Apontamentos Eflorescências

Eflorescências

Os elementos estucados constituem naturalmente estruturas de elevada porosidade aberta e higroscopicidade e grande variabilidade de propriedades, em virtude não só de grande variação nas dosagens dos seus componentes, como do vasto número de aditivos que eram utilizados. Apesar de o gesso ser pouco solúvel em água (2,41 g/l), a acção intensa e contínua da humidade pode servir de veículo a diversas agressões de natureza física ou química, nomeadamente movimentos de sais solúveis. Um revestimento estucado que esteja em contacto com humidade resulta, em geral, irreversivelmente manchado e inicia um processo de deterioração que será tanto mais rápido quanto mais poroso for o material.

Veículos de formação

De uma forma simplificada, pode-se definir as eflorescências como sendo exsudações de sais minerais solúveis em água, que se podem manifestar sobre os paramentos estucados. As criptoflorescências poderão ser tomadas como um caso particular das eflorescências, quando os sais se manifestam sob os paramentos. Na base da sua ocorrência, está sempre um movimento de água: proveniente do solo, de origem pluvial da rotura de tubagens ou de outra qualquer causa fortuita.

A humidade com origem no solo manifesta-se tipicamente através de manchas de desenvolvimento horizontal, quer em paredes exteriores quer em paredes interiores, e a sua ascensão será tanto maior quanto maior for a espessura da parede. A humidade pluvial é sazonal e manifesta-se nas paredes exteriores, em geral junto a descontinuidades arquitectónicas, como sejam vãos exteriores ou ligações à cobertura. Os efeitos da rotura de tubagens, entupimentos de caleiras ou tubos de queda nas coberturas, manifestam-se pela sua natureza localizada em termos espaciais, podendo no entanto surgir muito distanciados da origem do problema.

Para que o fenómeno ocorra é, no entanto, indispensável a existência de sais na constituição dos materiais da construção, na humidade ascendente do solo ou no ambiente envolvente. Os sais são compostos resultantes da substituição por um metal de um ou mais átomos de hidrogénio que se soltam de uma base ácida. É o que se  passa com o hidróxido de cálcio na reacção da cal viva com a água, que, ao reagir com algum metal, desprende hidrogénio e forma um sal. Os sais são essencialmente iónicos e, como tal, cristalinos. Para um sal se poder precipitar numa solução aquosa, tem de haver matéria para formar a ligação do catião ao anião respectivo, e a temperatura e pressão têm de ser superiores a determinados valores, constantes para cada tipo de composto formado.

Existem dois tipos distintos de precipitação dos sais nos revestimentos: no primeiro, os sais precipitam-se numa solução aquosa, da forma já referida; no segundo, os sais precipitam-se nos paramentos por reacção higroscópica com o ar húmido. Estes últimos sais são designados por deliquescentes (ou higroscópicos), ou seja, têm a propriedade de absorver humidade do ar, dissolvendose e formando solução quando a humidade relativa do ar está acima de 65 a 75%. Sempre que a concentração do sal excede o nível de saturação e a humidade relativa baixa daqueles valores, o sal cristaliza com considerável aumento de volume. A presença destes sais no estuque cria por vezes a ilusão de que se verifica evaporação de água proveniente do interior da parede. Estes sais são, pois, susceptíveis, não só de provocar o humedecimento das superfícies onde se encontram, mas também de originar fenómenos de degradação ao longo do tempo, como consequência da sucessão de ciclos dissolução – cristalização.

Causas do Fenómeno

As causas para o desenvolvimento deste fenómeno são diversas: utilização nos materiais constituintes das paredes de tijolos com nódulos de calcário ou elevado teor de sais; areias com partículas argilosas, salitrosas ou ferruginosas; água salgada ou com matéria orgânica; enchimentos terrosos no interior das paredes; retardadores de presa ou endurecedores de natureza mineral utilizados de forma imprópria; manuseamento com ferramentas pouco limpas; sais transportados do solo em águas ascendentes por capilaridade.

A utilização de pigmentos de terra natural na pintura tradicional pode também influenciar o mecanismo de formação de eflorescências, em especial na pintura a fresco. Estes pigmentos eram misturas de minerais argilosos que, ao penetrarem nos paramentos, passavam a fazer parte dos revestimentos, fazendo com que estes ficassem com maiores potenciais de absorção de água e, consequentemente, acumulação de sais. Menos vulgarmente, as incrustações podem também ser originadas por água de condensação e poeiras transportadas por ventilação, que depois se fixam nas paredes humedecidas e frias, acabando por cristalizar.

As partículas transportadas pela atmosfera podem ser agentes de poluição, naturais ou artificiais, e terem mesmo a dimensão de aerossóis (partículas tão pequenas e leves que podem permanecer estáveis em suspensão no ar). Os naturais são em geral sílica, carbonato de cálcio, cloretos e sulfatos de metais alcalinos,  originários maioritariamente do solo. Os artificiais são os que se formam nas atmosferas poluídas das cidades e zonas industriais, como sejam partículas provenientes de combustões.

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Sintomas e Consequências

De modo simplificado mas abrangente, pode dizer-se que o mecanismo de formação das eflorescências se processa do seguinte modo:

  • Dissolução e transporte de sais solúveis presentes nos materiais de construção ou provenientes do solo, pela água presente ou surgida no interior dos revestimentos e dos seus suportes;
  • Migração da água com os sais dissolvidos, através dos poros dos materiais, até ao paramento do revestimento;
  • Evaporação superficial da água, cristalizando com aumento de volume os sais que tinha dissolvidos.

Quando a evaporação ocorre quase totalmente à superfície, por o estuque oferecer fraca resistência à passagem da humidade, os sais são transportados até ao exterior, depositando-se nos pontos de evaporação da água e cristalizando sob a forma de eflorescências. Se, pelo contrário, as condições de evaporação da água são menos favoráveis, após um breve período de evaporação superficial, esta continua no interior do revestimento, e os sais cristalizarão a níveis mais profundos, formando as criptoflorescências. Este fenómeno é de uma forma geral mais nefasto para o estuque que o anterior e a sua ocorrência é facilitada por uma camada estucada, que ofereça resistência à passagem da água. A porosidade dos materiais constituintes das camadas mais profundas pode também condicionar o acesso dos sais à superfície e, no caso de serem de natureza pouco resistente, acabarão mesmo por se fragmentar, danificando o revestimento. O local de cristalização dependerá pois das condições de evaporação, da natureza do material e também do tipo de sais, encontrando-se frequentemente os dois fenómenos (eflorescências e criptoflorescências) numa mesma superfície, pois os revestimentos e paramentos raramente são homogéneos.

As manchas que surgem são em geral de cor esbranquiçada e, nas situações mais frequentes, são flocos cristalinos de aspecto pulverulento, facilmente solúveis em água. Em casos mais esporádicos, são criadas películas de aspecto vítreo, dificilmente solúveis em água. As áreas e formas das manchas podem ser bastante variáveis, indo desde grandes zonas de tonalidades onduladas a pequenos núcleos isolados de formato irregular, ou apenas pequenas escorrências, em geral a partir das fissuras do paramento.

Numa fase adiantada do processo de deterioração, pode surgir o gizamento do paramento, fissuração ou perda de aderência. Pode ainda verificar-se o destacamento da base com formação de convexidades e empolamento, por dilatação diferencial na espessura da camada de revestimento exterior. Esta situação patológica pode ser motivada pela presença prolongada de água no suporte, com a cristalização de sais. Geram-se desta forma tensões na ligação do revestimento ao suporte, ou entre camadas, o que provoca o posterior desprendimento parcial do revestimento.

Influência dos Sais e da Taxa de Abastecimento de Água

Os sais que em geral estão relacionados com a ocorrência de patologia são resultantes de compostos formados pelos aniões de sulfato (SO4–), carbonato (CO3–), cloreto (Cl-), nitrito (NO2-) ou nitrato (NO3-), associados aos catiões de sódio (Na+), magnésio (Mg++), potássio (K+) ou cálcio (Ca++), dos quais os sulfatos e os carbonatos não são higroscópicos. A sílica (SiO2) presente nos agregados é também susceptível de originar eflorescências de cor branca (H2SiO3), por reacção com a água, tratando-se no entanto de um sal insolúvel. Os diferentes tipos de sais formam-se de acordo com os materiais presentes, e poderá mesmo ser dada indicação sobre a sua origem pela análise do seu tipo, como por exemplo os nitratos do solo, ou os sulfatos e silicatos das paredes. Alguns dos diferentes tipos de sais solúveis poderão ser determinados qualitativamente através de ensaios pouco complicados.

Nos paramentos onde os sais entram em contacto com o ar húmido, este irá influenciar o processo de cristalização, que só ocorrerá quando a humidade relativa ambiente for inferior à humidade relativa de equilíbrio da solução saturada, específica para cada tipo de composto formado, e um pouco variável de acordo com a temperatura ambiente. Alguns dos sais, como os nitratos e os cloretos de cálcio ou magnésio, apresentam humidades relativas de equilíbrio nos paramentos tão baixas (até 53% a 20 ºC), que só poderão surgir muito excepcionalmente em compartimentos fortemente aquecidos. Quase todos os restantes sais apresentam humidade relativa de equilíbrio nos paramentos entre 75 e 96%, para 20 ºC, descendo cerca de 2% para os 30 ºC, e subindo cerca de 2% para os 10 ºC. Nestas condições, entende-se que será fácil a cristalização de alguns dos sais, mesmo em ambientes húmidos. No entanto, os sais existem e formam-se em conjunto sem ser no estado puro, pelo que as humidades e temperaturas de equilíbrio de cada um não podem, em geral, ser analisadas em separado.

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A forma de cristalização mais comum é a prismática ou em forma de agulhas, sendo menos frequente a forma de grão isométrico. Todos formam no entanto crostas, em especial os sais menos solúveis. O mesmo sal pode ainda cristalizar, quer em crostas de grãos isométricos, num local de maior humidade, quer em conjuntos de agulhas, numa zona menos húmida. Em condições de humidade relativa e temperatura constantes, a morfologia cristalina resulta também diferente, em função da humidade do paramento. Esquematiza-se no mesmo paramento sucessivamente menos húmido, a gradual variação de configuração dos cristais ao longo das seguintes 5 fases:

1) Crosta de grandes grãos isométricos, a crescer no interior de uma solução aquosa, sobre um paramento húmido;

2) Crosta de mais pequenos grãos isométricos, a crescer apenas sob uma película de solução aquosa, em paramento ainda húmido;

3) Crosta fibrosa a crescer ao ar, a partir de uma base coberta por uma fina película de solução aquosa;

4) Finos cristais prismáticos a crescerem a partir de uma base pouco húmida, com o filme de solução aquosa ainda em pequenas manchas;

5) Cristais em forma de agulha a crescerem ao ar sobre uma superfície quase seca, com abastecimentos localizados de solução aquosa.

A deterioração mais nefasta ocorre, no entanto, quando os cristais se desenvolvem dentro dos poros ou outras
cavidades do estuque. Como já se disse, esta situação depende das condições de evaporação e da natureza dos materiais, mas também das condições de abastecimento de solução aos cristais em formação. Aplicável a quase todo o tipo de cristais, em base porosa estucada, esquematiza-se na figura 6 um modelo de desenvolvimento do processo de cristalização, nas seguintes 4 fases:

1) Os cristais estão presentes nos poros maiores, de 1 a 10 μm, quase sempre totalmente preenchidos; a água evapora-se primeiro nas cavidades maiores, a partir de poros de evaporação, e os cristais são alimentados de solução a partir de outros poros mais pequenos;

2) Os cristais excedem a dimensão dos poros iniciais e ocupam outros poros vizinhos; surgem tensões perpendiculares ao paramento e fissuras paralelas a este, como resultado de roturas locais;

3) As fissuras ficam mais abertas e surgem em maior número, fazendo com que a taxa de evaporação ultrapasse a taxa de abastecimento de solução, esgotando-se esta em alguns pontos; a cristalização concentra-se pois nas fissuras, terminando o crescimento isométrico e iniciando-se o desenvolvimento em forma prismática;

4) As fissuras já estão muito abertas, a solução rareia e o seu contacto com os cristais é drasticamente reduzido; o crescimento cristalino é por isso cada vez mais esbelto, agora em forma de agulhas, até acabar mesmo por deixar de se realizar quando acabar de vez o abastecimento de solução.

O comportamento despedaçante dos sais pode, no entanto, ser distinguido entre: sais muito solúveis; sais levemente solúveis; e sais “quase insolúveis”. Esquematizam-se os efeitos dos sais no estuque, sob e sobre os paramentos, para os 3 seguintes tipos de solubilidade em água:

1) Sais muito solúveis: podem existir em grande concentração sem cristalizar mas, quando tal ocorre, surgem em geral eflorescências; nos paramentos onde exsudam, não provocam necessariamente graves danos, apesar de alterarem o aspecto das superfícies;

2) Sais levemente solúveis: são os mais nefastos, já que, apesar da sua menor solubilidade, têm maior
probabilidade de atingir a saturação; cristalizam preferencialmente sob os paramentos, e os danos causados são os mais elevados;

3) Sais “quase insolúveis”: não originam em geral efeitos prejudiciais, apesar de cristalizarem no interior, e as concentrações são reduzidas; a sua lenta e gradual cristalização pode ainda servir para melhorar alguma microcoesão ou reduzir a porosidade do material.

A grande maioria dos sais que surgem nas paredes e revestimentos podem classificar-se como muito solúveis, apesar de variarem entre 20 e 700 vezes a solubilidade do gesso. Este, cuja solubilidade é tomada como padrão, e o carbonato de magnésio podem considerar-se como levemente solúveis. Como sais “quase insolúveis”, ou seja, com cerca de 1/100 da solubilidade do gesso, podese referir o carbonato de cálcio e o de bário.