Comparativo entre estrutura metálica e de madeira quanto a viabilidade de custo e
estrutural, para coberturas de habitações de interesse social em Sinop-MT
Comparative metal frame and wood as the feasibility and cost structure for coverages
social housing in Sinop-MT
Fabiana Zacarias Ramos1, Silvia Romfim2
Resumo: As construções voltadas para o interesse social devem ser produzidas de uma forma em que os custos sejam reduzidos e a produtividade seja alta. Diante disso, justifica-se a importância do estudo comparativo entre materiais com objetivo de estabelecer parâmetros que demonstrem vantagens e desvantagens de um material em relação ao outro, e que facilitem a decisão de subtstituir ou melhorar as características dos insumos nas obras. Desta forma, este trabalho se propõe a estudar a madeira e o aço empregados em estruturas de coberturas de habitações de interesse social em Sinop-MT, e posteriormente compará-los dos pontos de vista econômico, estrutural e ambiental, e assim concluir qual a melhor opção entre os dois materiais para o fim proposto. A metodologia se baseia em duas visitas a canteiros de obras distintos, onde uma empresa utiliza estrutura metálica e a outra opta por estrutura de madeira. Durante as visitas, foram feitas entrevistas com os profissionais responsáveis pelas obras. A partir de um projeto padrão da Caixa Econômica Federal referente a uma casa popular de 42m² foram feitos projetos estruturais de coberturas em madeira e em aço para posteriormente compará-los econômica e estruturalmente. No quesito meio ambiente os dados foram colhidos em forma de revisão bibliográfica, bem como foi levado em consideração as entrevistas com os profissionais envolvidos nas obras observadas neste estudo. Através da análise dos resultados obtidos, juntamente com as informações prestadas pelos profissionais entrevistados, é possível concluir que o aço supera a madeira no âmbito estrutural, pois apresenta uma estrutura 35% mais leve e com um volume 94% menor. Já no sentido econômico o aço se mostrou em torno de 0,6 a 5,0% mais oneroso que a madeira. Por fim, ao confrontar os dois materias em relação ao meio ambiente, observa-se que ambos podem ser renováveis; no entanto a indústria do aço está muito à frente da indústria madeireira quanto a investimentos, idéias e atitudes mais sustentáveis.
Palavras-chave: Madeira; Aço; Estrutura de cobertura; Economia; Meio ambiente.
Abstract: The buildings devoted to social interest must be produced in a way that costs are reduced and productivity is high . Therefore , it is justified the importance of comparative study materials in order to establish parameters that demonstrate advantages and disadvantages of one material over another , and to facilitate the decision subtstituir or improve the characteristics of the inputs in the works . Thus , this study aims to examine the wood and steel structures used in roofing social housing in Sinop - MT , and then compare them points of economic , structural and environmental terms, and thus conclude that the best option between the two materials for the proposed purpose. The methodology is based on two visits to construction sites distinct works , where a company uses metal frame and the other opts for the wooden structure. During the visits , interviews with the professionals responsible for the works were made . From a pattern of CEF referring to a popular house of 42m ² structural roofing projects in wood and steel were made to later compare them economically and structurally . On the issue of sustainability data were collected in the form of literature review , and has taken into consideration the interviews with professionals involved in the work observed in this study . By analyzing the results , along with information provided by the professionals interviewed , it can be concluded that the steel timber exceeds the structural level , it has a 35 % lighter and 94 % smaller with a volume structure. Already in the economic sense in the steel showed about 0.6 and 5.0% more expensive than wood. Finally , by comparing the two materials regarding sustainability , it is observed that both can be renewable , however the steel industry is far ahead of the timber industry and investment , more sustainable ideas and attitudes.
Keywords: Wood, steel, structure coverage, Economics, environment.
1 Introdução
De acordo com o IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) o déficit habitacional no Brasil atingiu 8,3 milhões em 2010. As políticas públicas do setor habitacional vêem a criação de moradias para habitação popular como a única solução para abrigar as pessoas que não possuem casa. Logo, o governo federal lançou programas habitacionais como o Programa Minha Casa Minha Vida (PMCMV), integrados no Programa de Aceleração do
Crescimento (PAC). (SILVA, 2003)
No entanto, as construções voltadas para o interesse social devem obedecer a critérios e exigências diferentes dos seguidos em projetos imobiliários convencionais. Desta forma, pode-se dizer que custos reduzidos e produtividade alta são elementos indispensáveis para execução destes projetos. Diante disso, na busca de uma solução é necessário levar em consideração o desperdício de materiais, preservação do meio ambiente, garantia de qualidade das habitações e um melhor aproveitamento dos materiais. (SILVA, 2003)
Tendo em vista que no Brasil o sistema construtivo que impera é convencional, onde os materiais empregados são basicamente concreto, aço, tijolos cerâmicos e madeira, estamos restritos a um sistema arcaico e pouco industrializado. Deste modo,
1Graduanda, Universidade do Estado de Mato Grosso,
Sinop, Brasil, e-mail: fabianazramos@gmail.com
2Eng. Civil, Professora, Universidade do Estado de Mato
esbarramos no desperdício de materiais, lentidão na execução e não conformidade com o meio ambiente. Desta maneira, justifica-se a importância do estudo comparativo entre materiais sob diversos pontos de vista e em diferentes situações de utilização, de forma a estabelecer parâmetros que demonstrem vantagens e desvantagens de um material em relação ao outro, e a partir daí, tornar mais fácil a decisão de escolha entre eles para melhor aproveitar suas características. Sendo assim, este trabalho se propõe a comparar a madeira e o metal para estruturas de coberturas de habitações de interesse social em Sinop-MT.
Em geral, segundo Silva (2005), as estruturas mais utilizadas em coberturas são as de aço e as de madeira tratada. No entanto, no Brasil o emprego de estruturas metálicas em coberturas está restrito às edificações industriais e dessa forma a madeira é quase sempre a preferida nos projetos residenciais. Em Sinop-MT esta realidade predomina, visto que o uso de estrutura metálica em coberturas de edificações residenciais tem pouca representação no mercado da construção.
As estruturas metálicas proporcionam maior leveza à edificação, são de rápida execução, tem uma boa resistência e podem ser totalmente reaproveitadas. No entanto, os custos podem ser onerosos devido ao transporte das peças e da mão de obra especializada. (NETO, 2008)
A madeira por sua vez, dispõe de facilidades com a mão de obra e compra, além de resistir bem às solicitações em se tratando de coberturas. Todavia, a exploração extrativista, desordenada e sem planejamento de manejo das florestas nativas causam um imenso impacto ambiental. (MADEIRA , 2009) Por fim, este estudo objetiva mostrar através da elaboração de projetos e visitas a campo, as principais características de ambos os materiais enquanto cobertura, e posteriormente apontar qual o mais vantajoso.
2 Referencial bibliográfico
2.1 Cobertura
Denomina-se cobertura a parte superior de uma edificação. Esta pode ser composta por uma superfície plana (lajes horizontais ou inclinadas) ou ainda por telhados, que podem ser de telhas cerâmicas, concreto, fibrocimento entre outras . A principal função de uma cobertura é proteger o interior da edificação contra intempéries como ventos, chuva, sol, neve etc. No entanto, a cobertura tem também grande influencia na estética da edificação, além de ser um componente estrutural e funcional. Dessa forma, ela deve ser pensada e projetada em conformidade com o padrão da construção de forma que venha proporcionar segurança, conforto e uma boa aparência a edificação. (BOHRER, 2004)
Uma cobertura é composta basicamente por dois
elementos principais: a parte resistente e a parte de vedação. A parte resistente de uma cobertura constitui a estrutura que suportará tanto o seu peso próprio quanto o peso das telhas, além do peso dos elementos externos ao qual será exposta (chuva, ventos, neve) e de qualquer outro equipamento anexo. Já a parte de vedação é constituída simplesmente pelas telhas. (BOHRER, 2004)
Existem diversos materiais e métodos utilizados na construção da estrutura de uma cobertura. Estes por sua vez variam de acordo com o tipo e função de cada construção. Em edificações industriais, por exemplo, um dos materiais mais utilizados na estrutura da cobertura é o aço. Já nas construções residenciais a madeira é amplamente utilizada no Brasil.3
2.2 Madeira
A madeira é um material amplamente utilizado para diversas finalidades como construção de residências, igrejas, pontes, passarelas, indústria moveleira, construções rurais e também em construções em ambientes corrosivos como indústrias químicas e à beira mar. (GESUALDO, 2003)
De modo geral, do ponto de vista estrutural, segundo Brito e Silva (2010), a madeira pode ser considerada um material com boa resistência tanto a tração como a compressão, o que faz dela um elemento que pode ser empregado em vários tipos de sistemas estruturais.
A construção civil e a indústria moveleira estão entre os setores que mais consomem madeira no Brasil. Geralmente uma boa quantidade da madeira utilizada em obras é empregada em coberturas. Segundo Sobral (2002), em São Paulo, por exemplo, aproximadamente 50% de toda madeira consumida na construção civil é destinada a estrutura de cobertura.
O emprego da madeira em estruturas de coberturas no Brasil é histórica. Desde a época da escravidão, em meados do século XVI, ela já era utilizada para este fim. Logo, servir-se de madeira para compor o telhado das habitações é cultural em nosso país. (SILVA, 2005)
Além disso, segundo Calil (2010), a cobertura é considerada um elemento muito importante em qualquer tipo de edificação, visto que, além de ter função de protege-la das intempéries, é também, do ponto de vista estético, a „coroa da edificação‟. Desta forma, a madeira se adequa muito bem para esta finalidade, pois, possui uma estética muito agradável e corresponde bem às solicitações impostas.
2.3 Aço
O aço é um insumo amplamente utilizado para diversos fins, como utilidades domésticas, esculturas, transporte, embalagens, construção civil entre outros. Na construção civil, o aço pode ser utilizado como a estrutura principal ou como parte da obra.
A boa relação resistência/peso, flexibilidade, rapidez na execução, aumento das áreas úteis e a racionalização de mão-de-obra estão entre as
3 Informação digital disponível em:
vantagens que chamam atenção para o uso do aço. (SILVA, 2010)
Do ponto de vista econômico, a industria do aço é muito influente no Brasil. Segundo o Instituto Aço Brasil, este setor gera um impacto de 4,0% no PIB (Produto Interno Bruto) nacional e ainda coloca o Brasil como o 9º maior produtor mundial de aço, e produz 51,3% do todo aço gerado na américa latina. Na construção civil os aços mais utilizados são os chamados aços estruturais, que em função de propriedades como resistência e ductibilidade são empregados em elementos sujeitos a carregamentos.4 Para coberturas, obseva-se que o aço é bastante utilizado em edificações industriais e comerciais, devido a facilidade em vencer grandes vãos por ter um bom comportamento quando solicitado à flexão. (SOUZA, 2005) Já para edificações residenciais este material tem sido pouco empregado, uma vez que a demanda para este tipo de serviço é maior do que para industrias e exige maior disponibilidade de entrega, o que leva o profissional a optar por materiais regionais.
3 Metodologia
Primeiramente foram realizadas visitas a canteiros de obras de duas empresas que constroem habitações de interesse social em Sinop. Uma delas utiliza madeira na estrutura da cobertura e a outra optou pelo aço. A partir destas visitas foi organizado um relatório fotográfico das casas e também uma entrevista com os profissionais responsáveis afim de obter informações sobre como é feita a utilização dos materiais.
A primeira visita no canteiro de obras do Residencial Vila Mariana em Sinop-MT no dia 04 de novembro de 2013 no período matutino. O residencial conta com 483 unidades modelo 36,60 m² e 15 unidades modelo PNE de 42,90 m². As casas possuem fundações em vigas baldrame, estrutura em concreto armado, fechamento em alvenaria e cobertura com estrutuda de madeira e telhas cerâmicas.
Durante a visita ao canteiro de obras foi efetuada uma entrevista com uma das engenheiras responsáveis, que falou sobre os projetos e execução principalmente em relação a utilização da madeira na estrutura da cobertura. Além da entrevista, foi feito um relatório fotográfico do residencial.
A segunda visita aconteceu no canteiro de obras da empresa responsável pelas obras do Residencial Daury Riva em Sinop-MT. A visita ocorreu no dia 06 de novembro de 2013 no período matutino. As casas possuem fundação em radier, estrutura em concreto armado, fechamento em alvenaria, cobertura em estrutura metálica e telhas de cerâmica.
Durante a visita o arquiteto responsável pela obra concedeu uma entrevista onde respondeu questões sobre a utilização da estrutura metálica nas residências e sobre a possibilidade da utilização de outros materiais, entre outras questões. Além da entrevista, também foi feito um relatório fotográfico. A partir de um projeto padrão da Caixa Econômica
Federal referente a uma casa popular de 42m² (Figura 1) foram elaborados projetos estruturais de coberturas em madeira e em aço com os mesmos elementos estruturais para posteriormente compará-los econômica e estruturalmente. O projeto foi lançado e calculado em software de cáculo estrutural.
Figura 1: Projeto padrão da Caixa Econômica Federal 42m². Fonte: Cadernos caixa, 2007 (adaptado).
Para o projeto de estrutura de madeira adotou-se madeira dicotiledônea serrada da classe C40 de resistência. Já para o projeto de estrutura metálica foi utilizado aço laminado A-36 em perfis U e L.
Ambas as estruturas foram calculadas de acordo com as normas ABNT NBR 7190/1997 e ABNT NBR 8800/2003.
O comparativo econômico dos dois materiais foi realizado com base no quantitativo gerado pelo software de cálculo estrutural e através dele foi elaborado um orçamento com base na Tabela de Composição de Preços para Orçamento 13ª edição (TCPO 13) e a tabela do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil de Mato Grosso (SINAPI-MT). Foram orçados insumo e mão de obra e posteriormente comparados.
Por fim, através de uma revisão bibliográfica foram reunidos dados sobre os dois materias, afim de demonstrar os possíveis danos que sua produção e utilização podem causar ao meio ambiente, e através disso procurar identificar qual deles mais se aproxima de um modelo ideal de material sustentável.
4 Análise e resultados
4.1 Estrutura de madeira
4.1.1 Residencial Vila Mariana
As casas do residencial são todas em cobertura com estrutura de madeira sem tesouras, apoiadas em parede. A obra está em sua fase final, por isso todas
4 Informação digital disponível em:
as casas já estão cobertas e forradas, o que impossibilitou uma visão completa da estrutura da cobertura. (Figura 2)
Figura 2: Residencial Vila Mariana, Sinop-MT. Fonte: Acervo pessoal, 2013.
Segundo a engenheira responsável pela obra, a ampla utilização da madeira nas obras em Sinop-MT, pode ser justificada pela facilidade de acesso a esse material em nossa região. Além disso, por ser um método já difundido, a mão-de-obra é fácil e não necessita de alta qualificação.
No entanto, em se tratando de habitação popular, a engenheira destaca a importância de se ganhar tempo. Nesse aspecto, a madeira pode não ser tão eficiente, pois, apesar da facilidade na montagem, é necessário que haja uma equipe muito sincronizada para realizar o procedimento de forma eficiente e rápida.
Outro ponto destacado pela profissional é o tratamento da madeira. Sujeita a cupins e brancal por exemplo, é imprescindível que haja um tratamento afim de combater essas patologias. O tratamento na empresa em questão é feito no canteiro de obras, o que despende mais mão-de-obra e tempo, consequentemente aumentando o custo.
Quanto a manutenção da estrutura de madeira, a entrevistada mencionou o empenamento das peças como principal causador de problemas, visto que este causa o desaprumo das telhas e consequentemente a entrada de água da chuva nas residências. Quando isso acontece, a empresa deve dar a manutenção adequada para corrigir o problema.
No quesito meio ambiente, a engenheira se mostrou favorável a utilização de novas tecnologias que contribuam com a sustentabilidade. Já quanto a madeira utilizada na obra, a profissional não soube precisar qual a sua procedência e se é ou não madeira de reflorestamento.
Por fim, através entrevista com a engenheira responsável pela obra, ficou claro que apesar da empresa ter optado pela madeira, este material não é mais o preterido para cobertura das habitações executadas pela mesma.
Segundo a engenheira, o Residencial Vila Mariana é provavelmente uma das ultimas obras da empresa a utilizar madeira na estrutura da cobertura. Tanto que em diversas outras obras já estão sendo utilizadas estruturas metálicas, pois, proporciona rapidez na execução, limpeza no canteiro e custo compatível.
4.1.2 Projeto estrutural da cobertura em madeira Para realizar o projeto de dimensionemento da estrutura da cobertura (projeto padrão 42m² da Caixa Econômica Federal) para foi utilizada uma madeira dicotiledônea de classe 40 de resistência, que possui peso específico aparente de 800 𝑘𝑔/𝑚³. As ações consideradas foram:
Ações permanentes: peso próprio da estrutura e o peso das telhas;
Ações variáveis: sobrecargas;
Segundo a NBR 7190 – Projeto de estruturas de madeira, as ações permanentes são admitidas em sua totalidade. Já as ações variáveis são consideradas em parcelas que venham a produzir efeitos prejudiciais a segurança. Desta forma as solicitações impostas na estrutura foram obtidas através das combinações das ações permanentes e variáveis, sendo que estas foram combinadas para a pior situação de cálculo.
Os dados foram lançados em um software de cálculo estrutural que gerou os resultados. Posteriormente estes resultados foram analisados e readequados quando necessário de forma a garantir a segurança e economia da estrutura. Na tabela abaixo estão dispostos os resultados finais obtidos. As peças empregadas na estrutura foram vigas, representadas por „V‟, e caibros/terças, representados por „C‟.
Tabela 1. Resumo do quantitativo da estrutura de madeira
Perfil Comprimento
(m) Volume (m³) Peso (kg)
V - 16 X 6 37,14 0,357 267,43
C - 6 X 6 117,6 0,823 617,40
Total 154,74 1,18 884,83
Fonte: Autoria própria, 2013.
A figura abaixo mostra a disposição dos elementos conforme estabelecido em projeto.
Figura 3: Projeto estrutural da cobertura de madeira. Fonte: Acervo pessoal, 2013.
Depois de concluído o projeto estrutural da cobertura, foram orçados mão de obra e insumos para execução de uma unidade da estrutura.
Os resultados obtidos com base na tabela SINAPI de serviços são demonstrados abaixo na forma de orçamento, conforme Tabela 2 e seguem as seguintes denominações:
Item „A‟ - Imunização de madeiramento para cobertura utilizando cupinicida incolor;
Item „B‟ - Estrutura em madeira aparelhada, para telha ceramica, apoiada em parede.
Tabela 2. Orçamento baseado na SINAPI de serviços da estrutura de madeira
Ident. Item Preço
(R$) Quant. (m²) Total (R$)
55960 A 3,49 42 146,58
73931/003 B 47,98 42 2.015,16
Total 2.161,74
Fonte: Autoria própria, 2013.
O orçamento basedo na TCPO 13 e SINAPI-MT de insumos vem logo a seguir demonstrados na Tabela 3. O serviço orçado é descrito na TCPO como: “Estrutura de madeira para telha cerâmica ou de concreto, ancorada em laje ou parede”, e corresponde ao número 06.110.8.1.4 de identificação.
Tabela 3. Orçamento baseado na TCPO 13/SINAPI de insumos da estrutura de madeira
Ident. Item Unid Preço
(R$) Quant. (R$/m²) Total
6117 Ajud.
Carpinteiro H 7,95 1,2 9,54
1213 Carpinteiro H 9,89 1,2 11,87
5061 Prego
18X27 Kg 6,93 0,24 1,66
3997 Madeira M³ 1.466,67 0,021 30,80
Total (R$/m²) 53,87
Fonte: Autoria própria, 2013.
Através do orçamento com base na TCPO obtém-se o valor por m² de construção para a cobertura. Como se trata de uma residência de 42m² o valor total da cobertura é de R$ 2.262,69.
Ao analisar os dois orçamentos é possível observar que os resultados são bem próximos, com apenas 4,5% de diferença entre eles. Desta forma, podemos concluir que um atesta o resultado do outro o que dá mais confiança aos resultados.
4.1.3 A madeira e o meio ambiente
Do ponto de vista ecológico, segundo Brito e Silva (2010), ao contrário do que muitos pensam, a madeira é um material renovável. No entanto, devido ao desmatamento desordenado e extrativista, que periodicamente se torna manchete nos jornais do país, é quase impossível não associar madeira a degradação ambiental.
Árvores, durante seu crescimento e vida adulta, produzem oxigênio e absorvem gás carbônico, transformando-o em biomassa. De forma simplificada, pode-se dizer que as árvores filtram as impurezas do meio ambiente e as armazena em forma de madeira. Quando cessa a vida últil da árvore, ela devolve ao
meio ambiente as impurezas que acumulou durante toda sua existência. (GESUALDO, 2003)
Além disso, se comparado com outros materiais, a produção da madeira (que vai desde a extração da árvore até o processamento) consome baixa quantidade de energia. Segundo Gesualdo (2003), o gasto energético para se produzir uma tonelada de aço, por exemplo, é de cerca de 3000 X 10³ kcal de energia e para o concreto 780 X 10³ kcal. Já para se produzir uma tonelada de madeira o gasto energético gira em torno de 2,4 X 10³ kcal.
Desta forma, ao associar os benefícios do crescimento da floresta com o baixo teor de energia gastos para produção da madeira é possível dizer que se trata de um material renovável.
No entanto, grande parte dos empresários da contrução civil no Brasil hoje, não se preocupam com a origem da madeira que utilizam e nem com a necessidade de modificar os padrões de consumo.5 Segundo o Instituto do Homem e Meio Ambiente da Amazônia, Imazon, aproximadamente 64% de toda a madeira gerada na Amazônia é consumida por brasileiros¹. O pior, contudo, é que grande parte da madeira consumida no Brasil é de origem ilegal. (Figura 4)
Figura 4: Madeira consumida pelas construtuoras no Brasil. Fonte: Madeira, 2009.
O principal argumento das empresas para o desinteresse em verificar e atestar a procedência da madeira que utilizam é o custo, pois, em tese, a madeira legalizada é mais cara que a madeira de procedência ilegal. Todavia, segundo os custos com a troca da madeira ilegal por madeira legal não devem ser maiores que 0,2% do valor total da obra.5
Desta forma, conclui-se que a madeira pode ser sim um material ecologicamente correto. No entanto, segundo estudos já citados anteriormente, o consumo extrativista e desordenado predomina no Brasil, o que por sua vez, agride e devasta o meio ambiente.
4.2 Estrutura metálica
4.2.1 Residencial Daury Riva
As casas do residencial são todas em cobertura com estrururas metálicas sem tesouras, apoiadas em parede. Na obra existem casas em diversas fases, inclusive em fase de cobertura, como é mostrado na Figura 5.
19%
81%
Reflorestamento
Nativas
5 Informação digital disponível em:
Figura 5: Residencial Daury Riva. Fonte: Acervo pessoal, 2013.
Segundo o arquiteto responsável pela obra a decisão de utilizar este tipo de material para a cobertura do residencial dá-se por oferecer maior rapidez na fabricação e posterior montagem, além de proporcionar um canteiro de obras mais limpo e organizado.
Sobre a utilização do material na obra, o arquiteto explica que aproximadamente 50 a 60% da estrutura é montada no chão e que a mão de obra é especializada e qualificada, garantindo a rapidez na execução. Segundo ele, são montadas em torno de oito casas a cada dois dias trabalhando com uma equipe de sete a oito funcionários.
Ao ser questionado sobre a razão da ampla utilização da madeira em estruturas para cobertura em Sinop-MT, o profissional justificou esta realidade pela abundância desse material em nossa região. Além disso, segundo ele, trata-se de um material de fácil manuseio, o que não despende de mão-de-obra altamente qualificada. Cita ainda as questões estéticas que envolvem uma estrutura de cobertura, pois a madeira, segundo ele, permite reproduzir diversas formas de telhados e dispõe de uma arquitetura agradável.
Em relação à substituição da madeira por outros materiais, como aço, por exemplo, o entrevistado acredita ser uma troca natural, pois, está ocorrendo aos poucos a escassez da madeira devido a maior rigidez nas fiscalizaçoes e autorizaçoes de extração deste material, o que leva a uma elevação dos custos. Em contrapartida a madeira, além de despender de mais tempo na montagem, apresenta problemas com empenamento e está sujeita a muitas patologias. Além disso, o profissional destaca que os custos para utilização da madeira legalizada são altos. O transporte da madeira é oneroso e a obtenção das taxas e licenças necessárias é burocrática e cara. Do ponto vista ambiental, o profissional salientou a importância de investir em novas tecnologias para substituição de materiais em favor de insumos que favoreçam a sustentabilidade.
Segundo ele, a madeira já vem perdendo espaço para o aço em vários setores da construção civil, como caixarias, escoras, coberuras entre outros. Esta mudança, de acordo com o arquiteto, pode ser um reflexo da busca por materiais que contribuam a favor da sustentabilidade.
4.2.2 Projeto estrutural da cobertura metálica
Para o dimensionamento da estrutura metálica foi utilizado aço laminado A-36. As ações consideradas no projeto são as mesmas adotadas para a estrutura de madeira se diferenciando apenas no peso próprio dos materias que tem pesos específicos distintos. As normas consideradas foram a ABNT NBR 6123 e ABNT NBR 8800.
Assim como no projeto de estrutura de madeira, os dados foram lançados, calculados e posteriormente readequados. Foram adotados dois tipos de perfil „L‟ de abas iguais, um nas dimensões 51 X 4,8 (dimensão da aba em mm, por peso em kg/ml) e outro de 44 X 3,2. Também há peças em perfil „U‟ tipo americano nas dimensões 76 X 6,11. Abaixo a Tabela 4 demonstra os resultados obtidos.
Tabela 4. Resumo do quantitativo da estrutura metálica
Perfil Comprimento
(m) Volume (m³) Peso (kg)
U (Am.) 76
X 6.11 45,4 0,032 252,48
L 51 X 4,8 7,0 0,003 25,17
L 44 X 3,2 140,0 0,038 297,83
Total 192,4 0,073 575,47
Fonte: Autoria própria, 2013.
A Figura 6 abaixo mostra a disposição dos elementos conforme estabelecido em projeto.
Figura 6: Projeto estrutural da estrutura metálica. Fonte: Acervo pessoal, 2013.
O orçamento com base na TCPO 13 com a SINAPI-MT de insumos para a estrutura metálica não foi feito, pois os insumos requeridos na tabela não correspondem com nenhum item da SINAPI de insumos e na de serviços houve incompatibilidade de unidades, sendo o aço da TCPO em kg e o da SINAPI de serviços em m².
Tabela 5. Orçamento baseado na SINAPI de serviços da estrutura de metálica
Ident. Item Preço
(R$) Quant. (m²) Total (R$)
72110 C 54,21 42 2.276,82
Fonte: Autoria própria, 2013.
4.2.3 O aço e o meio ambiente
Assim como a madeira, o aço também apresenta diversas vantagens do ponto de vista ecológico. Por se tratar de um material amplamente utilizado no Brasil e no mundo, as tecnologias para produção e
consumo do aço vem se ampliando
exponencialmente.
Além de ser um material durável e rentável, o aço é um insumo 100% reciclável, ou seja, esgotada a vida útil da edificação, todo o aço ali empregado pode voltar aos fornos e se transformar em aço novo sem perder a qualidade. (SUSTENTABILIDADE, 2012) A matéria-prima para produção do aço, o ferro, é abundante na natureza e pode ser encontrado em enormes quantidades na crosta terrestre. O grande desafio das empresas que produzem o aço contudo, sempre foi a redução do consumo de energia na fase de produção. Entretanto, este desafio vem sendo vencido ao longo dos anos. No começo dos anos 60, por exemplo, o consumo de energia para produção do aço era cerca de 50% maior que hoje em dia.6
Outro ponto levado em consideração é a emissão de CO2 gerada durante a produção do aço. Assim como o gasto energético, que vem diminuindo, a emissão do gás carbônico também encolheu consideravelmente dos anos 60 para cá. Além disso, há também o consumo de água para produzir o aço. No mesmo período (a partir da década de 60), a utilização caiu em mais de 50%. No Brasil, por exemplo, hoje a recirculação de água doce para produção do aço é de cerca de 96%, ou seja, quase toda água utilizada é reaproveitada, o que reduz drasticamente a captação dos corpos d‟água e do lançamento de efluentes. (LEMOINE)
Por fim, quando se fala do aço, são muitas as tecnologias voltadas para a . Reaproveitamento de gases, substituição de combustíveis, produção própria de energia elétrica, reforma ou substituição de equipamentos e inovação tecnológica são outros exemplos de iniciativas das empresas para tornar o aço cada vez mais sustentável.
4.3 Análise comparativa
De posse dos dados obtidos através dos projetos estruturais de ambos os materiais é possível comparar as duas estruturas. (Figuras 7 e 8)
Figura 7: Peso das estruturas de madeira e aço. Fonte: Acervo pessoal, 2013.
Figura 8: Volume das estruturas de madeira e aço. Fonte: Acervo pessoal, 2013.
Em ambos os casos o resultado para a madeira é mais expressivo numéricamente. Em relação ao peso pode-se concluir que a estrutura de aço é mais vantajosa, tendo em vista que quando comparada a de madeira ela é cerca de 35% mais leve, ou seja, o peso próprio da estrutura é significativamente menor, o que resulta em um alívio de carga para a edificação. Já através do gráfico da Figura 8 é possível observar a grande diferença entre os volumes dos dois materiais. As peças de aço possuem seções muito menores que as de madeira o reflete diretamente no volume total da estrutura. Neste caso a madeira possui 94% de volume a mais que a estrutura de aço. Nessas condições o aço se torna novamente mais vantajoso que a madeira.
A análise comparativa dos valores orçados para as duas coberturas está demonstrada nas Figuras 9 e 10 respectivamente.
884,83
575,47
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Madeira Aço
P
e
so
(
kg
)
Material
1,18
0,073
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
Madeira Aço
Vo
lum
e
(
m
³)
Material
6 Informação digital disponível em:
Figura 9: Valores orçados para estrutura de cobertura de madeira (SINAPI/TCPO) e aço. Fonte: Acervo pessoal, 2013.
Figura 10: Valores orçados para estrutura de cobertura de madeira (SINAPI serviços) e aço. Fonte: Acervo pessoal,
2013.
O gráfico da Figura 9 compara o valor do orçamento para a estrutura de madeira baseado na SINAPI de insumos em conjunto com a TCPO 13, com o orçamento da estrutura metálica (baseado apenas na SINAPI-MT de serviços). Nesta comparação, o aço é 0,6% mais oneroso que a madeira.
No gráfico da Figura 10, os dois orçamentos comparados tiveram como base apenas a tabela SINAPI-MT de serviços. Nesta situação, a estrutura metálica é cerca de 5,0% mais cara que a de madeira. Desta forma, pode-se concluir que para os fins propostos, a madeira é, do ponto de vista econômico, mais vantajosa que o aço.
Quanto a sustentabilidade, ao confrontar os dois materiais, percebe-se que ambos podem ser renováveis, no entanto a indústria do aço está muito à frente da indústria madereira quanto a investimentos em idéias e atitudes mais sustentáveis.
5 Conclusão
Perante os resultados apresentados, pode-se concluir que estruturalmente e também ambientalmente o aço é mais vantajoso que a madeira. No quesito econômico, apesar da estrutura metálica apresentar um custo maior, os valores são muito próximos, e não devem causar grande impacto no custo final da obra quando for considerada apenas uma unidade.
Logo, entende-se que diante dos resultados obtidos, é viável substituir a madeira pelo aço em estruturas de coberturas para habitações de interesse social em Sinop-MT.
Agradecimentos
Em primeiro lugar agradeço a Deus pela vida e pela oportunidade de cursar ensino superior.
Agradeço a minha família que sempre me apoia, tem paciência e me dá total suporte durante esta caminhada. Minha mãe Dileuza, meu irmão Rafael e em especial ao meu pai Manoel, que sempre foi meu maior incentivador e sem o qual com certeza não teria chegado até aqui.
Agradeço aos meus amigos queridos que fizeram parte deste período da minha vida e ficarão eternizados em minha memória e coração. Camila Fávero Loss, Priscila Guterres, Alexandre Zigoski, Aline Cristina, Renan de Barros, Shoara Caldeira, Julieny Brigina e Gabriela Di Mateos.
Ao colega Lucas Hilleshein por me ajudar neste projeto. As amigas Stefany e Eliza pela paciência e companheirismo.
À professora, chefe, orientadora e principalmente amiga Silvia Romfim, pois sem ela este trabalho não aconteceria. A ela não agradeço somente a orientação, mas a amizade verdadeira, o carinho e o respeito com a qual sempre me tratou.
Por fim, agradeço a instituição UNEMAT por me proporcionar a oportunidade de poder me formar em tão honrrosa profissão, Engenharia Civil.
Referências
AÇOS estruturais. Centro brasileiro de construções em aço. Rio de Janeiro. Disponível em < http://www.cbca-acobrasil.org.br/construcao-em-aco-acos-estruturais.php> Acesso em 12 de novembro de 2013.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS
TÉCNICAS. NBR 7190: Projetos de Estruturas de Madeira. Rio de Janeiro, 1997.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS
TÉCNICAS. NBR 8800: Projeto e execução de estruturas de aço em edifícios. Rio de Janeiro, 1986. BOHRER, D.G.; SOUZA, L.P. Coberturas. 32 f. Trabalho Acadêmico – UFSC – Arquitetura e
Urbanismo. Disponível em: <
http://www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos_2012-1/coberturas/coberturas.pdf> Acesso em 12 maio. 2013.
BRITO E SILVA, Mauro César de. Estruturas de Madeira. 2010, 34 f. PUC Goiás – Departamento de Artes e Arquitetura, Goiás, 2010.
CALIL, C. J.; MOLINA, J. C. Coberturas em estruturas de madeira: exemplos de cálculo. 1. ed. São Paulo, SP: Pini, 2010. 214. P.
GESUALDO, Francisco A. Romero. Estruturas de Madeira. 2003. 98 f. Notas de Aula – Universidade Federal de Uberlândia – Faculdade. de Engenharia Civil
LEMOINE, Bertrand. Aço, um material de construção ecológico para um desenvolvimento sustentável Disponível em: < http://www.cbca- iabr.org.br/upfiles/downloads/Aco-um-material-de- construcao-ecologica-para-um-desenvolvimento-sustentavel.pdf> Acesso em 12 de novembro de 2013.
2.276,82 2.262,69
1.000,00 1.200,00 1.400,00 1.600,00 1.800,00 2.000,00 2.200,00 2.400,00
Aço Madeira
Va
lo
r (
R
$
)
Material
2.276,82
2.161,74
1.000,00 1.200,00 1.400,00 1.600,00 1.800,00 2.000,00 2.200,00 2.400,00
Aço Madeira
Va
lo
r (
R
$
)
NETO, Augusto Cantusio. Estruturas Metálicas. 2008. 201 f. Notas de Aula – PUC-Campinas – CEATEC – Faculdade. de Engenharia Civil
MADEIRA: Uso sustentável na construção civil, São Paulo,2009
MALDONADO, H. Madeira tratada ou aço? Casa e Construção. 2010. Disponível em < http://revistacasaeconstrucao.uol.com.br/escc/Edicoes /85/artigo265996-1.asp > Acesso em 18 de novembro de 2013.
SILVA, D. M. Estruturas metálicas novas tecnologias empregadas em moradias populares. 2003. 49 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil com ênfase Ambiental) – Universidade Anhembi Morumbi, São Paulo, 2010.
SILVA, L. S. Evolução dos sistemas de coberturas utilizados no Brasil. 2005. 124 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil com ênfase Ambiental) – Universidade Anhembi Morumbi, São Paulo, 2005.
SOBRAL, L. et. al. Acertando o alvo 2: Consumo de madeira amazônica e certificação florestal no Estado de São Paulo. Belém: Imazon, 2002. 72p. SOUZA, A. N.; MALITE, M. Análise do projeto de estruturas metálicas espaciais: ênfase em coberturas. Cadernos de engenharia de estruturas. v. 07. p. 27-58. São Carlos. 2005.
