UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – UFSC/ CTC ÁREA DO CONHECIMENTO – CIÊNCIAS SOCIAIS APLICADAS
Área: ARQUITETURA E URBANISMO
TECNOLOGIA DA ARQUITETURA
Projeto de Pesquisa: PIBIC/2017-2018
RELATÓRIO FINAL DE ATIVIDADES
Bolsista: Sara Dotta Correa
SUSTENTABILIDADE E DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO: UMA PROPOSTA PARA A HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPO DE CASA SUSTENTÁVEL
Etapa 2
: Modelagem do protótipo
Coordenação: Prof. Dr. Lisiane Ilha Librelotto
Título : UMA PROPOSTA PARA A HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL: DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPO DE CASA SUSTENTÁVEL – ETAPA 2- MODELAGEM DO PROTÓTIPO.
Resumo
Existem diversas alternativas para a construção de Habitações de Interesse Social e sabe-se da existência de um grande déficit habitacional no Brasil. Dessa forma, dando seguimento à Etapa 1 - Projeto -, no qual foram desenvolvidos tanto o projeto da habitação, como maquete eletrônica e servindo de base para a modelagem em escala reduzida do protótipo da habitação. O sistema construtivo assume especial relevância neste estudo pois através deste pode-se assegurar o baixo custo e o desempenho. Deve-se manter em mente que quanto mais se edifica, mais se consome em recursos e mais impactos são gerados ao meio ambiente. Assim, esta pesquisa apresenta como objetivo a continuação do desenvolvimento do protótipo de habitação sustentável, empregando um sistema construtivo fundamentado em técnicas para reutilização de materiais diversos, matérias-primas disponíveis na região de Florianópolis, com baixa energia incorporada. Particularmente, nesta etapa, pretende-se a modelagem em escala reduzida da proposta partindo-se do projeto elaborado na etapa 1. Para alcançar este objetivo é necessário conhecer iniciativas de prototipagem habitacional, avaliar a sustentabilidade das soluções incorporadas, elaborar a análise do ciclo de vida do protótipo além de realizar testes de composição dos materiais empregados. Como resultados, espera-se obter o projeto do protótipo e detalhamento da sua técnica em modelo em escala reduzida, observando como se comportam esses materiais, bem como verificar a construtibilidade do protótipo, apontando seus pontos positivos e negativos para que futuras pesquisas nessa área possam ser desenvolvidas.
Palavras chave:
1. Introdução
a) Contextualização
Existem diversas alternativas para a construção de Habitações de Interesse Social. O déficit habitacional é conhecido e divulgado pela Fundação João Pinheiro (2011) e por pesquisadores (FURTADO; LIMA NETO; KRAUSE, 2013). Parte da solução está no emprego destas alternativas habitacionais considerando as diferentes realidades brasileiras e os usos urbanos, rurais, permanentes ou temporários. O domínio da tecnologia para emprego na construção habitacional pode ser usado, por exemplo para construção de protótipo, que gera dados para uma avaliação correta de seu desempenho. Essa pesquisa envolve a análise da sustentabilidade da extração de matéria-prima, construção, manutenção e uso para toda a vida útil da edificação, além do desempenho dos componentes do sistema construtivo e nível de tecnologia incorporada, sob diversas óticas. Os profissionais, gestores e projetistas, assim como sociedade e usuários diretos precisam ter conhecimento das técnicas e soluções integradas antes de empregá-las.
Considerando o significativo consumo dos recursos naturais e, dentre outros, os resíduos produzidos e suas demais consequências, o mercado da construção civil produz efeitos problemáticos tanto ambientais e sociais quanto econômicos. Ou seja, os resultados poderão ser negativos se os processos de planejamento, concepção, construção e demolição forem elaborados sem uma perspectiva sustentável. Dessa forma, é essencial que esses processos e etapas exerçam um papel econômico, social e ambientalmente responsável para com à preservação e conservação dos recursos naturais. Investigando e analisando tais etapas de uma construção é possível desenvolver fluxogramas/ciclos dos processos - produtivos e construtivos - que podem colaborar com significativas alterações, ou seja, mudanças e decisões mais adequadas, que promovem o progresso do ciclo de vida das construções. (SOARES et al., 2004)
b) Problemática
Ao construir um edifício em determinado local, gera-se a necessidade de infra-estrutura (acessos, redes de esgoto, de água, de energia), aumenta-se o nível de emprego, necessita-se de móveis, de eletrodomésticos, de equipamentos de segurança para os operários, de ferramentas, de outros edifícios para instalar comércio, escolas e assim por diante. Entrelaçadas às questões ambientais, a dimensão econômica representa a expressão de obtenção do melhor produto pelo menor preço. Isto significa qualidade em projeto, em construção, em ocupação ao mesmo tempo em que se busca a economia em recursos. Materiais regionais / locais e menos impactantes, racionalização, construtibilidade, reutilização e reciclagem de resíduos, facilidade de manutenção e até formas de ganhos econômicos que podem ser integradas as habitações para propiciar sustento às famílias, são fatores que devem ser considerados. Na dimensão social pesa o fato das diferenças: culturais, renda, qualidade de vida, perfil familiar. No ciclo de vida estão inseridos o uso de materiais que possam ser obtidos através da comunidade . Analisando-se a situação da habitação de interesse social, considerando a inserção da sustentabilidade no seu escopo, a elaboração do projeto e sistema construtivo para construção de habitações, torna-se uma tarefa difícil e de extrema importância para a utilidade pública.
c) Objetivos e Metas
Esta pesquisa tem como objetivo a modelagem de um protótipo de habitação sustentável em uma escala reduzida, empregando um sistema construtivo fundamentado em técnicas para reutilização de materiais diversos, além do uso materiais naturais e locais na região de Florianópolis, como a terra e o bambu, por exemplo, os quais têm baixa energia incorporada. Dessa forma, foram abordadas como metas desta pesquisa, elaborar o projeto da edificação e então verificar a construtibilidade e seus respectivos detalhes construtivos junto a modelagem do protótipo em software e em escala reduzida.
d) Justificativa
Torna-se evidente a constatação de que as diversas fases de construção de uma obra, precisam respeitar o meio ambiente, resgatando questões como a extração de matéria-prima e seus impactos ambientais, a máxima e melhor utilização dos recursos materiais, evitando desperdícios; as questões de qualidade do material (físico-químicas), e a busca de materiais de baixo custo financeiro. Também devem privilegiar o uso de recursos regionais para sua construção e manutenção. Somam-se às questões ambientais, a necessidade já consolidada de baixos custos de produção e a necessidade de promover o desenvolvimento social da comunidade onde o projeto estará inserido.
2. Revisão bibliográfica
2.1. A importância da confecção de modelos físicos: Protótipo
Segundo o dicionário Aurélio , a palavra protótipo significa “ 1 Primeiro tipo ou primeiro exemplar; exemplar único feito para ser experimental antes da produção de outros exemplares” . Assim, em busca de um modelo de teste, onde o aprimoramento da técnica e a forma de construir podem ser avaliadas são essenciais antes da produção do modelo em escala real. A confecção de modelos físicos pode gerar um resultado mais favorável no momento de implantação dos projetos de Habitação de Interesse Social (HIS), considerando que através da execução desses modelos pôde-se obter um aprimoramento das fases de estudo dos projetos arquitetônicos, solucionando possíveis problemas de concepção e encontrando novas possibilidades para os sistemas construtivos empregados. (TELLI, et. al 2014).
Através dessa confecção é possível aproximar o sistema construtivo ao máximo do ideal a fim de que sua produção e/ou implementação se inicie com mais segurança ou qualidade. Segundo evidencia KNOLL et. al (2003) modelos nada mais são que concretização imediata da nossa concepção espacial, por meio de elementos tectônicos – corpos, superfícies e hastes.
Assim, antes de iniciar a construção de um protótipo, temos que ter em mãos os esboços e os desenhos daquilo que temos em mente enquanto projeto, garantindo um resultado mais favorável no momento de implantação do mesmo.
2.2. Sustentabilidade empregada a HIS
A avaliação da sustentabilidade do produto habitacional permeia uma série de questões que concernem os materiais, sistemas e técnicas construtivas que consideram, entre outros, segundo evidencia Librelotto (2005) a satisfação dos requisitos de desempenho previstos em normas técnicas, a durabilidade e baixo custo, o baixo impacto ambiental, o baixo consumo de energia incorporada, a previsão de flexibilidade para adequação ao ciclo de vida familiar; utilização de recursos regionais, inclusive, permitindo a construção em regime de auto-ajuda ou montagem industrial, compatibilidade com entorno e infraestrutura existente e a adequação em relação ao contexto em que será empregado: emergencial, transacional ou permanente; urbano ou rural. Dessa forma os sistemas alternativos devem englobar a sustentabilidade em suas três dimensões: econômica, social e ambiental, ou seja, a sustentabilidade em sua forma mais abrangente, conforme a ilustra a imagem abaixo.
2.3. Catalogação de protótipos
Dando seguimento a pesquisa, foi elaborada a catalogação de protótipos de habitações sustentáveis, ecológicas ou que se utilizam de sistemas construtivos alternativos, voltados para utilização de materiais e soluções visando diminuir o uso dos recursos naturais, diminuição de poluentes e preservação do meio ambiente além além dos demais quesitos supracitados que envolvem uma construção sustentável de forma abrangente.
Protótipo 1:
Casa modular em PVC e steel frame. Fonte: Grupo Virtuhab/UFSC (2011)
Protótipo 2:
Modelo para construção emergencial em superadobe Fonte: Santos (2013)
Protótipo 3:
Casa flutuante em container Fonte: Librelotto (2012). Protótipo 4:
Projeto da Casa Protótipo de Autoconstrução Sustentável (PAS) desenvolvido pelo arquiteto Bernardo Andrade
Fonte: Bernardo Andrade Protótipo 5:
Projeto de protótipo de casa sustentável que investe no termo casa ecológica, com uso racional da água e luz e eficiência energética.
Protótipo 6:
Casa Aqua - busca, entre outros, segundo seus idealizadores, “soluções como a simples inclinação invertida do telhado que além de facilitar a coleta de água da chuva para o consumo, propicia uma ventilação natural que reduz gasto de energia com ar condicionado”.
Fonte: Inovatech Engenharia, Luiz Henrique Ferreira
Protótipo 7:
Casa Eloy Casagrande - nesse protótipo, as fundações foram feitas em concreto, as paredes externas em PVC, utiliza “woodframe”, a escada que leva para o segundo andar da casa é feita de madeira reaproveitada, resíduos de uma fábrica de escadas. As paredes internas duplas são feitas em madeira de reflorestamento e possuem certificado ambiental. Sua forração é toda em fibras de PET e placas de borracha provenientes de pneu reciclado.
Protótipo 8:
Módulo Ecoflex Sustentável: módulo multiuso- Este projeto procurou promover a sustentabilidade, boas práticas de arquitetura e engenharia e uso consciente dos recursos naturais, tendo a organização em módulos, layout flexível e adaptável a usos diversos. Esse projeto e suas diretrizes foram utilizados com ênfase para essa pesquisa dada a relevância das premissas utilizadas e a tecnologia incorporada.
Fonte: Universidade Federal da Bahia - UFBA Menção Honrosa no Prêmio Odebrecht (2015)
2.4. Análise do Ciclo de vida.
2.4.1 O ACV como ferramenta de apoio à redução de recursos naturais, energia e emissões . 2
Teixeira (2013) aponta para os benefícios dos métodos construtivos vernaculares, que utilizam como matéria prima os recursos locais, (ou seja no ciclo de vida estão inseridos o uso de materiais que possam ser obtidos através da comunidade), além de incorporar o mínimo de energia no processo e o empregar materiais biodegradáveis e/ou recicláveis nas edificações. Dessa forma, este estudo tem como objetivo elaborar e analisar os processos e do ciclo de vida e produção de um protótipo modular sustentável para habitação social, visando obter critérios para a tomada de decisões mais favoráveis, analisar repercussões ambientais, estabelecendo uma base de informações sobre consumo de energia e emissões de modo a obter uma edificação constituída por componente construtivo eficiente através da melhoria do ciclo de vida (CHEHEBE, 1997). Assim, o estudo realizado no protótipo gera critérios, auxilia na análise de dados, na escolha de materiais mais eficientes e/ou naturais, na redução de gastos, contribui para analisar etapas onde os recursos naturais podem ser preservados, contribuindo significativamente para o modelo final e construção de parte da edificação em escala real.
Considerando que esse estudo se concentra no âmbito da construção civil através da criação de um protótipo modular para habitação social projetado para promover técnicas sustentáveis. Relativamente às diversas etapas do ciclo de vida de uma edificação, o seu conhecimento pode auxiliar na delimitação do sistema, ou seja, podem-se citar os processos de formação de energia e materiais (berço), o processo construtivo, o uso, a inutilização e demolição (túmulo). Assim, as fronteiras do sistema especificam quais etapas do ciclo de vida serão analisadas, e como e porque o estudo está sendo realizado. (BAUMANN; TILLMAN, 2004 apud SOARES et al., 2006). Dessa forma, um estudo de ACV (Avaliação do Ciclo de Vida) pode contemplar todas ou isoladas etapas de um ciclo de vida e foi aplicado neste estudo
2 Parte desse item foi submetido e aprovado para ser apresentado em forma de artigo no VI Congresso Brasileiro
de forma simplificada para possibilitar a análise dos benefícios ao emprego de materiais e métodos construtivos mais naturais e menos impactantes.
2.5. Análise granulométrica (Dispersão total) do solo utilizado na elaboração dos blocos de calfitice.
Para essa etapa, foi realizada uma nova análise do solo que compõe a argamassa de Calfitice, para obter a precisão dos grãos e os minerais que compõem a terra. A Análise granulométrica nominada como “sítio 2” feita junto ao Laboratório de Solos, Água e Tecidos Vegetais , coordenado pelo Prof.: Jucinei José Comin, com auxílio da mestranda Samya Uchôa e Sumara Lisboa. O experimento foi realizado entre os dias 20 e 24 de novembro de 2017. O princípio do teste baseou-se na velocidade de queda das partículas que compõem o solo. Fixou-se o tempo para o deslocamento vertical na suspensão do solo com água, após a adição de um dispersante químico (soda ou calgon). Pipetou-se um volume da suspensão, para determinação da argila que seca em estufa é pesada. As frações grosseiras (areia fina e grossa) foram separadas por tamisação, secas em estufa e pesadas para obtenção dos respectivos percentuais. O silte corresponde ao complemento dos percentuais para 100%. Foi obtido por diferença das outras frações em relação à amostra origina l.A referência bibliográfica da análise refere- se a CENTRO NACIONAL DE PESQUISA DE SOLOS (EMBRAPA, 1997). As fotos que seguem são referentes aos procedimentos realizados.
Mesa agitadora por 12 horas Copo metálico do agitador elétrico “stirrer” (agitação durante 2 minutos)
“ Sítio 2” na proveta de 1 litro. Conteúdo passa através de peneira de 20 cm de
diâmetro e malha de 0,053
Cápsula de metal numerado e de peso conhecido Após secagem de 2 dias, foi pesado, com
aproximação de 0,05 g, obtendo-se assim o peso da
O cálculo dos valores das frações foi realizado de acordo com as seguintes expressões:
A amostra do sítio 2, após submetida a expressão anterior apresentou as seguintes características:
AMOSTRA ARGILA g kg-1 AREIA g kg-1 SILTE g kg-1
Sitio 2 7,00 518,83 474,17
É possível observar que o solo se caracteriza por mais da metade de areia ( 518,83), e apenas uma mínima presença de argila (7,00), que é o elemento que proporciona coesão ao solo, ou seja, o solo utilizado se caracteriza por terra siltosa, segundo a classificação abaixo.
2.6. Revisão de projetos anteriores.
2.6.1. Pesquisas de Iniciação Científica antecessoras.
No PIBIC 2014 foram catalogados uma série de sistemas construtivos passíveis de ser empregados na construção de habitações de interesse social. Estes sistemas foram avaliados conforme sua possibilidade de satisfazer os requisitos para uma habitação sustentável. Conclui-se que as melhores alternativas empregavam materiais de fácil obtenção, como a terra e o bambu. No PIBIC 2015 trabalhou-se com um elemento construtivo utilizando o Adobe, como novo formato e utilizando garrafas PET. Outra proposição, no PIBIC 2016 incorporou a calfitice com o bambu na proposição de placas modulares, que ficaram muito pesada e trincaram bastante. Assim antes do novo projeto, verificou-se a necessidade de corrigir a proposição do componente, de forma a deixá-lo mais simples, mais leve e mais resistente, com pequenas adequações no traço no material também. Daí resultou um componente modular que foi integrado a um pré-modelo.
2.6.2. Revisão da Etapa 1 - PROJETO
Essa pesquisa dá continuidade a sua etapa anterior “Desenvolvimento de protótipo de casa sustentável - Etapa 1 : Projeto” (CNPq-PIBIC-16/17) onde foi desenvolvido o projeto da habitação, detalhes de modulação e a técnica construtivas elaborada para ser utilizada no protótipo. A técnica incorpora uso de materiais locais e naturais como o bambu, a terra e a argamassa de origem colombiana Calfitice (cal + fibra + tierra (em espanhol) + cemento (em espanhol)). (CORREA;LIBRELOTTO, 2017). Abaixo pode-se observar fotos dos componentes construtivos desenvolvidos, primeiramente em software, posteriormente em escala real.
Blocos em Software 3D. Fonte: autores
Blocos construídos em escala real. Fonte: autores
Sistema construtivo : blocos + bambu Fonte: autores
Fonte: autores
O formato proposto para o bloco surge da adaptação da ABNT NBR 6136 (2007), “Blocos vazados de concreto simples para alvenaria‖, sendo que esses blocos são divididos em famílias, de acordo com a sua dimensão modular, e geralmente contém 1,2, 3 furos. Isso facilita a passagem da fiação, canos de água e são posicionados de maneira a formar a amarração correta, fazendo com que eles se encaixem entre si. (CORREA;LIBRELOTTO, 2017).
Os mesmos autores apontam ainda para a norma de Norma de Adobe para Construção com Terra (No prelo), que determina que para um bloco construído com terra, os furos devem ser perpendiculares à face de assentamento, para passagem de tubulações ou grauteamento para reforço estrutural.
Quanto a dimensões faz necessário que o espaçamento entre furos seja igual a e ≥ L/4, ou seja, deve ser maior ou igual a largura do bloco, como mostram as Figuras x e x.
Figura n
As divisórias que aparecem na cor branca no modelo são parte da proposta do uso dos materiais já incorporados no modelo, como o bambu, a terra e etc. Segundo propõe TEIXEIRA (2013) nas Figuras abaixo, sobre o uso do bambu como material de construção e o uso deste em forma painéis cobertos com argamassa para habitações econômicas:
“―[...] esta planta é um material viável e adequado do ponto de vista ecológico e construtivo, haja vista suas características físicas, mecânicas e construtivas, podendo substituir, com vantagens e segurança, os materiais convencionais ou industrializados. A grande maioria dos materiais industrializados, ao contrário do bambu, consome grande quantidade de energia, gera volumosos resíduos, possuem em suas composições insumos não renováveis, além de produzir grande quantidade de resíduos agressivos e gás carbônico, que são diretamente lançados na atmosfera, nos rios e nos solos, provocando a degradação ambiental.”
modelo de painel em 2D estrutura de bambu Figura corpo de prova finalizado Fonte: TEIXEIRA (2013)
3. Materiais e Métodos.
3.1. Metodologia de ACV
Com auxílio das normas NBR ISO 14040 (ABNT, 2001), NBR ISO 14041 (ABNT, 2004), que abordam respectivamente, os princípios gerais e definição de objetivos e escopo da ACV, os fluxogramas do protótipo foram elaborados, tendo como delimitação do sistema os processos de formação de energia e materiais (berço), ou seja, considerando com ênfase a etapa em verde no esquema ACV da figura abaixo.
Fonte: Soares et al. (2006), adaptado
Segundo a NBR ISO 14040 (2001) o procedimento correto para realização da Análise do Ciclo de Vida engloba quatro etapas, sendo essas: 1- definição do objetivo e escopo, 2- Análise de inventário, 3- avaliação de impacto e 4- interpretação. Tendo em vista que o ciclo de
vida depende do produto e/ou projeto que será gerado e considerando que a concepção desse protótipo modular surgiu no âmbito de uma pesquisa científica na área da sustentabilidade e desenvolvimento tecnológico na construção civil, os diagramas - nesse caso de processo e produto - foram elaborados pelos autores. Elaborar o conjunto de todas as etapas do processo de concepção do protótipo sustentável foi primordial para seu desenvolvimento (EUROPEAN COMMISSION, 1997). O ciclo de vida foi a ferramenta base, pois através deste foi possível detalhar os passos, sendo tanto do processo de concepção, quanto da técnica construtiva.
Conforme aponta Chehebe (1997), na averiguação das consequências ambientais que estão associadas a uma técnica construtiva, assim como qualquer material que seja feito e/ou desenvolvido, faz-se necessário preparar os diagramas de todos os processos relevantes envolvidos no ciclo de vida do sistema que está sendo estudado, criando uma visão global que possa auxiliar na identificação dos processos e intervenções ambientais de maior relevância e pode subdividir-se onde apropriado e dependendo do objetivo, fornecer uma visão mais ampla sem deter-se nos detalhes.
3.2. Elaboração do projeto arquitetônico
Utilizando o projeto que obteve Menção Honrosa no Prêmio Odebrecht 2015, deste foram extraídos os requisitos de projeto: modulação, flexibilidade, agrupamento de áreas de estar, repouso, alimentação e higiene tentando criar uma proximidade das áreas úmidas possibilitando criar uma parede hidráulica, facilitando a passagem das tubulações e a inspeção das mesmas, onde a infraestrutura desse sistema pôde ser otimizada nos módulos cozinha e banheiro. A elaboração do projeto com layout adaptável em forma de módulos permite rearranjar tanto a disposição quanto o número de cômodos conforme a composição da família do usuário. Considerando o sistema construtivo formado por blocos de calfitice e bambus verticais, o projeto se utiliza de uma parede hidráulica. O software empregado para a modelagem digital foi AutoCad. Posteriormente os módulos foram agrupados de forma a obter
uma dinâmica na fachadas quebrando a monotonia das fachadas em plano único. A partir desses agrupamentos foi criado uma habitação tipo e outras duas possibilidade de expansão.
O projeto foi modelado no software Sketchup, sendo que a proposta buscou a otimização dos espaços, conexão entre ambientes e layout diferenciados, a planta foi organizada em módulos, partindo da ideia de conectar os blocos de dormitórios (rosa), estar (verde), cozinha (laranja) e banheiro (azul).
Figura: Módulos dos ambientes Fonte: CORREA et. al (2017).
3.2.1 Estratégias de projeto
Foram consideradas como estratégias de projeto para elaboração dos layouts as áreas mínimas dos ambientes, a ausência de corredores e a cômoda em área alternativa entre as portas dos dormitórios solteiro e casal foram estratégias que visam facilitar a otimização dos espaços. Foram proposta duas áreas externas, na frente, área de lazer, descanso e contemplação, com pergolado e plantas de sombra em conjunto com mobiliário de área externa. Ao fundo, uma área de serviço que engloba a lavanderia, a horta comunitária, a composteira e área de coleta de água da chuva. Esses espaços estão fora da edificação pois consideram uma interação entre vizinhos, podendo facilitar relações interpessoais e uso comunitário de lavanderias e hortas, proporcionando uma ambiente agradável que quando as habitações agrupadas em série criam áreas entre si promovendo, entre outros, a sustentabilidade social.
Dessa forma a proposta de disposição dos ambientes leva em consideração os espaços em torno da edificação, onde podem ser implementadas as estratégias de sustentabilidade do modelo ESA (LIBRELOTTO, 2005), que são, além das já mencionadas, as áreas de lazer comunitárias, aquecimento de água por placas solares e teto verde. Esse modelo avalia o desempenho sustentável das edificações, segundo o critério econômico, social e ambiental. Por isso, a edificação busca além de incentivar os usuários a ter uma visão global de preservação do meio ambiente e a conscientização e promoção do saber, busca também um caráter de economia, tanto pela utilização de materiais com baixos valores de energia incorporada, como a própria economia de água e energia elétrica. Esses itens aparecem representados no capítulo seguinte.
3.2.1 Metodologia empregada no Sistema Construtivo
No decorrer da modelação do protótipo da casa, foi necessário explorar alguns detalhes construtivos. Por exemplo, dando suporte às cargas distribuídas provocadas pela inserção de janelas, associações entre blocos de Calfitice e varas de bambu atuam como verga e contraverga, sendo essa união formada por vara de bambu roliça e blocos com formato semelhante a ―canaleta‖, que para essa composição se dão com bloco inferior e superior com formato meio círculo encaixando o bambu. O sistema construtivo empregado pode ser utilizado de duas maneiras, blocos de calfitice como vedação, sendo usados em conjunto com pilares de madeira, e blocos de calfitice como alvenaria estrutural, sendo que neste último caso não há confirmação de ensaios de resistência pois não foi possível realizar-los para precisar se suportam tanto a o peso próprio quanto as demais cargas que atuam no sistema.
4. Resultados e Discussão.
4.1. Detalhamento do projeto do protótipo : Planta baixa
a) Residência tipo
Figura : Agrupamento dos modelos, residência de dois dormitórios. Fonte: autores
b) Residência tipo +1
Figura : Agrupamento dos modelos, residência de três dormitórios. Fonte: autores
c) Residência tipo +2
Figura : Agrupamento dos modelos, residência de quatro dormitórios. Fonte: autores
O layout interno do modelo de agrupamento flexível e adaptável ao tamanho das famílias, se fragmenta com base na proposição do protótipo da residência tipo (dois dormitórios):
Fonte: autores
4.3. Detalhamento do protótipo: Sistema construtivo
Detalhe 1 : perspectiva externa, amarração dos blocos de calfitice, conexões de paredes
Fonte: autores
Detalhe 2: perspectiva interna com aberturas, painéis de bambu, pisos.
Fonte: autores
Detalhe 3: perspectiva explodida, união entre bambus verticais, blocos de calfitice, esquadria, verga e contra verga
Fonte: autores
Fonte: autores.
4.4. Quanto a metodologia ACV:
Assim, para este estudo, obteve-se uma visão ampla e a subdivisão entre processo de projeto (concepção do protótipo) e produto (método construtivo). As Figuras 2 e 3 evidenciam os diagramas de projeto e produto respectivamente. O método construtivo constitui-se pelo uso de blocos de argamassa tipo calfitice, bambus (espécie Bambusa tuldoides), madeira (Eucalipto), sendo que a fundação é do tipo radier de concreto.
Figura 2: Fluxograma da elaboração do projeto do protótipo
Figura 3: Fluxograma da elaboração do bloco em calfitice a ser empregado no método construtivo
Fonte: autores (as linhas retas à direita representam a continuidade do fluxograma subdivido).
Nesse estudo foi proposto um método construtivo de baixa energia incorporada no processo e uso de técnicas vernaculares associadas a materiais de construção ambientalmente responsáveis, como a terra crua, por exemplo, produzidos manualmente com a argamassa tipo
calfitice. Pires et al. (2011) faz menção a essa argamassa, técnica colombiana utilizada em construções com o bambu Guadua Angustifolia (nativa da América do Sul) e, no Brasil usado em obras e oficinas de bioconstrução e a descreve como um dos exemplos de tecnologias sociais aplicáveis em ambiente rural ou urbano que podem produzir ciclos onde não são gerados resíduos, mas sempre recursos, de um processo para outro. Santos (2011) aponta para a produção do bloco cerâmico convencional, -cerâmica vermelha- (produzido com extrusão da argila e queima em fornos) os quais, são responsáveis de 60 a 90 % das alvenarias de vedação executadas no Brasil. Silva e Librelotto (2016) apontam para queima da lenha como a
principal fonte de energia térmica utilizada na indústria cerâmica, principalmente no segmento da cerâmica vermelha na produção de bloco, sendo a queima a principal responsável pela emissão de CO2, entre outras emissões gasosas; águas residuais; resíduos sólidos; ruídos e calor. Soares et al. (2006) elaborou o fluxograma tipo da produção de tijolos de cerâmica vermelha, assim demonstra-se através da Figura 5, o processo de fabricação e seus respectivos recursos e emissões.
Figura 5: Comparativo fluxograma-tipo da produção de tijolos de cerâmica vermelha versus blocos de calfitice
Fonte: Soares et al. (2006)
Como evidenciam os diagramas representados no processo metodológico, o bloco de vedação proposto para esse método não passa por nenhuma etapa de queima ou industrialização, o solo é coletado do local e sua produção propõe um resgate às técnicas de bioconstrução, ou seja, um processo manual ambientalmente favorável, com materiais naturais que podem retornar a natureza após o uso (berço ao berço).
O fluxograma de produção da cerâmica vermelha demonstra a necessidade de uma mudança no atual modelo de consumo, onde relação entre ser humano e meio ambiente não seja apenas extrativista e exploratória, sendo que a indústria da construção civil merece uma atenção especial, visando a busca pelo desenvolvimento sustentável como algo constante, de modo a garantir o crescimento econômico, com o mínimo de impactos negativos no âmbito social e ambiental (SILVA; LIBRELOTTO, 2016).
A Figura 6 evidencia o fluxograma tipo do processo de tomada de decisões acerca da escolha de materiais de construção ambientalmente responsáveis para esse protótipo,
considerando reduzidas emissões de gases à atmosfera, além da baixa energia incorporada em sua composição dados seus processos manuais, grande potencial de reciclagem/reuso preservando os recursos naturais ao longo do ciclo de vida, fatores de significativa importância no mercado da construção civil.
Figura 6: Fluxograma da concepção do protótipo incluindo a parte projetual onde foram tomadas as decisões.
A ferramenta ACV foi de extrema importância ao longo do estudo dada a excelência que se destaca no que se refere a análise e escolha de alternativas, concepção de critérios, visualizando as repercussões ambientais do processo e/ou produto, promovendo, assim, mudanças importantes na eficiência ambiental, redução de gastos e emissões e gestão de resíduos de uma edificação. Analisando os fluxogramas, é possível verificar que o uso do bloco de vedação composto pela argamassa calfitice não gera emissões de gases a natureza, ao passo que não é processado pelo método industrial de queima, etapa que causa grandes emissões de CO2 na atmosfera contribuindo para o aquecimento global. A utilização do solo local, a palha de sisal e cal virgem juntamente com os bambus aproxima-se do efeito “argamassa armada” do concreto. Assim, nesse modelo, a redução no uso de cimento e/ou concreto foi significativa e favorável ao meio ambiente considerando que este não é um material natural e biodegradável, diferente da madeira e dos bambus que podem ser tanto reutilizados ou retornados à natureza (berço ao berço).
A modelação do protótipo habitacional em software 3D foi bastante útil, pois foi desenvolvida juntamente com a análise do ciclo de vida dos materiais que estavam sendo incorporados, visando à sustentabilidade, redução de gastos (materiais provenientes da natureza como solo, bambu, etc.) e principalmente o processo de fabricação com baixa energia incorporada resgatando a bioconstrução, proporcionando aos usuários contribuir para construção de suas próprias moradas. O aprimoramento da técnica construtiva proposta pode ser estudado e fundamentado a fim de que se torne mais eficiente em termos de produção em série dos blocos e a mistura da argamassa por mutirões organizados nas comunidades, bem como a construção de parte do protótipo para uma avaliação em escala real.
4.2. Vistas gerais do modelo em Software.
4.3. Protótipo em escala reduzida
Confecção dos blocos em escala reduzida, peça de madeira com espaços para blocos de três, dois e um furos. Escala de trabalho do protótipo foi 1/10, em material moldável para artesanato.
5. Conclusões.
O protótipo digital em maquete eletrônica serviu de base para compor a modelagem em escala reduzida, juntamente com os encaixes dos blocos de calfitice entre si, bem como os painéis de bambu revestidos e os elementos de esquadria. O layout flexível atendeu aos objetivos esperados de uma habitação de qualidade, baixo custo que quebrou com os padrões das fachadas quadradas e edificações sem personalidade. Conclui-se que resultado do protótipo é bastante satisfatório tanto no que compete sistema construtivo ao protótipo da casa que foi a primeira nesse modelo, voltando-se os olhares para habitações de interesse social, considerando o baixo custo dos materiais empregados e os critérios de sustentabilidade que foram a base do projeto e tornaram o resultado como um todo positivo em relação aos objetivos principais. Ou seja, a técnica, o modelo e o protótipo de parede foram avaliados juntamente com a ideia inicial e atende as expectativas. A vasta catalogação de protótipos e revisão de literatura realizadas contribuíram para que decisões de diretrizes, princípios e premissas de projeto fossem a base tanto para uma edificação que aborda os três pilares da sustentabilidade -social, econômico e ambiental- e que pode ser caracterizada como tal. A possibilidade de autoconstrução, ou seja, da construção dessa habitação pelo próprio morador ajuda a capacitar as pessoas que desejam construir suas próprias casas tendo um olhar mais sustentável e preocupado tanto com o outro, quanto com o planeta. A confecção do protótipo físico em escala reduzida dá subsídio para demonstrar a construtibilidade desse sistema construtivo e serve de modelo para futuras pesquisas nessa área que podem envolver oficinas de bioconstrução, a produção de um recorte da parede em escala 1:1 por alunos na universidade, podendo transmitir as possibilidades de empregar sistemas construtivos alternativos aliando a sustentabilidade ao desenvolvimento tecnológico.
6. Considerações finais
A oportunidade de participar de um projeto de pesquisa é de grande valia para o amadurecimento da vida acadêmica do aluno que faz iniciação científica, permitindo adquirir conhecimentos nas áreas de tecnologia e de sustentabilidade na construção civil. A pesquisa coloca o aluno diante de novas situações, como averiguar e solucionar problemas, participar de Congressos e ter contato com outros pesquisadores da área, compartilhar ideias e conhecimento com alunos de Pós Graduação, como mestrado e doutorado na área de sustentabilidade e técnicas alternativas para construção civil e HIS. Participar de eventos como os IV e V e VI Encontro de Sustentabilidade em Projeto em Florianópolis e VI O Congresso Brasileiro sobre Gestão do Ciclo de Vida, em Brasília, onde alguns trabalhos oriundos da pesquisa foram aceitos como artigos publicados. O manejo do bambu, da terra, a preparação da argamassa para construção do bloco a modelação do protótipo em 3D tornou-se um desafio muito enriquecedor, poder participar da realização prática de um elemento construtivo e pensar em uma solução para a melhoria do mesmo é algo de extrema importância dentro de um curso de Arquitetura e Urbanismo.
7. Agradecimentos
Agradecimentos ao CNPq pela apoio financeiro da bolsa PIBIC, à professora orientadora dessa pesquisa Prof. Dra. Lisiane Ilha Librelotto e aos membros do Grupo VIRTUHAB pelo apoio no desenvolvimento desse projeto.
Referências Bibliográficas
ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO 14040. Avaliação do Ciclo de Vida: princípios e estrutura. Rio de Janeiro, 2001. 10 p.
ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO 14041. Avaliação do Ciclo de Vida: Definição de objetivo e escopo e análise do inventário. Rio de Janeiro, 2004 a. 21 p.
CENTRO NACIONAL DE PESQUISA DE SOLOS. Manual de Métodos de Análise de Solos - 1979. 2. ed. Rio de Janeiro: EMBRAPA, 1997.
CHEHEBE, J. R. B. Análise do ciclo de vida de produtos: ferramenta gerencial da ISO 14000. Rio de Janeiro: Qualitymark, CNI, 1997. 120 p.
CORREA, Sara; LIBRELOTTO, Lisiane. Relatório Final de Pesquisa CNPq/PIBIC 2016-2017 ―Uma proposta para a habitação de interesse social: desenvolvimento de protótipo de casa sustentável – etapa 1- Projeto. Disponível em Repositório do Grupo Virtuhab
https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/168713 Acesso em agosto de 2018.
EUROPEAN COMMISSION. Directorate General XII for Science, Research and Development. Environmental impact of buildings: application of the life cycle analysis to buildings. Paris: Center for Energy Studies, 1997. 145 p. Disponível em: <https://ec.europa.eu/info/departments/research-and-innovation_en>. Acesso em: 20 jan. 2018
FURTADO, B. A.; LIMA NETO, V. C.; KRAUSE, C. Estimativas do déficit habitacional brasileiro (2007 - 2011) por municípios (2010). IPEA, maio de 2013.
KNOLL, Wolfgang. Maquetes arquitetônicas / Wolfgang Knoll, Martin Hechinger. Tradução Alexandre Krug; revisão da tradução Karina Jannini; revisão técnica Sílvio Luiz Borges – São Paulo: Martins Fontes, 2003.
LIBRELOTTO, L. I. Modelo para Avaliação da Sustentabilidade na Construção Civil nas Dimensões Econômica, Social e Ambiental: Aplicação no Setor de Edificações. Tese de Doutorado. PPGEP. Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, Florianópolis, 2005.
NEVES, C. et al. . Seleção de solos e métodos de controle em construção com terra–práticas de campo: Rede Ibero-americana PROTERRA. 2009
PIRES, F. C.; Almeida M.M.; SALDANHA, J. H; Tecnologias sociais e Permacultura na construção de consciências e cidades. VI Encontro Nacional e IV Encontro Latinoamericano sobre Edificações e Comunidades Sustentáveis, Vitória, ES - 7 a 9 de setembro de 2011.
SILVA, Daniel Comin da. Avaliação da sustentabilidade em edifícios multifamiliares do Programa Minha Casa Minha Vida em Criciúma,SC, segundo o Selo Casa Azul. 2016. 270 p. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2016. Disponível em: <http://www.bu.ufsc.br/teses/PARQ0232-D.pdf>
SANTOS, Clarissa Armando dos. Construção com terra no Brasil: panorama, normatização e prototipagem com terra ensacada. 2015. 290 p. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo, Florianópolis, 2015.
SOARES, S. R.; PEREIRA, S. W. Inventário da produção de pisos e tijolos cerâmicos no contexto da análise do ciclo de vida. Ambiente Construído: Revista da Associação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 4, n. 2, p. 83-94, abr./jun. 2004.
SOARES, Sebastião Roberto; SOUZA, Danielle Maia; PEREIRA. Sibeli Warmiling. A avaliação do ciclo de vida no contexto da construção civil. IN: SATTLER, Miguel Aloysio;
TEIXEIRA, Anelizabete Alves. Desempenho de painéis de bambus argamassados para habitações econômicas: aplicação na arquitetura e ensaios de durabilidade. 2013. 223, [26] . Tese (Doutorado em Arquitetura e Urbanismo)—Universidade de Brasília, Brasília, 2013.
TELLI, F. H. ; LIBRELOTTO, L.I.; FERROLI, P. C. M.. A importância da confecção de modelos físicos para a concepção de projetos de Habitações de Interesse Social (HIS). Congresso Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento em Design. Gramado, 2014.
Disponível em: http://www.ufrgs.br/ped2014/trabalhos/trabalhos/815_arq2.pdf Acesso Agosto/2018
