Tfc bambu r14

UNIVERSIDADE FUMEC FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - FEA

Fernando de Rebouças Rodrigues Frederico Bessa de Albuquerque Leonardo Augusto Carvalho Barbosa Luiz Filipe Reis Maciel Pinto Mauricio Gomes da Cruz

Estudo da Aplicação do Bambu na Construção Civil

Belo Horizonte

Maio / 2015

Fernando de Rebouças Rodrigues Frederico Bessa de Albuquerque Leonardo Augusto Carvalho Barbosa Luiz Filipe Reis Maciel Pinto Mauricio Gomes da Cruz

Estudo da Aplicação do Bambu na Construção Civil

Trabalho Final de Curso apresentado à Faculdade de Engenharia e Arquitetura da Universidade FUMEC, como requisito obrigatório para a conclusão do Curso de Engenharia de Produção/Civil.

Orientador: Prof.Me. Maria Elizabeth Monteiro Vidal Ferreira Co-Orientador: Prof.Me. Flávio Fabrino Negrão Azevedo

Belo Horizonte Maio / 2015

___________________________________________________________ Fernando de Rebouças Rodrigues ___________________________________________________________ Frederico Bessa de Albuquerque ___________________________________________________________ Leonardo Augusto Carvalho Barbosa ___________________________________________________________ Luiz Filipe Reis Maciel Pinto ___________________________________________________________ Mauricio Gomes da Cruz

Estudo da Aplicação do Bambu na Construção Civil Trabalho Final de Curso apresentado à Faculdade de Engenharia e Arquitetura da Universidade FUMEC, como requisito obrigatório para a conclusão do Curso de Engenharia de Produção/Civil. _________________________________________________________ Orientador Profª. Me. Maria Elizabeth Monteiro Vidal Ferreira Universidade FUMEC _________________________________________________________ Co-Orientador: Prof.Me. Flávio Fabrino Negrão Azevedo Universidade FUMEC _________________________________________________________ Convidado (a) Profª Me. Patrícia Ribeiro Campos de Abreu Professora da disciplina _________________________________________________________ Enid Brandão Carneiro Drumond Professora da disciplina Belo Horizonte, 25 de Junho de 2015.

RESUMO O presente trabalho apresenta o estudo da aplicação do bambu na construção civil como método de construção alternativo de baixo impacto ambiental, um material de rápida renovação pela natureza e um custo acessível. O estudo foi realizado com base em informações obtidas por pesquisas em livros, artigos, sites e revistas. Também foram feitas visitas em locais de produção e manejo deste material, e em algumas estruturas existentes feitas com este material. Debates com fornecedores e estudiosos sobre o assunto, foram fontes de forte embasamento técnico para a realização e conclusão da investigação proposta. O conteúdo apresentado tem o intuito de esclarecer e proliferar a cultura do uso do bambu na construção civil, assim como já é, em outros países como Colômbia, Índia, China, Indonésia, dentre outros. Esta pesquisa atenderá aos profissionais de engenharia civil, arquitetura e afins que tiverem interesse em aprofundar o seu conhecimento sobre o assunto e ampliar seu leque de soluções em construção. Consequentemente servirá como material de consulta para arquitetos e designers.

Palavras-chave: Bambu. Construção Civil. Sustentabilidade. Estrutura em Bambu.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

LISTA DE SIGLAS ABNT

Associação Brasileira de Normas Técnicas

BH

Belo Horizonte

CAU/DF

Conselho de Arquitetura e Urbanismo do Distrito Federal

cm

Centímetro

FEA

Faculdade de Engenharia e Arquitetura

Fumec -

Fundação Mineira de Educação e Cultura

g

Grama

ha

Hectare

Ibama

Instituto Brasileiro do Meio Ambiente

KG

Quilograma

L

Litros

M

Metro

M²

Metro Quadrado

M³

Metro Cúbico

MG

Minas Gerais

MPa

Mega Pascal

NBR

Norma Brasileira Regulamentadora

ºC

Graus Celsius

t

Tonelada

TFC

Trabalho Final de Curso

Unicamp

Universidade Estadual de Campinas

USP

Universidade de São Paulo

UTFP -

Universidade Tecnológica Federal do Paraná

SUMÁRIO

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1 INTRODUÇÃO Apesar de eficazes, os métodos construtivos convencionais são fonte de alto consumo de recursos naturais e grandes geradores de entulho de difícil reincorporação na natureza.

Além disso, os métodos construtivos industrializados demandam grande consumo de energia, aumentando a emissão de CO2 lançada ao meio ambiente.

A partir da constante preocupação a cerca do conceito de sustentabilidade, o bambu surge como alternativa de matéria prima para construção civil por se tratar de material renovável pela natureza e ainda, conseguir oferecer um meio mais direto de manutenção do ecossistema.

Por se tratar de material com boa durabilidade e resistência, o bambu se torna uma possibilidade viável para a construção de casas populares e estruturas de pequeno porte, tendo em vista seu baixo custo de produção e manutenção.

Com condições climáticas ideais para a produção do bambu em larga escala, o Brasil possui grande potencial para utilizar este método construtivo sustentável e contribuir para um equilíbrio maior do ecossistema quando se trata da realização de pequenos projetos estruturais no país. Entretanto, esta cultura é pouco pesquisada e difundida na engenharia e na arquitetura nacional.

1.1 Justificativa No cenário atual, a construção civil enfrenta importantes dificuldades na execução de obras devido à carência de sistemas construtivos sustentáveis. O desperdício de materiais, a alta produção de resíduos e o largo consumo energético que envolve desde a produção dos insumos até a etapa de entrega da obra nos métodos tradicionais. Estas condições geram um inevitável e expressivo impacto ambiental, transformando as construções em problemas realmente significativos perante o meio ambiente.

A falta de conhecimento sobre as possibilidades de utilização do bambu para fins construtivos cria barreiras para a inserção e expansão de suas aplicações. Este material é visto por muitos, de forma errônea e não fundamentada, como matéria prima de baixa qualidade e com pouco valor agregado.

Ao contrário do que se acredita, o bambu pode se tornar uma ótima alternativa para a ajuda do desenvolvimento social, uma vez que seu custo é menor do que o de materiais convencionais industrializados, provendo, por tanto, oportunidade de aquisição para as classes mais baixas.

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Por se tratar de um país continental com vasta área para cultivo e possuir condições climáticas favoráveis, o Brasil tem um grande potencial para explorar esta matéria prima como já vem sendo realizado por países vizinhos, onde o bambu é utilizado por diferentes classes sociais.

O contexto apresentado é o que motiva a realização deste estudo afim de proporcionar um maior conhecimento diante do assunto e possibilitar uma forma diferente de se pensar sobre a construção civil atual.

1.2 Objetivo O objetivo da presente pesquisa é estudar a aplicação do bambu na construção civil analisando seu desempenho estrutural e o benefício do seu uso sob o ponto de vista da sustentabilidade. O estudo em questão tenta incentivar o uso de uma nova tecnologia no processo de construção, visando um maior equilíbrio entre o homem e seu meio ambiente.

Apesar de já existirem vários estudos sobre o assunto, o uso deste material é considerado baixo quando que comparado ao uso das estruturas de concreto e aço no Brasil. Por ser uma matéria prima de alta resistência e boa durabilidade o bambu se torna uma ótima opção alternativa para a construção civil.

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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Estudos de manejo e cultivo do bambu 2.1.1 Cultivos e manejo do bambu De acordo com Cusack, (1999), o estabelecimento de uma plantação de bambu demora, em média, de cinco a oito anos para atingir o seu ápice de produção, dependendo das condições locais. Esta condição se dá quando a moita atinge as dimensões características da espécie, como diâmetro, espessura da parede e altura do colmo. Uma touceira sempre irá ter brotos até um ano de idade, jovens (de um a três anos de idade) e maduros (maior que três anos de idade), Não há, ainda, uma concordância sobre a produtividade alcançada pelo bambu, (LIESE, 1985), sendo obtidos valores anuais da ordem de 10 t/ha a 30 t/ha. Normalmente o primeiro manejo de uma plantação estabelecida de bambu inicia-se no quarto ano, por meio da retirada e da limpeza dos colmos que nasceram no primeiro ano. No quinto ano se retiram ou se colhem os colmos nascidos no segundo ano, e assim sucessivamente. Como regra geral deve-se colher anualmente somente os colmos maduros, com pelo menos três anos, e os colmos defeituosos ou que iriam congestionar a moita. Segundo Pereira & Garbino, (2002), o corte dos colmos de bambu,(fotografia 1), podem ser feitos com moto serra, machado, serrote ou facão; deve efetuado rente ao solo para espécies entouceirantes e para a espécie alastrante uns 20 cm acima de um nó, e evitar o efeito “copinho”, cujo ocorre quando o corte é realizado no meio do colmo formando uma espécie de reservatório em formato de copo que armazena água em caso de chuva, causando um apodrecimento desta parte.

Fotografia1: Corte dos colmos

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Fonte: Vargas (1991)

O bambu apresenta um grande potencial agrícola por se tratar de uma planta perene, sem precisar de replantio, mas esta deve ser uma atividade muito bem planejada, pois uma vez iniciada se torna muito difícil sua erradicação, quanto á forma de desenvolvimento divide-se em dois grupos principais: Entouceirastes e alastrantes. (BERALDO 2002) 2.1.1.1 Entouceirantes Segundo Castro e Silva, (2005),os bambus entouceirantes também chamados de simpodial fazem parte do grupo dos paquimorfos, por serem curtos e grossos. Apresentando rizomas sólidos, suas principais espécies são: Bambusa Vulgaris, Bambusa Tuldoide e Dendrocalamus, também conhecido como Bambu Gigante ou Bambu Balde. Ainda segundo o autor supracitado, estas espécies são de clima tropical ou subtropical, (Ilustração1 e fotografia 2).

Ilustração1 e fotografia 2: Raiz da espécie entouceirante

Fonte: Apuama (2015)

2.1.1.2 Alastrante

Fonte: Apuama (2015)

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Segundo Castro e Silva, (2005),os bambus alastrantes, são também chamados de monopodial. Estas são resistentes ao clima frio, sendo originaria dos países orientais e o principal gênero pertencente a esse grupo é o Phyllostachys, sendo que o “Bambu Mosso” pode atingir diâmetros de até 12 cm e é conhecido por seus brotos comestíveis. Neste grupo encontra-se também a família Guadua, muito utilizada em alguns países da américa do sul.

Conforme o autor supracitado, estes bambus são extremamente invasores, demandando cuidados especiais ao serem cultivados. Tais cuidados referem-se à necessidade de manter a floresta plantada confinada em uma área previamente definida, são dos gêneros que toleram muito bem o clima frio, e apresentam brotações durante a primavera. Principais gêneros: phyloostachys, sasa, pleioblastus, arundinaria e shibatae, (Ilustração2 e fotografia 3).

Ilustração2 e fotografia 3: Raiz da espécie alastrante

Fonte: Apuama (2015)

Fonte: Apuama (2015)

Existem alguns gêneros, intermediários ou mistos pertencentes a uma categoria do gênero chusquea, (fotografia 4).

Fotografia4: Gênero chusquea

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Fonte: Apuama (2015)

2.1.2 Adubação e plantio Segundo Beraldo & Azzini, (2004), para o plantio do bambu, faz-se uma cova de 50cm x 50cm x 50cm, e adiciona-se, por cova, 300 g de calcário dolomítico, 150g de superfosfato simples, 150g de cloreto de potássio e 20 L de esterco de curral curtido. Após misturar, coloque a muda de bambu. A mesma tem que ser regada constantemente. Conforme os autores supracitados, por ser uma espécie que quase não precisa de replantio, pois sua manutenção é feita através de poda, o bambu é muito indicado para reparação de terrenos com elevadas declividades susceptível a erosão e para conservar as nascentes como matas ciliares, aproveitando, assim, várias atividades econômicas da região. Dependendo da espécie e condições climáticas, o bambu tem o crescimento dos colmos diário variando de 8 a 10 cm/dia; como a espécie Dendrocalamusgiganteus, tem o crescimento dos colmos de até 40cm/dia.

2.1.3 Usos do bambu de acordo com sua idade Como dizem os hindus, o bambu serve o homem “desde o berço até o túmulo”. Com a idade de até 30 dias, seu broto serve de alimento; a partir dos seis meses até um ano é usado para artesanato; entre dois e três anos é usado para fabricação de ripas e estrilas de parede e a partir dos três anos é indicado para estruturas de modo em geral.

2.2 Características do Bambu

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2.2.1 Anatomia O que diferencia o bambu, anatomicamente, com as madeiras é principalmente a ausência dos raios, o que cria uma dificuldade no momento de se realizar ligações entre peças de bambu, devido à sua baixa resistência ao fendilhamento. A alta produtividade é outra diferença, cerca de dois anos e meio após ter brotado no solo, o bambu já apresenta resistência estrutural muito elevada, não existindo concorrente no reino vegetal nesse aspecto. (MARÇAL, 2008) Os colmos dos bambus são constituídos por nós e entrenós (FIG.1). A constituição estrutural, os colmos de bambu apresentam grande resistência mecânica, flexibilidade e leveza. A variação dessa composição é observada principalmente com a espécie e diâmetro dos colmos.

As principais características dos constituintes anatômicos dos colmos de bambu são os feixes vasculares (FIG. 1 C - Y) que são circundados por células de parênquima (FIG. 1 C - X). Uma amostra do feixe vascular é aumentada 80 vezes (FIG. 1 D), para mostrar o feixe fibrovascular (1), xilema (2), cordão de esclerênquima (3), espaço intercelular (4) e o floema (5), (BERNDSEN, 2008).

Imagem1: Estrutura anatômica

Fonte: Berndsen (2008)

2.2.1.1 Feixe de Fibras Beraldo, (2015), afirma que nas camadas mais externas da casca apresentam uma concentração de 70% diminui gradativamente em direção às camadas internas (20%). Os

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feixes de fibras têm como principal característica a resistência mecânica do bambu pela proteção dos feixes de vasos. Esta característica é comum a praticamente todas as espécies de bambu, onde sua superfície externa funciona como armadura de proteção. Em amostras polidas apresentam coloração amarronzada.

Fotografia 5: Feixes das fibras

Fonte: Berndsen (2008)

2.2.1.2 Células parenquimáticas São locais onde se encontra o amido, segundo Beraldo, (2015), esse amido é mais concentrado nas camadas internas (cerca de 70%), diminui gradativamente em direção às camadas periféricas (20%). Como as fibras de sustentação se situam nas partes mais externas, a concentração de amido existente no bambu se mantém preservada. Esse amido é uma das maiores preocupações com relação a durabilidade do bambu por ser substância que possa servir de alimento para insetos. Em amostras polidas apresentam coloração amarelada.

Fotografia 6: Células parenquimáticas

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Fonte: Apuama (2015)

2.2.1.3 Vasos Sistemas responsáveis pela distribuição de nutrientes. Os vasos localizados nas camadas internas da parede dos colmos têm dimensões maiores. Preenchem 10% da área do bambu apresentando a ocorrência de maior número na área periférica, apresentando um diâmetro menor. Os vasos internos são facilmente preenchidos por soluções preservativas em decorrência de possuir um diâmetro maior, (BERALDO, 2015).

2.2.2 Físicas À ausência de normas técnicas para realizar ensaios e posteriormente conseguir características e conclusão dos resultados obtidos sobre o bambu é um dos maiores obstáculos enfrentados hoje. Por esta falta de padronização é muito complexo comparar diferentes espécies estudas por pesquisadores. Assim constatamos a necessidade de criação de uma norma brasileira sobre a utilização do bambu na construção civil, (BERALDO, 2015).

2.2.2.1 Teor de Umidade Dependendo da posição da amostra no colmo (base, meio ou ponta), da época do ano, da espécie a concentração de umidade do bambu durante o corte pode ser elevado, por esse motivo os cortes geralmente são realizados em períodos frios. Em comparação com as madeiras de mesma densidade o bambu demora mais a secar, devido à perda de umidade na direção transversal ás fibras ser muito lenta e impermeabilização natural que a casca do

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bambu exerce, (PEREIRA, 2015).

2.2.2.2 Massa específica aparente Segundo Beraldo, (2015), a massa específica aparente do bambu depende da espécie, da idade do colmo e da posição da amostra. Situa-se entre 500 kg/m3 a 800 kg/m3. O valor é utilizado na classificação do bambu que deve ser utilizado na obtenção de carvão.

2.2.2.3 Variações dimensionais Na direção longitudinal-axial o bambu tem o comportamento muito parecido com a madeira, que é inferior a 1%, ou seja, praticamente desprezível. Na direção paralela a casca (tangencial) o bambu é contrário a madeira, não é todas as vezes deformação é inferior à direção radial. Essa característica é diferente e dependente da espécie, da posição, da idade do colmo e da amostra no colmo, (BERALDO, 2015).

2.2.3 Mecânicas O bambu apresenta boa resistência mecânica parecida com madeiras de lei. Como mencionado anteriormente a maior dificuldade no estudo das propriedades físicas e mecânicas é a falta de norma regulamentadoras especificas do bambu, assim temos que adequar procedimentos usados para ensaios das madeiras. A localização e quantidade de nós alteram drasticamente os resultados obtidos, por exemplo, como em um ensaio de flexão estática, (BERALDO, 2015).

2.2.3.1 Compressão paralela às fibras De acordo com Beraldo, (2015), peças curtas de bambu conseguem resistir a tensões superiores de 50 MPa, conseguindo assim resistência maiores que a dos concretos convencionais. Além disso, enquanto que o concreto apresenta densidade superior a 2, o bambu apresenta 30% desse valor. Se for considerada a resistência em relação à densidade (resistência específica) o bambu mostra-se muito mais eficiente do que o concreto.

2.2.3.2 Tração paralela às fibras

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O bambu tem o coeficiente elasticidade situado em torno de 20000 MPa, cerca de 1/10 do valor alcançado pelo aço de acordo com Beraldo (2015). Cabos de bambus trançados apresentam resistência parecida ao aço CA-25 (2500 kgf/cm2), pesando, no entanto, apenas 10% do metal.

2.2.3.3 Flexão estática A rigidez do bambu é suficiente para que possa ser utilizado em estruturas secundárias, na forma de vigas e treliças. Em países como Equador, Costa Rica e Colômbia já foram realizados projetos estruturais com o Guadua angustifolia. Porém a ligação perfeita entre os diversos colmos é de fundamenta importância, (BERALDO, 2015).

2.2.4 Químicas O amido nas células parenquimáticas é a principal característica química do bambu. A presença de carunchos é iniciada nas partes mais internas do colmo devido a maior presença de amido nessa região. A quantidade de celulose encontrado no bambu é praticamente a mesma encontrada na madeira de eucalipto, (PEREIRA, 2015).

Fotografia 7: Caruncho dentro do bambu

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Fonte: Projeto Bambu (2015)

2.3 Procedimentos utilizados para aumentar a durabilidade do bambu.

2.3.1 Proteções contra intempéries Um dos pontos negativos para a utilização do bambu na construção civil é sem dúvida alguma sua baixa durabilidade se expostos aos fatores externos, como umidade, sol e chuva, mas se forem controlados com processos tecnicamente corretos estes problemas serão mitigados.

Para Liese (1985), o bambu apresenta baixa durabilidade natural quando comparado com espécies arbóreas de mesma densidade; o autor cita a vida útil de colmos compreendendo 1 a 3 anos (em contato com o solo), de 4 a 6 anos (protegido e sem contato com o solo), de 10 a 15 anos (em condições extremamente favoráveis), porém de menos de 1 ano, quando exposto ao ambiente marinho.

De acordo com a o autor supracitado, dentre os fatores que ainda impedem que a preservação do bambu seja adotada de forma mais efetiva pelos diversos usuários, podem ser citados: •

falta de conhecimento sobre as formas de efetuar a proteção do bambu;

•

falta de equipamentos adequados e de substâncias preservativas específicas;

•

incerteza quanto às vantagens em se efetuar a preservação do bambu;

•

ausência de demanda por bambu tratado.

Geralmente um bom tratamento pode aumentar a vida útil de bambus para 15 anos, quando expostos às intempéries e para 25 anos quando colocado em local abrigado. O tratamento é responsável pelo aumento de cerca de 30% no preço do bambu, (JANSSEN, 1995).

A durabilidade dos colmos de bambu pode ser aumentada de três maneiras, representadas por procedimentos tradicionais (naturais), pelo tratamento com produtos químicos e por métodos construtivos (BERALDO & AZZINI, 2004).

Segundo Nogueira, (2009), uma das técnicas mais usadas para aumentar a durabilidade do bambu é o uso de beirais, que servem para diminuir a incidência de chuvas e raios solares sobre seus colmos. É de grande importância que estas estruturas tenham pelo menos 1/3 da altura do pilar. Se esta condição não puder ser cumprida, os colmos devem receber uma camada de algum produto selador ou hidro-repelente (vernizes).

Para melhor aproveitamento das potencialidades do bambu como material de construção, existe uma técnica de proteção contra-ataque de fungos e insetos xilófagos, (BERALDO,

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2001).No caso de haver este tipo de ameaça, recomenda-se a cura natural ou o tratamento químico. Na cura natural, após o corte, o bambu deverá permanecer na posição vertical por um período de sete a dez dias, sem manter contato com o solo, para escorrer boa parte da seiva; e no tratamento químico, os colmos deverão ser cortados no tamanho desejado e, em seguida, serem submetidos a um tratamento químico. Assim como ocorre com a maioria dos materiais utilizados na construção civil ou similares, com o bambu não é diferente, ele apresenta uma maior resistência mecânica quando estiver protegido por um projeto adequado, tendo em vista que a maioria das espécies de madeira não tolera estas bruscas mudanças climáticas. Portanto para que se tenha uma maior longevidade deste produto, é de fundamental importância a presença de beirais em todas as construções e a completa eliminação do contato direto do colmo com o solo, com estas práticas relativamente simples juntando a outras diversos tipos de tratamento posteriores aplicáveis, o bambu, irá proporcionar uma maior durabilidade e melhor estética em sua obra. O bambu como todo material biológico é muito susceptível a ação dos insetos e fungos, reduzindo sua vida útil para 3 anos quando não tratado e podendo chegar a mais de 15 anos quando submetidos a técnicas de tratamento correto. A durabilidade deste produto está diretamente ligada à forma de como seus colmos são tratados e usados. O amido e açúcares presentes no bambu são grandes atrativos para vários tipos de cupins e insetos como a broca do bambu, ou caruncho do bambu que são nomes populares do Dinoderusminutus (NOGUEIRA, 2009), fotografia 8 e 9.

Fotografia 8:Caruncho e danos

Fonte: Insects.tamu (2015)

Fotografia 9: Caruncho e danos II

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Fonte: Eco vila da montanha (2015)

Seus colmos são atacados por insetos quando expostos ao ambiente, e por micro-organismos quando em contato com o solo. Para diminuir a incidência destas pragas, podemos aplicar os métodos químicos e os métodos tradicionais. Segundo Azzini & Beraldo, (2001). O bambu tem na sua constituição, fibras ricas em materiais nutritivos e por isto se torna muito susceptível aos ataques de fungos e insetos xilófagos. Segundo os autores supracitados, após os devidos cuidados durante a colheita, os colmos devem ser submetidos a tratamentos preservativos.

A resistência do bambu é inversamente proporcional à quantidade de amido em sua constituição. O fator mais relevante, deve ser a redução do alto teor de umidade e evitando qualquer absorção mais tarde pela chuva ou contato com o solo, (MORAN, 2002).

Para qualquer forma de utilização de bambu, se possível os métodos não químicos devem ter prioridade, sobre o método químico, para evitar a contaminação do meio e sua população.

Os métodos tradicionais são: maturação ou cura no local da colheita; cura por imersão; por fogo e por fumaça.

Os métodos químicos são: oleosos; oleosos solúveis; hidrossolúveis; imersão em solução de sais hidrossolúveis e substituição de seiva por sais hidrossolúveis 2.3.2 Métodos tradicionais Por não usar proteção química nos colmos, os custos são bem mais acessíveis, porém os resultados obtidos não são muitos satisfatórios.

2.3.2.1 Curas ou maturação na mata Como afirmam Azzini e Beraldo (2001), os colmos do bambu devem ser cortados e deixados a secar na própria touceira, este processo é o intervalo de tempo entre o corte dos colmos e o momento em que ocorre com o caimento das suas folhas, o colmo tem que

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continuar verticalizado na touceira para que o teor de amido continue reduzindo e não poderão ser retirados os ramos e as folhas dos mesmos.

2.3.2.2 Cura pela imersão em água Os colmos do bambu devem ser amarrados com um peso e colocados por imersão em tanques de água (parada ou corrente), visando diminuir o teor de amido existente nos colmos, por meio da fermentação biológica anaeróbica (ausência de ar), esta etapa tem a duração em média de 5 semanas, contudo após findado este processo os colmos deverão ser lavados em água correntes para tirar algumas sujidades e manchas ficada nos mesmos, conforme fotografia 10. Vale ressaltar que, este método não é muito eficaz devido a parte externa do bambu ser quase impermeável, portanto só irá obter eficácia caso haja eventuais rachaduras nestas paredes. As espécies pertencentes ao gênero Phyllostachys, tais como, o P. purpuratta (cana-da-índia) e o P. edulis (mosô), adapta melhor a este tratamento, durante este processo o bambu adquire uma coloração parda característica da vara de pesca, este coloração é relativa a uma cera que derrete em consequência do calor aplicado, (AZZINI E BERALDO, 2001).

Fotografia10: Cura por imersão em água

Fonte: UFMG (2015)

2.3.2.3 Cura pelo fogo De acordo com Azzini e Salgado, (1994), com auxílio de um maçarico os colmos recém

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cortados são aquecidos diretamente ao fogo, para a eliminação da seiva por exsudação, alterando assim o amido quimicamente e com isto diminuir a incidência de caruncho no mesmo. As espécies pertencentes ao gênero Phyllostachys, tais como, o P. purpuratta (canada-Índia) e o P. edulis (mosô), adapta melhor a este tratamento, durante este processo o bambu adquiri uma coloração parda característica da varas-de-pescar, esta coloração é relativa a uma cera que derrete em consequência do calor aplicado, como pode ser visto na fotografia 11.

Fotografia 11: Cura pelo fogo

Fonte: bamboo (2015)

2.3.2.4 Cura pela fumaça Este processo se assemelha ao da defumação de alimentos, devido a ação do calor e da fumaça formam uma camada tóxica na parte externa dos colmos, tornando assim pouco atraente aos carunchos. Este tratamento é realizado durante 20 minutos em média, com temperatura variando de120 a150°C, conforme descreveu Liese, (1980), aumentando assim a probabilidade de rachaduras.

2.3.3 Métodos químicos Este método quando bem conduzido, tem um índice de eficiência muito alto, eles devem ser tóxicos aos organismos xilófagos e dentro de um parâmetro de aceitação recomendado pelo ministério da saúde aos seres humanos e aos animais, (BARBOZA et al,2008).

2.3.3.1 Produtos oleosos O óleo creosoto pode ser de origem vegetal ou mineral, é o mais utilizado no tratamento

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preservativo da madeira, é um tratamento indicado para peças que desenvolvem funções estruturais como: esteio, pilares e moirões, usa-se nesta fase o banho quente /frio, primeiro utiliza agua quente com uma temperatura média 90ºC, com um banho de duração de 3 horas, usando uma mistura na proporção de 200 L de agua para 60 L de creosoto, para tratar 100 peças de bambu de 2,50 m e diâmetro de 12cm e posteriormente os colmos são lavados em agua fria usando a mesma proporção ,porem em temperatura ambiente, pelo o mesmo tempo, (BARBOZA et al,2008) 2.3.3.2 Produtos óleosolúveis Opentaclorofenol na concentração de 5% é o mais comum e indicado para o tratamento de madeiras, podendo também ser utilizado no tratamento de colmos de bambu contra o ataque de organismos xilófagos, deve-se usar como solvente, para não alterar a coloração dos colmos o óleo diesel, para conseguir um tratamento eficaz, os colmos deverão ficar submerso nesta solução por sete dias em temperatura ambiente, (GALVÃO et al., 2004; PAES et al.,2005). .

2.3.3.3 Produtos hidrossolúveis São produtos solúveis em água, formados por uma gama variada de sais tais como (sulfato de cobre, sulfato de zinco, dicromato de sódio, dicromato de potássio, ácido bórico ou crômico).

Como cita o autor supracitado.

2.3.3.3.1 Substituições de seiva por sais hidrossolúveis através da transposição Este processo tem mais eficiência quando utiliza-se colmos de bambu com no máximo 2,50m de comprimento e com até 12 horas do corte, colmos maiores tornam o processo ineficaz, após este procedimento, os colmos precisam ser colocados na posição invertida por uma semana e depois deve ser empilhado ao abrigo da luz solar por um período de 30 dias, (GALVÃO et al., 2004; PAES et al.,2005).

2.3.3.3.2 Tratamentos sob pressão Para este processo existem basicamente dois tipos de tratamento (Autoclave, método Boucherie).

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a) Método da autoclave Segundo Barboza (1997) antes da colocação dos colmos na autoclave, conforme fotografia 12, eles são perfurados, para não haver explosão dos colmos durante a expulsão do ar, a camada interna do colmo é revestida por uma membrana impermeável.

Fotografia 12: Cura por vapor

Fonte: Mfrutal (2015)

b) Método Boucherie modificado Consiste em uma substituição acelerada de seiva, podendo usar vários colmos simultaneamente, sua eficiência depende de alguns fatores de acordo com a espécie considerada, época de corte, idade, comprimento e teor de umidade do colmo, do tipo e da concentração da solução preservativa, da pressão utilizada, (KUMAR et al., 1994).

A ilustração 3 mostra um esquema ilustrativo do método de Boucherie Modificado.

Ilustração 3: Esquema do método de Boucherie

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Fonte: Hildalgo Lopez (2003)

Fotografia 13: Método de Boucherie

Fonte: Hildalgo Lopez (2003)

2.4 Técnicas Construtivas Diversos estudos e pesquisas vêm sendo realizados sobre as técnicas construtivas em que se pode utilizar o bambu. Porém no Brasil, ainda não há uma normatização técnica para o uso do bambu em construções. As espessuras, diâmetros e tamanho dos colmos são fatores determinantes na resistência dos mesmos. Visando a segurança dos usuários utiliza-se normalmente um fator de segurança para cálculo estrutural em torno de 4, (MARÇAL, 2015).

O Bambu-Gigante é conhecido por suas características robustas e boa resistência, muito utilizado como pilares e vigas, exercendo bem funções estruturais como pode ser visto nas fotografias 15 e 16, uma biblioteca toda estruturada com bambu gigante localizada no CERBAMBU em Ravena - MG. Há também a espécie Phyllostachys que conforme fotografia 17, uma estrutura geodésica toda estruturada por bambus desta espécie.

Em construções com bambu, é preciso uma atenção especial com as conexões utilizadas. Boa

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parte delas nรฃo alcanรงa uma boa rigidez, sendo necessรกrio uso de artefatos industriais ou encaixes bem trabalhados.

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Fotografia 14: Centro de referĂŞncia do bambu

Fonte: Os autores (2015)

Fotografia 15: Biblioteca do centro de referĂŞncia do bambu

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Fonte: Os autores (2015)

Fotografia 16: Biblioteca do centro de referĂŞncia do bambu

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Fonte: Os autores (2015)

Fotografia 17: Oficina com estrutura geodĂŠsica do centro de referĂŞncia do bambu

Fonte: Os autores (2015)

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2.4.1 Fundações em estruturas de bambu O primeiro desafio das construções de bambu já é encontrado logo na fase inicial. Estas gramíneas em contato permanente com o solo, apodrecem e são facilmente atacadas por insetos e fungos, prejudicando sua resistência e propriedades físicas. É necessária uma distância mínima do solo para evitar estes tipos de danos. Recomenda-se uma distância de 50 cm de elevação. Há diversos tipos de apoio, o mais utilizado para estruturas pouco maiores como casas, são bases de concreto, a interligação entre a vara e a base é realizada através de barras de aço que devem transpassar cerca de 30 cm para dentro da base e 30 cm dentro do colmo do bambu, este deve ser preenchido com concreto para uma interação satisfatória entre a fundação e a estrutura (FIG.18).

Ilustração 4: Desenho em corte de estrutura

Fonte: Projeto Bambu (2015)

Durante visita técnica realizada na casa do Professor Flávio Negrão, dia 21/03/2015, localizada no bairro Vale do Sol, Nova Lima – MG, onde há uma oficina montada com estrutura de bambu construída há aproximadamente 8 anos, foi adotado um como distanciador entre o solo e estrutura uma peça de material reciclado, cujo foi parafusada no piso e encaixada uma peça estrutural de bambu-gigante, (fotografia 18). Como método de impermeabilização e proteção da peça foi utilizado um produto impermeabilizante.

Fotografia 18: Distanciamento entre solo e estrutura

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Fonte: Os autores (2015)

Em visita realizada no Centro de Referência do Bambu, CERBAMBU, localizado em Ravena, distrito de Santa Luzia - MG, no dia 26/03/2015, foram vistas de perto algumas outras estruturas de bambu, uma delas uma biblioteca, cujo foi utilizado blocos de concreto como fundação e distanciamento do solo, conforme fotografia 19.

Fotografia 19: Fundação e distanciamento do solo utilizando bases de concreto

Fonte: Os autores (2015)

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2.4.2 Preenchimento dos colmos Para o preenchimento dos colmos é preciso atentar para alguns fatores. Primeiramente, a argamassa utilizada deve ser de baixa densidade e com agregados pequenos, o que facilita a inserção dentro do colmo do bambu, que se faz por pequenos orifícios. Uma argamassa de fácil adensamento proporciona um preenchimento homogêneo dentro do colmo e evita as chamadas “brocas” ou espaços vazios dentro da vara, melhorando sua resistência.

Normalmente esta massa é composta por uma maior concentração de cimento e um menor teor de agregados.

Durante o preenchimento do colmo, é necessário um tipo de vibração visando o preenchimento homogêneo da peça, este processo pode ser executado por um martelo de borracha que deve ser batido algumas vezes na parte externa do colmo durante a inserção da argamassa. Em alguns casos, com estruturas maiores, utiliza-se o motor vibrador tradicional.

Para um bom acabamento da peça após a concretagem, recomenda-se a utilização de orifícios o quanto menores possíveis (figura 20), uma boa opção são as garrafas pet como uma espécie de funil.

Fotografia 20: Furo na peça para preenchimento do colmo

Fonte: Projeto Ativa (2015)

Durante a visita técnica na casa do Professor Flávio, foi encontrado um outro tipo de preenchimento dos colmos, foi utilizado o compósito de poliuretano de mamona com raspa de pneu reaproveitada. Este material líquido, após manipulação com a adição do catalisador e da raspa de pneu, passa por um processo de reação gerando uma expansão seguida de endurecimento (figura 21).

Fotografia 21: Preenchimento do colmo

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Fonte: Os autores (2015)

2.4.3 Conexões É de extrema importância na composição de uma estrutura de bambu, suas conexões e interfaces. Elas são determinantes para uma boa estabilidade da estrutura como um todo. São pontos críticos com relação às futuras patologias e diretamente ligadas a segurança da estrutura. Basicamente há duas diretrizes que vem sendo aplicadas na atualidade, aquela que utiliza elementos industriais, (fotografia 23), como placas, parafusos, abraçadeiras, entre outros e aquela que busca no próprio bambu meios de conexões que se tornam mais baratos e rústicos, muito comumente usados em locais cuja cultura do bambu é bem antiga, mas de difícil execução devido a seção circular das gramíneas. Trata-se de encaixes feitos através de cortes na própria peça (ilustração 5), amarras utilizando as fibras encontradas no bambu e algumas outras, (fotografia 22). É comum mesclar estas duas diretrizes em um mesmo projeto.

Ilustração 5: Cortes em peças para encaixe

Fonte: Manual de Construccióncon Bambu (2009)

Fotografia 22: Conexões utilizando amarras

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Fonte: Hypeness(2015)

Fotografia 23: Utilização de artefatos industriais

Fonte: Bamboo (2015)

Durante a visita técnica realizada na casa do Professor Flávio Negrão foi possível observar os métodos de conexão adotados por ele. Como um dos objetivos da experiência do professor era utilizar de métodos cujo a desmontagem e reaproveitamento das peças da estrutura no futuro fosse maior possível, foi adotado alguns artefatos industriais como abraçadeiras, (fotografia 24), parafusos, vedações e “anéis” de borracha. Para uma facilidade e agilidade na montagem da estrutura foi utilizado “moldes” realizados com restos de borracha, (fotografia 25), cujo eram galgados previamente do processo de montagem facilitando o encaixe no momento da

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montagem da estrutura.

Fotografia 24: Conex찾o utilizando materiais industrializados

Fonte: Os autores (2015)

Fotografia 25: Molde para encaixe realizados previamente a montagem

Fonte: Os autores (2015)

Na visita realizada na CERBAMBU outros tipos de conex천es foram observados, (fotografia

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26), dentre eles encaixes e artefatos industriais, através da fotografia 27 é possível notar que a mixagem entre eles é o meio mais harmônico para uma estrutura segura e bem-acabada, cada um deles sendo utilizado em sua melhor performance.

Fotografia 26: Conexão utilizando artefato industrial para montagem de estrutura geodésica

Fonte: Os autores (2015)

Fotografia 27: Conexão utilizando artefato industrial

Fonte: Os autores (2015)

Na fotografia 28 podemos ver uma estrutura do topo de uma geodésica que utiliza

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vários tipos de conexões como amarrações, artefatos industrializados, (fotografia 29), e tabiques de bambu.

Fotografia 28: Topo de uma geodésica

Fonte: Os autores (2015)

Fotografia 29: Artefato industrializado para conexões de várias peças

Fonte: UFMG (2015)

As ilustrações 6, 7 e 8 demonstram o projeto de um módulo de um galpão para catadores de material reciclável. Esta construção, (fotografia 30), foi composta por peças de bambu gigante utilizando métodos de encaixes e conexões industriais, (fotografias 31 e 32), e treliças montadas com phyllostachys utilizando amarrações e tabiques de bambu, (fotografias 33 e34).

Ilustração 6: Projeto do modulo de um galpão

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Fonte: CERBAMBU (2015)

Ilustração 7: Projeto do modulo de um galpão

Fonte: CERBAMBU (2015)

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Ilustração 8: Galpão com estrutura em bambu

Fonte: CERBAMBU (2015)

Fotografia 30: Pórtico do módulo 1 do galpão

Fonte: Os autores (2015)

Fotografia 31: Detalhe da conexão das peças do pórtico

Fonte: Os autores (2015)

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Fotografia 32: Detalhe da conexรฃo das peรงas do pรณrtico

Fonte: Os autores (2015)

Fotografia 33: Treliรงa montada com phyllostachys utilizando tabiques

Fonte: Os autores (2015)

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Fotografia 34: Tabiques feitos de bambu

Fonte: Os autores (2015)

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3 APLICAÇÕES PARA O BAMBU NA CONSTRUÇÃO CIVIL 3.1 Andaime de bambu / Escoramentos / Bandeja de proteção Utilizado com frequência em países sul-asiáticos, onde é encontrado em abundancia, mesmo em edificações com grade número de pavimentos. No Brasil, é muito pouco utilizado, principalmente nos grandes centros, as cidades pequenas e distantes aos centros utilizam o material pela facilidade em encontra-lo e seu baixo custo, na execução de andaimes e cavaletes em construções de um a três pavimentos. E mais comum ainda é a utilização do bambu em escoramentos de lajes e vigas, com peças mais retilíneas de dez a doze centímetros de diâmetro substituem satisfatoriamente as escoras de eucalipto.

Fotografia 35: Andaime de bambu

Fonte: Diário das Alfaias (2015)

Fotografia 36: Bandeja de proteção de bambu

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Fonte: Pilordia (2015)

Fotografia 37: Andaime e bandeja de bambu

Fonte: Pilordia (2015)

3.2 Bambu e concreto armado Empiricamente a utilização do bambu como armadura para concreto, fotografia 38, é existente desde séculos passados é também comum em dias atuais em regiões onde não há recursos técnicos e materiais disponíveis. Não sendo recomendado a utilização de materiais alternativos, sem especificação e estudos técnicos adequados, principalmente com o envolvimento da segurança e integridade física de seres humanos.

Fotografia 38: Armadura para concreto

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Fonte: Idéias green (2015)

Fotografia 39: Armadura para concreto

Fonte: Bambushow (2015)

Existem estudos complexos e aprofundados sobre a aderência do concreto ao bambu, que podem fornecer um embasamento aprofundado e conclusivo sobre o uso deste material alternativo associado ao concreto na substituição das barras de aço resistentes a tração. A fotografia 40 é referente a um ensaio de aderência do concreto ao bambu, onde trespassando as varetas de bambu usadas como armação, aumentou a tensão de aderência em oitenta por cento para pinos de aço. As tensões de aderência destes corpos de provas foram superiores aos valores encontrados para o aço liso (MESQUITA et al., 2006).

Fotografia 40: Concreto com bambu

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Fonte: Construções Rurais (2006)

O Biokreto é uma mistura de cimento com fibras bambu moído, pode ser empregado na fabricação de blocos de concreto mostrado na fotografia 40, calçadas, muros e outros tipos de alvenaria, conforme pesquisa (BERALDO, 2015) do Departamento de Construções Rurais da Faculdade de Engenharia Agrícola da Unicamp. Outra vantagem do Biokreto destacada pelo autor supracitado é sua leveza. “Em placas feitas pela indústria com este material, conseguimos a redução de 5 quilos do seu peso habitual. Isso quer dizer que um caminhão poderia transportar mais placas com menos peso”. No caso do bambu, que é mais fibroso, o produto advindo de seu aproveitamento é mais adequado para a fabricação de telhas.

Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) desenvolveram uma nova técnica para usar o bambu como matéria-prima para a produção de materiais de fibrocimento, apresentado na fotografia 41e 42.

A polpa obtida pode ser adicionada diretamente à matriz de cimento, dando uma maior resistência às placas de fibrocimento, inibindo a propagação de fissuras e proporcionando uma maior absorção de impactos em relação à matriz sem fibras.

Fotografia 41: Blocos de cimento com fibras de bambu

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Fonte: Conselho de Arquitetura e Urbanismo do Distrito Federal (2015)

Fotografia 42: Placa de fibrocimento reforçada com a polpa de fibra do bambu

Fonte: Inovação tecnológica (2015)

3.3 Estruturas Assim como nos andaimes, o bambu pode ser utilizado também para a construção de estruturas de pequenas obras de arte como um resistente pontilhão, (fotografia 43), sobre um braço de rio. A resistência e a flexibilidade dos bambus permitem que as movimentações estruturais não afetem sua estabilidade nem sua durabilidade. As estruturas podem ser feitas por inteiro em bambu, com exceção da fundação em razão da redução da durabilidade dada pelo contato direto com o solo. Mesmo não sendo o ponto forte do bambu, é notável sua resistência a compressão, a associação de várias peças possibilita a construção desta resistência, sobre forma de pilares inclinados de bambu, (fotografia 44).

Fotografia 43: Ponte de bambu

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Fonte: Giodas (2015)

Fotografia 44: Estrutura de bambu

Fonte: Arquitetando sustentabilidade(2015)

Existe também a possibilidade de engradamento de telhado, (fotografia 45), feito com bambus maduros e tratados tem bom comportamento devido sua flexibilidade, mesmo coberto com telhas cerâmicas que podem representar uma carga entre 35 kg/m² a 45 kg/m2. Enfim, construções inteiras, (fotografia 46), podem ser feitas usando bambu, considerando sua impressionante resistência a tração e considerável resistência a compressão, leveza e flexibilidade e sendo uma matéria prima de rápida renovação tem grande produtividade e baixo custo.

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Fotografia 45: Engradamento de telhado

Fonte: Emar construçõesalternativas (2015)

Fotografia 46: Capela estruturada em bambu

Fonte: Arquitetando sustentabilidade(2015)

Designers e ambientalistas que tiveram como propósito a motivação das comunidades a viver sustentavelmente, onde mostrando a possibilidade de construção de escolas organizadas e seguras, (fotografia 47), incluindo todo o mobiliário em bambu e tornando desnecessárias as escolas em condições precárias em regiões rurais.

Fotografia 47: Escola estruturada em bambu

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Fonte: Arquitecturalerta (2015)

Com intuito urbanístico, é possível realizar com o bambu, sendo matéria prima principal, a construção de pontos de ônibus, (fotografia 48 e 49), onde há redução de custos em sua execução, fácil manutenção e um apelo sustentável.

Fotografia 48: Ponto de ônibus rural

Fonte; Architecture (2015)

Fotografia 49: ponto de ônibus urbano

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Fonte: The hindu (2015)

3.4 Matéria prima para acabamentos Mobiliários, detalhes rústicos e acabamentos finos, extrapolam o ambiente da construção civil e fazem parte da pluralidade de opções para ouso do bambu.

A fotografia 50 apresenta seis opções e combinações para acabamentos e revestimentos internos em bambu, dentre inúmeras possibilidades de combinações e configurações.

Fotografia 50: Acabamentos e revestimentos

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Fonte: Giodas (2015)

A fotografia 51 é um exemplo de piso laminado feito de tiras de bambu coladas sob pressão, formando uma peça rija e monolítica.

Fotografia 51: Piso laminado

Fonte: Reforma fácil (2015)

A fotografia 52 mostra o fechamento de um jardim com uma cerca feita de tiras de bambu trançado e a fotografia 53 é uma casa modelo toda feita deste mesmo material.

Fotografia 52: Cerca de bambu tramado

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Fonte: Bambu tramado (2015)

Fotografia 53: Casa modelo

Fonte: Giodas (2015)

Fotografia 54: Versatilidade

Fonte: Apuama (2015)

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A versatilidade do bambu proporciona a diversificação em suas utilizações, sendo um interessante exemplo, a sua aplicação em duchas que podem ser utilizadas em praias e sítios como é ilustrado na fotografia 54.

Fotografia 55: Resíduos de processamento industrial

Fonte: Apuama (2015)

Praticamente nada se perde quando usa-se o bambu. Além dos colmos, que possibilitam múltiplas aplicações, as folhas e os ramos também podem ser utilizados na fabricação de vassouras ou na alimentação de animais. Também os resíduos do processamento industrial do bambu podem ser aproveitados para a fabricação de compostos com aglomerantes orgânicos ou inorgânicos, ou para a geração de energia, (fotografia 55).

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4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Ser sustentável significa ter o sucesso de um negócio em longo prazo, pensando na contribuição para o desenvolvimento social, um meio ambiente saudável e uma sociedade estável.

Diante do aumento da precariedade das condições do meio ambiente e da diminuição dos recursos disponíveis para o homem, o conceito de sustentabilidade se torna cada vez mais presente no cotidiano dos profissionais de engenharia, dentro de um mercado cada dia mais competitivo à procura de novas soluções.

Desta forma, na busca por um método alternativo de construção, o bambu se destaca como material ambientalmente correto. Além de gerar poucos resíduos quando utilizado na construção civil, este material necessita de baixo consumo de energia para sua produção e manutenção.

Durante este estudo, foi constatado que o bambu se apresenta como material de alto valor agregado para a construção civil, quando que considerada a necessidade de se utilizar novas matérias primas sustentáveis. No Brasil, este material é mais utilizado em comunidades rurais, o que torna o interesse no mesmo menos evidenciado por investidores, ainda que possa oferecer um novo nicho de mercado promissor e lucrativo.

Desta forma, o presente trabalho almeja incentivar e difundir a cultura do bambu na indústria da construção civil, quebrar paradigmas e levar um novo conceito de sustentabilidade na realização de futuros projetos, aumentando, desta forma, o equilíbrio entre o homem e o meio ambiente.

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