UNICEP -Introdução Centro Universitário Central Paulista PROGRAMA VOLUNTÁRIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA - PROVIC
RELATÓRIO FINAL PROJETO DE PESQUISA
Título: BOVINUS um Projeto Arquitetônico Modular de um Cocho para Gado com Utilização de Energia Solar
Title: BOVINUS a Modular Architectural Project of a Livestock Trough Using Solar Energy
Iniciação Científica: Beatriz Pallone Santos Orientador: Professor Doutor Decio Gonçalves
Agosto/2020 0
Sumário
1. Introdução................................................................................
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2. Estado da técnica e da arte.....................................................
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3. Abordagens Projetuais............................................................
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3.1.
Projeto Inicial...............................................................
7
3.2.
Inserção da Tecnologia do Projeto...............................
9
3.3
Atualização do Projeto Inicial........................................
12
4. Metodologia..............................................................................
13
4.1
Croquis- Estudo volume...............................................
14
4.2
Análise estrutural..........................................................
15
4.3
Memorial de cálculo.......................................................
17
5. Materiais..................................................................................
18
6. Objetivos..................................................................................
19
7. Relevâncias.............................................................................
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8. Justificativas.............................................................................
22
9. Difusão do Projeto....................................................................
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10. Anexos......................................................................................
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11. Conclusões Finais....................................................................
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12. Referências Bibliográficas.......................................................
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Resumo Conforme solicitação segue o relatório parcial sobre o desenvolvimento do projeto de pesquisa é baseado na concepção e no desenvolvimento, bem como a construção, de um artefato arquitetônico, denominado BOVINUS, um Cocho para Gado concebido em madeira perfilada roliça, extraída de reservas de reflorestamento. Considerando o uso a que se destina e suas caraterísticas projetuais voltada para a agropecuária, o emprego do material madeira foi a opção natural, em função de suas características, propriedades físicas, mecânicas e suas especificidades, foi escolhida a espécie de eucalipto clonado, da classificação botânica dicotiledônea, com densidade aparente de 670 kg/m³ e Classe de Resistência C40. A estrutura caracteriza-se por elementos estruturais do tipo pórticos planos, biarticulados, bi engastados e conexões rígidas. A palavra “cocho”, conforme o dicionário, é definida como uma espécie de vasilha oblonga, ou seja, alongada, mais comprida que larga, onde se colocava água ou alimento para o gado. Nos dias atuais, aplica-se o termo, mais especificamente, a condicionar de forma segura, principalmente, ração e sal, protegendo-as das intempéries, para alimentação do gado, de forma adequada. O seu sistema construtivo simples, do tipo modular, caracterizado como treliça tem como característica principal ser permeado por métodos construtivos racionais que possibilitam sua montagem e desmontagem de forma rápida e prática. Ficando parte chumbada no bloco e parte acima do mesmo, evitando, assim, contato da madeira com a umidade do solo, a partir da utilização de u, tubo de PVC com 40 cm de comprimento. O projeto visa também uma cobertura em painéis fotovoltaicos, que protege o alimento das intempéries naturais, criando uma sombra artificial, além de produzir energia para um sistema de pecuária de precisão que gera e coleta dados de monitoramento das principais parasitoses. Um dos destaques relevantes deste projeto de pesquisa é a sua portabilidade, a facilidade de montagem e a maneira como as peças podem ser futuramente trocadas.
Palavras-chave: Cocho para gado, energia solar, madeira de reflorestamento, implantação no sítio com mínimo impacto ambiental, bem-estar do animal.
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Abstract As requested, follows the partial report on research project development the research project is based on the design and development of a project, as well as the construction of an architectural artifact called the Livestock trough, or simply BOVINUS, made of round profiled wood, extracted from reforestation reserves. Considering the intended use and its peculiar design features for agriculture and livestock, the use of wood material was the natural option, due to its characteristics, physical and mechanical properties and its specificities, by the use of the cloned eucalyptus species, classification dicotyledonous botany, with an apparent density of 670 kg/m3 and C 40 Resistance Class. The structure is characterized by structural elements, with truss system, biarticulated, bi-coupled and rigid frames. The word "livestock trough", according to the dictionary, is defined as a sort of oblong vessel, longer than wide, where water or food was placed for cattle. In the present day, the term is applied, more specifically, to condition of safe form, mainly, ration and salt, protecting them of the weather, for feeding of the cattle, of suitable form. Its simple construction system, modular type, has as main characteristic to be permeated by rational construction methods that enable its assembly and disassembly in a fast and practical. Being part of the block and part above it, thus avoiding contact of the wood with the soil moisture, from the use of a PVC pipe 40 cm long. The project also aims to cover photovoltaic panels, which protect the food from natural weather, create an artificial shading, and produce energy for a precision livestock system that generates and collects monitoring data from major parasites. One of the highlights of this research project is its portability, ease of assembly and the way parts can be exchanged in the future.
Key words: Trough for livestock trough, solar energy, reforestation wood, implantation in the site with minimum environmental impact, animal welfare.
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1. Introdução O BOVINUS se caracteriza por ser um artefato arquitetônico construído em madeira perfilada roliça para uso específico de cocho para gado. A sua concepção propicia montagem e desmontagem rápida e simples, pois é previamente construído e montado em carpintaria e levado para o local de implantação, onde será instalado nos blocos de concreto armado, previamente fixados, onde são chumbados tubos de PVC, a 15 cm de profundidade da superfície. Como as colunas em madeira tem diâmetro de 13 cm, há folga suficiente para uma inserção segura da coluna no tubo, sendo a solidificação do conjunto
feita
por
cavilhas
de
madeira,
da
Classe
C40.
O peso do cocho, sendo relativamente leve, como será devidamente comprovado ao longo do desenvolvimento da pesquisa, pode ser instalado por um número reduzido de pessoas. O início do projeto teve como foco uma versão mais simplificada do cocho, os painéis foram inseridos no projeto como uma variação do tema de forma mais sofisticada, que deverá ser elaborado ao longo deste projeto, com foco em uma versão informatizada. O atual projeto de pesquisa tem por objetivo: estudos acerca do material utilizado, a execução em tamanho real do artefato e a posterior avaliação do desempenho do cocho para gado, um exemplar demonstrativo modular, pronto para ser montado de forma rápida e fácil, além de ser economicamente viável e projetualmente sustentável. Durante o processo de desenvolvimento da pesquisa, parte do estudo foi interrompida devido ao momento de Pandemia do Covid-19, impossibilitando a realização da construção de o protótipo como estava previsto no cronograma anterior. A pesquisa por alterações no plano de desenvolvimento. Este relatório final é um registro dos processos de pesquisa da criação de um artefato arquitetônico modular em estrutura de madeira, o Cocho BOVINUS teve como objetivo a fusão de diferentes áreas visando o uso da Arquitetura associada a Tecnologia para aprimorar técnicas agropecuárias.
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2. Estado da técnica e da Arte O tema SUSTENTABILIDADE, pela sua relevância no contexto das energias empregadas e consumidas no planeta, merecem uma reflexão a parte. A realidade é que o uso indiscriminado das energias disponibilizadas pelo ser humano atingiu níveis muito preocupantes. Escassez, desperdício e mau uso são normalmente citados entre as causas mais graves da questão. Daí, a relevância da reflexão sobre o uso de energias limpas e não poluentes, ao contrário das que disponibilizamos na situação caótica atual. Edwards (2009) pensando sobre o tema, propõe algumas “regras”, diretrizes que devem ser priorizadas nos projetos sustentáveis, e a partir delas, como se verifica no BOVINUS, priorizá-las nas concepções projetuais gerais, a saber: •
Adotar princípios ecológicos desde a fase inicial do projeto;
•
Evitar especificidades funcionais;
•
Utilizar iluminação e ventilação naturais;
•
Visar a simplicidade operacional;
•
Visar a durabilidade;
•
Utilizar energia renovável;
•
Planejar a posterior substituição de partes do edifício.
Além disso, Edwards ressalta a importância de tomar como base a Arquitetura Neovernacular
pela
sua
proximidade
conceitual
da
Sustentável/Bioclimática,
caracterizada pelo uso de materiais de fontes locais de acordo com o clima típico de cada região, extraindo deles seus benefícios e vantagens. Este procedimento é adotado como norma no projeto do BOVINUS. A madeira perfilada roliça tem mostrado grande potencial de uso desde os primórdios da humanidade, pois é a forma natural e original encontrada na Natureza, em suas florestas, nas árvores. Entretanto, apesar do Brasil possuir uma das maiores reservas florestais do mundo, seu uso ainda é pouco significativo se comparado com a enorme quantidade de habitações unifamiliares produzidas em madeira nos Estados Unidos, por exemplo. No princípio, o uso da madeira se devia mais especificamente à sua trabalhabilidade e rapidez para construções, além de sua facilidade de obtenção. Atualmente, sabe-se que suas vantagens são muitas, como sua excelente relação peso/resistência, quando comparada a outros materiais, como o aço e o concreto armado, sua capacidade calórica, sua elevada inércia térmica, sua praticidade em construções modulares e pré fabricadas e, além disso, pode ser considerada uma opção para absorção de gás carbônico. Quando usada na construção civil, aumenta essa captura benéfica ao meio ambiente, contribuindo para a restituição da camada de ozônio (Gonçalves, 2014). 5
Diante de todas essas vantagens não houve dúvidas quanto à escolha da madeira para a realização do projeto, já que o objetivo deste vai ao encontro da maior parte das características aqui destacadas. O BOVINUS é feito basicamente a partir de peças em madeira perfilada roliça maciça, placas de madeira compensada plastificada e placas de polietileno, sendo que as conexões entre as peças de madeira são feitas por parafusos auto atarraxantes (Marchiori, 2014).
Um dos destaques do projeto é a inserção da pecuária de precisão, um sistema de monitoramento para o controle visando o bem-estar do animal, Com este sistema, é possível realizar um monitoramento remoto, e mais detalhado sobre os dados dos animais, dessa forma, podendo identificar problemas na saúde do animal.
Figura 1: Esquema de pecuária de precisão.
Durante o desenvolvimento da pesquisa teve-se grande apoio da Embrapa Pecuária Sudeste de São Carlos, foi realizada uma pesquisa in loco na Fazenda Canchim, onde o pesquisador José Alberto Bastos Portugal apresentou as pesquisas recentes no ramo de pecuária de precisão e nutrição animal.
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Figura 2: Parte de registro fotográfico realizado na visita a Fazenda Canchim.
Os principais estudos realizados no momento são voltados para mitigação de emissões agropecuárias de gases de efeito estufa, demonstrando que é possível as propriedades agropecuárias serem eficientes e sustentáveis. De acordo com o pesquisador Alberto Bernardi, da Embrapa Pecuária Sudeste São Carlos apresentou resultados de pesquisa obtidos nesses sistemas tropicais, destacando os benefícios técnicos e ambientais com a Adoção de sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF) Essa tecnologia, que integra atividades anuais de cultivo, árvores e pecuária na mesma área e na mesma safra, é indicada pela Embrapa para aumentar a produtividade sem aumento de uso da terra e, ainda, com redução de emissão de gases do efeito estufa. Esse modelo pode ser adotado por criações de pequeno a grande porte, proporciona redução dos custos de produção, bem-estar animal, eficiência de utilização dos nutrientes e recuperação de áreas com pastagens degradadas, além de trazer mais conforto ao animal. 7
3. Abordagens projetuais 3.1 Projeto Inicial O início do desenvolvimento do projeto levou a um cocho de sistema construtivo simples, do tipo modular; sua fixação no solo se dá por quatro pontos, por meio de pequenos blocos de concreto armado, onde se inserem, ao serem concretados, segmentos de tubos de PVC com diâmetro de 15 cm (os diâmetros das colunas são de 13 cm), ficando parte chumbada no bloco e parte acima do mesmo, evitando, assim, contato da madeira com a umidade do solo (o comprimento do tubo é 40 cm). Sua cobertura em duas águas é constituída em chapas de compensado plastificado, sendo os fechamentos laterais de placas de polietileno transparente, para propiciar uma melhor visualização do processo de alimentação dos animais.
Figura 3: Vista frontal do início do projeto BOVINUS.
A ideia inicial do projeto levou a uma maquete de estudos, como pode-se observar nas imagens:
(a)
(b)
(c)
Figura 4: Vistas frontais e laterais (a) e (c) e vista da cobertura (b).
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3.2. Inserção da tecnologia no projeto A inclusão da energia solar no projeto BOVINUS, além de enfatizar o conceito de sustentabilidade, visa criar um projeto com viés de informação, a partir da utilização de painéis fotovoltaicos; os painéis, em si, devido ao seu peso próprio, trarão um pequeno adicional ao conjunto, que levou a algumas alterações e atualizações no projeto, sempre visando o aproveitamento do material escolhido além da praticidade no sistema construtivo, considerando as linhas de pensamento, anteriormente desenvolvidas. Modelos de painéis fotovoltaicos:
Figura 5: Modelos de painéis fotovoltaicos estudados para implantação: (1)
(2)
(3)
1 – Painel solar fotovoltaico de silício monocristalino: Eles são feitos a partir de um único cristal de silício ultrapuro, (lingotes de silício de forma cilíndrica), lâminas de silício individuais, que são então tratadas e transformadas em células fotovoltaicas. Cada célula fotovoltaica circular tem seus “4 lados” cortados fora para otimizar o espaço disponível no painel solar monocristalino e aproveitar melhor a área do painel. 2 – Painel solar fotovoltaico de silício policristalino: Os primeiros painéis solares à base de silício policristalino, foram introduzidos no mercado em 1981. Ambos, mono e poli cristalino são feitos de silício, a principal diferença entre as tecnologias é o método utilizado na fundição dos cristais. No policristalino, os cristais de silício são fundidos em um bloco, desta forma preservando a formação de múltiplos cristais. Uma vez fundido, eles são serrados em blocos quadrados e, em seguida, fatiados em células assim como no monocristalino, mas é um pouco mais fácil de produzir. 9
3 – Painel solar com Filme fino: Depositar uma ou várias camadas finas de material fotovoltaico sobre um substrato é a essência básica de como os painéis fotovoltaicos de filme fino são fabricados. Silício amorfo (a-Si) Telureto de cádmio (CdTe) Cobre, índio e gálio seleneto (CIS / CIGS) Células solares fotovoltaicas orgânicas (OPV) Dependendo da tecnologia da célula fotovoltaica de filme fino utilizada, os painéis de filme fino possuem eficiências médias entre 7-13%. Em 2015, os painéis fotovoltaicos que utilizam a tecnologia de filme fino representam aproximadamente 20% do mercado mundial de painéis solares fotovoltaicos. Atualmente os painéis solares monocristalinos possuem a eficiência mais alta dentre as tecnologias comercialmente viáveis, além de ter uma vida útil por volta de 30 anos, costumam ter garantia de 25 anos. Porém esta alta tecnologia eleva muito o custo do material e de manutenção qualificada. O modelo de Filme fino tem a produção em massa é mais simples comparado com a tecnologia cristalina. Isto os torna potencialmente mais baratos de fabricar do que as células solares de base cristalinas. Mas para que altas temperaturas e sombreamento de árvores e outras obstruções tenham menos impacto sobre o desempenho do painel solar de filme fino eles exigem uma grande quantidade de espaço para instalação. No caso do Cocho BOVINUS, como foi desenvolvido visando implementar a tecnologia em produções de fazendas de pequeno e médio porte de modo a proporcionar um modelo de Pecuária de precisão, e se tratar de um artefato arquitetônico modular, foi escolhida a utilização do painel solar policristalino, pois a quantidade de silício residual gerado durante o processo de corte das células fotovoltaicas é menor se comparada com o monocristalino; apresentam o mesmo tempo de vida útil de 25/30 anos, são os mais vendidos no mercado atualmente, um meio termo entre os modelos de painel solar fotovoltaico de silício monocristalino e painel solar com filme fino. Apresentando um bom resultado na relação custo-benefício. Em uma variação possível do artefato arquitetônico para uma área maior, como por exemplo para um estábulo, poderiam ser utilizados painéis com filme fino. Ou para uma variação de um projeto que necessite uma maior demanda de energia e possa usufruir de um maior investimento financeiro, poderiam ser implantadas então os modelos de painel solar fotovoltaico de silício monocristalino
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Figura 6: Esquema de montagem de um painel fotovoltaico.
Os painéis instalados na cobertura do cocho, fornecem energia para um sistema de “Pecuária de Precisão”, onde através de um chip implantado no dorso do animal, será possível a transmissão de informações “just in time” levando a resultados como: •
Acompanhamento atualizado do gado;
•
Garantia de bem-estar do animal, pois através desse monitoramento é possível identificar até mesmo sinais de mudança de peso, que podem ser derivados de algum tipo de doença, que quanto antes identificado pode ser tratado;
•
Retorno do investimento aplicado, por exemplo, na criação de gado de corte, a pecuária de precisão possibilita uma melhora no controle do peso e tempo para abate.
Figura 7: Imagens 3D do cocho BOVINUS feitas no aplicativo SketchUp.
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3.3. Atualização do projeto inicial Em função da inserção dos painéis fotovoltaicos, foram necessárias alterações no projeto inicial no que diz respeito às dimensões, considerando que a cobertura dos painéis mede 1,00 x 2,00, as madeiras perfiladas roliças foram colocadas em um ângulo de 30º. Com isto, o formato final do cocho passou a ter 2,00 x 2,00, com uma baia para ração e outra para o sal mineral. As alterações foram feitas visando um melhor aproveitamento do material; auxiliar nos estudos sobre os benefícios do uso da madeira, apresentar ao setor agropecuário alternativas de projetos de cochos que possam ser sustentáveis e econômicos, e montados de forma fácil e rápida, devido as suas características projetuais e construtivas singulares.
Figura 8: Imagem 3D do cocho BOVINUS.
No momento do trato, as instalações e os equipamentos devem auxiliar os tratadores a fornecer a comida no cocho, não na rua de alimentação e muito menos na baia dos animais. Cochos corretamente cascalhados e aterrados, ruas de alimentação sem irregularidade e maquinário bem regulado evitam desperdícios de comida e dinheiro. Segundo Moraes (2008) não têm sido poucas as queixas de desperdícios na alimentação, bem como na armazenagem e moagem dos grãos. Trabalhos relatam perdas de até 15% de alimento. Tal perda é inconcebível para um produtor que deseja ter lucro com a atividade. Em números, perda em um confinamento de 1.000 animais recebendo 7 kg de ração, durante 80 dias, chega a 84 toneladas, que seriam suficientes para alimentar outros 150 animais na mesma dieta durante o mesmo período. 12
4. Metodologia O processo metodológico está sendo pensado no sentido de encaminhar as decisões para a concretização do objetivo principal deste projeto, a construção da BOVINUS, de uma forma prática e objetiva. Para isso, estabelecem-se etapas e critérios, para tal: Na concepção e desenvolvimento do projeto, em termos de projeto executivo e projetos complementares, estão sendo e serão adotadas as recomendações da ABNT NBR 7190:1997: “Projeto de estruturas de madeira”, Norma esta que está sendo revista para sua aplicação ainda durante o corrente ano. Enfatiza-se, como afirmado anteriormente, que a análise estrutural inicial foi concluída, estabelecendo algumas dimensões básicas, bem como características dos materiais empregados como seguem: •
Diâmetro das peças perfiladas roliças em madeira: Ø 13 cm
•
Classe da madeira: C40 (resistência à compressão paralela às fibras igual a 60 MPa) – espécie eucalipto clonado;
•
Células fotovoltaicas nas dimensões de 1,00m x 2,00 m.
Figura 9: Ilustração da ancoragem da peça roliça, no tubo de PVC.
Figura 10: Ilustração do artefato arquitetônico BOVINUS.
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4.1 Croquis – Estudo volume
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4.2 Análise estrutural Neste caso compreendida como final, é definida segundo Martha (2010) como: “...fase do projeto estrutural em que é feita a idealização do comportamento da estrutura. Esse comportamento pode ser expresso por diversos parâmetros, como pelos campos de tensões, deformações e deslocamentos na estrutura. De maneira geral, a análise estrutural (final) tem como objetivo a determinação dos esforços internos e externos (reações de apoio e cargas) e das tensões correspondentes, bem como a determinação dos deslocamentos e as correspondentes deformações da estrutura que está sendo projetada. Essa análise deve ser realizada para os possíveis estágios de carregamentos e solicitações que devem ser previamente determinadas”. Para atingir a recomendação de Martha, neste projeto, a estratégia de tomada de decisões terá início pela determinação das cargas permanentes, acidentais e de vento, esta, conforme a ABNT NBR 6123:1988 “Forças devidas ao vento em edificações’, levando em consideração, conforme isopleta de velocidade básica, em São Carlos, assumida como 40 m/s, da ordem de 144 km/h. Foi realizado a elaboração de um desenho técnico detalhado do modelo do Cocho BOVINUS, podendo ser alterado para a montagem de um caderno de especificações para a construção do artefato arquitetônico, Para uma melhor implantação do artefato no sítio, o sistema de fixação será feito no solo com blocos de concreto, que funcionam como uma fundação para as colunas estruturais em madeira. As peças estruturais virão da carpintaria numeradas e acondicionadas em pallets, facilitando assim a montagem. Os parafusos auto atarraxastes fixarão as vigas e pilares entre si.
Figura 11: Desenhos técnicos feitos no AutoCad (Sem escala)
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O protótipo é composto por placas de madeira compensada plastificada e placas de poliuretano, com piso em placas compensadas. A estrutura, a título de teste, é fundamentada em perfis metálicos de aço de seção quadrada vazada de 30x30cm, formando a estrutura. Os painéis fotovoltaicos de 100x200cm serão usados como cobertura, substituindo o sistema de cobertura convencional de telhas. Infelizmente devido a situação atual decorrente da paralização parcial de diversas atividades por conta do Covid-19, a Empresa Dinâmica que estava colaborando com a pesquisa, interrompeu o desenvolvimento o protótipo. Até o momento tinham sido iniciados os testes de estanqueidade, foram necessárias aplicações de borrachas de forma a fechar os vãos entre os painéis no momento de instalação na estrutura, vedando a cobertura do artefato arquitetônico. Não foi possível a execução dos testes térmicos que avaliariam a temperatura sob o painel fotovoltaico funcionando, de forma a comprovar a proporção de bem-estar animal na sombra, apesar de o modelo estrutural do Cocho BOVINUS promover uma circulação de ar completa de forma que poderia dissipar o calor gerado pelo painel, sem prejudicar o conforto do animal.
Figura 12: Foto da montagem do protótipo para teste de estanqueidade.
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4.3 Memorial de cálculo Para o cálculo da estrutura foi usado o aplicativo MathType, para transcrever o cálculo estrutural, dimensionamento e detalhamento final dos elementos.
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5. Materiais No BOVINUS são empregados vários tipos de materiais, sendo os principais, a madeira perfilada roliça de reflorestamento, como acentuado anteriormente, as placas de compensado plastificadas, os painéis fotovoltaicos, no caso da versão informatizada, parafusos auto atarraxantes para conexão das colunas e colunas e barras de madeira, bem como o concreto armado para a ancoragem do artefato no solo de 30 x30 x15 cm. A seguir, insere-se a Tabela 1, que especifica algumas características dos principais materiais empregados: Material
Descrição (uso)
Propriedades físicas
Propriedades mecânicas
Aço
Fará as ligações entre
- Durabilidade;
- Elasticidade;
(Parafusos
as barras de madeira,
- Boa condutividade térmica;
- Maleabilidade;
travando toda a
- Resistência à corrosão.
- Tenacidade e trabalhabilidade (forja,
Auto atarraxantes)
estrutura.
laminação e extrusão).
Madeira
Será o principal material
- Inércia térmica elevada;
- Excelente relação peso x resistência
Perfilada
do artefato, constituindo
- Boa capacidade
que o aço e o concreto armado;
seus elementos
calórica;
- Mínimo desperdício
estruturais
- Captura de gás
de material;
Carbônico
- Ótima rigidez.
Será utilizado como
- Leveza;
- Boa resistência a impactos;
fechamento nas duas
- Quando aquecido
- Alta flexibilidade;
laterais do cocho,
pode ser moldado
-Ótima trabalhabilidade
protegendo o gado das
(termoplástico);
(sopro, extrusão e injeção).
intempéries.
-Estabilidade termoquímica.
Painéis
Será utilizado como
- Peso do painel: 23kg
Fotovoltaicos
cobertura do cocho,
- Fonte de energia limpa.
Roliça (Eucalipto Clonado) Polietileno (Placas)
- Boa resistência a impactos;
Além de ser fonte para o sistema de Pecuária de Precisão.
Tabela 1: Características básicas dos materiais empregados
Conforme Gonçalves (2014), a madeira perfilada roliça tem mostrado um enorme potencial na área da construção civil, principalmente no que diz respeito à projetos sustentáveis e racionais, visando o mínimo impacto ambiental. Apesar de, no Brasil, serem encontradas uma das maiores e mais variadas reservas florestais do mundo, o uso desse material no país ainda é insignificativo se comparado aos Estados Unidos, onde 74% dos metros quadrados habitáveis são construídos em madeira. Concomitante ao exposto, entra em voga a questão do bem-estar animal. Neste aspecto a pesquisadora Dra. Mary Temple Grandin é insuperável; há uma crescente preocupação com um tratamento mais humanizado do gado. Grandin enfatiza a 18
necessidade de um olhar mais humano voltado à pecuária, abrangendo desde a criação, a alimentação, seu bem-estar, até o abate do animal. Por ser a alimentação o fator mais importante na cadeia de produção bovina, o projeto visa, em uma abordagem futura, além de aspectos envolvidos de sustentabilidade, modularidade e do bem estar animal, o controle digital da quantidade que cada cabeça de gado que vai ao cocho. Quanto tempo demoram para comer, em que horas são mais recorrente suas refeições, entre outros fatores, tudo isso alimentado por células fotovoltaicas instaladas na cobertura de cada unidade, fazendo com que sejam autossuficientes e não necessitem de instalações elétricas complicadas e monetariamente dispendiosas. Conceitualmente, os itens detalhados anteriormente, fazem desse artefato, além de um espaço agradável para o gado, um elemento de ótimo custo-benefício, montagem rápida, prática e eficaz, caracterizando-se por um kit de peças. Assim, expostas todas essas vantagens das características singulares do BOVINUS, em síntese, pode-se afirmar que este projeto se baseia, primordialmente, em explorar a fundo a préfabricação e a modulação construtivas, para a construção e comercialização do artefato, de forte apelo ecológico, sendo prático de montar e desmontar e por ser economicamente viável.
6. Objetivos 6.1 Objetivos gerais O objetivo geral do presente trabalho é a construção do projeto BOVINUS em madeira perfilada, material oriundo de florestas renováveis, da espécie eucalipto, clonado, dotado de processos e técnicas construtivas que assegurem o seu caráter sustentável do projeto. Esta construção está sendo pensada a ser implantada no sítio da UNICEP, no setor de Agricultura. 6.2. Objetivos específicos •
Contribuir para o estudo da tecnologia dos materiais e suas aplicabilidades;
•
Auxiliar nos estudos sobre os benefícios do uso da madeira;
•
Apresentar ao setor agropecuário alternativas de projetos de cochos que possam ser sustentáveis e econômicos, e montados de forma fácil e rápida, devido as suas características projetuais e construtivas singulares.
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7. Relevâncias Uma das características relevantes deste projeto de pesquisa é a sua portabilidade, a facilidade de montagem e a maneira como as peças podem ser futuramente trocadas. Caracteristicas essas fundamentais para a rotatividade de implantação do artefato, levando em consideração que o peso de uma vaca atinge a 450 kg, ou 15 arrobas, em média, pisoteando de forma constante, por um tempo considerável, um solo, sob condições de uso não ideais, ou seja, impregnado de urina, potencializada pelas intempéries. Neste caso, surge um desnivelamento natural do solo. Formam-se poças e com elas buracos no solo, tornando-o lamacento, dificultando a locomoção do animal, no processo de alimentação do gado, propiciando quedas, o que compromete a saúde do animal. O tempo de deterioração deste solo, varia do local de implantação, sua topografia, tipo de solo, número de animais, entre outros e será determinado pelo desenvolvimento do projeto. A construção do BOVINUS e sua implantação no sítio da Faculdade UNICEP, no setor de Agricultura será um gerador de atividades, teóricas e práticas, nos campos do desenvolvimento projetuais de artefatos arquitetônicos e das pesquisas da busca de processos que visam, atingir vários aspectos. O econômico, por exemplo, sua relevância no PIB Brasileiro, além de uma abordagem, racional, prática, mas que acima de tudo privilegie o bem-estar do animal e a excelência da qualidade da carne que é consumida no país e exportada para outros países. Levando-se em conta o número de mais de 170 milhões de bovinos no país, distribuídos em 2,65 milhões de propriedades rurais, somente este dado em si, pode dar uma ideia do potencial econômico de um cocho de gado e sua essencialidade para a questão. Segundo o Jornal O Estado de São Paulo (2013) o rebanho bovino brasileiro é segundo maior do mundo, em primeiro lugar a Índia, sendo que apenas 14,7 % do abate é inspecionado pelas autoridades sanitárias, sem dúvida, este dado é alarmante, dai, nenhuma surpresa países importadores, bloquearem a entrada do produto em seus países. Algo pode ser feito, começando, por exemplo, com uma racional e higiênica alimentação do gado, esta é a intensão deste cocho de gado, o BOVINUS. O que se propõe, como estudo, para esta pesquisa é conceber um sistema de implantação de um número de possíveis locais de cochos na propriedade rural, tomando por base, 1 (hum) hectare e atentando-se que a ocupação médias de animais por hectare, para ocupações em pasto livre e não considerando sistemas de confinamento ou sem confinamento, neste caso, a ocupação mais favorável é de 10 animais/ha.
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Nestes locais previamente demarcados, seriam concretados os blocos de concreto armado, já descritos anteriormente, para dotar o sítio com cochos que atendam ao conceito da portabilidade. Ainda no campo das suposições, pois o projeto pretende aprofundar-se na questão, 1 (hum) hectare tem 10.000 m 2, a área projetada do cocho aproxima-se de 10 m 2, portanto, cada cocho ocupa 0,1 % da área total do hectare. Não seria um despropósito construir-se três conjuntos de quatro blocos no solo/hectare, que compõem o cocho, em locais devidamente definidos, o que possibilitaria um turn over da portabilidade do cocho, a cada 4 meses. O cocho seria levado e montado no segundo local, enquanto, para o local anterior, considerada área degradada, seria pensado e executado um projeto de remediação ambiental específico.
Figura 13: Desenhos técnicos feitos no AutoCad (Sem escala)
Assim, cria-se uma cadeia sustentável de eventos que otimizam o uso do cocho de forma natural, prática e inteligente. Ainda, no tocante às relevâncias, destacam-se os seguintes tópicos adicionais; •
O principal material, madeira, ela é um material que gera sensações de bemestar, conforto e aconchego, tanto a pessoas como a animais;
•
É natural e autoportante;
•
Proporciona aos usuários, no caso animais, um tato mais agradável se comparado à materiais como o aço e o concreto, por exemplo;
•
Tem o projeto como público alvo, universidades, fazendas e propriedades convencionais à sua aplicação;
•
O eucalipto clonado possui bom prumo e ausência de galhos e nós, portanto aumento da resistência. 21
8. Justificativas O BOVINUS é um projeto viável devido aos seguintes aspectos, entre outros: •
É feito de um material natural, portanto renovável;
•
É um projeto limpo;
•
Sua montagem é rápida e fácil;
•
É funcional;
•
Insere-se suavemente no entorno;
•
Não necessita de mão-de-obra especializada para montagem;
•
É econômico (conforme já comprovado pela experiência anterior na Tese de Doutorado desenvolvida na FAUUSP, por cinco anos, com o título: Sistema Estrutural Treliçado Modular em Madeira - SET 2M (Gonçalves, 2007);
•
Pode ser reutilizado e realocado, sem danificar tanto o artefato como o próprio local de implantação, por sua estrutura ser um kit desmontável;
•
Foi adotado para este projeto o uso de madeira de 13 centímetros para pilares e vigas e de 6 centímetros para terças, sendo pontos positivos pelo fato de essas serem medidas comerciais, ou seja, pode-se facilmente encontrar peças prontas 0para montagem e consequentemente mais baratas por serem feitas numa produção em série e não sob encomenda.
•
Trata da preocupação do bem-estar do animal, aplicando os conceitos da proeminente pesquisadora PHD, norte-americana, Mary Temple Grandin, o nome mais relevante na concepção de projetos para a pecuária, por seu viés de tratamento humanitário do animal, como um “ser” que propicia alimento aos outros seres, os humanos.
Figura 14: Desenhos técnicos feitos no AutoCad (Sem escala)
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A realização deste projeto tem por finalidade apresentar um novo conceito de cocho bovino, confeccionado a partir de materiais comuns, de fácil acesso, possibilitando montagem e desmontagem simplificada. Os dados e informações apresentados, visam apresentar na forma acadêmica as vantagens do desenvolvimento deste módulo arquitetônico como um artefato que pode ser muito útil em diferentes ambientes rurais. Vale destacar, que o conceito aqui apresentado, prevê uma futura extensão de sua aplicabilidade no setor rural, na construção de baias, e outros espaços destinados à pecuária. O potencial de comercialização destes cochos para propriedades rurais de pequeno médio e grande porte, da área da pecuária de corte ou de leite, é imenso. A possibilidade de um cocho como o BOVINUS, ser comercializado como um Kit, através de grandes redes de lojas de materiais de construção, ou de comércio de produtos agropecuários, torna ainda mais interessante o desenvolvimento deste projeto, uma vez que no Brasil, de acordo com dados governamentais, encontramos cerca de 2,65 milhões de propriedades rurais. 9. Difusão do projeto Durante o desenvolvimento da iniciação científica, o projeto conseguiu bastante visibilidade, foi possível participar dos seguintes projetos: 1)
Apresentação na palestra no Workshop: Um Olhar para o Futuro, no Campus da UNICEP, com certificado emitido por esta faculdade;
2)
Participação no Congresso de Iniciação Científica 2019 no Campus da UNICEP, através da apresentação de banner e com certificado emitido por esta faculdade;
3)
O projeto de pesquisa foi selecionado no XVII Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira (EBRAMEM), o evento acontecerá em junho de 2020.
4)
A pesquisa foi selecionada para participar do congresso XVII Encontro Brasileiro de Madeiras e Estruturas em Madeira (XVII EBRAMEM) que acontecerá em março de 2021.
5)
O artigo foi aprovado World Conference on Timber Engenniring (WCTE) para apresentação em banner que ocorrerá em janeiro de 2021.
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10. Anexos
Figura 15: Banner de apresentação CIC.
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Figura 16: Parte do artigo enviado para a World Conference on Timber Engenniring (WCTE)
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Figura 17: Parte do artigo enviado para o XVII Encontro Brasileiro de Madeiras e Estruturas em
Madeira (XVII EBRAMEM)
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11. Conclusões Finais O desenvolvimento da pesquisa teve desde o início grande receptividade, o que comprova a importância do tema, uma área com muitos recursos para pesquisa, pois além de visar soluções sustentáveis de forma a interferir o mínimo no meio ambiente, proporcionar uma preocupação com o bem estar animal durante o processo de criação seja para pecuária leiteira ou de corte, tratando os animais de forma digna, é uma área também muito valorizada no Brasil por uma das principais atividades do Produto Interno Bruto (PIB) no país. Durante a pesquisa foi constatado também a variedade de possibilidades por se tratar de um artefato modular, podendo levar a variações deste modelo de pesquisa, e expandir para outras áreas/usos. Infelizmente com a situação atual da Pandemia do Covid-19 e a desaceleração do desenvolvimento da pesquisa algumas questões ainda deixam lacunas no estudo, sem a finalização do protótipo para realização dos testes de conforto ambiental, não foi possível uma conclusão completa sobre a funcionalidade do módulo. Com isto também não foi possível a finalização de detalhamento para a construção do artefato e implantação no Sítio da UNICEP Entretanto, como não poderia deixar de ser este estudo encontra-se aberto para prosseguimento de seus trabalhos em um futuro próximo. A realização deste trabalho proporcionou a possibilidade de ampliação do conhecimento, além de demonstrar aplicabilidade da arquitetura em uma área diferenciada da economia brasileira.
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12. Referências Bibliográficas • •
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•
CALIL, C. Jr, ROCCO LAHR, F. A., DIAS, A.A. Projetos de elementos estruturais em madeira. Editora Manolo, São Paulo, 2003.
•
GONÇALVES, D. Projetos Arquitetônicos em Madeira Perfilada Roliça. São Carlos: Editora EESC/USP, 341p, 2014.
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Pilar Diamante de Apoio (DA) Elemento Relevante do Sistema Estrutural Tipo Árvore – SETA. Bolsa CNPq de Pós-Doutorado – PDJ, EESC/USP, Supervisor Professor Doutor Carlito Calil Jr., 2012.
•
Sistema Estrutural Treliçado Modular em Madeira – SET 2M. Tese de Doutorado na Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de São Paulo – FAUUSP (2003-2007), Orientador Professor Doutor Arnaldo Marino, 2007.
•
MARCHIORI, G. Sistema Estrutural Estaiado Tipo Árvore em Madeira Roliça – S2TA. Bolsa CNPq PIBIC 2013 - 2014. Orientador Professor Doutor Francisco Antonio Rocco Lahr, autor do projeto do sistema estrutural Professor Doutor Decio Gonçalves, EESC/USP, 2014.
•
MARTHA, L. F. ANÁLISE DE ESTRUTURAS. Elsevier Editora, São Paulo, 2010.
•
PITA, A. Rebanho bovino brasileiro é o segundo maior do mundo. Jornal Estado de São Paulo – Agência ESTADO, São Paulo, https://economia.estadao.com.br, acesso em 20/06/2018, 2017.
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PORTAL SOLAR – Tipos de painéis fotovoltaicos. https:// portalsolar.com.br/tipos-de-painel-solar-fotovoltaico.html, acesso em 20/06/2020.
•
Publicação da Embrapa apresenta fatores que influenciam produtores paulistas na adoção de sistemas integrados. São Carlos, https://saocarlosagora.com.br/cidade/pesquisador-da-embrapa-sao-carlos-apresentaresultados-de-trabalho-em/127783, acesso em 05/08/2020.
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FRAGA FILHO, M.P.; RESENDE; J.R. Efeitos da localização e dimensão do saleiro no consumo de Suplementos minerais e na uniformidade do pastejo, Trabalho de Conclusão de Curso de Pós-Graduação - FAZU - Faculdades Associadas de Uberaba, Uberaba (MG). 2011. Disponível em: https://www.fazu.br/ojs/index.php/posfazu/article/viewFile/438/330 Acesso em: 26 mar. 2020
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