o material era nivelado e compactado para garantir uma superfície uniforme e máxima densidade. Após o preenchimento, as paredes externas eram niveladas para criar uma superfície uniforme. Essa fase exigia atenção especial para garantir que a estrutura final fosse sólida e estável. Após a construção, a alvenaria de pedra exigia um período de acomodação, durante o qual o material interno endurecia e se tornava sólido. Esse processo poderia levar vários dias ou semanas, dependendo das condições e materiais usados.
Atualmente, as duas cortinas, geralmente de tijolo, são erguidas até uma altura de cerca de 60 cm, dentro das quais é colocada uma armadura metálica. Em seguida, o concreto conglomerado é despejado. Esse processo é repetido até atingir a altura desejada. Durante o despejo, é fundamental apoiar e contraventar as cortinas de tijolo para resistir às forças geradas pelo peso do concreto.

A evolução da alvenaria de pedra: uma breve história

A alvenaria de pedra, também conhecida como “emplecton” entre os antigos gregos, tem uma história que remonta a milhares de anos. Seu primeiro registro data de 2900-2600 a.C., com a majestosa represa de Sadd el-Khafara localizada perto de Helwan, no Egito. Esta antiga represa, com 14 metros de altura, foi construída utilizando a técnica de alvenaria de pedra a fim de garantir uma notável resistência estrutural. Neste contexto, o revestimento com tábuas, pedras ou tijolos tinha o propósito de proteger o aterro subjacente e dissuadir ataques inimigos.
Os antigos gregos, famosos por suas proezas arquitetônicas, empregaram extensivamente a alvenaria de pedra na construção das muralhas defensivas de suas polis. Essa técnica tornou-se um elemento fundamental na proteção das antigas cidades-estado gregas.

O uso da alvenaria de pedra atravessou os séculos e permanece relevante até os dias de hoje. Durante a Idade Média, as muralhas defensivas medievais frequentemente eram construídas usando essa técnica, demonstrando sua durabilidade e resistência ao longo do tempo.

A inovação na construção levou a uma versão “moderna” da alvenaria de pedra. Nessa variante contemporânea, as paredes são construídas com um lançamento de concreto sem elementos residuais e reforçadas internamente com aço. Esse método proporciona maior elasticidade, notável resistência estática e sísmica, mantendo ao mesmo tempo a unidade entre a forma externa e a estrutura interna típica das construções com paredes externas de suporte. Essas paredes de alvenaria de pedra modernas permitem uma distribuição mais eficiente das cargas estruturais, liberando espaços internos de restrições e possibilitando maior flexibilidade na organização dos interiores.

Consolidação

No mundo da construção, a alvenaria de pedra representa uma técnica fascinante, porém complexa. Esse método construtivo exige uma análise estrutural cuidadosa para garantir sua solidez e confiabilidade ao longo do tempo.
Um dos principais desafios na alvenaria de pedra é sua falta de comportamento monolítico. As duas paredes externas e o material de preenchimento interno nem sempre colaboram de maneira coesa. A argamassa de ligação, quando presente, frequentemente não permite uma adesão perfeita entre o material de preenchimento e as paredes externas de pedra ou tijolo.

Do ponto de vista estrutural, ao trabalhar com espessuras de parede significativas (mais de 100 cm), é importante considerar que, na ausência de dados precisos sobre a resistência do material de preenchimento, a capacidade de carga da alvenaria de pedra deve ser confiada principalmente às paredes externas.

Durante a construção de uma alvenaria de pedra, frequentemente ocorrem planos de separação entre o material de preenchimento e as paredes externas. Isso pode ser causado por uma quantidade inadequada de argamassa de ligação, às vezes completamente ausente ou pulverizada ao longo dos anos, em comparação com a parte inerte do material de preenchimento. Além disso, fenômenos como retração ou compactação natural do material podem contribuir para esses planos de separação.

Especificamente, a compactação do material de preenchimento pode resultar em diferentes comportamentos estáticos na parte central da alvenaria. Devido à sua baixa qualidade, essa parte pode sofrer compressão, transmitindo tensões de expansão às paredes externas, colocando em risco a integridade de todo o sistema de alvenaria.

Para enfrentar esses desafios estruturais, é essencial um adequado processo de consolidação da alvenaria de pedra. Um método eficaz envolve a saturação dos vazios por meio da injeção de argamassa totalmente livre de cal livre, com consistência superfluida e dimensionalmente estável, preferencialmente à base de pozolana ou cimento. Esse tipo de intervenção, se realizada com competência, pode melhorar significativamente a resistência à compressão do material de preenchimento, preparando-o para intervenções subsequentes, como revestimentos reforçados, reforços estruturais e outros. O objetivo da injeção é restaurar a continuidade interna do material, corrigindo fissuras e desconexões. Esse processo fortalece a parede de alvenaria e melhora seu comportamento no plano.

O que torna a injeção de material ainda mais interessante é o fato de representar um método de consolidação “passivo”. Isso significa que a intervenção ocorre dentro da própria estrutura, sem a necessidade de alterações externas. As misturas consolidantes mais adequadas para esse fim geralmente são argamassas fluidas à base de cal hidráulica natural, que são injetadas até a rejeição em furos regulares feitos na alvenaria a uma determinada distância um do outro. O processo é realizado de baixo para cima. Essas misturas ajudam a aumentar a resistência das alvenarias sem alterar significativamente sua rigidez.

No entanto, a injeção de argamassa não exclui a possibilidade de intervenções de reforço superficial. Essas intervenções, muitas vezes complementares à injeção, podem incluir a aplicação de redes de fibra de vidro (ou outros materiais) para melhorar a compacidade e a consistência do núcleo da alvenaria antes de reforços adicionais.

Outro tipo de intervenção de consolidação pode ser a rejunte das juntas de argamassa entre as pedras. Após uma remoção profunda e limpeza dos resíduos inconsistentes, o rejunte de argamassa entre as pedras da alvenaria é restaurado para restabelecer sua compacidade.

O rejunte pode ser feito usando uma argamassa à base de cal formulada para garantir máxima compatibilidade química e cromática com as alvenarias históricas, permitindo um aumento em suas características mecânicas, mantendo ao mesmo tempo a aparência exterior inalterada.

Exemplos de arquitetos contemporâneos

Para demonstrar a aplicabilidade da alvenaria de pedra na arquitetura moderna, podemos mencionar alguns arquitetos contemporâneos proeminentes que a utilizaram com sucesso em seus projetos. Entre eles estão Louis Kahn, Rafael Moneo, Julio La Fuente e Massimo Carmassi. Cada um deles contribuiu para revitalizar essa antiga técnica, demonstrando que ela pode ser usada de maneira inovadora e sempre atual.

O papel do BIM no projeto e recuperação da alvenaria de pedra

A metodologia BIM e os software de projeto arquitetônico são recursos inestimáveis para os projetistas envolvidos na recuperação, restauração e projeto de alvenaria de pedra. Eles fornecem uma plataforma completa para projeto, análise, gestão de materiais e colaboração, possibilitando intervenções mais precisas, eficientes e eficazes. Vamos dar alguns exemplos:

• modelagem de detalhes construtivos: uma das principais características do BIM é a capacidade de criar modelos 3D detalhados e realistas de edifícios existentes, incluindo alvenarias de pedra. Esses modelos podem capturar cada elemento estrutural, estratigrafia, superfícies e até mesmo detalhes decorativos das alvenarias. Essa representação virtual oferece ao projetista uma visão completa do edifício antes do início das obras de restauração.
• Análise estrutural: os software BIM para cálculo estrutural partem do modelo 3D da estrutura portante para realizar análises estruturais avançadas das alvenarias de pedra existentes. Essas análises podem identificar pontos fracos, áreas que requerem intervenção e fornecer dados sobre a estabilidade estrutural. Isso ajuda o projetista a planejar as operações de restauração com maior precisão.
• Análises de energia: por meio de software BIM para simulação energética, é possível simular o comportamento das alvenarias de pedra em diferentes condições. Também é possível avaliar a transmissão de calor, a formação de condensação, etc. Isso ajuda a prever como as alvenarias responderão a várias situações e permite ao projetista avaliar possíveis melhorias.
• Análise de degradação e fissuras: com um software HBIM, é possível usar o modelo 3D BIM para uma análise detalhada dos fenômenos de degradação, de acordo com a nomenclatura NOR.MA.L., e para identificar e classificar as fissuras, utilizando uma ortofoto das alvenarias.
• Gestão de materiais: o BIM permite uma gestão eficiente dos materiais necessários para a restauração. Isso inclui a quantidade de tijolos, pedras, argamassa e outros materiais específicos utilizados nas alvenarias de pedra. Uma gestão precisa dos materiais ajuda a evitar desperdícios e a controlar os custos.
• Colaboração integrada: o BIM favorece a colaboração integrada entre os diversos profissionais envolvidos no projeto de restauração, incluindo arquitetos, engenheiros estruturais, topógrafos, historiadores de arte, entre outros. Todos podem trabalhar no mesmo modelo, compartilhando informações e fazendo alterações em tempo real. Isso melhora a comunicação e a coordenação entre os membros da equipe.
• Documentação completa: o BIM pode gerar automaticamente documentação completa para o projeto de restauração, incluindo plantas, cortes, elevações e listas detalhadas de materiais. Essa documentação é essencial para obter as autorizações necessárias e para a execução prática da restauração.
• Planejamento temporal: o BIM permite um planejamento detalhado do programa de restauração, levando em consideração as diferentes etapas e os tempos necessários para cada operação. Isso é crucial para cumprir prazos e gerenciar eficazmente a mão de obra.
• Custos e orçamento: o BIM facilita a gestão de custos fornecendo uma estimativa precisa de custos com base no modelo 3D e nos dados de materiais. Isso ajuda o projetista a planejar um orçamento realista e a evitar surpresas durante a implementação do projeto.

Conclusão

Em conclusão, a alvenaria de pedra é uma técnica de construção fascinante que une história e modernidade. A escolha de materiais, o planejamento cuidadoso e o conhecimento das técnicas de consolidação de alvenarias existentes são essenciais para o sucesso de um projeto de alvenaria de pedra. Essa técnica oferece consideráveis benefícios, mas é importante avaliar cuidadosamente tanto os aspectos positivos quanto os negativos antes de embarcar em um projeto. Com a preparação adequada, a alvenaria de pedra pode criar edifícios sólidos, resistentes e encantadores que resistem à prova do tempo.