materiais não convencionais
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Palestra Prof.º Normando Perazzo Barbosa1ª Semana da Construção CivilTRANSCRIPT
Prof. Normando Perazzo BarbosaFederal University of Paraiba, Brazil
CAPES
CONSTRUÇÃO CIVIL E
SUSTENTABILIDADE
Primeira Semana da Construção Civil
IF - PB
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAIBA
www.ufpb.br
LABORATÓRIO DE ENSAIOS
DE MATERIAIS E ESTRUTURAS
Serviços Técnicos
Pesquisas em estruturas e materiais de construção
convencionais e não convencionais
Caracterização de materiais
Estudantes
Eng. Civil
Arquitetura
Eng. Mecânica
Eng. Urbana e Ambiental
Eng. De Materiais
Nível: graduação, MSc and PhD, Post Doc
Arquitetura, Engenharia e
Sustentabilidade
Sustentabilidade: capacidade de as geraçõesatuais satisfazerem as suas necessidades semcomprometer a capacidade de as geraçõesfuturas satisfazerem às suas!
A humanidade passa por tres grandes
desafios nesse novo milênio:
1 – Pobreza/desigualdades
sociais
Pobreza extrema atinge mais de 2 bilhões de seres humanos
El Tiempo, 23/mai/2011
Cerca de 70% dos paraibanos ganham
até um salário mínimo!
2 – Problemas ambientais
B.P . Deixa escapar para o mar
milhares de toneladas de petróleo Nível de CO2 atinge valores
récordes na atmosfera
3- Crise energética
US will built three new nuclear powers
France attaint record in the use of nuclear energy
Iran needs nuclear energy to support growing
Brazil is thinking about to finish the third nuclear
power
Usina nuclear
representa
perigo no Japão
As Architecture e Engenharia estão
ligados aos tres (pobreza, ambiente, energia):
- Para diminuir la pobreza, tudo começa pela
casa! Construir casas e infra estrutura é
responsabilidade de arquitetos e engenheiros!
=>
E como o
mundo precisa
de casa!
Casas nas margens do Rio
Jaguaribe, João Pessoa
São Paulo tem mais de 2 milhoes
morando em favelas
No Rio de Janeiro, em quatro anos,
o número de favelas passou de 750
para 968.
Para construir casas=> necessário produzir
materiais de construção, tranportá-los,
empregá-los!
As atividades da construção são responáveis por:
- quase 40% das matérias primas utilizadas no Planeta
- cerca de 26 % dos resíduos lançados na natureza
- quase 40% da emissão de CO2
Ou seja: a construção , os
engenheiros, os arquitetos causam
enormes impactos no Planeta
Terra
Vamos considerar a indústria de tijolos
cerâmicos no Nordeste
1 – A vegetação local é cortada para queimar os
tijolos ou telhas
De imediato, tres agressões ao ambiente
2- A queima da lenha gera CO2
3 –A produção, tranporte e manuseio dos
tijolos gera gera muito resíduo!
Então, um produto muitíssimo utilizado pelos arquitetos e
engenheiros está contribuindo para danificar e meio
ambiente
Agência de Desenvolvimento do Seridó
Rua José Evaristo de Medeiros, 800 - Penedo - Caicó/RN
O uso da lenha (fabricação de tijolos,
telhas, cal está agravando o problema da
da Desertificação!
Nordeste: região semi-árida
Energia
Cerca de1 kW.h/kg
Cimento Portland
Aço
1450oC
1800oC
Os materiais de construção
industrializados consomem muita
energia
Quase 45% da energiaconsumida nomundo estavinculada à construção!
Tijolos cerâmidos– 900 - 1000oC
Revestimento cerâmico: mais 1200 oC
Produção de energia: Emissão de CO2 (centrais temo-elétricas)
Mesmo no Brasilelas estãopresentes!
Central nuclear
Energia tem sido a fonte de conflitos
internacionais
Estados Unidos invadem Iraque para controlarpetróleo!
Sofrimento de milhões é ignorado pelo mundo!
OTAN financia guerra na Líbia para se
apoderar do seu petróleo!
Na entrada do século XXI a necessidade é
de cerca de 600 milhões de casas
Então, para transformar as sub-habitações em casas decentesusando os modelos atuais …
.
seria necesario 5 Planetas Terra!
Porém só temos uma TerraE a estamos destruindo!
British Petroleum responsável por desastre ambiental
!
Queimando as florestas, contaminando o ar
A destruição do Planeta e da vida também é
promovida pelos que se crêem proprietários do
mundo!
Uma das tragédias ecológicas de maiores proporções ocorridas no
século XX foi o ressecamento do Mar de Aral no Kazaquistão e a
sua transformação no deserto Karakum.
Rua de Agespe, a principal cidade o entorno do Mar de Aral,
sendo castigada pela tempestade de areia. Quem vive nesta
região não sofre apenas com a areia, já que o sal lhes arrasa
o pulmão e causando uma alta incidência de câncer.
João Pessoa – segunda cidade mais verde da Terra!?
Resíduos: seríssimo
problema!
A configuração atual da terra levou muitos anos
para se formar
Rochas na Groelândia com 3,8 bilhões
de anos. Time Life
No entanto, em pouco tempo o homem está transformando-a
Efeito estufa
Mar avança em Cabedelo e em outras
cidades litorâneas
Resposta da Natureza!
Extinção em massa: desaparecimento maciço de espécies vivas
A Terra já passou por cinco extinções em
massa
A última é a mais conhecida, por ter marcado o
fim dos dinossauros, há 65 milhões de anos
Todas causadas por cataclismas naturais
Cientistas acreditam que estamos em meio à
sexta extinção em massa
até mais acelerada do que o colapso ocorrido
quando os dinossauros desapareceram
A primeira extinção em massa causada por
uma espécie: Homo sapiens !
Hoje, pelo menos um terço dos
mais de 6,3 mil espécies de anfíbios
está ameaçado.
Os anfíbios resistiram bravamente às últimas cinco extinções em
massa que assolaram o planeta.
Revistas Científicas
“Devemos abraçar o melhor do passado,
combiná-lo com o melhor do presente,
para produzir o melhor para o futuro .”
Larry Williamson, EarthCoMegablock
Que podemos fazer?
O melhor do passado:
Tecnologias simples, materiais naturais: terra, palha,
água!
Itchan Kala, Uzbequistão (autor: World Heritage Collection).
Shibam, Iêmen – “La Manhattan del deserto” (autor: Jialiang Gao).
Ksar de Ait-Ben-Haddou, Marrocos (www.photosbymartin.com)
Marie d´Isle d´Abeau, France
Cidade de Sana’a, Iêmen (autor: F. Bandarin).
Combinar com o melhor do presente
Materiais industrializados (não se pode negar suaspropriedades) aliar com os materiais naturais
Portland cement in small quantity mix with earth, manual press
unfired blocks – good quality => energy efficient construction
Para produzir o melhor para o futuro: habitações e construções de menor impacto
ambiental para todos!
A terra é um material muito apropriado para ajudar à
construção mais sustentável
A Natureza constroi com terra!
9 andares!
ninho do João de Barro: terra + fibras
Construções de terra feitas por insetos
Timbuktu, Mali (autor: F. Bandarin).
Habitações da civilização Asante, Gana (autor: Sébastien Moriset).
Tumba de Askia, em Gao,
Mali (autor: T. Joffroy).
Argélia
Mercado Público, sul de Portugal
Chan Chan, Peru
El Salvador
Construções coloniais no Brasil, feitas de terra
Gernot Minke,
Alemanha
Iglesia cerca Lyon: tierra
asociada a los materiales
industrializados
A terra crua é um material milenar
BLOCOS MATTONE uma interessante proposta:
Prof. Roberto Mattone and Profa. Gloria Pasero –
Politecnico di Torino
QUE É UM BLOCO “MATTONE”?
- É um bloco de terra crua misturada com pequenas taxas de cimento, compactado em uma prensa manual, apresentando encaixes que facilitam a construção e melhoram a resistência das paredes
-
Este tipo de bloco permite a construção das paredes sem uso da colher de pedreiro
Usa-se uma argamassa fluida, feita com a própria terra
-
Testes em paredes de terra na UFPB
Prototipo de constuido com blocos Mattone
para testes
Favela em Sapé, PB
Importante: transferência de tecnologia
Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo
Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo
Peneiramento da terra
Mistura com cimento
Treinamento sobre
fabricação
Fabricação
Cura
Estocagem dos blocos
Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo
Brasil, Sapé –
Favela Cuba de Baixo
Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo
Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo
Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo
Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo
1997 2008
Então, a tecnologia
simples, dos blocos de terra
podem ajudar a diminuir a
pobreza, os problemas
ambientais, a energia
envolvida nos materiais de
construção
Substituição de sub-
habitações
Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo
Familia participando da
construção de sua casa
Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo
Em áreas rurais é muito adequado
Casa de farinha,
Bonfim, Areia, PB
Pousada no Conde
CASA DOS SONHOS SANTA RITA –PARAÍBA- BRASIL
(2004-2011)
Earth construction: classroom and
informatic lab
Construção de casas para
as mães voluntárias
Apoio financeiro da Família Grabbricci Casini e
amigos de Siena-Itália
Novo Projeto: CONJUNTO HABITACIONAL DE 7 CASAS
Casa dos Sonhos em parceria com: Centro de Tecnologia da
UFPB, Ass. Giusseppe e Giovanna, Fundação Mattone su
Mattone – LARFAGE – doação cimento
Bambu: material para o século XXI
•Prof. Normando Perazzo Barbosa - UFPB
•Prof. K. Ghavami – PUC-Rio
•Sandra Reyes – Univ. Nacional Colômbia
•Antonio Sobrinho Jr. - UFPB
Brasil: primeiro a estudar bambu; Prof. Ghavami, PUC – RIO fins anos 70
Anos 90: Associação Brasileira de Materiais e tecnologias
não convencionais – PUC-Rio
http://www.abmtenc.civ.puc-rio.br/
14° IC-NOCMAT 2013
LOCAL: João Pessoa, Paraíba, Brazil
PERÍODO: Abril de 2013
O 14° IC-NOCMAT 2013 será um fórum
international para troca e difusão de
informações, discussões e debates em pesquisa
e prática no âmbito da sustentabilidade e
inovação nas práticas de construção e tecnologia
de materiais não convencionais.
BAMBU - material
renovável ,
utiliza energia solar
absorve CO2
biodegradável
Este sim,
material
sustentável
Rapido crescimiento
record: 120 cm por dia!
Apropriado en
construciones
temporárias
construção rural : Arq. Jorge Moran -
Equador
Brasil: Rede Brasileira de Bambu RBB
http://www.redebrasileiradobambu.com.br/
Brasil
Lei Nacional do Bambu - PLC 326/2009 Dispõe sobre a Política Nacional de incentivo aoManejo Sustentado e ao Cultivo do Bambu e dáoutras providências
PROPOSTA DE NORMA
Projeto de Estruturas de Bambu -Procedimento
Número de referência do documento: ISO/DIS –22156
Versão inicial da tradução e adaptação da ISO 22156, para receber modificações e sugestões
Prof. Normando Perazzo Barbosa – UFPB (março de 2011)
Prof. Khosrow Ghavami – PUC-Rio
Prof. Luiz Eustáquio Moreira - UFMG
Bibliografia complementar utilizada:
- Luiz Eustáquio e Ghavami: Dimensionamento de estruturas de bambu –CAP 7 Materiais não convencionais para construções rurais-CampinaGrande,PB
- Estructuras de madera y estructuras de Guadua. Normativa NS10, Colombia
Estudo de vigas de concreto com bambu
Otro uso estructural: laje em forma permanente de bambu
10
1 2 3 4 5
P/2 P/2
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Car
ga
(KN
)
(mm)
Car
ga
(KN
/m2)
10
20
30
40
50
60
74
32.5
48.145.5
39.0
26.0
19.5
13.0
6.5
70
44.568.4 LVDT
P/2 P/2
21 4 53
b
Laje TFDG-MD
Início de fissuração
Carga de ruptura
b=60cm
Eduardo Achá, Ghavami
Laje em forma permanente de bambu
conector Prof. K. Ghavami –PUC-Rio
Eduardo Achá
Otro uso estructural
Laje Slump
(cm)
fc
(MPa)
fcm
(MPa)
ft
(MPa)
ftm
(MPa)
Ec
(GPa)
TFDG-MD 8,5 29,34 26,41 3,37 2,86 34,76
TFGA-MD 8,0 30,30 27,27 3,70 3,15 36,12
TFDG-DC 8,5 28,71 25,84 3,41 2,90 34,40
Características do concreto
• SIKADUR 32 GEL • CPV-ARI-PLUSEduardo Acha
Prof. K.
Ghavami
ENSAYO DE LAS LOSAS
Es impressionante la ductilidad!
Carga utilizacion mayor que 6 kN/m2
FEDERAL UNIVERSITY OF PARAÍBA
CENTER OF TECNOLOGY
PÓS-GRADUATION IN URBANISM
DEVELOPMENT OF NATURAL FIBRE AND POLYMER
COMPOSITE JOINTS FOR BAMBOO STRUCTURES
TINA MEYER – Ms. C. Urban Engineering UFPB (Brazil)
Dr. NORMANDO PERAZZO BARBOSA – Professor UFPB (Brazil)
Ph.D Sandro Marden Torres – Pos-Doctoral Research Fellow (Brazil)
Fibras de sisal y polimeros
DEVELOPEMENT OF TWO TYPES OF JOINTS
the bandaging form the prefabricated form
MOLDING PROCESS
METHODOLOGY
1. Mixture of the resin with
catalyst
2. Immersion of the sisal
stripes with the matrix
3. Application at the bamboo
culms
Bandaging form
1. Mixture of the resin with catalyst
2. Manual application of the matrix on the top of the
sisal blankets
3. Casting of Cylindrical Internal Mold
4. Casting of External Wood Mold
MOLDING PROCESS
Prefabricated form
PROJETO ARQUITECTÔNICO
Projeto : Propostas
Um elemento estrutural: treliça
Possibilidade da pré-fabricação
Proposta 1 (realizada) Proposta 2 Proposta 3
Treliça – elemento básico
Propostas
Proposta 5Proposta 4
Construção de protótipo
Montagem da estruturaPosição final
Processo construtivo
de casas com bambu
-Arq. Alejandro Luiz Pereira da Silva – IB, SEBRAI AL
-Arq. Rubens Cardoso Junior – IB
Eng. Edson Sartori - IB
Arq. Suely Brasileiro
Prof. Normando Perazzo Barbosa - UFPB
MATERIAIS
Corpos de prova de bambu para ensaio à compressão e fibra de sisal
Fibra de bambu, EVA e EPS
Formas com camada inferior de argamassa
Materiais componentes do micro-concreto:
cimento, cal, areia, raspa de pneus, bambu triturado; e mistura em betoneira
Formas com camada inferior de argamassa
Lançamento da argamassa na fôrma já com
os colmos posicionados
Adensamento em mesa vibratória e acabamento manual
Moldagem do elemento que pode servir de
pilar ou funcionar como viga e detalhe da
saliênncia para ligação
Posicionamento das placas
Amarração interna sobre as paredes
primero protótipo-maio 2004
Despues pensamos a hacer un panel largo 2,40m
Parede antes do ensaio – notar grande esbeltez; Parede em bom estado com 200 kN; e Parte inferior
em perfeitas condições.
Ensaio do painel 4 (EPS + fibra)
COMPORT. ESTRUTURAL MUITO BOM!
Início do esmagamento da argamassa de regularização; Início de esmagamento do topo à 213 kN.
Aspecto da parede após
o ensaio e Aspecto do topo da
parede após o
ensaio(destacamento do
concreto já com carga
decrescente)
Ensaio do painel 4 (EPS + fibra)
Bambu tem inimigos:
Low strength to umidiy
variation
Low Yong´s mudulus (to certains uses as concrete reinforcement)
Insects atack
(Dinoderus minutos)
Diametro dos vasos– Bambusa vulgaris
Fiber distribuition on the thickness
Idea (given by Prof. Ghavami many years ago)
Impregnação do bambu com resinas:
Para melhorar durabilidade
- reduzindo suscetibilidade à água
- eliminando ataque de insetos
Para melhorar propriedades de engenharia
- resistência
- modulo de elasticidad
If we look close to the fibers
Metaxyleme
(vases)
lignyne
protoxyleme
First machine to impregnate bamboo
Prof. José Gonçalves
Water: low pressure is enough (0.5 atm)
Oil: high viscosity: it passes firstly by the
internal vases that have higher diameter
Insetos não atacam
First results: compression:
Natural state: 40 a 50 MPa
Impregnated and dryed at 50oC
70 a 80 Mpa(resine : 80%estireno +20%metil metacrilato)
Protected against insects
A investigação continua: resina ideal
Esperamos chegar a um novo material de construção, que pude também ajudar no problema da casa de menor cutso e de menor impacto ambiental
Há outros trabalhos com outros materiais!
A construção convencional é uma das
atividades mais impactantes do homem
moderno:
Consumo excesivo de materias primas
Consumo excesivo de energia
Produção excesiva de residuos e poluentes
Continuando-se no caminho
atual a sustentabilidade estará
comprometida
Consideraciones finais
Apesar do aumento significativo da produção
de materiais de construção industializados
2,5 t per capita
200 kg per capita
Portland cement
É uma grande contradição que o problema da casa não seja resolvido!
Pessoas vivendo sob viaduto
Pessoas dormindo nas ruas
A casa continua umm drama para mais de dois bilhõesde pessoas!
De fato, os materiais de construção
industrializados estão nas mãos de imensos
oligopolios internacionais que controlanm
preço e mercado
Então, estão além do
poder de compra de
grande parcela da
população mundial
Aristóteles quatro séculos antes de Cristo já disse:
“A ganância do Homem não tem limites”
Exemplos não faltam!
Não há sufiente recursos para a construção de casas populares
Porém, trilhões de
dólares para destruir e
para matar!
A humanidade não necessita mais de
luxo nem de armas!
Isto é sustentável?
A necessidade é de casa, de
erradicar la pobreza, de reduzir o
consumo energético e os danos
ambientais
não
necesita
de
A guerra
deve ser
contra a
pobreza
A humanidade
Pessoas pobres: bilhões Bilionários: poucos
Temos que mudar a situação atual reinante no Planeta
A ganância do Homem leva a obras de
engenharia mal feitas!
Caminhão afunda em estrada!
Erro de projeto provocou vazamento de 4,5 milhões
de litros de esgoto em Niterói
De acordo com a investigação, havia uma quantidade insuficiente de
ferro (armadura) no contato entre a laje de fundação do tanque e
a parede lateral vertical.
Barragem de Camará rompe causando grandes prejuízos
Barragem de terra rompe em Soledade
Rua recentemente pavimentada em
João Pessoa
Vamos lutar pela sustentabilidade em todas
as atividades humanas para que as futuras
gerações possam ter um futuro e não
apenas problemas!
Obrigado!
Prototipo de yesso