Este artigo foi originalmente publicado na edição nº 158 da Edifícios e Energia (Março/Abril 2025).
Autoras: Giovanna Schäfer Bartels (1), Inês Flores-Colen (1), José Dinis Silvestre (2), Luís Silva (2)
(1) CERIS, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa; (2) Saint-Gobain Weber, Aveiro, Portugal
No âmbito do projeto Smart Roofs System, foi desenvolvida uma solução inovadora de cobertura plana tradicional através da integração de diferentes materiais nas suas camadas de impermeabilização e isolamento térmico, cujo principal objetivo é melhorar o conforto térmico dos utilizadores do edifício. Este artigo apresenta o desenvolvimento do plano de manutenção proativa desta cobertura, na sequência do estudo anterior Avaliação ambiental e económica do ciclo de vida de uma cobertura plana tradicional inovadora, publicado na edição n.º 150 da Edifícios e Energia [1].
A cobertura é um elemento fundamental para o desempenho global da edificação, contribuindo significativamente para a segurança e o bem-estar dos utilizadores [2]. A cobertura plana do tipo tradicional, estudada no presente artigo, é caracterizada pela disposição da camada de impermeabilização sobre a camada de isolamento térmico e pela inclinação inferior a 5 % [3]. Esta solução de cobertura tem ampla utilização [4], no entanto, no que diz respeito ao conforto térmico, há tendência a absorver as temperaturas externas, resultando numa elevada amplitude térmica, podendo promover temperaturas internas mais próximas das condições exteriores [3].
Com o objetivo de melhorar o conforto térmico da edificação, o projeto Smart Roofs System analisou diversas combinações entre materiais convencionais de isolamento térmico e soluções de impermeabilização inovadoras, explorando diferentes configurações para as camadas de impermeabilização e isolamento térmico da cobertura em estudo. Para garantir a durabilidade e o desempenho funcional esperado destas soluções, é essencial a definição de um plano de manutenção proativa [2].
A manutenção tem como principal objetivo preservar ou restabelecer as condições de utilização do componente a que se aplica [2]. Neste contexto, distinguem-se duas principais tipologias de manutenção, nomeadamente corretiva e proativa [5].
A manutenção corretiva é a mais comum, foca-se na resolução das falhas e necessita de intervenção imediata [5]. Este tipo de manutenção implica um maior dispêndio de recursos financeiros, uma vez que a urgência da intervenção é um fator determinante no custo do serviço. Além disso, a complexidade da intervenção tende a aumentar, podendo migrar do que poderia ser uma intervenção ligeira para uma intervenção pesada, por exemplo.
A manutenção proativa é considerada como uma evolução no que toca às intervenções, pois antecipa e planeia as ações de manutenção, além de estabelecer prazos para os procedimentos a serem realizados, prevenindo a perda de desempenho do sistema e maximizando a sua eficiência ao longo da vida útil estimada [5]. Este tipo de manutenção minimiza os impactos na segurança, no bem-estar e na rotina dos utilizadores da edificação. Para além dos benefícios citados, ao otimizar as intervenções, e, por consequência, os recursos e os serviços envolvidos, a manutenção proativa não só otimiza os custos, como também contribui para a diminuição do impacte ambiental [5] ao gerar resíduos da substituição da solução, com a aplicação de novos materiais, somente quando preciso, e, geralmente, no fim da sua vida útil.
Assim, a implementação de um Plano de Manutenção Proativa no âmbito da solução proposta pelo projeto Smart Roofs System é essencial para garantir o desempenho funcional e a qualidade da cobertura ao longo do tempo.
DADOS E MÉTODOS
Para o desenvolvimento do plano de manutenção, procedeu-se ao detalhe dos materiais utilizados nas camadas de impermeabilização e isolamento térmico, com o objetivo de definir um modelo padrão de solução de camadas que estabeleça as especificações técnicas do sistema. As informações relativas às combinações que incorporam materiais convencionais e inovadores foram obtidas através de visitas técnicas, referenciais bibliográficos e dados fornecidos pela equipa de desenvolvimento de produto.
O plano de manutenção foi delineado com base num processo estruturado pela determinação do elemento fonte de manutenção, seguido da definição dos requisitos de desempenho da cobertura e da vida útil estimada da solução, e a identificação das anomalias correntes associadas ao elemento em questão. Com base nas informações obtidas, foram definidas as ações de manutenção e a respetiva periodicidade [5].
i) Definição do Elemento Fonte de Manutenção
Na definição do elemento fonte de manutenção, identificam- se os componentes da solução de cobertura sujeitos a intervenções ao longo da sua fase de uso. No caso específico da cobertura em análise, esta é constituída por seis camadas, organizadas, da mais inferior para a mais exposta, da seguinte forma: Camada Resistente, Camada de Forma, Camada de Isolamento Térmico, Camada de Impermeabilização e Camada de Proteção, conforme ilustrado na Figura 1.
Figura 1: Descrição das camadas presentes na cobertura proposta no Smart Roofs System.
Após a definição das camadas, é essencial categorizar os pontos de atenção e a exposição a fatores externos que possam influenciar o desempenho da solução. Embora a vida útil e o comportamento dos materiais face a agentes externos devam ser considerados, a exposição física ao ambiente é um fator crítico na definição das ações de manutenção. Assim, as camadas de proteção e impermeabilização, por estarem diretamente expostas às intempéries e ao clima, requerem intervenções mais frequentes, e a camada de isolamento térmico, situada numa posição mais interna, encontra-se significativamente protegida pelos elementos superiores, o que reduz a necessidade de ações de manutenção nesta camada.
ii) Requisitos de Desempenho e Vida Útil
Para determinar a periodicidade das intervenções e o desempenho mínimo esperado de um elemento, é preciso avaliar os requisitos de desempenho e a vida útil dos materiais constituintes, bem como da solução como um todo. Esta análise permite estabelecer critérios para cada camada da cobertura analisada, no caso, camada de proteção, impermeabilização e isolamento térmico. Compreender a vida útil estimada dos materiais e da solução global orienta a periodicidade das ações a serem definidas, evitando intervenções prematuras ou tardias e equilibrando a eficiência operacional com os custos associados [5].
iii) Anomalias correntes esperadas
Para garantir a funcionalidade da cobertura, é necessário nomear/listar/compreender/estudar as anomalias correntes esperadas em coberturas planas, que podem surgir ao longo da sua vida útil.
Neste contexto, procurou-se, através de referenciais bibliográficos especializados em coberturas planas, a identificação de anomalias correntes [2, 5, 7]. A análise das possíveis anomalias permitiu desenvolver estratégias de otimização das intervenções necessárias.
iv) Ações de manutenção e periodicidade
Com base nas informações previamente definidas, é possível elaborar um plano detalhado com as ações de intervenção necessárias e a periodicidade adequada para cada uma delas. A partir das anomalias esperadas nos elementos críticos da manutenção, é possível estabelecer as estratégias mais eficazes, que podem incluir ações regulares, como inspeções e limpezas, ou intervenções mais complexas, baseadas na vida útil dos materiais expostos às intempéries, contemplando desde intervenções leves até intervenções pesadas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Conforme ilustrado na Figura 1, a cobertura é constituída por camadas que podem ser agrupadas nas categorias: Estrutura, Camada de Isolamento Térmico e Camada de Impermeabilização. O plano de manutenção proativa visa definir as intervenções necessárias para a solução de cobertura proposta, com foco nas camadas de isolamento térmico e de impermeabilização. Neste contexto, as diferentes tipologias de estruturas às quais esta solução pode ser aplicada não foram consideradas. Para a definição dos elementos fontes de manutenção, a camada de impermeabilização é identificada como Camada A, e a camada de isolamento térmico é designada como Camada B, conforme especificado no Quadro 1.
Quadro 1: Camadas consideradas na definição de ações de manutenção (adaptado de [5]).
A seguir, é analisada a Vida Útil Estimada (VUE), que é um parâmetro essencial para avaliar a durabilidade da solução de cobertura, permitindo a definição de estratégias de manutenção adequadas [2]. No presente estudo, a VUE foi determinada com base em referências bibliográficas sobre coberturas planas [8, 9, 10, 11] e validada por especialistas da equipa de desenvolvimento do produto, dado o caráter inovador da solução e a ausência de dados consolidados sobre a sua vida útil in situ. Os valores de VUE (número de anos nos quais a solução tem bom desempenho) para a solução em estudo são apresentados no Quadro 2.
Quadro 2: Vida Útil Esperada da cobertura plana analisada (adaptado de [5]).
Como a solução é constituída por materiais recentemente desenvolvidos, a VUE deve ser validada ao longo do tempo através de inspeções periódicas, confirmando o desempenho esperado dos componentes e permitindo ajustes conforme necessário, em alinhamento com o plano de manutenção desenvolvido.
Para garantir o desempenho ao longo da fase de uso [7], é essencial compreender e prevenir as anomalias comuns em coberturas planas tradicionais. Entre as principais manifestações a serem controladas estão a fissuração localizada e generalizada, empolamentos, perfurações, descolamento, corrosão, acumulação de detritos e água, colonização biológica, desgaste superficial, infiltrações, condensações, execução incorreta de tubos de queda, fixações e capeamentos deficientes [2]. Estas anomalias decorrem, sobretudo, de falhas na execução, envelhecimento dos materiais e deficiências na inclinação e na impermeabilização.
Com base nas informações obtidas, as ações de manutenção foram organizadas em quatro grupos com as suas respetivas periodicidades: i) inspeções e ii) limpezas, realizadas anualmente ou a cada dois anos; iii) intervenções ligeiras, com intervalos que variam de 2 a 15 anos; e iv) intervenções pesadas, programadas entre 25 e 50 anos.
As inspeções anuais ou bienais devem assegurar a funcionalidade da cobertura, verificando a integridade do revestimento, a drenagem pluvial, remates e o isolamento. Devem ser identificadas anomalias como fissuração, destacamentos, empolamentos, manchas de infiltração de água, corrosão e acumulação de detritos, além de avaliar a inclinação e a estabilidade do sistema. A deteção precoce de anomalias é essencial para validar a solução proposta, otimizar a manutenção e ajustar o plano de manutenção à cobertura in situ.
As ações de limpeza, realizadas anualmente ou bianualmente, devem ser combinadas com as inspeções para remover detritos e sujidade. A remoção de manchas pode ser feita com uma solução diluída de detergente e escovagem suave. Para a colonização biológica, aplicam-se biocidas em dispersão aquosa, complementados por escovagem manual, se necessário. A limpeza dos capeamentos, rufos e rede de drenagem é essencial para evitar obstruções e garantir a estanquidade da cobertura.
As intervenções ligeiras são planeadas para ocorrerem com uma periodicidade entre 2 e 15 anos. Incluem a reparação de perfurações, substituição de materiais de juntas e reparação e reforço de fissuras com materiais compatíveis. A aplicação de aditivos para a resistência à água e a prevenção de colonização biológica, a reparação de corrosão e o tratamento anticorrosivo em elementos metálicos são essenciais. Também estão previstas substituições localizadas de revestimento, impermeabilização, juntas e trechos de tubos de drenagem para garantir a eficácia do sistema.
As intervenções pesadas, previstas a cada 25 a 50 anos, incluem a substituição do sistema de cobertura, incluindo a impermeabilização e o isolamento térmico, em grandes áreas, visando corrigir infiltrações e melhorar o desempenho térmico. Também envolvem a substituição de elementos danificados, como rufos, calhas e sistemas de drenagem, para manter a durabilidade da cobertura, prevendo também a adequação às atualizações de normas.
Com a implementação dos quatro grupos de intervenções — inspeções, limpezas, intervenções ligeiras e pesadas — é possível assegurar a manutenção do desempenho da cobertura durante a sua utilização, validar a eficácia do plano de manutenção e garantir a sua funcionalidade ao longo da sua vida útil.
CONCLUSÃO
O presente artigo apresentou a estrutura de um plano de manutenção proativa proposto para a solução de cobertura desenvolvida no âmbito do Smart Roofs System, analisando e integrando informações relevantes para maximizar a durabilidade e o desempenho do sistema.
Para integrar esta nova cobertura no mercado, estabelecer um plano de manutenção que prolongue a sua durabilidade é crucial. Os seus benefícios englobam três fatores principais do edifício: desempenho funcional, custo e sustentabilidade. Com o desempenho funcional mínimo garantido, a cobertura mantém condições ideais de uso ao longo do tempo, assegurando a segurança e o bem-estar dos utilizadores. Já quando se trata do fator económico, a manutenção representa uma parcela significativa do custo global da obra, considerando um período mais longo em serviço. A manutenção proativa, em comparação com outros tipos de manutenção, resulta em economias substanciais, pois elimina a necessidade de intervenções urgentes e maximiza o desempenho funcional dos materiais, mantendo-os dentro dos parâmetros mínimos exigidos. Por fim, ao aumentar a durabilidade dos materiais e ao realizar substituições pontuais, o impacte ambiental é minimizado, juntamente com as perturbações na rotina da edificação durante as intervenções.
A importância da implementação do plano de manutenção é evidente ao considerar os requisitos mínimos de desempenho, a vida útil prevista e as anomalias esperadas. A manutenção proativa é uma ferramenta efetiva para maximizar a durabilidade e o desempenho funcional de coberturas inovadoras. O plano desenvolvido prolonga a vida útil do sistema, contribuindo significativamente para a eficiência operacional, redução de custos e sustentabilidade ambiental.
O plano de manutenção desenvolvido baseou-se em referências bibliográficas variadas e consistentes, incluindo visitas técnicas ao local e colaborações com a equipa de desenvolvimento do produto, o que consolidou a sua fundamentação. No entanto, devido à inovação dos materiais usados nesta solução de cobertura, é necessário monitorizar o seu comportamento real através das inspeções definidas para melhor caracterização do desempenho real em serviço.
Para trabalhos futuros, recomenda-se a instalação de sistemas de monitorização do comportamento da cobertura. Devido ao seu caráter inovador, inspeções anuais podem não ser suficientes para compreender plenamente o seu desempenho face a diferentes intempéries e variações térmicas ao longo das estações do ano.
Em suma, o desenvolvimento do plano de manutenção facilita a compreensão do comportamento da cobertura e favorece o seu desempenho funcional ao longo da sua fase de utilização. Ao se estabelecer as anomalias esperadas e a vida útil dos materiais utilizados, é possível definir intervenções eficazes para garantir o funcionamento adequado do sistema.
Bibliografia
[1] Bartels, G.S.; Silvestre, J. D.; Flores-Colen, I.; Silva, L. – Avaliação Ambiental e Económica do Ciclo de Vida de Cobertura Plana Inovadora. Edifícios e Energia, ed. 150, Novembro/Dezembro de 2023.
[2] Monteiro, N. F. S. Anomalias em Fachadas e Coberturas. Desenvolvimento de Fichas de Inspeção. Dissertação de Mestrado. Porto: Instituto Superior de Engenharia do Porto, 2022.
[3] Gomes, R. Avaliação Do Ciclo De Vida “Do Berço Ao Berço” De Soluções Construtivas Em Edifícios – Aplicação Às Coberturas Planas. Tese de Doutoramento. Lisboa: Instituto Superior Técnico, 2019.
[4] Marrana, T. C. Avaliação Económica do Ciclo de Vida de Coberturas Planas. Dissertação de Mestrado. Lisboa: Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa, 2015.
[5] Bartels, G. S. Estudo de Caso de Coberturas Planas Tradicionais em Portugal: Facilitando a Descarbonização através da Análise Ambiental, Econômica e Plano de Manutenção Proativa. Trabalho de Conclusão de Curso. Juiz de Fora: Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora, 2024.
[6] Mobley, R. K. An Introduction to Predictive Maintenance. Burlington: Ed. Butterworth-Heinemann, 2002.
[7] Figueiredo, J. P. C. Levantamento de Anomalias nos Sistemas Impermeabilizantes de Coberturas Planas. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2012.
[8] Building Performance Group. The BPG Building Fabric Component Life Manual. 1 ed. Boca Raton: Ed. CRC Press, 1999.
[9] Flores-Colen, I.; Gomide, T. L. F; Flora, S. M. Manual de Manutenção em Edificações: Estudo, técnicas e aplicações. 1. ed. São Paulo: Ed. Leud, 2022.
[10] HAPM. Component Life Manual CD-ROM. 1 ed. London: E&FN Spon, 1999, 628p.
[11] PERRET, J. Guide de la maintenance des bâtiments. 1. ed. Paris: Ed. Le Moniteur Editions, 1995.
[12] Martins, P. G. “Coberturas Planas: Soluções Construtivas”. 2023.
[13] Marrana, T., Silvestre, J., De Brito, J., Gomes, R. – Life cycle cost analysis of flat roofs of buildings, In Journal of Construction Engineering and Management. 2017.
[14] Alves, J. A. R. L. Impermeabilização e Isolamento Térmico de Coberturas em Terraço, Sistemas Construtivos e Patologias. Dissertação de Mestrado.Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2013.
[15] Conceição, J. F. M. Recuperação de edificado afeto ao Exército. Sistema de inspeção e diagnóstico de anomalias em coberturas em terraço. Dissertação de Mestrado. Lisboa: Instituto Superior Técnico da Universidade de Lisboa, 2015.
[16] Monteiro, M. A. P. Projeto de Reabilitação de Coberturas em Terraço. Dissertação de Mestrado. Porto: Instituto Superior de Engenharia do Porto, 2016.
[17] Toledo, J. F. Considerações sobre a Gestão da Manutenção de Edificações. Trabalho de Conclusão de Curso. Juiz de Fora: Faculdade de Engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora, 2021, 59p.
Agradecimentos
Este trabalho insere-se na atividade de investigação desenvolvida no Centro de Investigação em Engenharia Civil e Inovação para a Sustentabilidade (CERIS), do IST da Universidade de Lisboa e foi financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) no âmbito do projeto UIDB/04625/2020 (DOI: 10.54499/UIDB/04625/2020). Este trabalho enquadrou-se no âmbito do projeto Smart Roof System, financiado pela Agência da Inovação (POCI-01-0247-FEDER-046957), agradecendo-se toda a informação disponibilizada pelas entidades participantes no mesmo.
Fotografia de destaque: © Smart Roofs System
