Estudo comparativo do consumo de madeira em estrutura com telhado de concreto,
entre a tecnologia corrente e a preconizada pela NBR 7190:1997
Comparative study of wood consumption in structures of concrete roof, between
current technology and the recommended by NBR 7190:1997
Antônio Carlos dos Santos Ribeiro1, Roberto Vasconcelos Pinheiro2
Resumo: Vários fatores sugerem o uso de madeira no campo da construção civil e, entre eles, menciona-se a versatilidade e a disponibilidade do material, sendo amplamente utilizada em estruturas de cobertura. Os carpinteiros são os responsáveis na maioria das vezes pela execução dessas estruturas, e quase nunca são projetadas de acordo com os preceitos normativos. Este estudo, apresenta a relação de volume de madeira com a área construída (em planta), para estruturas com telhado de concreto e vãos variando de oito a 14 metros, com ligações parafusadas, referente a classe de resistência C30, a partir das recomendações preconizadas pela NBR 7190:1997. Com base nestes valores, apresenta-se a comparação com o consumo usualmente obtido pelos profissionais técnicos atuantes no município de Sinop – MT, a partir do estudo de caso de um barracão do Parque Florestal de Sinop. Os resultados demonstram uma taxa média de 0,025 m3/m2 para os vãos considerados e, com isso, verificou-se uma redução de 21% de volume de madeira (vão de 14m) e 50% no custo do insumo (madeira), se comparado com a estrutura do citado parque. Os projetos das coberturas foram elaborados com espécies C30, cerca de 30% menos resistente que a empregada no barracão. Ainda, constatou-se uma redução de 50% no número de pilares e fundações quando comparado com o barracão.
Palavras-chave: estruturas de cobertura; telhado de concreto; classe de resistência C30; relação de volume de madeira com a área construída.
Abstract: Several factors suggest the use of wood in the construction field, and among them is mentioned the material’s versatility and availability, widely used in roof structures. Most of the times, the carpenters are responsible for implementing these structures, and are almost never designed according to the normative precepts. This study shows the relation between the timber volume and construction area (in plan view) with concrete roof structures and spans ranging from eight to 14 meters, with bolted connections, relative of the C30 resistance class, by the recommendations by NBR 7190: 1997. Based on these values, it presents a comparison with consumption usually obtained by active technical professionals in the city of Sinop - MT, from the case study of a shed in the forest city park. The results show an average rate of 0,025 m3 / m2 for the considered span and, thus, there was a 21% decrease in timber volume (span of 14m) and 50% in the cost of raw material (timber) when compared the structure of the mentioned park. The projects of the covers were made with C30 species, about 30% less resistant than the employed in the shed. In addition, there was a 50% reduction in the number of pillars and foundations compared to the shed.
Keywords: roofing structures; concrete roof; C30 resistance class; relation of wood volume between the building area.
1 Introdução
Atualmente, na Floresta Amazônica, são estimadas mais de quatro mil espécies arbóreas, segundo Rezende e Neves (1988) apud Goés (2006, p. 2), contudo, o desmatamento ainda é fator preocupante e agravante. Através de dados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE e do Projeto de Monitoramento da Floresta Amazônica por Satélites – Prodes, apontam, inicialmente, um aumento de 28% no desmatamento do ano de 2013 em relação a 2012, mesmo depois de quatro anos de sucessivas quedas. É de conhecimento de todos que o uso abusivo dos recursos da floresta pode vir a provocar escassez, mesmo em um material tão abundante como a madeira. O reflorestamento, bem como o uso inteligente e sustentável através de projetos e manejos bem elaborados, são algumas soluções para que se possa reduzir a tendência do desmatamento descontrolado. Mas, ainda, ocorrem outros impasses referentes à má utilização da madeira, em estruturas, no Brasil.
1 Graduando em Engenharia Civil, UNEMAT, Sinop, Brasil, toni.cribeiro@hotmail.com
2 Doutor, Professor, UNEMAT, Sinop, Brasil, rpinheiro@unemat-net.br
Tal fato é corroborado pela má formação proporcionada por algumas instituições de ensino superior, aos engenheiros civis, na área de madeira. Isto provoca um despreparo da aplicação do referido material, bem como na elaboração de projetos de estruturas de madeira, comprometendo o funcionamento da estrutura. (GESUALDO, 2003, p.6). Pode-se afirmar que, a madeira, para fim estrutural compete diretamente com outros materiais estruturais, embora, ainda haja algum receio na sua utilização, especialmente, pelo desconhecimento de suas propriedades físicas e mecânicas. (CALIL JUNIOR et al., 1998, p.7).
No que se refere à aplicação de madeira em estruturas, observa-se que para determinados tipos de coberturas, as treliças são soluções comumente empregadas pelos técnicos (carpinteiros), pelos empresários do setor madeireiros e, até mesmo, pelos profissionais de nível superior (engenheiros civis). Sabe-se que, a aplicação deste esquema estrutural é uma tendência natural, porém, não adotam a NBR – 7190:1997: Projeto de Estruturas de Madeira, da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, como referência.
O objetivo deste trabalho foi apresentar o consumo de madeira, a partir da elaboração de projetos de estruturas treliçadas com duas águas (telhado de concreto) e vãos variando de oito, 10, 12 e 14 metros, com o emprego de espécie com classe de resistência “C-30”. Como sub-produto, também foi realizado um estudo de caso (mapeamento), referente ao consumo de madeira de uma estrutura treliçada (telha cerâmica) existente, com 14 metros de vão.
Ao final, este estudo comparou os resultados de campo, por profissionais da área da construção civil, com aqueles obtidos a partir dos procedimentos preconizados pela NBR – 7190:1997. Tais resultados são apresentados através dos índices de consumo de madeira em relação a área construída, conforme a relação “m3/ m2”, de acordo com a elaboração de projetos e a partir de estudo de caso (estrutura já executada).
2 Fundamentação Teórica
2.1 A madeira
Conforme Pfeil (2003, p. 1), as madeiras utilizadas na construção civil distinguem-se em duas principais categorias. A primeira é da classe das Angiospermas, que enquadram as dicotiledôneas também conhecidas como madeiras duras. A segunda é da classe das Gimnospermas, que englobam as Coníferas, conhecidas como madeiras macias ou moles.
De acordo com Brito e Silva (2010, p. 1), uma grande vantagem da madeira sobre outros materiais estruturais é que é um material estrutural leve, pois possui sua estrutura interna fibrosa. A durabilidade, assim como o desempenho ao fogo – apesar de ser um material inflamável – também são outras propriedades importantes, segundo o autor.
Goés (2003, p.4), afirma que a madeira é fácil de manusear, de definir suas formas e dimensões. Desde sua obtenção em forma de tora até seu desdobro é um processo relativamente simples, sem necessidade de uma tecnologia apurada, não exigindo um processamento industrial, pois o material já vem pronto para o uso, demandando apenas acabamento. Gesualdo (2003, p. 6), afirma que comparando os valores típicos da madeira com o concreto convencional, observa-se que, de forma geral, as madeiras são mais resistentes.
Também, justifica-se o uso da madeira devido a várias características favoráveis, como a estética, o conforto térmico e, principalmente, pelo baixo consumo de energia necessária para seu desdobramento. Somado a isso, a madeira não só se torna vantajosa pelo baixo consumo de dióxido de carbono frente a estes outros materiais citados, como também por absorvê-lo durante a fase de crescimento da árvore. (CALIL JUNIOR; MOLINA, 2010, p.185). Segundo o mesmo autor, estas peculiaridades somadas à questão ambiental, a madeira é vista como um material com potencialidade de retirar grandes quantidades de gás carbônico da atmosfera.
O leigo acredita que o uso da madeira causará devastação nas florestas, mas é preciso lembrar que, a madeira é um material renovável e, além disso, durante seu crescimento, a árvore consume impurezas da natureza, transformando-as em madeira. (BRITO E SILVA, 2010, p. 1).
A madeira utilizada no Brasil é para múltiplas finalidades. Na construção civil, destaca-se por sua solução aos problemas de estruturas de cobertura, de pontes, de silos e de linhas de transmissão. Na indústria moveleira, assim como na de embalagens, também utilizam a madeira e seus derivados. (CALIL JUNIOR; ROCCO; LAHR, 2003, p. 5).
De fato, a partir do exposto, percebe-se quão mal interpretada é a madeira. Daí pode concluir que existem dois fatores de extrema relevância que contribuem para não utilização da madeira no Brasil, isto é, a cultura e o desconhecimento de suas propriedades, por grande parte dos profissionais brasileiros.
2.2 Normatização
Para dimensionamento dos elementos estruturais da cobertura, se faz necessário a consulta dos seguintes documentos normativos:
ABNT NBR 7190:1997 – “Projeto de estruturas de madeira”;
ABNT NBR 6120:1980 – “Cargas para o cálculo de estruturas de edificações”;
ABNT NBR 6123:1988 – “Forças devidas ao vento em edificações”;
ABNT NBR 8681:2003 – “Ações e segurança nas estruturas – Procedimento”.
2.3 Propriedades da madeira
O conhecimento e o entendimento das propriedades físicas e mecânicas da madeira são necessários para um melhor dimensionamento e, consequente aproveitamento do material. (GESUALDO, 2003, p. 11). Tais propriedades são influenciadas por vários fatores, tais como, as diferentes condições de temperatura, composição e umidade do solo no local de crescimento da árvore, densidade do povoamento e tipo de manejo empregado, assim como a posição da árvore no talhão e incidência de chuvas, (GOÉS, 2006, p. 15).
Das citadas propriedades, a densidade, a resistência, a rigidez ou módulo de elasticidade e a umidade, são as mais relevantes para o dimensionamento de elementos estruturais de madeira, (CALIL JUNIOR et
al., 1998, p.39).
2.3.1 Propriedades físicas
É de suma importância o conhecimento das propriedades físicas da madeira, pois estas podem influenciar significativamente na performance e resistência da madeira utilizada em estruturas. Conforme ABNT NBR 7190:1997, têm-se: teor de umidade; densidade; estabilidade dimensional (retratibilidade e inchamento).
2.3.2 Propriedades mecânicas
As propriedades mecânicas são divididas em propriedades de elasticidade e de resistência. As disposições e as composições (cadeias de celulose) dos elementos anatômicos da madeira são responsáveis pela resistência mecânica, (CALIL JUNIOR; LAHR; DIAS, 2003, p. 37).
a) Elasticidade
Entende-se por Elasticidade como sendo a habilidade do material assumir a sua forma inicial, após a remoção
da ação externa que o solicitava, sem apresentar deformação residual.
Os valores dos módulos de elasticidade definidos em função do tipo e da direção da solicitação em relação às fibras, tais como: longitudinal (compressão e tração paralela às fibras; flexão; compressão normal às fibras); transversal. (GESUALDO, 2003, p. 11). De acordo com ABNT NBR 7190:1997, o módulo de elasticidade longitudinal à compressão paralela às fibras é adotado como valor de referência.
b) Resistência
A ABNT NBR 7190:1997, afirma que resistência é a capacidade do material suportar tensões. A resistência da madeira é expressa através dos seguintes efeitos: compressão (compressão paralela, compressão normal e compressão inclinada em relação às fibras), tração (tração normal e paralela às fibras), cisalhamento (paralelo longitudinal às fibras), impacto à flexão, fendilhamento e dureza. (CALIL JUNIOR et
al., 1998, p.21). As propriedades de fendilhamento e
dureza são empregadas como parâmetro de qualidade (PFEIL, 2003, p. 27).
2.3.3 Outras Propriedades do Material a) Propriedades organolépticas
As propriedades organolépticas estão ligadas ao valor decorativo e ornamental da obra. Estas propriedades são: cor; cheiro; gosto ou sabor; textura.
b) Resistência natural
Szücs et al., (2008, p. 28) afirma que a durabilidade da madeira com relação à ataques biológicos depende da espécie, mas a baixa resistência natural de algumas espécies é facilmente compensada por tratamentos preservativos (industriais e caseiros) adequados. A seguir, a figura demonstra patologias oriundas de ataques de organismos xilófagos.
Figura 1 – Banzo inferior - Barracão do Parque Florestal de Sinop – MT
Fonte: Acervo próprio, 2014. c) Resistência ao fogo
Segundo SZÜCS et al., 2008, p. 2, em geral, a falta de conhecimento das propriedades da madeira, a considera, erroneamente, como um material de baixa resistência ao fogo. Entretanto, quaisquer peças expostas ao fogo, inicialmente, se comporta como combustível para a propagação das chamas, porém, após alguns minutos, a parte exposta às chamas, se carboniza, resultando assim em um isolante térmico
para o restante da peça. Desta forma, auxilia na contenção do calor e, consequentemente, evita danos maiores à estrutura. Tal situação é comprovada na Figura a seguir:
Figura 2 – Resistência ao fogo. Fonte: (RITTER, 1990)
2.4 Estruturas de madeira
Para elaboração de projeto estrutural, em princípio, define-se o sistema estrutural mais apropriado, bem como a espécie mais adequada.
2.4.1 Concepção estrutural a) Treliça plana
Comumente são empregadas as treliças tipo “Howe”, ”Pratt” e “Fink (“W”), porém, tradicionalmente no Brasil, empega-se estruturas treliçadas em madeira tipo
Howe. Tais estruturas de cobertura, também
denominadas por tesouras, possuem a função de sustentar o telhamento e seu vigamento de apoio. (PFEIL, 2003, p. 16). As treliças, por definição, possuem barras retas, os nós (pontos de intersecção das barras) são considerados ligações ideais (articulações perfeitas – ausência de momentos fletores e esforço cortantes) e todas as ações são aplicadas nos nós. Os principais elementos de uma treliça tipo “Howe” são:
Banzo superior: contorno superior da estrutura e
serve de apoio às terças e, geralmente, suas barras estão submetidas aos esforços normais de compressão (ações permanentes e variáveis – vento de sobrepressão e sobrecarga) e de tração (ações variáveis – vento de sucção);
Banzo inferior: contorno inferior da estrutura e
está submetido aos esforços normais de tração (ações permanentes e variáveis – vento de sobrepressão e sobrecarga) e de compressão (ações variáveis – vento de sucção);
Montante: peças que ligam as barras do banzo
superior ao inferior, sempre posicionadas na vertical e submetidas a esforços normais de tração (ações permanentes e variáveis – vento de sobrepressão e sobrecarga) e de compressão (ações variáveis – vento de sucção);
Diagonal: peças inclinadas que ligam as barras
do banzo superior e inferior, encontrando-se usualmente em posições oblíquas. Tais barras trabalham sobre esforços normais de compressão (ações permanentes e variáveis – vento de sobrepressão e sobrecarga) e de tração (ações variáveis – vento de sucção).
Figura 3 – Nomenclatura dos elementos das treliças Fonte: (MEIRELLES; PALA, 2010)
b) Componentes da Cobertura
Os elementos que compõem o madeiramento de uma estrutura de cobertura, são:
Terças: elemento apoiado sobre duas tesouras sucessivas ou pontaletes e recebem cargas diretamente das telhas (telhado de aço, de fibro-cimento, etc). O vão livre (distância entre as tesouras) depende das dimensões da seção transversal, do esquema estático, do tipo de madeira e da telha empregada.
Figura 4 – Componentes da cobertura de madeira Fonte: (MEIRELLES; PALA, 2010)
c) Ligações
A ABNT NBR 7190:1997 relata que podem ser usados três tipos de ligações para peças estruturais de madeiras, sendo elas: pinos metálicos (pregos e parafusos), cavilhas de madeira, chapas com dentes estampados e conectores metálicos (anéis metálicos). No Brasil, os pinos metálicos (parafusos e pregos) são os mais empregados, enquanto nos USA, Oceania e Europa, locais onde se emprega estruturas treliçadas pré-fabricadas, adotam-se ligações através de chapas com dentes estampados.
d) Telhas de concreto
As principais características destas telhas, tais como especificações, peso próprio, estanqueidade, entre outras, encontram-se em catálogos dos fabricantes. 2.4.2 Ações e carregamento
Para a elaboração de projetos e, consequentemente, dimensionar uma estrutura, é necessário realizar um mapeamento de todas as ações atuantes. Para tanto, deve-se pensar na situação mais crítica em que a estrutura estará submetida e, para isso, as ações deverão ser combinadas, considerando a possibilidade de incidência simultânea.
Ações
Os documentos normativos ABNT NBR 8681:2003 – “Ações e segurança nas estruturas - Procedimento”, ABNT NBR 6120:1980 – “Cargas para o cálculo de
estruturas de edificações” e ABNT NBR 6123:1988 – “Forças devidas ao vento em edificações”, definem e discriminam os tipos de ações atuantes em edificações. Para uma abordagem específica, as ações referentes ao vento, ao peso próprio (estrutural e não-estrutural) e ao contraventamento, serão apresentados como segue.
a) Vento
A ABNT NBR 6123:1988, afirma que as forças sobre uma estrutura, oriundas dos efeitos da ação estática e dinâmica do vento, devem ser calculadas separadamente para:
A estrutura como um todo;
Partes da estrutura (telhados, paredes, etc);
Elementos de vedação e suas fixações (telhas, vidros, esquadrias, painéis de vedação, etc.).
b) Peso Próprio (estrutural e não-estrutural) Segundo a ABNT NBR 7190:1997, a ação permanente (estrutural) refere-se ao peso próprio do madeiramento, com acréscimo de 3%, para considerar o efeito dos elementos e dispositivos das ligações (pregos, parafusos, chapas, chapuzes, etc). Quanto à telha (ação permanente não-estrutural), obtém-se a partir das informações do fabricante.
c) Contraventamento
O sistema de contraventamento é posicionado perpendicularmente às treliças, melhorando a distribuição de carga entre as mesmas, reduzindo possíveis problemas de vibrações na estrutura e, além disso, desenvolve um sistema estrutural tridimensional. Tal sistema, é capaz de resistir às ações do vento e, evitar e perda de estabilidade local e global, diminuindo os comprimentos de flambagem fora dos planos verticais das treliças. (PFEIL, 2003, p. 16).
Figura 5 – Mão francesa atuando como contraventamento vertical na estrutura.
Fonte: (CBCA, 2015) Carregamento
O termo Carregamento é definindo como sendo combinações de ações, com probabilidade não desprezível de ocorrência simultânea.
A ABNT NBR 8681:2003 afirma que durante o período de vida da construção podem ocorrer quatro tipos de carregamentos diferentes, sendo estes: normal; especial; excepcional; construção.
2.4.3 Dimensionamento
Calil; Molina, (2010, p. 38), descreve abaixo o procedimento para o dimensionamento apropriado de uma treliça:
“De maneira geral, o procedimento inicial a ser efetuado no dimensionamento de uma treliça de madeira é a determinação de sua geometria. O passo seguinte consiste em se determinar a distância "entre treliças", na direção do comprimento da edificação, que pode ser feita através do dimensionamento da terça à flexão oblíqua, ou, ainda, a partir da imposição de uma distância “entre treliças", pré-definida, para a qual devem ser verificados os estados limites últimos e de utilização da terça. Posteriormente, a treliça deve ser carregada com as ações permanentes e variáveis, e os esforços gerados nos elementos estruturais (banzos, diagonais e montantes); em função dessas ações, devem ser combinados de modo que o dimensionamento de cada elemento estrutural, inclusive os que compõem o sistema de contraventamento, seja feito para a condição de esforço combinado atuante em cada caso. Determina-se então o número de parafusos em cada um dos nós da treliça, faz-se o detalhamento dos elementos estruturais e ligações, a quantificação do peso final da estrutura e, finalmente, a apresentação de uma lista de material. ”
O dimensionamento dos elementos estruturais de madeira e das ligações é dado a partir dos Estados Limites Últimos, enquanto a verificação dos deslocamentos excessivos é dada a partir dos Estados Limites de Serviço (Utilização).
a) Estados Limites Últimos - Estrutura
A ocorrência desses estados determina a paralisação em todo ou em parte da estrutura. Para verificação da segurança da estrutura de madeira, conforme disposto na ABNT NBR 7190:1997 - item 7, necessita-se considerar os seguintes estados limites últimos:
Resistência: compressão paralela às fibras
(peças curtas); compressão inclinada às fibras; compressão normal às fibras; tração paralela ás fibras; flexão (simples e oblíqua); flexo-compressão; flexo-tração; cisalhamento paralelo às fibras;
Estabilidade local: compressão paralela às
fibras (peças medianamente esbelta e esbelta); flexão;
Estabilidade global: contraventamento.
b) Estados Limites Últimos - Ligações
O dimensionamento das ligações entre peças de madeira, dá-se conforme disposto na ABNT NBR 7190:1997 - item 8 e, afirma que não se deve levar em consideração o atrito entre as superfícies de contato e nem de esforços transformados por estribos, respeitando o espaçamento determinado para que possa evitar o fendilhamento da madeira. Para o critério de dimensionamento, emprega-se o seguinte Estado Limite Último:
Resistência: embutimento paralelo
e normal às fibras (madeira); escoamento (pinos metálicos). c) Verificações dos Estados Limites de Serviço
(Utilização)
Para verificação da segurança da estrutura de madeira, conforme disposto no item 9.1.1 e 9.1.2 da NBR 7190:1997, necessita-se considerar os seguintes estados limites de utilização:
Deformações excessivas que afetam a utilização ou a estética da estrutura;
Danos em materiais não estruturais da construção decorrentes de deformações da mesma;
Excesso de vibrações.
Por fim, além da consideração dos Estados Limites últimos e de Serviço, deve-se considerar a classificação das peças de madeira (ABNT NBR 7190:1997 – item 10.6), bem como proceder aos tratamentos preventivos (ABNT NBR 7190:1997 – item 10.7), para evitar a deterioração da peça, assim como garantir a facilidade de escoamento das águas e arejamento da estrutura.
3 Materiais e Métodos
3.1 Materiais
Os materiais empregados para desenvolvimento do estudo foram:
a) Material didático e documentos normativos; b) Softwares para apoio na determinação dos
esforços normais e deslocamentos.
c) Softwares para apoio na elaboração de planilhas e gráficos.
3.2 Métodos
3.2.1 Estudo de caso
A partir de inspeção in loco, foram mapeadas as informações relevantes ao estudo.
3.2.2 Ações, carregamentos, esforços internos e parâmetros de projeto
A definição das ações e dos carregamentos foram realizados com base nos seguintes documentos normativos: ABNT NBR 7190:1997, ABNT NBR 8681:2003, ABNT NBR 6120:1980, ABNT NBR 6123:1988. Para a obtenção dos esforços nas barras das estruturas, bem como o deslocamento da mesma, empregou-se o software Ftool, desenvolvido pelo professor Luiz Fernando Martha, da PUC-Rio – Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Também se fez necessário o uso do software AutoCad, para desenho das treliças (elavação e planta) de cada vão.
3.2.3 Dimensionamento e verificações
O dimensionamento dos elementos de madeira (ripas, caibros, terças, treliças, contraventamento), das ligações parafusadas, bem como as verificações das flechas (ripas, caibros, terças e treliças), foi realizado com base nas prescrições normativa NBR 7190:1997. Para agilizar o processo, o dimensionamento das peças que compõe a estrutura, foi realizado com auxílio de planilhas eletrônicas, a partir do software MS Excel. 3.2.4 Parâmetros técnicos
Definiu-se a relação “m3/m2” a partir dos resultados dos projetos e conforme estudo de caso (estrutura já executada – barracão do parque florestal de Sinop –
MT). Os mesmos foram apresentados na forma de gráficos.
3.2.5 Preservação
Segundo as descrições apresentadas no anexo D.3.3 da NBR 7190:1997, a preservação mínima para as espécies de dicotiledôneas deve ser através do processo de pincelamento. De forma prática e a partir das recomendações dos fabricantes, empregam-se duas demãos de produto preservativo nas peças. 3.2.6 Contraventamento
Os sistemas de contraventamentos das treliças estão dispostos nos planos do telhado e do banzo inferior. No plano do telhado, juntamente com as terças, foram utilizados tirantes de 10mm com esticadores, na forma de “X”. Para o plano horizontal, empregaram-se barras rígidas (seção tipo “T”: alma de 4x20cm; mesa - 2,5x20cm) unindo os nós dos banzos inferiores de estruturas adjacentas e, entre tais peças, foram locadas tirantes de 10mm com esticadores, na forma de “X. Para o contraventamento local (barras da treliça), propôs-se enrijecedores espaçados de 45 cm, para barras comprimidas e 1,25 m para barras tracionadas, segundo preconiza a NBR 7190:1997. 4 Apresentação e análise de resultados
4.1 Estudo de caso
O barracão do parque florestal situado na cidade de Sinop – MT foi objeto de estudo de caso, para efeito de comparação com os projetos elaborados de acordo com os documentos normativos pertinentes. Segundo Ferreira e Pinheiro (2015), a partir de inspeção in loco, obteve-se:
*treliça tipo “Howe”: banzo superior/inferior (5x15cm); montantes (2pç 2,5x15cm); montante central (5x15cm) e diagonal (5x10cm);
*terças (5x15cm); caibros (5,0x6,0cm); ripas (2,5x5,0cm);
*espaçamento entre treliças: 2,5 metros *espaçamento entre ripas: 32cm; *espaçamento entre caibros: 50 cm.
*dimensão: 14 metros (largura) e 32,5 metros (comprimento).
A figura 6 apresenta o referido barracão:
Figura 6: Barracão do parque florestal de Sinop – MT. Fonte: Acervo Próprio, 2014.
A partir das informações e com auxílio de planilhas eletrônicas, gerou-se o quantitativo do volume de madeira consumido em relação a área construída.
Tabela 1. Relação m3/ m2 do barracão do parque florestal Descrição Volume (m3) Área (m2) Relação (m3/m2) Resultados 14,42 455 0,032
Fonte: Autoria Própria, 2015.
4.2 Projetos de estruturas de madeira
Foram elaborados projetos, segundo as recomendações preconizadas pela NBR 7190:1997, com as seguintes características:
*estruturas tipo “Howe” e vãos (entre eixos de apoios) de oito, 10, 12 e 14 metros;
*comprimento: 35 metros;
*espaçamento entre treliças: 5 metros;
*elementos das treliças (vão de 8 metros): banzo superior/inferior (2 pç. 2,5x10cm); diagonal (2 pç. 2,5x10cm), montante (1 pç. 5x11cm);
*elementos das treliças (vãos de 10, 12 e 14 metros): banzo superior/inferior (2 pç. 2,5x15cm); diagonal (2 pç. 2,5x15cm), montante (1 pç. 5x11cm);
*terças beiral: tipo “T” (alma - 4x20cm; mesa - 2,5X15cm);
*terças intermediária/cumeeira: tipo “T” (alma - 4x20cm; mesa - 2,5X5cm);
*esquema estático (terça beiral): biapoiada;
*esquema estático (terças intermediárias/cumeeira): contínua, com apoios internos, através de mão-francesa;
*caibros: retangular (5x6)cm, espaçados a cada 70cm; *ripas: retangular (2x5)cm, espaçadas, em média, a cada 32cm.
*telha de “concreto”;
*ligações parafusadas “madeira/madeira” para vãos de 8 e 10 metros;
*ligações parafusadas “madeira/chapa de aço do tipo
Gusset” para vãos de 12 e 14 metros; *classe de resistência: dicotiledônea (C30).
A partir das informações acima, obtevem-se os resultados da relação m3/ m2 dos projetos, conforme Tabela 2.
Tabela 2. Relação m3/ m2 dos projetos propostos Vão (m) Volume (m3) Área (m2) Relação (m3/m2) 8,0 6,72 280 0,024 10,0 12,0 14,0 9,19 10,19 12,21 350 420 490 0,026 0,024 0,025 Fonte: Autoria Própria, 2015.
A Figura a seguir apresenta os valores descritos na Tabela 1 e Tabela 2.
Figura 7: Relação m3/ m2 dos projetos e do parque florestal. Fonte: Autoria Própria, 2015.
Para a Itaúba, o valor médio de mercado é de R$2.400,00/m3, enquanto a Cupiúba está sendo comercializada a um valor médio de R$1.300,00. A Tabela 3 demonstra a relação de custo das espécies de madeira de Itaúba e Cupiúba, a partir de pesquisa de mercado na cidade de Sinop – MT.
Tabela 3. Comparativo de custo entre os projetos e o estudo de caso. Descrição Volume (m3) Custo por m3 Custo total (R$) Barracão Pq. Florestal 14,42 2.400,00 34.608,00 Vão de oito (m) 6,72 1.300,00 8.736,00 Vão de 10 (m) Vão de 12 (m) Vão de 14 (m) 9,19 10,19 12,21 1.300,00 1.300,00 1.300,00 11.947,00 13.247,00 15.873,00 Fonte: Autoria Própria, 2015.
A Figura abaixo apresenta os valores descritos na Tabela 3 para melhor representação.
Figura 8: Comparativo de custo entre os projetos e o estudo de caso.
Fonte: Autoria Própria, 2015.
5 Conclusões
A partir dos resultados obtidos, têm-se as seguintes conclusões:
i)Observou-se uma taxa média de consumo, para os projetos propostos, igual a 0,025 m3/m2 para os vãos de oito, 10, 12 e 14 metros e uma taxa de consumo igual a 0,032 m3/m2 para o vão de 14 metros do barracão do parque florestal. Com isto, verificou-se uma redução do volume de madeira, em torno de 20%. ii)Observou-se uma variação de custo de R$34.608,00 para R$15.873,00, para a estrutura de 14m, resultando na redução do custo de insumo (madeira), de aproximadamente 50%;
iii)Definiu-se projetos com vãos, entre treliças, iguais a 5,0 metros, enquanto no estudo de caso, o vão é de 2,5 metros. Com isso, observou-se a redução de 50% na infraestrutura (pilares) e nas fundações;
iv)Observou-se que o peso do telhado cerâmico (Pq. Florestal) é de cerca de 44,8 kg/m2, enquanto o telhado de concreto (estruturas propostas) possui 49,0 kg/m2. Isso demonstra uma capacidade de acréscimo de carga em cerca de 9%;
v)Verificou-se que o edifício do Parque Florestal foi construído com a espécie Itaúba – Mezilaurus itauba (Meisn) - classes de resistência C40/C60, enquanto os projetos propostos foram concebidos para espécies de madeira com classe de resistência C30. Portanto, vale registrar que os projetos em questão foram dimensionados para espécies cerca de 30% menos resistentes do que a utilizada no barracão;
Diante do exposto, torna-se evidente a importância da elaboração de um projeto de estruturas de madeira, visando a busca da qualidade, durabilidade e segurança. Além disso, verificou-se a viabilidade técnica da aplicação de espécies de madeira da classe de resistência C30 em estruturas de cobertura, bem como o alívio proporcionado ao meio ambiente, através 0,032 0,024 0,026 0,024 0,025 0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 0,030 0,035
Relação m³/m²
P. Florestal - Vão de 14m Projeto - Vão de 08m Projeto - Vão de 08m Projeto - Vão de 08m Projeto - Vão de 08m 34.608,00 8.736,00 11.947,00 13.247,00 15.873,00 0,00 5.000,00 10.000,00 15.000,00 20.000,00 25.000,00 30.000,00 35.000,00 40.000,00
Custo total para cada situação
P. Florestal - Vão de 14m Barracão Pq. Florestal
Vão de oito (m) Vão de 10 (m)
da redução de volume de madeira e diminuição das pressões sobre o desmatamento e emprego de espécies de lei.
Agradecimentos
Agradeço primeiramente à Deus e à minha família, ao meu pai, Antônio, minha mãe, Nildete e meu irmão, Edson, por acreditarem em mim e sempre me incentivarem a continuar nessa jornada.
Agradeço à Kabbalah, que há oito anos atrás mudou a maneira que exergo o mundo e me ajuda a evoluir espiritualmente. Aos diretores do Kabbalah Centre, Karen e Yehuda Berg, pelos ensinamentos, pelas sintonias diárias e consciências semanais.
Ao meu orientador, Prof. Dr. Roberto Vasconcelos Pinheiro, pelo conhecimento compartilhado, pela paciência, confiança e orientação indispensável para realização desse estudo. À Universidade do Estado de Mato Grosso, por possibilitar a aprendizagem no decorrer de todos esses anos, e à todos os professores do campus de Sinop – MT.
Aos meus amigos, pelo companheirismo, por estarem ao meu lado durante todos esses anos, em especial à Laura, por conselhos e momentos tão especiais. Por fim, agradeço a todos que contribuíram para realização deste estudo.
Referências
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