UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
MICHELLE CRISTINE BONATTO PAESE
SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE CASAS PRÉ-FABRICADAS DE MADEIRA NO BRASIL
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CURITIBA
II
2012 MICHELLE CRISTINE BONATTO PAESE
SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE CASAS PRÉ-FABRICADAS DE MADEIRA NO BRASIL
Trabalho de conclusão de curso de pósgraduação
strictu
sensu,
apresentado
ao
Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil, na Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR, Campus Ecoville, para obtenção de título de Mestre em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Dr. André Nagalli
CURITIBA
III
2012
IV
FICHA CATALOGRÁFICA
V
MICHELLE CRISTINE BONATTO PAESE
SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE CASAS PRÉ-FABRICADAS DE MADEIRA NO BRASIL
Trabalho de pós-graduação aprovado como requisito parcial para a conclusão do Curso do Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil, na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Ecoville, pela comissão formada pelos professores:
Orientador: Prof. _____________________________________________ Departamento Acadêmico de Construção Civil, UTFPR
Prof. _____________________________________________ Departamento Acadêmico de Construção Civil, UTFPR
Prof. _____________________________________________ Departamento Acadêmico de Construção Civil, UTFPR
Curitiba, ___ de ___________ de ____.
VI
DEDICATÓRIA
VII
AGRADECIMENTO
VIII
EPÍGRAFE
IX
RESUMO
PAESE, Michelle Cristine Bonatto. Sistemas de produção de casas pré-fabricadas em madeira no Brasil. 2012. 000 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2012. Apesar do longo período de uso da madeira, somente após a primeira metade do século XX é que foram estabelecidas teorias e práticas relacionadas às estruturas de madeira. A madeira cumpre todos os critérios para construção sustentável de uma residência, atendendo as necessidades estruturais, construtivas e de conforto ambiental, devido a suas propriedades físicas e mecânicas, e resulta em um canteiro de obras limpo e com mínimo de resíduos, o que resulta em menos acidentes de trabalho e menor poluição. A madeira é esteticamente e economicamente mais viável que alvenaria convencional, pois proporciona o manejo sustentável e energeticamente a sua extração e produção tem um menor custo, comparado à extração mineral e produção de aço para construção civil, que é poluente e exige uma demanda de água superior à produção de laminados de madeira. Os sistemas construtivos que envolvem madeira são muitos, e segundo a literatura, sua maioria não é padronizada industrialmente, ou seja, cada indústria executa seu próprio projeto, respeitando a legislação local. Isso faz com que a falta de padronização dos sistemas dificulte a exportação dos modelos. O objetivo desta pesquisa é levantar os sistemas pré-fabricados existentes no Brasil, e compará-los com os existentes no mundo, levantando as vantagens e desvantagens de cada um e apontando dados para a formulação de um novo modelo, focado na habitação social, aliando conceitos de eficiência energética, sustentabilidade e coordenação modular.
Palavras-chave: pré-fabricados de madeira, casa pré-fabricada, sistema construtivo a seco, habitação social em madeira, sistemas pré-fabricados.
X
ABSTRACT PAESE, Michelle Cristine Bonatto. Precut timber houses production systems houses in Brazil. 2012. 000 f. Dissertation (Master in Civil Engineering) - Graduate Program in Civil Engineering, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2012. Despite the long period of use of wood, only after the first half of the 20th century that were established theories and practices related to wood structures. The timber have all the criteria for sustainable construction of a residence, fulfill the standard structural, constructive and environmental comfort, due to their physical and mechanical properties, and results in a construction site clean and with minimum waste, which results in fewer accidents and less pollution. The wood is aesthetically and economically more viable than conventional masonry, it provides management and sustainable energy production and its extraction has a lower cost compared to mineral extraction and production of steel construction, which is pollutant and requires a higher water demand to the production of laminated wood. The fixation systems by linking metal or not, welding or gluing, laminated wood panels, made from wood harvested raw or molded through recycling of waste wood are some other alternatives to a construction, which provides solutions for problems related to energy efficiency, sustainability and social housing in Brazil. The objective of this research is to improve current dry wood building system, using as Japanese’ structural links based techniques, with a focus on social housing, combining the concepts of energy efficiency, sustainability and modular coordination. Keywords:
XI
LISTA DE FIGURAS
XII
LISTA DE QUADROS QUADRO 1: ORGANOGRAMA GERAL DA PESQUISA..........................................23
XIII
LISTA DE TABELAS TABELA 1: QUADRO RESUMO DOS MÉTODOS DA PESQUISA.........................24
XIV
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO.........................................................................................................16 1.1 IMPORTÂNCIA DO TEMA....................................................................................16 1.2 CONTEXTUALIZAÇÃO.........................................................................................17 1.3 OBJETIVOS..........................................................................................................19 1.3.1 Objetivo Geral....................................................................................................19 1.3.2 Objetivos Específicos ........................................................................................19 1.4 HIPÓTESES..........................................................................................................20 1.5 JUSTIFICATIVAS..................................................................................................20 1.6 LIMITAÇÕES DA PESQUISA...............................................................................21 1.7 ABORDAGEM CIENTÍFICA DO TRABALHO (QUADRO DE REFERÊNCIA) ....21 1.7.1 Natureza da pesquisa........................................................................................21 1.7.2 Abordagem do problema de pesquisa...............................................................21 1.7.3 Objetivo da pesquisa..........................................................................................21 1.7.4 Procedimentos técnicos da pesquisa...............................................................22 1.7.5 Método científico de abordagem: Dedutivo.......................................................22 1.7.6 Instrumento de coleta de dados.........................................................................22 1.7.7 Objetivos da revisão da literatura......................................................................23 1.7.8 Organograma da pesquisa ................................................................................23 23 1.7.9 Quadro resumo dos métodos da pesquisa........................................................23 1.8 ESTRUTURA da pesquisa....................................................................................24 1.8.1 Estrutura física da pesquisa...............................................................................25 2 REVISÃO DA LITERATURA...................................................................................26 2.1 TEMA.....................................................................................................................26 2.2 HISTÓRICO e importância DO USO DA MADEIRA na construção civil .............26 2.3 tecnologia da madeira...........................................................................................30 2.4 Pré-fabricação.......................................................................................................32 2.4.1 Mata-junta..........................................................................................................34 2.4.2 Maciço vertical simples......................................................................................34 2.4.3 Maciço vertical duplo..........................................................................................34 2.4.4 Maciço horizontal...............................................................................................34
XV
2.4.5 Log
34
2.4.6 Wood frame........................................................................................................34 2.4.7 Brettstapel..........................................................................................................34 2.4.8 Thermolog..........................................................................................................34 2.5 Comparativos........................................................................................................34 3 PROPOSTA DE PESQUISA, MATERIAIS E METODOLOGIA..............................35 3.1 PROPOSTA DE PESQUISA.................................................................................35 3.2 MATERIAIS...........................................................................................................35 3.3 METODOLOGIA....................................................................................................35 3.3.1 Planejamento do estudo de caso.......................................................................36 3.3.2 Visita à empresa.................................................................................................36 3.3.3 COLETA DE DADOS.........................................................................................37 3.3.4 CLASSIFICAÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS COLETADOS............................39 4 RESULTADOS.........................................................................................................40 4.1 COMPARATIVOS.................................................................................................40 4.2 APLICABILIDADE.................................................................................................40 4.3 custo benefício......................................................................................................40 4.4 habitabilidade........................................................................................................40 5 CONCLUSÃO..........................................................................................................42 5.1 PROPOSTA DE TRABALHOS FUTUROS...........................................................42 REFERÊNCIAS..........................................................................................................43 Observação: algumas referências contidas no texto ainda não foram incluídas nas Referências, e algumas referências que estão apresentadas aqui neste capítulo podem não ter sido citadas no texto ainda.................................................................43
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1
1.1
INTRODUÇÃO
IMPORTÂNCIA DO TEMA
A madeira é um material que apresenta propriedades energéticas, químicas, alimentícias e edificadoras, e desde os primórdios da humanidade, destacou-se no desenvolvimento da civilização. Apesar do longo período de uso da madeira, somente após a primeira metade do século XX é que foram estabelecidas teorias e práticas relacionadas às estruturas de madeira. Após a II Guerra Mundial, as pesquisas tecnológicas tiveram um grande incremento, dispondo métodos precisos para projetar as mais diversas formas estruturais, até hoje. O uso da madeira atualmente como material construtivo competitivo econômica e ecologicamente se baseia nas modernas técnicas de reflorestamento, aliadas ao desenvolvimento de produtos industrializados de madeira, com o mínimo de perdas. Pesquisas sobre o comportamento mecânico destes produtos e seu uso em sistemas estruturais propiciam a expansão do uso da madeira como material de construção (PFEIL; PFEIL, 2003). O Brasil é um dos maiores produtores de madeira no mundo, ficando apenas atrás dos Estados Unidos e Canadá, segundo a Sociedade Brasileira de Silvicultura (2007). Além de ter a maior floresta tropical existente no mundo produz, por meio de silviculturas, manejos de pinus e eucaliptus de qualidade reconhecida internacionalmente. A produtividade brasileira é 10 vezes maior que outras produções de clima temperado (KRUGER; LAROCA, 2009). Mas ao contrário destes países, subutiliza a madeira como material construtivo em larga escala, devido à má imagem do material, que se julga ser de baixa durabilidade para edificações. Esta informação equivocada é causada pela falta de conhecimento, pela utilização de madeira de baixa qualidade, por produtos usados de forma errônea, assim como falta de tratamento contra agentes agressores, como organismos xilófagos e agentes climáticos intensos. A escolha racional da espécie, o tratamento preservante adequado, a manutenção preventiva periódica e as novas
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tecnologias de compósitos, sistemas de colagem e ligações podem prolongar a vida útil dessas edificações (NUMAZAWA, 2009). Prova de que construções em madeira são eficientes e duráveis são os templos japoneses, Horyu-ji e Todai-ji. Segundo o Guia Visual Folha: Japão, o templo Horyu-ji foi reconstruído em 727 D.C., devido a um incêndio, e é patrimônio da Humanidade tombado pela UNESCO, por ser a construção de madeira mais antiga do mundo. O templo Todai-ji, a maior construção de madeira do mundo, foi fundado em 754 D.C. e reconstruído em 1709, e vence grandes vãos somente com sistema de ligações, sem materiais metálicos no seio de sua estrutura, ou tsugis, sem cola ou outro tipo de travamento, senão a própria madeira, de acordo com o grupo de estudos Rekishi Kaido (2010).
1.2
CONTEXTUALIZAÇÃO
Segundo o Ministério das Cidades, no ano de 2007 o déficit habitacional brasileiro era de 7223 milhões de domicílios, e destes, 84% concentram-se em famílias com até 3 (três) salários mínimos. Esta é uma situação que o governo federal tenta solucionar por meio de programas sociais e de crescimento, como o PAC (2009). A madeira cumpre todos os critérios para construção sustentável de uma residência, atendendo as necessidades estruturais, construtivas e de conforto ambiental, devido a suas propriedades físicas e mecânicas, e resulta em um canteiro de obras limpo e com mínimo de resíduos, o que resulta em menos acidentes de trabalho e menor poluição. Ela é esteticamente e economicamente mais viável que alvenaria convencional, pois proporciona o manejo sustentável e energeticamente a sua extração e produção tem um menor custo, comparado à extração mineral e produção de aço para construção civil, esta sendo poluente e tendo uma demanda de água superior à produção de laminados de madeira.
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Os sistemas de fixações por meio de ligações metálicas ou não, soldagem ou colagem, painéis de madeira laminados, produzidos com madeira extraída in natura ou moldados por meio de reciclagem de resíduos de outras madeiras são algumas alternativas para uma construção sustentável, o que propicia soluções
para
os
problemas
relacionados
com
eficiência
energética,
sustentabilidade e habitação de interesse social no Brasil. Em linhas gerais, uma residência em alvenaria de 48m², produzidos para o programa Minha Casa Minha Vida, demanda em média 90 dias, três a cinco funcionários e um custo médio de R$ 645,00/m². Utilizando os mesmos dados, para uma residência em OBS, pré-fabricada, com uma montagem em 14 dias, o valor fica em um custo estimado entre R$ 520,00 a R$ 730,00/m² (SAROLLI MADEIRAS CASCAVEL, SINDUSCON OESTE/PR; 2010). Comparando os dois sistemas em relação a custo/velocidade de aplicação, o sistema com OSB tem um custo médio/dia de R$ 2430,00/dia (14 dias) contra R$ 345,00/dia (90 dias) em alvenaria tradicional. Se formos computar isso em números reais, num exemplo, no loteamento Parque dos Ipês em Cascavel estão previstas 329 casas, num prazo de 18 meses (CONSELHO MUNICIPAL DE HABITAÇÃO DE CASCAVEL, 2010). Em pré-industrializados do tipo OSB, neste mesmo prazo podem ser construídas 2052 casas, utilizando a mesma mão de obra das casas de alvenaria. Uma diferença de mais de 600%, com um custo financeiro equivalente, mas um custo energético e poluente bem inferior. Mas para que esse bom desempenho na aplicação da madeira para construção de casas populares se torne uma realidade, o sistema de produção brasileiro deve tornar-se industrializado, com padrões e normativas que procurem aumentar a produtividade dos sistemas existentes; melhorar a segurança dos trabalhadores, levando-se em conta que muitos acidentes em canteiros de obras são na parte de marcenaria, devido ao maquinário; inovar não somente em maquinários, mas também em sistemas produtivos, com novos modelos de produção e implantação, entre outros fatores.
19
1.3
OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo Geral
Esta dissertação tem como objetivo uma melhoria no processo de produção industrial de casas pré-fabricadas em madeira no Brasil.
1.3.2 Objetivos Específicos
Os objetivos específicos desta dissertação são: • Levantar dados sobre modelos de sistemas construtivos de casas de madeira no Brasil e em países que utilizam sistemas pré-fabricados como sistemas construtivos; • Analisar os dados obtidos na revisão bibliográfica, e classificar os pontos positivos e negativos de cada sistema produtivo, apresentando as vantagens e desvantagens de cada sistema; • Caracterizar os modelos nacionais e internacionais, e apresentar as variáveis para decisão, comparando os sistemas existentes; • Levantar dados referentes a custos de produção (água, m³ de madeira utilizada em cada projeto, mão de obra, destinação dos resíduos excedentes da produção, entre outros); • Propor soluções para contornar os defeitos nos sistemas existentes, melhorando o processo produtivo; • Analisar projetos já implantados e dados relativos a custos gerais, conforto termo acústico e habitabilidade referente a estes projetos.
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1.4
HIPÓTESES
É possível melhorar o processo industrial de casas de madeira préfabricadas no Brasil? Com a melhoria deste processo, é possível inserir novos modelos construtivos para casas de madeira pré-fabricadas?
1.5
JUSTIFICATIVAS
O intuito da pesquisa primeiramente foi o de propor imediatamente um novo sistema de produção de casas de madeira pré-fabricadas para o Brasil. Mas a pesquisa esbarrou em um problema maior, como que a indústria brasileira funciona, em relação a pré-fabricados de casas de madeira no nosso país? Infelizmente não existe um modelo de negócios concebido atualmente para auxiliar as empresas na melhoria e desenvolvimento de novas tecnologias. Os modelos atualmente são importados, sem atualizações e adaptações a realidade brasileira, ou proveniente do século XIX, sem aprimoramentos, o que com o tempo se mostra ineficiente, podendo tornar-se o motivo do fechamento da empresa. O problema da pesquisa inicial era apresentar uma solução viável, tanto em termos de materiais a disposição quanto financeira, de forma a atender tanto a produção de madeira nacional, quanto responder ao déficit habitacional brasileiro de forma que deveria atender qualquer parte do Brasil, com um sistema modular préfabricado, que não agrida o meio ambiente imediato durante a construção, já que sistemas construtivos a seco são eficientes, rápidos, produzem pouco lixo ou quase nada, e tem a possibilidade de serem reciclados. Mas o fato do sistema de produção brasileiro para pré-fabricação de casas de madeira ser de pouco conhecimento público e da literatura levou ao conhecimento de um novo problema, e esta é a justificativa deste trabalho de pesquisa, o de demonstrar como funcionam os sistemas produtivos no Brasil por meio de pesquisas bibliográficas e nas empresas, e apresentar soluções e melhorias no modelo atual de produção para pré-fabricados de casas de madeira.
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1.6
LIMITAÇÕES DA PESQUISA
1.7
ABORDAGEM CIENTÍFICA DO TRABALHO (QUADRO DE REFERÊNCIA)
1.7.1 Natureza da pesquisa
Este trabalho tem por natureza a pesquisa aplicada, objetiva gerar conhecimentos para aplicação prática dirigida à solução de problemas específicos.
1.7.2 Abordagem do problema de pesquisa
Este trabalho consiste em uma pesquisa qualitativa-quantitativa, onde considera que há uma relação dinâmica entre o mundo real e o sujeito. A interpretação dos fenômenos e a atribuição de significados são básicas no processo de pesquisa qualitativa. Apesar disso, o trabalho requer o levantamento de método para chegar ao resultado final, inserindo, portanto a pesquisa em uma abordagem quantitativa. O ambiente natural é a fonte direta para coleta de dados e o pesquisador é o instrumento-chave. É um trabalho descritivo. O pesquisador tende a analisar seus dados indutivamente. O processo e seu significado são os focos principais desta abordagem.
1.7.3 Objetivo da pesquisa
Tem por objetivo ser uma pesquisa exploratória, que visa proporcionar maior familiaridade com o problema com vistas a torná-lo explícito ou a construir hipóteses. Envolve levantamento bibliográfico; entrevistas com pessoas que tiveram
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experiências práticas com o problema pesquisado; análise de exemplos que estimulem a compreensão. Assume, em geral, as formas de Pesquisas Bibliográficas e Estudos de Caso.
1.7.4
Procedimentos técnicos da pesquisa
Esta é uma pesquisa bibliográfica com levantamento de dados, de princípio científico dedutivo, que consiste em levantar e coletar material bibliográfico existente e com seus resultados, deduzir e elaborar um modelo relacionado ao tema da pesquisa, com objetivo de comparar os dados levantados e analisar novas formas de produção.
1.7.5 Método científico de abordagem: Dedutivo
Método proposto pelos racionalistas Descartes, Spinoza e Leibniz que pressupõe que só a razão é capaz de levar ao conhecimento verdadeiro. O raciocínio dedutivo tem o objetivo de explicar o conteúdo das premissas. Por intermédio de uma cadeia de raciocínio em ordem descendente, de análise do geral para o particular, chega a uma conclusão. Usa o silogismo, construção lógica para, a partir de duas premissas, retirar uma terceira logicamente decorrente das duas primeiras, denominada de conclusão (GIL, 1999; LAKATOS; MARCONI, 1993).
1.7.6 Instrumento de coleta de dados
A coleta de dados se dará por observação sistemática. A observação sistemática tem planejamento e realiza-se em condições controladas para responder aos propósitos preestabelecidos. (BARBETTA, 1999).
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1.7.7 Objetivos da revisão da literatura
Para determinar corretamente o estado da arte, a revisão empírica é a mais adequada, pois busca explicar como o problema vem sendo pesquisado do ponto de vista metodológico procurando responder quais os procedimentos normalmente empregados no estudo desse problema, que fatores vêm afetando os resultados, que propostas têm sido feitas para explicá-los ou controlá-los, que procedimentos vêm sendo empregados para analisar os resultados, há relatos de manutenção e generalização dos resultados obtidos? Do que elas dependem? Entre outros.
1.7.8
Organograma da pesquisa
Quadro 1: Organograma geral da Pesquisa
Fonte: A autora, 2012.
1.7.9 Quadro resumo dos métodos da pesquisa
24
Tabela 1: Quadro resumo dos métodos da pesquisa Natureza
Aplicada
Abordagem
Qualitativa-Quantitativa
Objetivo
Exploratório
Procedimento técnico
Bibliográfico com Levantamento de dados
Método científico
Dedutivo
Coleta de dados
Observação sistemática
Revisão da literatura
Revisão empírica
Fonte: A autora, 2012.
1.8
ESTRUTURA DA PESQUISA
Este trabalho de pesquisa está dividido em: - Produção Bibliográfica: • Pesquisa bibliográfica e documental relacionada sistemas construtivos préfabricados em madeira no Brasil; • Pesquisa bibliográfica e documental relacionada sistemas construtivos préfabricados em madeira no mundo, em países como Japão, EUA e Canadá, Alemanha e outros países europeus, e outros; - Estudo de caso • Levantamento de dados dentro de empresa escolhida, por meio de visita e questionários; • Verificação de dados em casas pré-fabricadas já construídas. - Análise comparativa: • Levantamento das vantagens e desvantagens de cada sistema levantado; • Escolha de variáveis para tomada de decisões relativas a cada sistema; - Análise dos resultados; - Redação da dissertação; - Apresentação dos resultados; - Defesa da dissertação.
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1.8.1
Estrutura física da pesquisa
Este trabalho de pesquisa está estruturado, resumidamente, conforme dados a seguir: • Capítulo 1 – Introdução: apresenta a importância, os objetivos da pesquisa, assim como o quadro de metodologias utilizadas. • Capítulo 2 – Referencial teórico: apresenta levantamento de dados referentes aos sistemas construtivos com pré-fabricados de madeira no Brasil e em outros países; levantamento das variáveis para decisão (vantagens e desvantagens de cada sistema) e um quadro comparativo dessas variáveis. • Capítulo 3 – Proposta inicial, materiais e metodologia: apresenta a proposta inicial desta pesquisa, e a forma como se dará a mesma, por etapas e métodos. • Capítulo 4 – Resultados da pesquisa: apresenta os resultados obtidos no capítulo 3. • Capítulo 5 – Conclusões: apresenta as conclusões da pesquisa e propostas para continuidade da mesma.
26
2
2.1
REVISÃO DA LITERATURA
TEMA
Levantamento dos sistemas construtivos pré-fabricados de madeira produzidos e utilizados no Brasil e em diversos países, análise das variáveis relativas aos sistemas (suas vantagens e desvantagens), comparativo dessas variáveis e elaboração de um modelo de sistema produtivo de casas pré-fabricadas de madeira para o Brasil, baseado nas análises feitas.
2.2 HISTÓRICO E IMPORTÂNCIA DO USO DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO CIVIL
A madeira é um material de construção empregado pelo homem desde épocas pré-históricas. Até o século XIX, as mais importantes obras de engenharia eram construídas com pedra ou madeira, combinando-se frequentemente os dois materiais. Na primeira metade do século XX foram estabelecidas teorias técnicas aplicadas às estruturas de madeira. Após a II Guerra Mundial, as pesquisas tecnológicas tiveram grande incremento, dispondo-se hoje de métodos precisos para o projeto das mais variadas formas estruturais, de acordo com Pfeil (2003). Ainda segundo Pfeil (2003), o uso da madeira no Brasil tem um aspecto secundário, não sendo utilizada nas grandes obras, ou na maioria delas, devido à má publicidade do material. Em compensação, nos países europeus, principalmente Alemanha e Portugal, e em países como EUA e Canadá, a madeira é amplamente utilizada, pois ela é um material de construção competitivo economicamente e ao mesmo tempo, ecologicamente eficiente, por meio de técnicas de manejo florestal e reflorestamento, aliadas ao desenvolvimento de produtos industrializados de madeira com minimização de perdas. Pesquisas sobre o comportamento mecânico destes novos materiais e seu uso em sistemas estruturais tem propiciado a expansão do uso da madeira como material de construção.
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A madeira se revela material adequado e rico em possibilidades, aliada a condição de sustentabilidade, por ser renovável e de fácil reciclagem. Soma-se a isso a enorme facilidade de ser trabalhada, não necessitando de processos industriais complicados e poluidores para seu processamento. Estes são fatores que colocam a madeira numa posição bastante interessante em relação a outros materiais. Há a necessidade, porém, de desenvolvimento de tradição em pesquisas com o uso da madeira aplicada a construção civil no Brasil, fato que tem acontecido nos âmbitos acadêmicos, mas em escala reduzida, segundo Esposito (2007). A investigação para ampliar o conhecimento tecnológico adequado a nossa realidade, aliada a um planejamento econômico estratégico poderiam desvendar novos e diversificados caminhos para a utilização da madeira de forma sustentável e sistematizada, em grande escala e em utilizações de forma a suprir necessidades sociais, como construção de casas populares, centros esportivos, salões comunitários, entre outras possibilidades. Esposito (2007) ainda relata que há civilizações nas quais o uso da madeira na arquitetura é expressivo, destacando-se formas peculiares e significativas. O extremo oriente é uma destas civilizações, com uma arquitetura leve, porem resistente e feita para suportar os frequentes terremotos e, portanto, rica em conhecimento no uso de detalhes de encaixes que permitem absorver movimentos violentos aos quais um edifício é solicitado quando submetido a tremores. Estas civilizações levam consigo a aura de mistério e desconhecido, de crenças profundas, de uma cultura rica que até pouco tempo permanecia intacta, como por exemplo, a cultura japonesa. Eles têm maneiras distintas de se trabalhar a madeira, com o caráter do artesão tradicional, ao lado da qualidade de um material natural, orgânico, que simbolize ressurgimento de um estágio pré-industrial e pré-tecnológico. As edificações no Japão revelam que o uso da madeira na construção civil é fruto de um tratamento delicado e sensível do material e os conceitos aplicados vão desde o uso, do manuseio técnico ate conceitos espaciais, tais como a mobilidade na produção dos espaços, permeabilidade e a transparência, de acordo com Esposito (2007). A arquitetura japonesa dispõe de um vasto repertorio de exemplos de execução em madeira, desde a arquitetura religiosa dos santuários Shinto, os
28
templos Budistas, os Toriis, as habitações antigas (minkas), os palácios, castelos e tradicionais Casas de Chá (sukiya). Todas estas tipologias seguem um padrão recorrente em relação ao material, às técnicas de corte e tratamento da madeira e à construção. As variações ocorrem nos detalhes construtivos e ornamentos, conforme o uso da edificação. Um exemplo é a estrutura imbricada dos telhados e beiras que, pela multiplicação de pequenas peças que são ligadas entre si, desempenham um papel estrutural muito importante, num sistema de vigamento caracterizado pela ausência de elementos de estabilidade triangulares (ou as conhecidas tesouras). Entre os sistemas construtivos usuais que avançam em aprimoramentos, pode-se observar que em relação ao uso da madeira, alguns ainda permanecem com suas características mais antigas, como nos países nórdicos. Em todos eles, no entanto, verifica-se uma interessante estratégia adotada para impedir que a umidade do solo atinja as peças de madeira, elevando toda a construção do solo. Os pilares de madeira de pequeno comprimento ficam em contato com uma base de pedra enterrada a alguns centímetros acima do solo, que faz com que uma parte dessas pedras fique exposta, dificultando a absorção da umidade que vem do solo. Ainda de acordo com Esposito (2007), o principio geral, na construção civil, é quanto maior o edifício, maior a sua base, e como as fundações são rasas, o peso da madeira precisa ser distribuído por igual, obtendo-se um equilíbrio estrutural no qual a dimensão da base corresponde à dimensão da peça de madeira apoiada. Neste aspecto, encontra-se semelhança no sistema construtivo tradicional japonês. Entretanto, os nórdicos utilizam uma estrutura que não se apoia sobre pedras isoladas, e sim sobre bases maciças de pedras. Enquanto na arquitetura japonesa temos um sistema de encaixes de pequenas peças, na arquitetura nórdica encontramos um sistema de empilhamento de troncos, conhecidos como blockbau, construídos por mão de obra não especializada. Atualmente estes países industrializaram o processo do blockbau, sendo construídos de forma pré-fabricada, dentro de inovações tecnológicas, mas segundo a cultura e tradição peculiar da civilização nórdica. Somente os países em que a madeira continuou sendo um recurso amplamente disponível, a tradição construtiva
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permaneceram. Os países escandinavos, Alemanha, Suíça, entre outros do leste europeu, assim como Canadá e Estados Unidos mantiveram todos esses anos uma produção constante de residências em madeira. Mesma nas regiões onde a madeira foi sendo gradualmente substituída por outros materiais, a carpintaria tradicional não desapareceu totalmente, embora limitada a casos singulares. Basicamente, os países citados são onde prevaleceu à tecnologia de construção com madeira. No Brasil não há, além da experiência indígena, uma cultura e tradição em construção em madeira como nos países citados. Com exceção da região sul, que teve uma imigração forte dos povos do norte e leste europeus e do oriente, poucas regiões mantem essa tradição. Os sistemas e técnicas adotados são referencias das construções de seus países de origem, como o enxaimel (no qual a estrutura é feita de madeira maciça e preenchido com alvenaria, sistema construtivo muito usado na Alemanha pré-guerra). Em construções mais antigas, este preenchimento era feito em taipa (ESPOSITO, 2007). Como a produção arquitetônica no Brasil remete-se principalmente a cultura do concreto e aço, propagado com mais força durante o regime ’50 anos em 5’ de Juscelino Kubitschek, a madeira ficou impregnada por um preconceito, de material secundário, e que só pode atender a construção civil em forma de cimbramento, fôrmas para concreto armado e usos menos importantes. Com isso, a população com menor poder aquisitivo reutiliza essa madeira na construção improvisada de casas e barracos, caracterizada por sua precariedade, falta de conforto e pela ausência de recursos tecnológicos no uso do material, produzindo as tão conhecidas favelas. Isso contribui para que o restante da população visse a madeira como um material de baixa qualidade, não gerando uma regra, mas contribuindo para um distanciamento do uso deste material. Por outro lado, em regiões de população com mais recursos e economia mais estável, verifica-se construções de alto padrão luxuosas em madeira, como casas de campo e praia, sendo utilizadas com objetivo de lazer e não como obras de permanência longa (ESPOSITO, 2007).
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2.3
TECNOLOGIA DA MADEIRA
Desde a Era do Fogo, a madeira foi usada como importante fonte de energia. Apesar de primitiva, a obtenção de energia a partir da madeira ainda é realizada, em grande parte no uso doméstico, como lenha para a queima direta e associada a contextos rurais e subdesenvolvimento. No Brasil, a maior parte da queima deste material alimenta fornos em indústrias cerâmicas, papel ou gesso, ou é usada para fabricação de carvão vegetal. Mas estas atividades, em sua maioria, podem envolver florestas nativas, desmatamento ilegal de grandes áreas e condições precárias de mão de obra. Na evolução da tecnologia do uso da madeira podem-se perceber avanços consideráveis ao longo da historia, soluções para problemas que apresentaram grandes dificuldades de resolução, como por exemplo, a preservação de ataques de insetos e fungos, obtenção de matéria prima para produção em larga escala, adequação a um aumento de usos (antes limitados pelo conhecimento técnico), novas técnicas de manejo de árvores e plantio. A expansão dos plantios florestais e o investimento em tecnologias que garantam maior eficiência na obtenção de energia e na construção civil podem colaborar para o desenvolvimento nacional, principalmente o regional. O plantio de florestas tem um forte argumento a seu favor, ele não compete com a agricultura, já que a silvicultura não exige solos com índices expressivos de fertilidade, segundo a revista eletrônica Planeta Sustentável (2010). Apesar das novas tecnologias do aço, concreto e outros materiais terem tomado o campo de aplicação da madeira em grande parte dos países, a carpintaria tradicional não desapareceu absolutamente, mas foi reduzida a casos singulares. Posteriormente, a industrialização da madeira permitiu a recuperação de seu uso nos assentamentos das fundações com paredes de madeira tratada por meio de procedimentos químicos para evitar sua degradação. A mudança consistiu na substituição da madeira maciça por outros materiais provenientes de sua transformação, para melhorar suas propriedades mecânicas e equipara-las a dos materiais estruturais mais qualificados. Nos últimos anos do século XX, o lado negativo do progresso iniciado com a revolução industrial tornou-se objeto de reflexão da sociedade em geral, que se
31
voltou para uma busca de técnicas alternativas, menos agressivas para o meio ambiente. As culturas de manejo atuais visam atenuar os impactos ambientas para o uso da madeira em escala industrial. Este tipo de indústria tem sua matéria-prima baseada em plantio silvicultoras de pinus e eucalyptus, possuindo um uso otimizado dos recursos naturais renováveis, já que o meio ambiente das regiões onde atua é preservado, não se empregando madeiras nativas na atividade de produção de madeira reconstituída. Segundo Esposito (2007), a madeira apresenta uma série de vantagens dificilmente reunidas em outro material, como: • Obtenção de grandes quantidades, por ser fonte renovável se explorada racionalmente; • Produção em peças de grande dimensão, que podem ser rapidamente desdobradas em peças pequenas e de delicadeza excepcional; • Trabalhabilidade com ferramentas simples e reempregadas várias vezes; • É leve em peso e tem grande resistência mecânica. Resiste a esforços tanto de compressão quanto de tração; • Facilidade de obtenção de formas de encaixes e conexão de peças entre si; • Sua resistência permite absorver choques que romperiam ou fendilhariam outro material; • Apresenta boas condições naturais de isolamento térmico e absorção acústica; • Apresenta grande variedade de padrões, texturas e cores, em sua forma natural. Mas como qualquer outro material, apresenta desvantagens: • Material heterogêneo, não uniforme; • É vulnerável a agentes externos, e sua durabilidade enquanto desprotegida é limitada; • É combustível; • Facilmente apresenta falhas e defeitos, o que comprometem sua estética e resistência;
32
• A umidade causa grandes variações volumétricas e favorece o ataque de fungos. Mas a tecnologia proporcionou atenuações em seus aspectos negativos, por processos de beneficiamento pelo tipo de reflorestamento, secagem artificial, tratamentos de preservação em autoclaves que tem assegurado proteção por longo tempo contra ataque de fungos e destruição por insetos. Enquanto trabalhada sob a forma de peças serradas, a madeira apresenta excelentes propriedades, mas alta heterogeneidade e anisotropia das quais derivam uma boa parte das falhas de comportamento. Visando minimizar os defeitos, foram desenvolvidos processos capazes de reestruturar a madeira como material, e torna-la mais homogênea. Esta é a base do conceito da madeira transformada, como o OSB (Oriented Strand Board) e o LVL (Laminated Veneer Lumber). Reduzindo a madeira em partículas e fragmentos
menores
e
reagrupando-as
com
adesivos,
uniformizam-se
as
características do produto, sem perder suas propriedades. Essa estrutura, uma vez processada e reorganizada, apresenta varias características satisfatórias, como maior homogeneidade no comportamento físico e mecânico, melhoria das propriedades tecnológicas, maior possibilidade de receber tratamentos com resultados mais satisfatórios durante a fragmentação que antecede a aglomeração ou colagem, possibilidade de confeccionarem-se peças de grandes dimensões requisitadas pela indústria e o aproveitamento da quase totalidade do material lenhoso de uma árvore (ESPOSITO, 2007).
2.4
PRÉ-FABRICAÇÃO
A pré-fabricação tem tido participação importante e crescente no provimento de moradias em vários países industrializados. Este tem sido um dos principais meios encontrados para atender a grande demanda de casas em ambientes de alto custo de mão de obra. De acordo com especialistas, com o aumento dos salários há crescimento da pré-fabricação, a exemplo do que ocorreu nos Estados Unidos, Canadá e na Suécia. (REMADE, 2010). Um dos aspectos é o próprio custo da mão-de-obra. Em geral, o custo de mão-de-obra nos países industrializados é 20% maior nas obras do que nas
33
fábricas. Essa diferença se explica pelas melhores condições e pela continuidade de trabalho nas fábricas. Há também mais produtividade no trabalho nas fábricas, quando comparadas com tarefas semelhantes executadas nas obras A essência da pré-fabricação é a produtividade e muitos países reconhecem que o aumento da população não pode ser abrigado pelos métodos tradicionais de construção. Os ganhos de produtividade possíveis através da pré-fabricação, resultam de condições de trabalho abrigado, organização e mecanização. Trazendo-se o homem, materiais e instruções para a fábrica e permitindo que se trabalhe em uma área com bancadas apropriadas, pode, por si próprio, dobrar a produtividade se comparada com o trabalho na obra. Segundo estudo feito no Canadá, os componentes básicos de uma casa, incluindo pré-corte dos barrotes de piso; pré-fabricação de paredes com fechamento externo, de tesouras e dos oitões e instalação de portas, levam em média 75 homens/hora. A montagem desses componentes na obra exige cerca de 100 homens/hora, totalizando 175 homens/hora. Isto pode ser comparado com o tempo de 350 homens/hora necessários para a construção in loco dos mesmos componentes. A mão de obra total para a construção in loco de uma casa de 93 m², exceto fundações, é de aproximadamente 1.200 h/h. A quantidade de mão de obra pode ser reduzida a até cerca de 500 h/h na pré-fabricação de seções transportáveis. Estudo feito em Santa Catarina reporta que a construção completa em madeira de uma casa de 62,5 m², demandou 1625 homens/hora. A construção da mesma casa de alvenaria de tijolos demandou 2656 homens/hora. A casa mencionada é de acabamento bastante simples, por outro lado inclui alicerce, pintura e outros. Mesmo assim, um método adequado e a pré-fabricação podem provocar um grande aumento de produtividade. O aumento da produtividade, com a pré-fabricação, tem um efeito importante nos custos de produção, ajudando a viabilizar o negócio, aumentando a demanda de casas, revertendo o efeito desempregador da redução de mão de obra por unidade produzida. O gabarito de montagem dos painéis de parede é o centro da préfabricação. (REMADE, 2010).
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2.4.1 Mata-junta
2.4.2 Maciço vertical simples
2.4.3 Maciço vertical duplo
2.4.4 Maciço horizontal
2.4.5 Log
2.4.6 Wood frame
2.4.7 Brettstapel
2.4.8 Thermolog
2.5
2.6
COMPARATIVOS
35
3
PROPOSTA DE PESQUISA, MATERIAIS E METODOLOGIA
Neste capítulo serão apresentados a proposta de pesquisa, os materiais e métodos utilizados e procedimentos adotados para a realização da pesquisa. Será realizado um estudo de caso, dentro de uma indústria de casas pré-fabricadas de madeira, para avaliar seus gastos de materiais e custos referentes, assim como a mão de obra dentro da indústria e na construção das casas no canteiro de obras. Posteriormente, serão levantados dados sobre a habitabilidade das residências já existentes, e o que precisa ser melhorado.
3.1
PROPOSTA DE PESQUISA
A proposta de pesquisa consiste em um levantamento bibliográfico dos sistemas de produção de casas de madeira pré-fabricadas no Brasil e no mundo, levantamento aprofundado do modelo de produção de uma indústria de casas préfabricadas, com um comparativo dos sistemas, diagnóstico dos problemas existentes e apresentação de melhorias do sistema de produção na indústria onde foi feito o levantamento. Haverá um levantamento pós ocupacional de casas já construídas, para avaliar habitabilidade e posteriores problemas referentes as casas.
3.2
MATERIAIS
Não sei o que/como/onde/quando fazer isso... não tenho materiais, só métodos... estou confusa...
3.3
METODOLOGIA
A metodologia utilizada para levantar dados do estudo de caso foi baseada no fluxograma representado na figura XX, a seguir:
36
Figura xx: Anamnese do estudo de caso. Fonte: Paese, 2012. (imagem será alterada)
3.3.1 Planejamento do estudo de caso
Após levantamento bibliográfico dos sistemas construtivos existentes, o comparativo entre eles e a análise dos pontos fortes e fracos de cada um, foi elaborado um roteiro dos pontos principais a serem avaliados no estudo de caso, apresentados em tópico específico (capítulo xx), para a obtenção de resultados satisfatórios.
3.3.2 Visita à empresa
A visita foi realizada em data da visita na indústria nome da fábrica, uma empresa do grupo xxxx, situada em xxxxx, com acompanhamento de fulano de tal. A indústria é responsável pela produção de (chapas de madeira beneficiada, pilares, vigas, blablabla). Durante o processo de beneficiamento e usinagem, é gerada uma grande quantidade de resíduos de várias espécies de madeira, sendo eles cepilhos, cavacos e serragens, os quais seriam de interesse para a produção de painéis
37
woodframe e outros compósitos, assim como na produção de energia por meio da queima. Na ocasião foi visitado o pátio, local onde é feita a estocagem e secagem da madeira. Durante a visita foi conhecido o processo de beneficiamento, onde é feita a plainagem e o corte das tábuas para fazer os perfis de madeira nas bitolas padrões e, por ultimo, o processo de usinagem, para dar forma aos perfis de madeira. Em todos os setores existem exaustores que fazem a sucção de cepilhos e pó de madeira, que são enviados aos silos de armazenagem. Após esta etapa, com parte destes resíduos são produzidos briquetes para destino de venda, sendo o restante utilizada como combustível em suas caldeiras. OBS somente sugestão, não sei como é o processo inteiro da industria escolhida CITAR OUTRAS ETAPAS CICLO DA MADEIRA CICLO DE PRODUÇÃO NA FÁBRICA FOTOS
3.3.3 COLETA DE DADOS
Seguindo o questionário Anexo XX, foram levantados os seguintes dados principais, relativos a uma casa pré-fabricada de XX m²: - Quantidade de água utilizada (em volume - m³): XXXXXXXXX - Quantidade de madeira, em m³: XXXXXXXXXXX - Quantidade de pilares de madeira (número): xxxxxxxxxxxxxx - Quantidade de perfis simples (horizontal, por m²): xxxxxxxxxxx - Quantidade de perfis duplos (horizontal, por m²): xxxxxxxx - Quantidade de madeira para as tesouras do telhado (em m³): xxxx - Quantidade de madeira para forração do teto (em m³): xxxxxx - Quantidade de madeira para acabamentos em geral (em m³): xxxxx
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- O sistema leva alvenaria? - Se sim, qual o tipo de alvenaria? Tijolo cerâmico, solo cimento, cimento, etc - Qual a quantidade de m² de alvenaria que é utilizado? - A fundação é feita de que forma: radier, sapata corrida, etc - Qual a quantidade de material envolvida nessa fundação? Recursos humanos: - Quantos funcionários trabalham na indústria de beneficiamento? + Na serraria + Na armazenagem + No tratamento (antifungicida, etc) + Na distribuição + Na embalagem + Na secagem - Quantos funcionários são necessários para construir esta casa: xxxx - Quantos funcionários necessitam ser especializados para a construção desta casa: (eletricista, encanador, colocador de azulejos e cerâmica, acabamentos, etc) - Os funcionários: são terceirizados, contratados pela empresa - Os funcionários recebem treinamento? Qual a periodicidade? - Os funcionários recebem EPI? São treinados para seu uso? - Quantos acidentes de trabalho foram registrados no último ano? (detalhar em graves, simples, etc) Opinião do entrevistado - O que acha que está sendo problemático na empresa? O que acha que deve melhorar? O que gostaria de mudar/melhorar? - Qual o papel do entrevistado dentro da empresa. OBS inserir algum dado dos sistemas pesquisados e pedir opinião
39
Segundo o questionário de análise pós ocupacional, anexo XX, foram levantados os seguintes dados: - Habitabilidade - Conforto térmico - Conforto acústico - Material construtivo - Projeto (disposição dos cômodos, etc) (FOTOS)
3.3.4 CLASSIFICAÇÃO E ANÁLISE DOS DADOS COLETADOS
Em comparação com os sistemas existentes, foi constatado que o sistema analisado perde/ganha é melhor/é pior, etc que os sistemas convencionais apresentados. Tendo
todos
os
gráficos
gerados
referentes
aos
resultados
dos
levantamentos, fez-se necessário uma avaliação destes resultados tornando-os compatíveis para o desenvolvimento do trabalho. Portanto os resultados foram apresentados de forma clara, com suas respectivas informações para proporcionar um melhor entendimento entre relações de dados (exemplo: custo de produção versus tempo de produção, entre outros). (GRAFICOS)
Em relação aos levantamentos das obras, em construção e já habitadas, foi analisado que xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx (GRAFICOS)
40
4
RESULTADOS
Aqui são apresentados os resultados referentes ao capítulo 3.
4.1
COMPARATIVOS
Foi feita uma análise com sistemas existentes no Brasil e no mundo e empresa produtora da região de xxxxxxx, para conhecimento dos sistemas construtivos e das vantagens do sistema levantado em relação aos métodos convencionais de construção.
4.2
APLICABILIDADE
Aqui serão apresentados as aplicabilidades dos resultados, assim como propostas para inserção deste sistema em diversos locais do Brasil, como adaptação da umidade dos materiais de fechamento (isso vem da escolha da madeira), tamanho de aberturas, posição das HIS em relação a insolação, entre outros.
4.3
CUSTO BENEFÍCIO
Será feito uma análise com empresas produtoras da região de Curitiba, para conhecimento do custo benefício do sistema proposto em relação aos métodos convencionais de construção.
4.4
HABITABILIDADE
41
Será feito uma análise das obras existentes, para avaliar conforto termo acústico, ambientes, material de construção, entre outros dados.
42
5
CONCLUSÃO
Aqui serão apresentadas as conclusões pessoais da autora, assim como outros dados relevantes à finalização da pesquisa.
5.1
PROPOSTA DE TRABALHOS FUTUROS
Propostas para melhoria da pesquisa realizada, assim como propostas relacionadas ao tema, que possam vir a aprimorar o sistema construtivo a seco no Brasil.
43
REFERÊNCIAS
Observação: algumas referências contidas no texto ainda não foram incluídas nas Referências, e algumas referências que estão apresentadas aqui neste capítulo podem não ter sido citadas no texto ainda.
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(baixar
o
artigo
completo
no
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