CIMAD 11 – 1º Congresso Ibero-LatinoAmericano da Madeira na Construção, 7-9/06/2011, Coimbra, PORTUGAL
Utilização de painéis em bambu para fechamento de moradias
Marco A. Pereira
Henrique B. Carrara
Dr. Professor Assistente Dep. Eng. Mecânica Univ. Estadual Paulista-Unesp (Bauru, São Paulo)
Arquiteto Univ. Est. Paulista-Unesp (Bauru, São Paulo)
pereira@feb.unesp.br
henrique_carrara@yahoo.com
Rodrigo L. Bessa
Maiara M. Leite
Aluno de Arquitetura Univ. Estadual Paulista-Unesp (Bauru, São Paulo)
Arquiteta Univ. Est. Paulista-Unesp (Bauru, São Paulo)
rodrigolbessa21@hotmail.com
mmouraleite@gmail.com
Palavras-chave – Bambu; painéis; fechamento; moradia Keywords – Bamboo; panels; close; housing
RESUMO Com o crescente desmatamento e pressão sobre as florestas tropicais, torna-se necessária a busca por materiais renováveis e soluções capazes de atenuar em parte este processo. A utilização do bambu como material de construção, substituindo materiais convencionais, como a madeira, o cimento e os tijolos, pode contribuir para a diminuição do consumo destes. O bambu é considerado um dos mais antigos materiais para habitações, e embora seja milenar em nosso planeta, tem sua utilização e pesquisa, em sua maioria, restritos aos países orientais, sendo que ultimamente no ocidente, maior atenção vem sendo dedicada a esta cultura. O bambu é uma cultura predominantemente tropical, renovável, perene, de produção anual, rápido crescimento, com centenas de espécies e milhares de aplicações. Possui características físicas e mecânicas que o tornam apto a ser utilizado no desenvolvimento de moradias. Nas últimas décadas, com o advento da sustentabilidade, a variável ambiental passou a ser considerada nos projetos de desenvolvimento, influenciando tanto na disponibilidade futura de matérias-primas e energia, quanto na qualidade de vida. Este trabalho trata da utilização de bambus de várias espécies existentes em nosso meio para confecção de painéis e aplicação no fechamento de moradias. Painéis de dupla face, compostos de ripas trançadas de bambu e revestidos externamente com argamassa foram confeccionados. Um protótipo de moradia com 50 m2 construído a 15 anos 1
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utilizando estes painéis no fechamento foi avaliado mostrando que os painéis se encontram em perfeito estado de conservação. O trabalho ainda apresenta projeto arquitetônico de moradia popular com 70 m2.
ABSTRACT With increasing deforestation and pressure on tropical forests, it becomes necessary to search for renewable materials and solutions that can mitigate in part this process. The use of bamboo as construction material, replacing conventional materials such as wood, cement and bricks, can contribute to reduce this consumption. Bamboo is considered one of the oldest materials for housing, and although it is ancient on the planet, has its use and research, mostly restricted to eastern countries, and lately in the West, more attention is being devoted to this crop. Bamboo is a predominantly tropical crop, renewable, perennial, with annual production, fast growing, with hundreds of species and thousands of applications. It has physical and mechanical characteristics that make it suitable to be used in housing development. In recent decades, with the advent of sustainability, the environmental variable has been considered in the development of the projects, influencing on the future availability of raw materials and energy, and the quality of life. This work deals with the use of various bamboo species that exists in our environment for panels confection that can be used for housing closing. Double-sided panels composed of woven bamboo strips externally coated with mortar were made to this use. A house prototype with 50 m2 has been built using these panels in the close of the walls and the results after 15 years of use show that the panels are in perfect condition. 1. Introdução Ao se iniciar um novo século, a distância que separa economistas de ecólogos em sua percepção do mundo não poderia ser maior. Economistas olham o crescimento sem precedentes da economia global e do comércio e investimento internacionais e vêem um futuro promissor em expansão contínua. Observam com orgulho justificável que, desde 1950, a economia global cresceu sete vezes, aumentando a produção de bens e serviços de US$ 6 trilhões para US$ 43 trilhões, em 2000, incrementando os padrões de vida em níveis antes impensáveis. Os ecólogos olham para esse mesmo crescimento e percebem que é produto da queima de gigantescas quantidades de combustíveis fósseis, artificialmente baratos, num processo que está desestabilizando o clima ( Brown, 2003). As pesquisas para desenvolvimento tecnológico de materiais e processos de construções sustentáveis receberam nas ultimas décadas investimentos crescentes, estimulados por agencias governamentais, instituições de pesquisa e pelo setor privado de diversos países, como estratégia para minimização do uso de recursos não renováveis, economia de energia e redução de perdas, visto que a indústria da construção civil, particularmente construção, operação e demolição de edifícios. É a atividade humana com maior impacto sobre o meio ambiente (International conference buildings and the environment, 1997). Historicamente, o bambu tem acompanhado o ser humano fornecendo alimento, abrigo, ferramentas, utensílios e uma infinidade de outros itens. Atualmente, estima-se que contribua para a subsistência de mais de um bilhão de pessoas. Igualmente importante ao lado dos usos tradicionais, tem sido o desenvolvimento de usos industriais do bambu (Sastry, 1999) [1]. Com o crescente desmatamento e pressão sobre as florestas tropicais, bem como sobre as áreas de reflorestamento, torna-se cada vez mais necessária a busca por materiais renováveis e soluções alternativas capazes de atenuar em parte este processo. Hoje em dia, poucos duvidam que os problemas ecológicos vão condicionar cada vez mais o desenvolvimento, os processos industriais e os assentamentos humanos, sendo já considerado o século XXI como o século do meio ambiente. Assim, a busca por materiais renováveis e fontes energéticas não convencionais tem-se convertido em uma prioridade mundial neste início de século (Saleme & Viruel, 1995). De acordo com Zhou (2000), nos últimos 50 anos o ritmo de devastação de florestas foi de 24,9 milhões de ha/ano, ou o equivalente a 47,41 ha/minuto, condição que deve contribuir também para o aumento da área cultivada de bambu no mundo que hoje é de cerca de 22 milhões de 2
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hectares. Reportagem do jornal Folha de São Paulo (09/08/2002), cita dados da FAO onde são apresentados para o período de 1990 à 1997 uma velocidade de desmatamento equivalente a 12,17 ha/minuto. Outra reportagem (Folha de Sâo Paulo, 09/09/2002), citando dados fornecidos pela Secretaria de Estado da Agricultura e do Abastecimento e dados da Sociedade Brasileira de Silvicultura, aponta uma queda de 5% na área reflorestada do estado de São Paulo e avalia como necessária a duplicação do plantio anual de madeira de reflorestamento no país. Pauli (1996; 2001), destaca ser o bambu um eficiente fixador de carbono, convertendo-o através da fotossíntese em celulose, hemicelulose e lignina, com crescimento e colheitas rápidas, fibras longas e fortes e elevada resistência mecânica com um mínimo de gasto energético, tendo ainda, a possibilidade de se poder desenvolver todo um conglomerado industrial ao redor do bambu. O bambu é o recurso natural que menos tempo leva para ser renovado, não havendo nenhuma espécie florestal que possa competir em velocidade de crescimento e aproveitamento por área (Jaramillo, 1992). O decréscimo da quantidade e qualidade dos recursos florestais tem aumentado o interesse por materiais renováveis e de baixo custo como o bambu. Produtos à base de bambu laminado tais como pisos, chapas, painéis, cabos de ferramentas, compensados, móveis, componentes da construção civil, entre outros, são possíveis de serem explorados através do processamento do colmo. Embora não se pense no bambu como uma solução exclusiva para os problemas relacionados ao meio ambiente e/ou a diminuição acentuada de nossos recursos florestais, ele pode ser considerado e estudado como uma alternativa ou um material alternativo e de baixo custo a ser explorado. A produção de colmos é rápida, sem a necessidade de replantio, podendo ser imediatamente implementada sua cultura e exploração no campo (Pereira & Beraldo, 2007) Muito embora o bambu seja utilizado e estudado a séculos nos países orientais, China Bamboo Research Center (Cbrc, 2001), destaca que a partir dos anos 80 tem havido uma intensificação do uso do bambu em diversas áreas industriais, destacando alimento, papel, engenharia, química e produtos a base de bambu processado (madeira de bambu) que podem substituir/evitar o corte e uso de florestas tropicais, destacando entre outros, produtos como carvão, carvão ativado, palitos, chapas, painéis, produtos a base de bambu laminado colado (BLC), esteiras, compósitos, chapas de fibra orientada (OSB), componentes para construção/habitação e indústria moveleira, entre outros. O Brasil apesar de ser um pais de clima tropical e possuir cerca de 230 espécies nativas de bambu, tem o uso deste material na contrução ainda bem restrito. Ate hoje as construções com bambu no territorio brasileiro se restringem as habitações de comunidades indigenas e a pequenos agricultores que não dispõem de recursos financeiros. No processo de colonização o pais incorporou essencialmente o uso de materiais comuns na cultura Iberica. Este trabalho objetiva mostrar as condições de uma moradia em bambu 15 anos após construída, bem como a técnica da confecção de painéis de bambu na forma de ripas ou tiras e sua utilização no fechamento de moradias pequenas e/ou de baixo custo. Pretende ainda proporum projeto de moradia popular sem a utlização de tijolos ou blocos ceramicos e mantendo a mesma qualidade das construções convencionais. 2. Metodologia Para mostrar a utilização do bambu no fechamento de moradia, com a utilização de painéis trançados com ripas ou tiras, foram analisadas as condições de uma casa com 50 m2 construída com esta técnica na regiao de Bauru, SP, Brasil a cerca de 15 anos. A moradia utilizou painéis de dupla face confecionados com ripas ou tiras de bambu os quais foram utilizados no fechamento/parede da casa. O painel de dupla face foi estruturado com um quadro feito com sarrafos de madeira, onde foram parafusadas as placas trançadas de bambu e para o pé direito foram utilizadas peças de eucalipto tratado. Externamente o painel/parede recebeu cobertura de reboco para proteção contra as intempéries e contra a entrada de insetos e internamente o bambu foi deixado a mostra recebendo proteção com stain. Neste trabalho serão ainda apresentados as principais etapas necessárias para a confecção dos painéis para fechamento, sendo ainda apresentado/proposto projeto semelhante a moradia existente, porém com quadro e pé direito em bambu.
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2.1. Espécies utilizadas e idade dos colmos A escolha da espécie e a idade em que será colhido o bambu são fatores importante para se produzir o painel e a estrutura. Para a confecção dos painéis com ripas trançadas são indicados bambus de parede fina como por exemplo as espécies Bambusa tuldoides e/ou Bambusa textilis entre outras, bastante comuns em nosso meio. Para a estrutura são indicados bambus de parede grossa como por exemplo as espécies Dendrocalamus giganteus e/ou Guadua angustifolia entre outras, também comuns em nosso meio. Para a confecção dos painéis e a estrutura em bambu são indicados colmos maduros, com idade mínima de 3 anos (LIESE, 1998; HIDALGO LOPEZ, 2003; BERALDO et al, 2004; JANSSEN, 2000; ZHOU, 2000 e CNBRC, 2001), pois a partir desta idade os colmos apresentam resistência mecânica adequada para uso. Isso possibilita também o manejo sustentável de moita, pois somente são colhidos colmos maduros, sendo deixados os colmos jovens (até 3 anos) na moita. A Fig. 1 mostra uma moita da espécie Bambusa tuldoides e Guadua angustifolia existentes na Unesp.
Figura 1. Moita de bambu da espécie Bambusa tuldoides e Guadua angustifolia
2.2 Confecção dos painéis 2.2.1 Obtenção de ripas O painel foi produzido a partir do trançado das ripas que são retiradas dos colmos de bambu com a ajuda de uma ferramenta chamada “Chapeu Chines”, que é uma faca radial composta por 12 lâminas e que tem a capacidade de tirar até 12 ripas ou tiras de um colmo de uma só vez. A Fig.2 mostra a ferramenta utilizada para a obtenção das ripas. Para facilitar a retiradas das ripas, recomenda-se utilizar o bambu ainda verde (recém colhido) com no máximo três dias.
Figura 2. Ferramenta para obtenção das ripas 4
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Para facilitar o trançado dos painéis, as ripas passam por um outro processo de retirada da parte interna do bambu, que é menos resistente e na sua maioria constituida por parenquima. A retirada é feita através de uma técnica popular em que se faz um corte no sentido longitudinal da fibra e com “puxões” se separa a casca (região mais resistente) do parênquima da ripa (região menos resistente). A Figura 3 mostra o processo de confecção das ripas.
Figura 3. Retirada do parênquima
2.2.2 Tratamento das ripas e colmos Para a proteção contra insetos xilófagos, as ripas após serem obtidas são imersas em solução de octoborato (ácido bórico + Borax) na concentração de 8%. Os colmos recèm colhidos são igualmente submetidos a tratamento, através do método de substituição de seiva com o mesmo produto através do sistema Boucherie modificado. A Fig. 4 mostra o tratamento efetuado.
Figura 4. Tratamento preservativo das ripas e colmos
2.2.3 Confecção dos painéis e quantificação Em função do fechamento/parede já existente, foi confeccionado um protótipo de painel com 1 m2 visando estimar a quantidade de ripas e colmos necessários, bem como mostrar as etapasda montagem. Para a confecção do painel foi montado primeiramente uma estrutura/corpo com colmos de maior diâmetro e espessura, onde o painel de ripas trançadas foi fixado. Para maior estabilidade da parede e para possibilitar um maior isolamento e conforto, os painéis são construidos em dupla face. Como o bambu não deve ter contato direto com o sol e a chuva, os painéis tiveram seu lado externo revestidos com argamassa/reboco seguido de pintura e internamente os bambus foram deixados aparentes recebendo acabamento com o produto stain. A Fig. 5 mostra esquamaticamente as partes componentes do painel.
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Figura 5. Partes componentes do painel
2.3. Projeto de moradia popular Para exemplicar a utilização do bambu na forma de painéis para fechamento de moradias populares foi elaborado e esta sendo apresentado um projeto arquitetônico de uma moradia com 70 m2 toda em bambu, envolvendo o fechamento/paredes e a estrutura 3. Resultados e Discussão 3.1 Confecção dos painéis Para exemplicar a utilização dos painéis trançados com ripas de bambu, foi confeccionado um protótipo de dupla face com 1 m2. A Fig. 6 mostras as etapas de trançado e montagem do painel.
Figura 6. Etapas de trançado das ripas e montagem do painel
O painel com 1 m2 foi estruturado com ripas de dimensões de 1 m de comprimento e 20 cm (0,2 m) de largura, obtidas com a ferramenta de facas radiais mostrada na Fig. 2. Para 1m2 de painel foram necessárias 50 ripas dispostas na direção horizontal e 9 ripas na direção vertical totalizando 59 ripas. Como o painel é de dupla face, são então necessárias 118 ripas por m 2 de painel. Considerando colmos de bambu da espécie Bambusa tuldoides com diâmetros médios de 6 cm (0,06 m) e altura média útil de 6 metros de altura, de cada colmo podem ser obtidas cerca de 50 ripas nas dimensões anteriormente especificadas. São pois necessários 2,5 colmos para cada m2 de painel a ser confeccionado. Uma moita de bambu desta espécie é capaz de fornecer em média 8 colmos maduros por ano. Num hectare (10.000 m2) é possível o cultivo de aproximadamente 240 moitas (espaçamento 7 x 6 m) de bambu desta espécie. Assim em um 6
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hectare cultivado pode-se produzir cerca de 1920 colmos anualmente, já que o bambu é uma cultura de produção anual. Desse modo o fechamento de uma moradia de 50 m2 utilizou cerca de 5.900 ripas de bambu, o que corresponde a colheita de 118 colmos, essa quantidade pode ser obtida com o manejo de 15 moitas. 3.2 Moradia experimental construída A Fig. 7 mostra aspectos da construção da moradia na época de sua execução a 15 anos atrás, mostrando a sua parte interna e sua parte externa com a aplicação de reboco.
Figura 7. Aspectos internos e externos do fechamento da moradia
A Figura 8 mostra o aspecto atual da moradia em suas partes interna e externa.
Figura 8. Aspecto atual da moradia na sua parte externa e interna
Observa-se após 15 anos de sua construção que os painéis de fechamento com ripas trançadas de bambu continuam em perfeito estado de conservação. Externamente a presença do beiral ajudou na durabilidade do reboco e, ao longo de 15 anos somente foi necessária a manutenção da pintura. Observa-se ainda que o reboco externo foi importante para evitar o contato do bambu com as intempéries assim como para evitar a entrada de insetos. Internamente as ripas se mantem perfeitamente conservadas, não necessitando ao longo deste tempo de nenhuma manutenção, mostrando ainda um aspecto muito agradável. 3.2 Proposta de projeto de moradia popular A Fig. 9 apresenta um projeto arquitetônico de moradia popular para 70 m2 com estrutura toda em bambu e fechamento com painéis dupla face de bambu, mostrados anteriormente.
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Figura 9. Projeto de moradia em bambu
A Fig. 10 mostra detalhes da junção do pilar de bambu com os painéis dupla face confeccionados com ripas de bambu, onde se pode observar o bambu aparente internamente e a camada de revestimento em reboco externamente no painel. A figura mostra ainda detalhe de janela colocada no painel.
Figura 10. Junção da estrutura e painel – painel com janela
4. Conclusões Após 15 anos de construção e uso a moradia de 50 m2 construída com fechamento utilizando painéis de dupla face com ripas de bambu, apresenta-se em perfeito estado de conservação, tanto externamente como internamente. As técnicas de construção com bambu aqui utilizadas, por se tratarem de uma tecnologia simples e de baixo custo, podem ser uma alternativa interessante na construção de moradias populares, ao mesmo tempo em que utilização do bambu pode ser uma alternativa a utilização de materias convencionais como madeira e materiais cerâmicos, podendo contribuir para se evitar o corte excessivo de árvores nativas e/ou de reflorestamento. A utilização do bambu como materia prima para construção traz diversas vantagens, pois além de ser um material de baixo custo, é uma cultura de produção anual, de rápido crescimento e que pode ser facilmente cultivada. Além disso as técnicas e processos artesanais empregados na confecção dos panéis não necessitam de mão de obra especializada,
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