UFES/Vitória – 23 a 25 de julho de 2012
Execução e montagem de galpão oficina com componentes de Bambu Execution and frame shed with components Bamboo Maximiliano dos Anjos AZAMBUJA1; Luna Galvão ALVISI1; Marco Antônio dos Reis PEREIRA2; Tomas Queiroz Ferreira BARATA3; Ivaldo de Domenico VALARELLI2 RESUMO - A instalação de um canteiro de obra deve-se orientar no sentido de ordenar, combinar e harmonizar o programa proposto no planejamento, visando à utilização de equipamentos, mão-de-obra e suprimento, com eficiência e economia. Discente do Projeto Bambu desenvolvido pela UNESP de Bauru, e moradores do assentamento rural “Horto de Aimorés” participaram da construção de um galpão oficina em estrutura em bambu, com fundações e pilares executados com aroeira roliço, na área comunitária do assentamento. A execução e montagem do galpão oficina engloba toda a parte de logística em um canteiro de obras. O processo realiza-se desde o transporte dos componentes da área de pré-fabricação, para a área de montagem, até as etapas de execução no canteiro de obras. O trabalho apresenta as etapas executivas desde o preparo do terreno, armazenamento de materiais, locação da obra, execução fundação, estocagem dos pré-moldados em Bambu, organização do trabalho, métodos construtivos, interdependência entre o desenvolvimento dos serviços e a utilização de equipamentos e mão-de-obra. Detalhes essenciais, como ancoragem entre as conexões metálicas da estrutura em bambu com os pilares de aroeira roliço são abordados. A equipe de montagem e execução foi composta por alunos da UNESP de Bauru e por moradores do assentamento, utilizando-se, quando necessário, de serviços realizados por terceiros. Palavras chave: pré-fabricação, interdependência de serviços.
materiais
lignocelulósicos,
canteiro
de
obras,
ABSTRACT - The installation of a construction site must be guided in order to sort, combine and harmonize the proposed program planning, with use of equipment, manpower and supplies, efficiently and economically. Student Project Bamboo developed by UNESP, Bauru, and residents of rural settlement "Horto de Aimorés" participated in the construction of a shed of bamboo, with foundations and pillars run with eucalyptus in the area of the settlement community. The frame of the execution and shed logistics involves a construction site. It is necessary to transport the components of the area of prefabrication to the area frame for implementing the steps in the construction site. The executive steps are presented from the preparation of the land, storage of materials, location of work, running the foundation, storage of precast Bamboo, work organization, construction methods, interdependence between the development of services and use of equipment. Essential details, such as fixing the connections between the metal structure in bamboo, with the aroeira pillars are discussed. The frame and the production team was composed of students from UNESP Bauru and residents of the settlement, using, where necessary, services performed by professionals. Keywords: prefabrication, lignocellulosic materials, construction site, the interdependence of services.
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Professor do Departamento de Engenharia Civil e discente do Departamento de Arquitetura, Urbanismo e Paisagismo, UNESP, Campus de Bauru, E-mail: maximilianoazam@feb.unesp.br, lunagalvao@gmail.com 2 Professores do Departamento de Engenharia Mecânica, UNESP, Campus de Bauru., E-mail: pereira@feb.unesp.br, ivaldo@feb.unesp.br 3 Professor do Departamento de Design, UNESP, Campus de Bauru. barata@faac.unesp.br
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1. INTRODUÇÃO No campo da construção civil, atualmente pode-se verificar uma crescente discussão a respeito de temas como a modernização das técnicas e tecnologias empregadas, bem como da matéria-prima utilizada, visando a uma maior eficiência no uso dos recursos renováveis e a fim de se minimizar ao máximo o desperdício de material, desde a pré-fabricação, até a execução em canteiro. Segundo Rodriguez (2010) para que os estudos e conceitos verificados como possíveis de serem aplicados na indústria da construção civil relativos à sustentabilidade sejam implementados, é necessário que ocorra maior divulgação destas características e destes processos de avaliação para todos os envolvidos nas atividades produtivas já que, na maioria das vezes, estas iniciativas são prejudicadas por uma série de fatores que influenciam a dificuldade de aplicação destes conceitos, como o desenvolvimento da cadeia produtiva de materiais e sua exploração com poucos métodos eficientes, além da produção muitas vezes artesanal da construção civil e da dificuldade da modificação da cultura juntos a profissionais que já se acostumaram a desenvolver suas atividades sem a preocupação com o meio ambiente. Nesse contexto de busca por novos materiais e processos de construção, as características do bambu como resistência, leveza, fácil manuseio, grande proliferação em plantações e seu caráter de material renovável, nos levam à questão do por que não utilizar com maior freqüência o bambu como matéria prima na construção civil. Outro fator que contribui na falta de disseminação do material é que as principais referências sobre arquitetura no Brasil descartam o uso do bambu como elemento estrutural e arquitetônico. Sendo assim, o material disponível sobre o assunto é escasso e tem obtido pouca repercussão dentro dos cursos de engenharia e arquitetura (MARQUEZ, 2006). Na construção civil, a utilização do bambu como material alternativo sob o ponto de vista estrutural e construtivo mostra-se viável para duas necessidades marcantes do nosso meio: o custo dos materiais industrializados e, por sua vez, a dificuldade de acesso a eles. Na cultura brasileira, construções com bambu vêm sendo feitas de forma empírica, sendo ainda uma área com pouca literatura e pesquisas de campo, enquanto que em outros países como a Colômbia, China, Índia, o uso do bambu na construção civil já se encontra numa fase bem desenvolvida e a aceitação deste tipo de material já é consagrada (FERRARI, 2003). Existem inúmeras formas de utilização do bambu, desde roliço, em sua forma original, até em forma de fibras e chapas prensadas. As formas mais encontradas são: em tiras; “esterilhas” (placas de bambu aberto); partido; e trançado. Como o bambu apresenta grande resistência a esforços de tração e compressão, é muito utilizado em estruturas de habitação, em painéis de fechamento, em estrutura de coberturas e até tubulações (SAMPAIO, 2006). Arquitetos como Simón Velez, utilizam o material de maneira eficiente e duradoura, em grandes projetos como o pavilhão construído para a EXPO - Hannover em 2000, Figura 1a, por exemplo, construção que utilizou o bambu Guadua, e que apresenta balanços de até 7 metros, com grandes avanços nas técnicas de união entre as peças de bambu (MARQUEZ, 2006). A Casa no condomínio do Frade, Figura 1b, em Angra dos Reis, também de Simón Velez, possui uma estrutura organizada basicamente em três pórticos grandes que vencem o vão das salas, três pórticos menores que contém a cozinha e área de serviço e dois anexos laterais, um deles maior contendo quartos. O bambu utilizado é o Dendrocalamus giganteus, e as ligações utilizam concreto e chapas metálicas.
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(b) (a) Figura 1- Pavilhão de Hannover (a) e casa projetada por Simón Vélez em Angra dos Reis (b). Neste artigo são relatados os resultados do processo de construção do protótipo galpão oficina em bambu, com telhado de duas águas sendo a sua estrutura em bambu, com fundações e pilares executados com aroeira roliça. O Projeto Bambu de extensão envolve discentes de design e arquitetura, grupo Taquara, com apoio financeiro do UNISOL, Programa Universidade Solidária, Banco Santander. O Grupo realiza atividades de extensão com moradores do assentamento rural Horto de Aimorés que participam do Grupo Agroecológico Viverde e desenvolvem artesanato em bambu dentro do Projeto no laboratório de processamento da madeira na Unesp de Bauru. O galpão Oficina abrigará uma oficina de bambu, possibilitando a permanência dos moradores no assentamento, assim como geração de renda no local e a criação de um espaço de convívio social, construído na área comunitária do assentamento. O trabalho apresenta as etapas executivas do galpão oficina com estrutura em bambu do gênero Dendrocalamus Giganteus com os pilares de aroeira roliça e conexões metálicas desde o armazenamento de materiais, execução da fundação, estocagem dos pré-moldados em Bambu, organização do trabalho, métodos construtivos, interdependência entre o desenvolvimento dos serviços e a utilização de mão-de-obra, realizado no assentamento rural Horto de Aimorés executado por moradores do assentamento, estudantes, profissionais de arquitetura, funcionários da Unesp e profissionais terceirizados. Visa-se divulgar a solução estrutural e construtiva tanto para despertar interesse em futuras pesquisas como para seu uso em construções pré-fabricadas. MATERIAIS E MÉTODOS O sistema construtivo desenvolvido teve como premissa, a facilidade construtiva e o baixo custo, utilizando-se da pré-fabricação e da própria utilização do bambu como principal forma de obter estas vantagens na execução. Para tanto, a concepção da planta arquitetônica racionalizou ao máximo os espaços, respeitando as normas exigidas para uma oficina, tanto na distribuição dos ambientes como na distribuição do maquinário; projetado e distribuído para atender a especificidade da matéria prima, desde a chegada dos bambus, do armazenamento para secagem, do corte em destopadeira, do local para tratamento (que divide os dois ambientes) e um segundo ambiente destinado ao processamento de ripas e acabamento (Figura 2). A Concepção aproveita o potencial do material, ao máximo, e evita desperdícios ou tempos improdutivos.
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Figura 2 - Planta de layout do protótipo galpão oficina em Bambu. A metodologia adotada neste trabalho tem como referência a pesquisa-ação que, segundo THIOLLENT (2000) apud VALLE (2008), é uma pesquisa social com base empírica concebida e realizada em estreita consonância com uma ação ou resolução de um problema coletivo, de tal maneira que pesquisadores e demais participantes se envolvem de forma cooperativa e participante. A solução dos problemas parte de ações concretas visando sua compreensão e solução. Neste caso específico, a equipe envolvida na pesquisa é composta de trabalhadores rurais recém assentados que construíram suas casas num sistema de autogestão paralelamente ao cultivo da terra, por pesquisados da UNESP, profissionais e discentes. As condições para a realização do trabalho científico envolvem a participação comunitária tanto no projeto do Galpão como na administração do canteiro de obras, da mesma maneira que envolve os discentes, profissionais não só na concepção do projeto, mas também na pré-fabricação e na execução em canteiro. À medida que o trabalho se desenvolve em equipe, as resoluções são implantadas sempre respeitando critérios coletivos de decisão. Na concepção tecnológica foram estudadas e testadas várias soluções estruturais e construtivas para implementação de melhorias nas conexões metálicas e estruturas de bambu, e as medidas no projeto arquitetônico, parciais e totais, foram condicionadas à solução estrutural e construtiva definida pela equipe e pelo recurso financeiro disponível para execução (Figura 3). O pórtico de bambu foi dimensionado e modelos das ligações estruturais foram confeccionados para testes de carga em laboratório.
Figura 3 - Imagem 3d do protótipo do galpão oficina em Bambu.
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A representação gráfica do protótipo da estrutura em formato 3D enfatiza a repetição dos pórticos e o detalhamento das terças (espaçadas de metro em metro).
Figura 4 - Corte do pórtico de bambu. A estrutura do pórtico de bambu em CAD, Figura 4, é dupla e os diâmetros dos pilares variam de 12 cm a 14 cm enquanto os diâmetros das vigas variam de 10 cm a 12 cm. A fim de evitar possíveis problemas de deformações e também pela composição estética arquitetônica, a estrutura recebeu reforço de uma viga transversal que é fixada na metade dos pilares externos da estrutura, chegando próximo à cumeeira. Do ponto de vista estrutural, o projeto consiste na locação de 18 pilares de aroeira (reuso de rede elétrica) com diâmetros variando entre 30 cm e 40 cm, 9 pórticos de bambu da espécie Dendrocalamus giganteus conectados aos pilares através de conectores metálicos. As conexões entre o bambu e chapas metálicas foram realizadas com graute, sem conexões de boca de pescado que exigem um trabalho manual especifico. A Figura 5 ilustra a conexão metálica da estrutura em bambu com os pilares de aroeira roliço.
(a) (b) Figura 5 - Detalhes da conexões metálicas da estrutura em bambu com os pilares de aroeira roliço, programa Solid Works. Dentre as opções estudadas pela equipe de pesquisadores, a que foi considerada a mais adequada para atender os objetivos propostos foi executada. Como a equipe de execução não é terceirizada e é formada por pessoas diretamente ligadas ao projeto foi necessário conciliar as atividades externas de cada um com a atividade do canteiro. As ferramentas utilizadas são as tradicionais furadeiras, chaves de boca, chave de grifo, barras roscadas, andaime, broca de aço rápido, martelo, guindaste, entre outras.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO Em relação à implantação da obra no terreno, foi estrategicamente pensada em função da entrada de veículos para o transporte dos bambus, da orientação solar e dos ventos. A execução do projeto realizou-se em duas etapas principais: a pré-fabricação no Laboratório Experimental de Bambu e a montagem da estrutura no canteiro de obras. A primeira etapa exigiu um período de tempo maior, pois se realizou no local desde a colheita e tratamento dos colmos até o corte das peças e a posterior montagem dos pórticos, e a segunda consistiu na execução da fundação, locação dos pilares, lançamento dos pórticos e ancoragem. O terreno encontra-se na área comunitária da gleba 1 do assentamento Horto de Aimorés. O local não era abastecido por água e não é ainda por energia elétrica. Após a escolha do local, a terraplenagem foi definida. A etapa de preparação do terreno foi de responsabilidade da prefeitura de Pederneiras. Na área comunitária do assentamento, foram realizadas as etapas de perfuração do solo para o lançamento da fundação, estaca e pilar em aroeira roliça, alinhamento e escoramento dos pilares, e concretagem dos pilares (Figura 6).
(b)
(a)
(d) (c) Figuras 6 - perfuração do solo (a), os lançamento dos pilares (b), pilares aprumados e escorados (c) e concretagem (d).
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Devido à ausência de infra-estrutura no local, a maioria do projeto foi pré-fabricado no Laboratório Experimental de Bambu na área agrícola da Unesp, local em que se realizou desde a colheita e tratamento das peças, graute das barras, até a montagem dos pórticos de Bambu, parafusados e ligados aos conectores metálicos. Como a construção do Galpão Oficina é um projeto de extensão de cunho social e sem fins lucrativos, foi importante a doação de materiais, assim como as iniciativas em busca de patrocínio. Os pilares foram doados pela CPFL, antigos postes de luz hoje substituídos por postes de concreto. A aquisição dos pilares foi determinante tanto no desenvolvimento do projeto estrutural quanto do projeto de fundação. A fundação do Galpão consistiu na abertura de 18 brocas de 5m de profundidade e 50 cm de diâmetro. Os pilares foram inseridos até os 5m tendo sido executados recortes no topo a fim de que atingissem um pé-direito de 2,80 m. A próxima etapa consistiu em aprumar os pilares no sentido longitudinal e realizar o escoramento dos mesmos, de maneira que ficassem preparados para a concretagem. A concretagem dos pilares foi realizada em uma manhã e constitui um processo relativamente simples. O maior entrave é definir a posição do caminhão betoneira para se evitar o desperdício de concreto que pode transbordar ou ser despejado nas bordas da perfuração. Foram utilizados 9 m³ de concreto na concretagem dos pilares das estacas de aroeira roliça (Figura 5). O transporte de todos os pórticos do campus da UNESP para o Assentamento Rural Horto de Aimorés foi realizado em duas viagens de caminhão Munck. Os pórticos foram armazenados por um dia no canteiro de obras e a ancoragem realizada no dia seguinte (Figura 7).
(b) (a) Figuras 7 – transporte dos pórticos de bambu (a) e armazenamento dos pórticos no terreno (b). Os pórticos possuem suas ligações e conexões executadas por parafusamento com porcas e arruelas, sendo a ligação entre o pilar de madeira aroeira roliça e os pórticos de bambu a principal conexão do projeto. O içamento foi realizado pelo caminhão munk e os pórticos de Bambu alinhado na posição final (Figura 8a e 8b). Os pórticos são encaixados aos pilares com o auxílio de um gabarito para enquadramento correto (Figura 8c). Depois de posicionados, os conectores são parafusados ao pilar por transpasse para facilitar a manutenção e eficiência da ligação (Figura 8d). Sete pórticos foram instalados em seis horas de trabalho no primeiro dia e dois instalados em duas horas no dia seguinte. A montagem dos pórticos se dá no plano horizontal e requer rigor geométrico, uma vez que quando os pórticos estão posicionados e travados com as barras roscadas, porcas e arruela, não é possível fazer correções de prumo. Após a colocação dos pórticos, os conectores metálicos das cumeeiras são fixados, o beiral duplo executado e as terças fixadas (Figura 8e e 8f).
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(e) (f) Figura 8 – Içamento do pórtico em Bambu (a), alinhamento vertical e horizontal (b), posicionamento do conector metálico (c), conexão metálica instalada e parafusada por transpasse (d), beiral bambu duplo (e) e visão geral do protótipo (f). Na indústria da construção civil, em que uma série de atividades de caráter repetitivo, seqüencial e interdependentes são desenvolvidos, o papel da padronização ganha espaço como elemento redutor das improvisações, regulador das relações de interdependência entre serviços, otimizador das atividades desenvolvidas e uma conseqüente redução de desperdícios. Ao projetar e construir novos locais de trabalho, sistemas de produção ou modificar os existentes deve-se levar em consideração os fatores que podem comprometer o exercício de uma determinada tarefa em função das limitações pessoais e operacionais existentes. O Desenvolvimento Sustentável pressupõe interdisciplinaridade, ou seja, lida com os aspectos ambientais, sociais e econômicos. A sinergia entre esses aspectos permeia a aplicação do conceito de Desenvolvimento Sustentável, ou Sustentabilidade, onde quer que ele seja aplicado, tanto em nível governamental, como da sociedade civil ou na seara empresarial. (MEIRA, 1997).
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CONCLUSÕES Este trabalho se refere originalmente à proposta da construção de um protótipo galpão oficina no assentamento Horto de Aimorés, que abrigará uma oficina de bambu, e consolidará o trabalho de extensão realizado no laboratório de experimentação em Bambu da Unesp Bauru, possibilitando que os moradores continuem seu trabalho com artesanato em bambu no local em que moram. O Sistema construtivo do protótipo galpão oficina em Bambu foi projetado adequadamente, desde a forma de concepção do projeto, até sua execução e materiais empregados. Procurou-se racionalizar a construção utilizando-se da pré-fabricação como forma de evitar resíduos no canteiro de obras e acelerar o processo de montagem. Como o local da obra não possuía infra-estrutura para a realização do processo de pré-fabricação, este foi realizado no Laboratório Experimental de Madeira da Unesp Bauru, transportando-se os pórticos de bambu pré-moldados, e realizando-se em canteiro apenas as etapas de fundação, locação dos pilares de madeira e lançamento da estrutura (através do içamento dos pórticos e posterior ligação pilar-pórtico por conectores metálicos). Foram utilizados prioritariamente materiais renováveis como o bambu e madeira, proporcionando um menor impacto ambiental. A equipe de pesquisadores, discentes, profissionais e moradores do assentamento participaram ativamente de todas as etapas, desde o projeto, até a execução em canteiro. Desta maneira, a construção do protótipo galpão oficina em Bambu originou algumas vantagens implícitas como: Agilidade no processo construtivo; Economia de mão de obra e material; Ausência de fôrmas durante a montagem; Pelo fato de grande parte ter sido executada fora do canteiro, dispensou áreas de estocagem; Devido à racionalização do processo construtivo, o desperdício de material foi mínimo. Esta primeira parte da construção realizou a montagem da estrutura principal, pilar e pórticos, assim como a estrutura de terças e beiral para a cobertura. Posteriormente, serão realizadas as etapas de vedação, revestimentos, instalações hidráulicas, elétricas e acabamentos. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos Departamentos: de Engenharia Civil, de Arquitetura, Urbanismo e Paisagismo, de Design, de Engenharia Mecânica, da UNESP FEB. Agradecem à FUNDUNESP pelo apoio concedido para a participação desse evento, ao Laboratório Experimental de Bambu e ao Laboratório de Processamento da Madeira, ao Projeto UNISOL Universidade Solidária do Grupo Santander que financiou o projeto de extensão e a construção do protótipo do galpão oficina em Bambu, ao Projeto Taquara e aos moradores do assentamento rural Horto de Aimorés. REFERÊNCIAS FERRARI, O.M. Projeto de uma casa utilizando bambu como principal material construtivo. 76f. Dissertação (Trabalho de Conclusão de Curso em Engenharia Civil), Universidade do Vale do Itajaí. Itajaí, 2003.
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MARQUEZ, F.L. Arquitetura em bambu: Técnicas construtivas na utilização do bambu como material arquitetônico. Dissertação (Iniciação Científica em Arquitetura e Urbanismo), PIBIC, Mackenzie, 2006. MEIRA G.R.; ARAÚJO, N.M.C. A padronização como fator de redução de desperdícios na construção civil. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO, 1997. Universidade Federal da Paraíba, Paraíba, 1997. RODRIGUEZ, M.C.; DUARTE, G.C.; SOUZA, M.C.R.X.; VIEIRA, P.F.J.G. Mudanças na construção com a aplicação do conceito de sustentabilidade. In: CONGRESSO LATINOAMERICANO DA CONSTRUÇÃO METÁLICA, 2010, São Paulo.
SAMPAIO, T.F.C. Sustentabilidade e Arquitetura: uma reflexão sobre o uso do bambu na construção civil. 2006. 256 f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura), Universidade Federal do Alagoas, Maceió, 2006. THIOLLENT, M. Metodologia da pesquisa-ação. São Paulo, 10. Ed., Cortez, 2000, 132 p. VALLE, I.M.R. O sistema estrutural pré-usinado pilar-viga em madeira. Caso: 08 moradias no assentamento rural sepé-tiarajú, serra azul – SP. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E ESTRUTURAS EM MADEIRA, 11., 2008, Londrina. VÉLEZ, S. Grow your own house. Genevè, Chatelaine : VITRA Design and ZERI Foundation.2000, 256p.