4. ESTUDO PRELIMINAR DE PROPOSTA PROJETUAL
4.3. SISTEMA MODULAR
Uma das maneiras de otimizar o processo construtivo, melhorando a produção e reduzindo os custos, é o uso de regras dimensionais para a produção de componentes modulares (SANTOS; PEREIRA, 2005).
O módulo é definido como peças construídas com dimensões múltiplas de uma medida de referência. Os autores defendem que a utilização da modulação na construção civil auxilia a simplificar a coordenação dos projetos por possuir menor variedade de tamanhos e ainda a orientar e facilitar o processo de montagem na obra.
Para o protótipo desenvolvido nesta monografia, escolheu-se projetar módulos que comportassem uma quantidade mínima de pessoas e que, associado a outro módulo, formassem conjuntos capazes de abrigar famílias com número variado de integrantes. Dessa forma, o abrigo se torna moldável ao problema encontrado e não há desperdícios de espaço e recursos.
O início da proposta projetual foi pensar nos ambientes necessários e nas metragens mínimas. Pensando em caráter emergencial, optou-se por criar apenas uma área para dormir e circular, sem a inserção de banheiros, cozinhas ou salas de estar/convivência.
O pé direito da edificação foi estipulado em 3,00m, visto que de acordo com o Código de Obras de Joinville (COJ), o abrigo seria caracterizado como um compartimento de permanência prolongada por se tratar de um local para repousar (LEI Nº 667/1964, artigo II, seção 88).
Na figura 17 está representado o layout inicial, projetado para comportar até três pessoas em uma área de 7,04 m². A cada novo usuário, deveria ser adicionado mais um módulo (direita), aumentando a área em 2,2m². A medida da cama de casal é de 1,28x1,88m e o beliche de solteiro possui 0,88x1,88m.
Figura 17 – Layout inicial projetado.
Fonte: Autora (2017).
Ainda que o COJ (1964) estipule 3,00m como a altura mínima a ser utilizada, a Lei nº 1.306 (Joinville, 1973) reformulou a resolução do mesmo e determinou em seu artigo 1° que nos compartimentos de permanência prolongada o pé direito adotado poderia ser de 2,60m.
Em decorrência do caráter emergencial do abrigo, constatou-se que o pé direito poderia ser reduzido para 2,25m sem que afetasse o bem-estar dos usuários e que o mesmo proporcionava um espaço vertical suficiente para a utilização de bicamas, otimizando o espaço. As áreas de circulação foram reduzidas ao máximo, resultando no layout final desenvolvido para o projeto (figura 18).
Figura 18 – Layout final projetado.
Fonte: Autora (2017).
Embora os espaços estejam reduzidos ao máximo para que o uso de material seja racionado e o abrigo se torne viável economicamente, as áreas de circulação são suficientes para as atividades ali desenvolvidas. Na figura 19 encontra-se o resultado final alcançado utilizando-se o software SketchUp.
Figura 19 – Maquete virtual dos módulos acoplados.
Fonte: Autora (2017).
Módulo 1 Módulo 2
O conforto e a privacidade foram as diretrizes principais de projeto, criando- se um layout otimizado e gerando um protótipo final de 3,5m² (para até 3 pessoas), com 2m² para cada módulo anexado (mais duas pessoas).
4.3.1. POSSIBILIDADES DE MODULAÇÃO
Com a criação de apenas dois módulos compatíveis entre si (imagem 20), o módulo 1, presente em todas as composições, abriga uma família de três pessoas; o módulo 2 é extra e abriga duas pessoas.
Figura 20 – Módulos 1 e 2.
Fonte: Autora (2017).
Ao módulo 1, considerado como a base para todos os abrigos, optou-se por um fechamento fixo em cinco partições, sendo uma delas (figura 21) necessariamente a porta de entrada de todos os abrigos; além disso, há uma parte removível e, se for preciso a conexão de outro módulo, a mesma poderá ser utilizada em seu fechamento, facilitando assim o acoplamento, além de otimizar o uso dos materiais.
Figura 21 – Localização da porta de acesso em todos os abrigos.
Fonte: Autora (2017).
O segundo módulo é um anexo com espaço suficiente para uma bicama. O mesmo poderá ser montado de duas maneiras, sendo que a diferença entre eles está em seu fechamento (um é o inverso do outro). Esta disposição foi pensada para que, na hora da modulação, o abrigo final ocupasse uma área retangular mesmo com a inserção de outros módulos.
O módulo 2 possui três partições fixas, uma móvel e duas aberturas, sendo uma delas conectada ao módulo 1 ou ao módulo subsequente, e a outra é fechada com a parte móvel proveniente dos módulos anteriormente citados.
A figura 22 ilustra uma simulação de combinações possíveis utilizando os dois módulos.
Figura 22 – Simulação de layout.
Fonte: Autora (2017).
Dessa forma, os abrigos se tornam padronizados, porém adaptáveis ao número de ocupantes, visto que cada família atingida possui uma composição diferenciada de pessoas.
4.3.2. ETAPAS DE MONTAGEM
Para a implantação de qualquer módulo do abrigo, é necessário nivelar o terreno, oferecendo maior conforto aos usuários. Com o auxílio de uma enxada ou instrumento nivelador; remover quaisquer volumes de solo que formem algum tipo de elevação dentro da área destinada ao abrigo. Se preciso e possível, utilizar o bota-fora nos locais onde haja algum buraco.
A fundação dos abrigos é viável de duas maneiras: com o uso de palletes ou apoiado direto no terreno. Escolhendo a primeira opção, 4 palletes de tamanho padrão (1,00x1,2x0,14)m devem ser dispostos para o módulo 1 (figura 23.a). A cada novo módulo anexado, mais 2 unidades devem ser adicionadas (figura 23.b).
Figura 23.a – Palletes para módulo 1. Figura 23.b – Palletes para módulo 2.
Fonte: Autora (2017).
Se a utilização dos palletes for dispensada, é preciso fazer canaletas, em todo o contorno do abrigo, com diâmetro igual ao dos tubos estruturais, porém em uma profundidade menor que sua altura (figura 24). Assim, evita-se que a água do exterior entre no ATE.
Figura 24 – Canaletas para bloqueio de água.
Fonte: Autora (2017).
Desta forma, o piso interno ficará nivelado e isolado da área externa, evitando a entrada de água ou qualquer objeto não desejado dentro do abrigo. Ainda, o mesmo é coberto com lona para que o usuário não entre em contato direto com a fundação, independente de qual for utilizada.
Na tabela 2 encontram-se discriminados alguns materiais necessários à construção dos dois módulos. O diâmetro nominal adotado foi o de 1.1/4”.
Tabela 2 – Tubos e conexões utilizados (continua).
Fonte: Tigre S/A (2017); Formufit (2017).
0
,0
Tabela 2 – Tubos e conexões utilizados (conclusão).
Fonte: Tigre S/A (2017); Formufit (2017).
É importante ressaltar que todos os tubos e conexões devem ser compatíveis entre si, visto que os diâmetros podem sofrer uma pequena alteração de acordo com o fabricante.
Conforme a figura 25, as paredes principais são divididas em duas categorias, sem a possibilidade de acoplamento (A), que são aquelas em que não é possível fazer a anexação de outro módulo através delas, e com possibilidade de acoplamento (B). Ainda, existem as paredes de ligação (L).
Figura 25 – Definição de paredes.
Fonte: Autora (2017). L B A L L B B L
A montagem dos módulos deverá seguir a ordem descrita abaixo:
a) Estrutura inferior (figura 26 e figura 27):
Figura 26 – Estrutura inferior do Módulo 1.
Fonte: Autora (2017).
Para o módulo 1 são necessários quatro tubos roscáveis de um metro, dois tubos roscáveis de 1,75 metros, três tês laterais, um tê normal, duas cruzetas modificadas e dois plugs.
Figura 27 – Estrutura inferior do Módulo 2.
Fonte: Autora (2017).
A diferença entre o módulo 1 e o módulo 2 é a dimensão da parede de ligação, que conta com apenas um metro. Como ele necessariamente se conecta a
outros módulos, é possível reaproveitar os elementos estruturais daquele em que foi inserido. Sendo assim, para a base do segundo módulo é preciso cinco tubos roscáveis de um metro, dois tês laterais, duas cruzetas modificadas e dois plugs.
b) Parede sem acoplamento (figura 28):
Figura 28 – Parede tipo A.
Fonte: Autora (2017).
A única parede que não permitirá o acoplamento de outro módulo será a parede externa do módulo 1 (A). Para sua construção, serão necessários três tubos roscáveis de 2,25 metros, dois tubos roscáveis de um metro, duas cruzetas modificadas e um tê normal.
c) Parede com acoplamento (figura 29):
Figura 29 – Parede tipo B.
A estrutura de todas as paredes que possibilitam a conexão de outro anexo, em ambos os módulos, é igual. Logo, para sua construção serão necessários três tubos roscáveis de 2,25 m, dois tubos roscáveis de 1 metro, uma cruzeta modificada, duas conexões de cinco lados e dois plugs.
d) Paredes de ligação (figura 30):
Figura 30 – Parede tipo L do módulo 1.
Fonte: Autora (2017).
Nas paredes tipo L, as conexões são ligadas por tubos roscáveis de 1,75m no módulo 1 e tubos de 1,00m no módulo 2.
e) Cobertura (figura 31 e figura 32):
Figura 31 – Cobertura módulo 1.
Para conectar a cobertura do módulo 1 em sua estrutura, são necessárias quatro tubulações de 1,20m, quatro nípels, quatro joelhos de 45º e dois tês laterais.
Figura 32 – Cobertura módulo 2.
Fonte: Autora (2017).
A diferença entre a cobertura dos módulos 1 e 2 é o comprimento das tubulações transversais, que no módulo 2 é de 0,7m.
f) Fechamento:
As paredes e cobertura recebem lona azul impermeável reforçada, visto que o Polietileno de alta densidade presente em seu centro oferece a resistência necessária a tração, e o Polietileno de baixa densidade torna o material impermeável, flexível e imune à ação de bactérias e fungos que poderiam prejudicar o material (CIKALA, 2017). Este tipo de lona é recomendável para tendas e acampamentos, além de proteção lateral para atividades ao ar livre.
Para aproveitar a iluminação natural do exterior, mas sem tirar a privacidade de seus usuários, utilizou-se uma lona transparente no fechamento do triângulo formado entre a cobertura e a estrutura das paredes de ligação.
Disposto em intervalos regulares ao longo de todo o perfil da lona, o velcro (figura 33) ajudará na fixação e no tensionamento da mesma às tubulações de PVC. O sistema de entrelaçamento foi criado para que as paredes móveis pudessem ser realocadas, racionando o uso do material.
Figura 33 – Disposição do velcro ao longo da parede de 1,00x2,25m.
Fonte: Autora (2017).
O material deve ser costurado na lona antes da entrega, disposto a cada 20 cm (aproximadamente) e com comprimento mínimo do encaixe “macho” (figura 34) de 6 cm.
Figura 34 – Utilização do velcro como sistema de tensionamento.
Fonte: Autora (2017).
Este tipo de montagem foi aplicado em todas as paredes móveis, nas extremidades das paredes fixas e também na junção entre o fechamento das paredes e da cobertura. A tabela 3 relaciona a quantidade de velcro que cada parte da estrutura precisará.
Macho
Tabela 3 – Relação velcro x componente. Estrutura Quantidade de peças Parede 2,25 x 1,75m 30
Parede 2,25 x 1,00m 26 Cobertura módulo 1 106 Cobertura módulo 2 82
Fonte: Autora (2017).
É importante tomar o cuidado de costurar as tiras de velcro de maneira intercalada para que os mesmos se encaixem e não fiquem sobrepostos na hora da montagem.
g) Aberturas (Figura 35 e 36):
As janelas e portas se dão a partir de recortes na própria lona, aproveitando o material e evitando a inserção de outros componentes que tornariam a montagem do abrigo mais lenta.
Figura 35 – Abertura da porta obrigatória no módulo 1.
Fonte: Autora (2017). Recorte Ligação entre a porta e a lona
O recorte na porta está localizado a 2,1m do chão e deve ter 0,8m de comprimento. Para abri-la basta descolar os velcros que estão abraçando o pilar direito da parede tipo B do módulo 1.
Figura 36 – Visão interna da abertura das janelas da parede de 1,00m.
Fonte: Autora (2017).
Como mencionado, nas janelas é realizado o mesmo procedimento. Logo, dois recortes verticais de 0,3m são feitos, espaçadas em um comprimento de 1,20m nas paredes tipo L de 1,75m e de 0,8m em todas as outras. Para abri-las, deve-se descolar os presos a viga de PVC, deslocando a lona para baixo.
A forma intercalada em que o sistema de velcros foi disposto mantém fixa à estrutura, isolando o interior do abrigo de qualquer agente externo. Sendo assim, o sistema de fixação precisa evitar grandes áreas sem os perfis de velcros, visto que, sem eles, a estrutura perde a estanqueidade desejada.
4.3.3. CONFORTO TÉRMICO
Toledo (2011) define o conforto térmico como estudos que visam estabelecer métodos de avaliação das condições necessárias a um ambiente térmico adequado às atividades e ocupação humanas, almejando a satisfação térmica do homem com o ambiente, na saúde dos usuários, no aumento de sua performance e na conservação de energia.
Recorte Recorte 0,8 m 0,3 m Ligação entre a janela e a lona
Segundo Toledo (2011) e Veloso (2015), as estruturas com revestimento em lona apresentam temperaturas consideradas desconfortáveis aos seres humanos.
Uma das soluções para esse problema foi a inserção de janelas em todas as paredes do abrigo, criando assim correntes de ar, que fazem com que o ar interno que tende a ser mais quente, seja trocado pelo ar externo mais frio.
Outra vantagem do sistema de fechamento utilizado é a possibilidade de abertura de toda e qualquer parede, além da cobertura. Dessa maneira, se torna mais fácil a troca de ar no interior do abrigo quando este apresentar temperaturas desagradáveis ao seu usuário, além de evitar-se o uso de mantas térmicas, que acabam encarecendo os módulos.
4.3.4. ANÁLISE QUANTITATIVA
A análise quantitativa dos materiais necessários à construção do abrigo temporário, assim como seus eventuais custos, foi realizada com base em um levantamento de preço tanto em lojas físicas que vendem o material quanto em lojas virtuais especializadas.
Na tabela 4 encontra-se a os valores para o módulo 1.
Tabela 4 – Quantidade de material X custos do módulo 1. Módulo 1
Peça Quantidade Preço
Tubo 36 (m) R$ 756,00
Tê (lateral) 5 (un.) R$ 47,75
Tê 2 (un.) R$ 34,00
Cruzeta modificada 5 (un.) R$ 47,75 Conexão 5 entradas 2 (un.) R$ 29,03
Joelho 45º 4 (un.) R$ 48,80 Nípel 4 (un.) R$ 24,80 Plug 2 (un.) R$ 4,00 Lona (azul) 25,6 (m²) R$ 207,36 Lona (transparente) 3,5 (m²) R$ 26,27 Velcro 16,2 (m) R$ 151,47 Pallete 4 (un.) R$ 160,00 TOTAL R$ 1.537,24 Fonte: Autora (2017).
De maneira análoga, a tabela 5 contém o orçamento para o módulo 2.
Tabela 5 – Quantidade de material X custos do módulo 2. Módulo 2
Peça Quantidade Preço
Tubo 27 (m) R$ 567,00
Tê (lateral) 4 (un.) R$ 38,20 Cruzeta modificada 4 (un.) R$ 38,20 Conexão 5 entradas 2 (un.) R$ 29,03 Joelho 45º 4 (un.) R$ 49,60 Nípel 4 (un.) R$ 24,80 Plug 2 (un.) R$ 4,00 Lona (azul) 14,1 (m²) R$ 105,84 Lona (transparente) 2 (m²) R$ 3,20 Velcro 11,2 (m) R$ 104,72 Pallete 2 (un.) R$ 80,00 TOTAL R$ 1.044,60 Fonte: Autora (2017).
Devido à grande diversidade de tamanhos e preços, as lonas tiveram seu valor médio estabelecido a partir de seu preço por m² (metro quadrado). Para os velcros, o valor médio foi obtido a partir de seu preço por metro.
O Tê lateral, a cruzeta modificada e a conexão com cinco saídas são peças que ainda não existem no Brasil. Por esse motivo, seus valores estimados foram convertidos do euro para o real, com câmbio relativo ao dia 25/10/2017.
A mão-de-obra não foi quantificada visto que a mesma, nas condições encontradas em desastres naturais, é realizada por voluntários. De acordo com Feres (2014), o abrigo Paper Log House demora em torno de 6 horas para ser montado por 20 pessoas. Considerando que seus sistemas são similares, mas que o ATE desenvolvido possui peças com maior complexidade, estima-se que o tempo de montagem do abrigo proposto seja de 10 horas para o mesmo número de pessoas.
4.3.5. ANÁLISE ESTRUTURAL
Como descrito nos itens anteriores, o abrigo como um todo será interligado por meio de conexões, formando assim uma peça única. Toda a carga que a estrutura irá receber será o peso das lonas, cerca de 0,03 kN, e de seu peso próprio.
Se somadas, a carga que chega às conexões e tubulações da parte inferior dos módulos, consideradas como a fundação dos ATEs, são bem menores que as suportadas pelo material.
O diâmetro 1.1/4” foi escolhido de acordo com o modelo de uma casa de bonecas disponibilizado pela empresa FORMUFIT (2017), especializada na área de tubos e conexões. Embora o pé direito seja relativamente alto, com esta bitola, a estrutura é rígida o suficiente para não flambar. Caso contrário, haveria a necessidade de colocar nípels no meio das tubulações verticais, ou então adicionar tubulações horizontais nas paredes do abrigo.
Um dos principais problemas encontrados em estruturas tensionadas é a carga de ventos incidente em sua superfície e provocam o arrancamento dos suportes das membranas (PAULETTI, 201-). Por ser um estudo preliminar, que segundo Pinhal (2009) é aquele em que se verifica a viabilidade de uma solução que dará as diretrizes ao anteprojeto, esse tipo de análise não se faz necessária no presente momento.
Para garantir que a estrutura não colapsará por conta dessa solicitação, similarmente às barracas, um sistema de fixação ao solo poderá ser utilizado. Tratam-se cordas presas às vigas de PVC, que são tensionadas e presas ao solo através de espeques, conforme a figura 36.
Figura 37 – Fixação de barracas tradicionais.
Fonte: Pivari (2015), modificado pela autora (2017).
Utilizar um conjunto de quatro cordas mais quatro espeques gera um custo de aproximadamente R$ 100,00 no módulo 1; a cada módulo 2 anexado, são necessários mais dois conjuntos, orçados em R$50,00. Por isso, é imprescindível a
análise dos ventos da região em que o abrigo será implantado, visto que este pode ser um gasto dispensável.
4.3.6. ANÁLISE LOGÍSTICA
As cidades atingidas por catástrofes naturais geralmente apresentam difícil acesso de locomoção. Por esse motivo, para o transporte dos kits até a região em que serão implantados, escolheu-se um modelo de caminhão conhecido como toco ou semi-pesado, com comprimento de 7,00m, largura de 2,5m, altura de 2,65m e capacidade de 7 toneladas (VIA PAJUÇARA, 2013).
A extensão de alguns tubos e o tamanho das lonas acaba limitando o arranjo dos kits, que após análise, são montados conforme a figura 37.
Figura 38 – Dimensão dos kits para entrega.
Fonte: Autora (2017).
A espessura das lonas é de 300 micas, ou 3mm, e a disposição da mesma se deu de maneira similar nos dois módulos, fazendo com que a altura de ambos fosse de 8 cm. Logo, em um caminhão podem ser transportados até 231 kits do módulo 1 e até 264 kits do módulo 2.
Figura 39 – Kit do módulo 1.
Fonte: Autora (2017).
As duas lonas de 1,20x2,15m envolverão as tubulações e conexões de PVC. Acima deles, as quatro lonas de 1,00x2,25m estarão dispostas, sem dobras. Por fim, as duas lonas de 1,75x2,25m envolvem todo o conjunto. Analogamente no módulo 2, a figura 40 ilustra a disposição dos materiais no kit do módulo 1.
Figura 40 – Kit do módulo 2.
Fonte: Autora (2017).
As duas lonas de 0,7x2,25m ficam sobre as tubulações e conexões de PVC. O restante das cinco lonas de 1,00x2,25m envolvem esse conjunto.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com os desastres naturais se tornando cada vez mais corriqueiros no Brasil, e com o aumento de pessoas atingidas por essas catástrofes, faz-se essencial um melhor acolhimento e suporte às vítimas. Procurou-se suprir essa necessidade por meio do estudo preliminar de um abrigo temporário de caráter emergencial.
De maneira geral, os indivíduos atingidos por esses desastres se vêm obrigados a desocupar seus lares temporária ou definitivamente, e acabam sendo alojados de forma precária em locais inapropriados. Sendo assim, a privacidade e o conforto foram caraterísticas incontestáveis na hora de projetar o abrigo.
Como as barracas são a maneira mais fácil e rápida de abrigar um grupo de pessoas, optou-se por mesclar sua estrutura com a de outros abrigos já utilizados e bem-sucedidos, estudando a disposição de seus ambientes, sua técnica de construção, além dos materiais empregados em sua estrutura.
Após análise referencial, os materiais que melhor se adequavam ao abrigo proposto neste trabalho foram as tubulações e conexões em Cloreto de Polivinil (PVC) e a lona. Como resultado, foram criados abrigos dispostos em módulos singulares com possibilidade de combinação entre si, com distribuição por meio de kits pré-montados. Uma das dificuldades para tornar o projeto viável, foi a limitação encontrada com relação ao tipo de tubulação elencado para o abrigo, o roscável.
A forma proposta ao abrigo temporário permite a modulação e flexibilidade de sua estrutura, tornando-o mutável. Isso faz com que cada abrigo seja único e se molde da maneira que se fizer necessário, podendo atender famílias de duas até mais de dez pessoas.
Ainda que o orçamento seja aproximado, os valores considerados para as conexões importadas não divergem tanto do preço das conexões encontradas no Brasil. Estima-se que cada unidade de tê lateral, cruzeta modificada e conexão com 5 entradas possa sofrer um acréscimo de R$7,50; R$8,00 e R$ 2,00; respectivamente. Logo, o módulo 1 passaria a custar pouco mais de R$ 1.618,00 e o módulo 2 R$ 1.190,00.
Mesmo com um preço mais elevado, o orçamento final de cada módulo ainda possui um valor acessível, visto a rapidez de montagem e desmontagem, a facilidade no transporte dos kits, a longa duração e resistência dos materiais empregados, além da possibilidade de reutilização dos elementos estruturais em outras situações emergenciais.
O presente trabalho se encerra ao afirmar, como objetivo geral, a exequibilidade do abrigo temporário de caráter emergencial proposto, além de sua viabilidade econômica, logística, de reutilização e usabilidade.
Ressalta-se aqui a importância de continuar uma análise aprofundada sobre o mesmo, sugerindo-se para futuros trabalhos o estudo da carga dos ventos que incidem sobre as superfícies do abrigo visto que a mesma pode ser considerada como a principal carga exercida em estruturas tensionadas. Pode-se aliar esse estudo à implantação do abrigo em algum local, pois deverão ser considerados os ventos dominantes e predominantes da região, podendo afetar sua estrutura.
Recomenda-se também a análise de implantação de um sistema de captação e reaproveitamento de água da chuva, utilizando-se as próprias tubulações de PVC como fonte de recebimento e distribuição do sistema. Ainda, é interessante a comparação da resistência física do abrigo se o diâmetro das tubulações for trocado de 1.1/4” para 1”, já que o mesmo pode ser encontrado com mais facilidade