METODOLOGIA PARA A AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE DESCONSTRUÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO

ARMADO PRÉ-FABRICADO DE GALPÕES: ESTUDO DE CASO NO DF E GO

FÁBIO RODRIGUES ANDRADE

TESE DE DOUTORADO EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

ii

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

METODOLOGIA PARA A AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE DESCONSTRUÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO

ARMADO PRÉ-FABRICADO DE GALPÕES: ESTUDO DE CASO NO DF E GO

FÁBIO RODRIGUES ANDRADE

ORIENTADORA: ROSA MARIA SPOSTO

TESE DE DOUTORADO EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL

PUBLICAÇÃO: E.TD-004A/13

BRASÍLIA/DF: MAIO – 2013

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

METODOLOGIA PARA A AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE DESCONSTRUÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO PRÉ-FABRICADO DE GALPÕES: ESTUDO DE CASO NO DF E GO

FÁBIO RODRIGUES ANDRADE

TESE SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL DA FACULDADE DE TECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE DOUTOR EM ESTRUTURAS E CONSTRUÇÃO CIVIL.

APROVADA POR:

___________________________________________________ Profª. Rosa Maria Sposto, DSc. (ENC-UnB) (Orientadora) ___________________________________________________ Profª. Michele Tereza Marques Carvalho, DSc. (ENC-UnB) (Examinadora Interna) ___________________________________________________ Prof. João Henrique da Silva Rego, DSc. (ENC-UnB) (Examinador Interno) ___________________________________________________ Prof. Ulisses Guimarães Ulhôa, DSc. (UFG) (Examinador Externo) ___________________________________________________ Prof. Silvio Burrattino Melhado, DSc. (USP) (Examinador Externo)

BRASÍLIA, 28 de MAIO de 2013

iv

FICHA CATALOGRÁFICA

ANDRADE, FÁBIO RODRIGUES

Metodologia para a Avaliação do Processo de Desconstrução de Estruturas de Concreto Armado Pré-Fabricado de Galpões: estudo de caso no DF e GO [Distrito Federal] 2013.

xvii, 147p., 297 mm (ENC/FT/UnB, Doutor, Estruturas e Construção Civil, 2013). Tese de Doutorado – Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia.

Departamento de Engenharia Civil e Ambiental.

1.Desconstrução 2.Reuso

3.Sustentabilidade 4.Galpão

I. ENC/FT/UnB II. Título (série)

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

FÁBIO, R. A. (2013). Metodologia para a Avaliação do Processo de Desconstrução de

Estruturas de Concreto Armado Pré-Fabricado de Galpões: estudo de caso no DF e GO.

Tese de Doutorado em Estruturas e Construção Civil, Publicação E.TD-004A/13,

Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, DF,

147p.

CESSÃO DE DIREITOS

AUTOR: Fábio Rodrigues Andrade.

TÍTULO: Metodologia para a Avaliação do Processo de Desconstrução de Estruturas de

Concreto Armado Pré-Fabricado de Galpões: estudo de caso no DF e GO.

GRAU: Doutor ANO: 2013

É concedida à Universidade de Brasília permissão para reproduzir cópias desta tese de

doutorado e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos e

científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte dessa tese de

doutorado pode ser reproduzida sem autorização por escrito do autor.

____________________________ Fábio Rodrigues Andrade SHCES, Quadra 1311, Bloco H, Apº 107, Cruzeiro Novo. 70.658-308 Cruzeiro – DF – Brasil.

v

AGRADECIMENTOS

A Deus, pela oportunidade de ter cursado o Programa de Pós-graduação em Estruturas e

Construção da Universidade de Brasília;

À Profa. Rosa Maria Sposto, por ter acreditado neste trabalho e ter me orientado e apoiado

ao longo do curso;

À minha esposa Silvânia Andrade, pelo companheirismo e amor dispensados nesta

caminhada;

Aos meus familiares, que acreditaram nessa jornada para o meu aperfeiçoamento

profissional e pessoal;

Aos professores e funcionários do PECC, que compartilharam dos seus esforços e

entusiasmo para desenvolver uma pós-graduação de qualidade;

Aos funcionários do Laboratório de Estruturas da UnB que ajudaram na realização do

trabalho experimental;

Aos amigos do PECC, que me acolheram em Brasília e que juntos formamos uma

verdadeira família;

Aos amigos de Brasília, os quais sempre acreditaram no meu potencial e me incentivaram

a não desistir, mesmo nos momentos de desânimo;

Às empresas que participaram dos estudos de caso, abrindo as portas para a coleta de

informações que ajudaram substancialmente no desenvolvimento deste trabalho;

Ao CNPq e a CAPES, que disponibilizaram bolsa de estudos ao longo do curso.

vi

Dedicado aos meus pais: Jonas e Lêda (in memoriam)

vii

RESUMO

METODOLOGIA PARA A AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE DESCONSTRUÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO PRÉ-FABRICADO DE GALPÕES: ESTUDO DE CASO NO DF E GO

Autor: Fábio Rodrigues Andrade Orientadora: Rosa Maria Sposto Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil Brasília, maio de 2013

O mercado da construção civil está passando por uma transformação não somente técnica, mas também conceitual. Além de maior rentabilidade dos empreendimentos, busca-se um melhor entendimento da sustentabilidade no setor, o qual engloba questões econômicas, sociais e ambientais. O presente trabalho visa à criação de uma metodologia para o desenvolvimento de projetos de galpões pré-fabricados de concreto armado mais sustentáveis do ponto de vista ambiental. O objetivo é avaliar a facilidade do processo de desconstrução de galpões pré-fabricados de uso corrente no mercado com empresas especializadas na produção de galpões pré-fabricadas no Distrito Federal e entorno, as quais contribuíram para o melhor entendimento deste mercado e para o fornecimento de informações técnicas dos processos de montagem e desconstrução dos galpões. Para avaliar a facilidade de desconstrução foram feitos cálculos considerando-se o aspecto físico dos componentes, o seu potencial de reuso e o gasto de energia na desconstrução. Para desenvolver a metodologia foram realizados estudos de caso no DF e GO e um experimento de desconstrução para avaliar o consumo energético na desconstrução para vários tipos de conexão. A partir deste experimento foi adotado um formato para uma ferramenta de avaliação da facilidade de desconstrução denominada de Matriz de Desconstrução. Os resultados apontaram uma correlação entre o tempo e o consumo de energia no processo de desconstrução. Concluiu-se que a desconstrução dos galpões pode ser facilitada se houver um melhor entendimento desse processo na fase de projeto, o qual pode ser auxiliado pela Matriz de Desconstrução. Além disso, o potencial de reuso dos componentes pode ser avaliado na fase de projeto, o qual estimulará o comércio de componentes de desconstrução, reduzindo o impacto ambiental deste segmento da construção civil por possibilitar uma redução no consumo de matéria prima. Palavras-chave: desconstrução; reuso; sustentabilidade, galpão.

viii

ABSTRACT

METHODOLOGY FOR DECONSTRUCTION EVALUATION OF CONCRETE STRUCTURES PRE-MANUFACTURED OF INDUSTRIALS SHEDS: CASE STUDY IN DF AND GO

Author: Fábio Rodrigues Andrade Supervisor: Rosa Maria Sposto Programa de Pós-graduação em Estruturas e Construção Civil Brasília, may of 2013

The construction market is undergoing a transformation not only technical but also conceptual. In addition to increase of the project’s profitability, we seek a better understanding of sustainability in the sector, which includes economic, social and environmental questions. The present work aims to develop a methodology for the development of projects sheds pre-manufactured concrete more environmentally sustainable. The purpose is to evaluate the facility of the process of deconstruction of prefabricated sheds currently used in the market by means of companies specialized in the production of prefabricated sheds in the Distrito Federal (DF) and surrounding areas, which contributed to a better understanding of this market and to supply technical information of assembly processes and deconstruction of the sheds. To evaluate the facility of deconstruction, calculations were made considering the physical aspect of the components, their potential for reuse and energy expenditure in deconstruction. We were performed case studies on DF and Goiás and deconstruction of an experiment to evaluate the energy consumption in deconstruction for various connection types. After this experiment, we adopted a format for a tool to assess the facility of deconstruction called Matrix Deconstruction. The results showed a correlation between time and energy consumption in this process. It was concluded that the deconstruction of the sheds can be facilitated if there is a better understanding of this process in the design phase, which can be aided by Matrix Deconstruction. Furthermore, the potential for reuse of components can be evaluated in the design phase, which will stimulate trade in components of deconstruction, reducing the environmental impact of this segment of the construction industry because it can contribute to reduce in raw material consumption.

Keywords: Deconstruction; Reuse; Sustainability; Industrial Shed.

ix

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 18

2. DESCONSTRUÇÃO E REUSO DE EDIFICAÇÕES .............................................. 24

2.4.1 Métodos de demolição .................................................................................. 33

2.4.1.1 Colapso ........................................................................................................ 33

2.4.1.2 Demolição progressiva ................................................................................ 34

2.4.2 Métodos de desconstrução ........................................................................... 36

2.4.2.1 Desmontagem de componentes estruturais ................................................. 36

2.4.2.2 Desmontagem de componentes não estruturais ........................................... 37

2.4.2.3 Remoção de componentes ........................................................................... 40

2.5.1 Características do reuso ............................................................................... 44

2.5.2 O processo de reuso ...................................................................................... 47

3. INDUSTRIALIZAÇÃO E PRÉ-FABRICAÇÃO DE GALPÕES ............................ 52

3.3.1 Conexões para galpões pré-fabricados ....................................................... 56

4. MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................................................... 60

4.1.1 Equipamentos ............................................................................................... 62

4.1.2 Empresas ....................................................................................................... 63

1.1 JUSTIFICATIVA .................................................................................................... 20

1.2 OBJETIVOS ............................................................................................................ 21

1.3 DELIMITAÇÃO DA PESQUISA .......................................................................... 22

1.4 ORIGINALIDADE .................................................................................................. 23

2.1 DESCONSTRUÇÃO ............................................................................................... 24

2.2 A DESCONSTRUÇÃO NAS CERTIFICAÇÕES ................................................ 28

2.3 CÓDIGOS E LEGISLAÇÕES ............................................................................... 32

2.4 MÉTODOS E EQUIPAMENTOS PARA DESCONSTRUÇÃO ........................ 33

2.5 REUSO ..................................................................................................................... 44

3.1 INDUSTRIALIZAÇÃO .......................................................................................... 52

3.2 NORMALIZAÇÃO ................................................................................................. 53

3.3 TIPOS DE CONEXÃO ........................................................................................... 54

4.1 ESTUDO DE CASO ................................................................................................ 62

x

4.2.1 Projeto dos pórticos ...................................................................................... 65

4.2.2 Produção dos pórticos .................................................................................. 70

4.2.3 Realização do experimento .......................................................................... 76

4.4.1 Massa do componente .................................................................................. 80

4.4.2 Peso da conexão ............................................................................................ 80

4.4.3 Percentual de integridade do componente ................................................. 81

4.4.4 Cálculo da facilidade de desconstrução ...................................................... 81

5. RESULTADOS ............................................................................................................. 83

5.1.1 Equipamentos ............................................................................................... 83

5.1.2 Entrevistas ..................................................................................................... 85

5.1.2.1 Empresa 1 .................................................................................................... 85

5.1.2.2 Empresa 2 .................................................................................................... 94

5.1.2.3 Empresa 3 .................................................................................................... 99

5.1.2.4 Resultados das entrevistas ......................................................................... 102

5.1.2.5 Desconstrução dos galpões ........................................................................ 104

5.4.1 Matriz de desconstrução ............................................................................ 113

5.5.1 Modelo 1 ...................................................................................................... 116

5.5.2 Modelo 2 ...................................................................................................... 119

5.5.3 Avaliação dos resultados ............................................................................ 121

6. CONCLUSÕES ........................................................................................................... 126

4.2 EXPERIMENTO DE DESCONSTRUÇÃO ......................................................... 64

4.3 DEFINIÇÃO DOS PESOS DAS CONEXÕES ..................................................... 79

4.4 DESENVOLVIMENTO DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO ...................... 79

4.5 APLICAÇÃO DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO ....................................... 82

4.6 FORMATAÇÃO FINAL DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO .................... 82

5.1 PESQUISA EXPLORATÓRIA ............................................................................. 83

5.2 EXPERIMENTO DE DESCONSTRUÇÃO ....................................................... 108

5.3 DEFINIÇÃO DOS PESOS ................................................................................... 111

5.4 DESENVOLVIMENTO DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO .................... 112

5.5 APLICAÇÃO DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO ..................................... 116

5.6 FORMATAÇÃO FINAL DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO .................. 122

5.7 LIMITAÇÕES DO MODELO ............................................................................. 124

xi

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 130

ANEXO 1 – MODELO DE ENTREVISTA .................................................................. 137

ANEXO 2 – PROJETO DO GALPÃO MODELO 1 ................................................... 140

6.1 CONCLUSÕES GERAIS ..................................................................................... 126

6.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ............................................... 128

xii

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 - Tipos de conexões utilizadas na construção civil (Modificado de ANDRADE;

SPOSTO, 2009). .................................................................................................................. 55

Tabela 4.1 – Subetapas da pesquisa. ................................................................................... 61

Tabela 4.2 - Caracterização das empresas. .......................................................................... 64

Tabela 4.3 - Equipamentos utilizados no experimento. ...................................................... 69

Tabela 4.4 - Quantidade de peças utilizadas no experimento. ............................................ 70

Tabela 4.5 - Valores máximos por variável. ....................................................................... 81

Tabela 5.1 - Faixa de potência e massa dos equipamentos de pequeno porte da marca

Makita utilizados para a simulação do processo de desconstrução. .................................... 83

Tabela 5.2 - Nome e modelo dos equipamentos utilizados no perfil. ................................. 83

Tabela 5.3 Potência dos equipamentos utilizados em comparação com o perfil definido. . 85

Tabela 5.4 - Resultados das entrevistas em relação ao conhecimento da norma de

desempenho. ...................................................................................................................... 103

Tabela 5.5 - Resultados das entrevistas sobre a gestão de resíduo. .................................. 104

Tabela 5.6 - Tempos do experimento de desconstrução. .................................................. 109

Tabela 5.7 - Informações para o cálculo da energia gasta no experimento e o resultado. 109

Tabela 5.8 - Consumo de energia e índice de eficiência para cada tipo de conexão. ....... 111

Tabela 5.9 - Peso das conexões para a Matriz de Desconstrução. .................................... 112

Tabela 5.10 - Resultado do potencial de reuso do galpão modelo 1. ................................ 119

Tabela 5.11 - Resultado do potencial de reuso do galpão modelo 2. ................................ 120

Tabela 5.12 - Percentual da massa dos galpões associado aos tipos de conexão. ............. 121

xiii

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 - Sequência de desconstrução de uma edificação (ITEC, 1995). ....................... 25

Figura 2.2 - Parte do questionário LEED com pontuação para o reuso na certificação de

novas construções (USGBC, 2009). .................................................................................... 28

Figura 2.3 - Avaliação da adaptabilidade no aspecto econômico da SBAT (GIBBERD,

2008). .................................................................................................................................. 30

Figura 2.4 - Item relacionado ao projeto para desconstrução na parte ambiental da MASP-

HIS (CARVALHO, 2009). ................................................................................................. 31

Figura 2.5 - Implosão de um edifício (http://noticias.r7.com). ........................................... 33

Figura 2.6 - Escavadora de esteira (http://www.volvo.com.cn). ......................................... 34

Figura 2.7 - Martelo demolidor (a), processador universal (b) e britador secundário (c)

(http://www.drulofer.com) .................................................................................................. 34

Figura 2.8 - Guindaste com bola de demolição (a; b) (http://www.losangeles.af.mil). ...... 35

Figura 2.9 -Martelo demolidor (a), martelete rompedor (b) e martele combinado (Rotativo

Rompedor) (c) (http://www.fogaca.com.br). ...................................................................... 35

Figura 2.10 - Caminhão munck (a) e guindaste (b) (http://www.portobeton.com.br). ....... 37

Figura 2.11 - Grua (ANDRADE; SPOSTO, 2009). ............................................................ 37

Figura 2.12 - Barra de demolição Gutster (a; b)(http://www.thegutster.com). ................... 38

Figura 2.13 - Janela fixada com parafusos (http://www.kqm.com.br). ............................... 38

Figura 2.14 - Chave de fenda (a), chave philips (b) e chave de boca (c)

(http://www.casaferramentas.com.br). ................................................................................ 39

Figura 2.15 - Parafusadeira (http://www.blackanddecker.com.br). .................................... 39

Figura 2.16 - Uso da ventosa dupla na desmontagem de piso elevado de rocha

(http://www.snetcommerce4.com.br). ................................................................................. 40

Figura 2.17 - Talhadeira (a) e máquina para remover piso cerâmico e de vinil (b)

(http://www.carpettool.net) ................................................................................................. 40

Figura 2.18 - Máquina para remover piso de madeira (http://www.carpettool.net). ........... 41

Figura 2.19 - Ferramenta para remoção de telhas (a; b) (http://tnt-roofing.com). .............. 41

Figura 2.20 - Gerador hidráulico sobre rodas equipado com tesoura hidráulica (a) e martelo

hidráulico (b) (http://www.dingo.ws). ................................................................................ 42

Figura 2.21 - Robô com martelo hidráulico (http://www.demolicaoremota.com.br). ........ 42

Figura 2.22 - Robô com tesoura hidráulica (http://www.demolicaoremota.com.br). ......... 43

xiv

Figura 2.23 - Serra com cabo diamantado (http://www.lubrimatic.com.br). ...................... 43

Figura 2.24 - Serra de parede (http://mahowaldservices.com). ........................................... 44

Figura 2.25 - Ciclo de Produção Aberto (CURWELL; COOPER, 1998). .......................... 48

Figura 2.26 - Ciclo de Produção Fechado (CURWELL; COOPER, 1998). ....................... 48

Figura 2.27 - Cenário de fim de vida útil para ambiente construído (CROWTHER, 2001).

............................................................................................................................................. 49

Figura 3.1 - Potencial de reuso (Adaptado de DURMISEVIC; NOORT, 2003). ............... 54

Figura 3.2 - Conexão monolítica entre pilar e bloco (modificado de MELO, 2007). ......... 57

Figura 3.3 - Conexão soldada entre viga e pilar (modificado de MELO, 2007). ................ 57

Figura 3.4 - Conexão parafusada entre viga e painel (modificado de MELO, 2007). ........ 58

Figura 3.5 - Conexão encaixada entre viga e pilar (modificado de MELO, 2007). ............ 58

Figura 4.1 - Delineamento da pesquisa. .............................................................................. 60

Figura 4.2 - Pórtico com conexão tipo encaixe. .................................................................. 65

Figura 4.3 - Pórtico com conexão tipo parafusada. ............................................................. 66

Figura 4.4 - Pórtico com conexão tipo soldada. .................................................................. 66

Figura 4.5 - Pórtico com conexão tipo monolítica. ............................................................. 67

Figura 4.6 - Esquema geral de montagem (vista frontal à esquerda e vista lateral à direita).

............................................................................................................................................. 67

Figura 4.7 - Esquema geral de montagem da armação. ...................................................... 68

Figura 4.8 - Vista superior da forma do pórtico monolítico. ............................................... 70

Figura 4.9 - Armaduras dos pórticos. .................................................................................. 70

Figura 4.10 - Sapata padrão dos pórticos. ........................................................................... 71

Figura 4.11 - Vista superior da forma e armadura do pórtico monolítico. .......................... 71

Figura 4.12 - Vista da colocação da forma no caminhão. ................................................... 72

Figura 4.13 - Vista da concretagem dos pórticos (a; b). ..................................................... 72

Figura 4.14 - Vista das peças em cura (a; b). ...................................................................... 72

Figura 4.15 - Colocação das peças concretadas no caminhão (a; b). .................................. 73

Figura 4.16 - Posicionamento do pórtico monolítico (a; b). ............................................... 73

Figura 4.17 - Fixação do pórtico com conexão química. .................................................... 74

Figura 4.18 - Pórtico monolítico (a) e área de realização do experimento (b). ................... 74

Figura 4.19 - Parafusadeira. ................................................................................................ 75

Figura 4.20 - Esmerilhadeira. .............................................................................................. 75

Figura 4.21 - Martelete demolidor. ..................................................................................... 75

Figura 4.22 - Remoção da viga do pórtico encaixado. ........................................................ 76

xv

Figura 4.23 - Pórtico parafusado. ........................................................................................ 76

Figura 4.24 - Uso da parafusadeira no pórtico parafusado. ................................................ 77

Figura 4.25 - Remoção da viga do pórtico parafusado. ...................................................... 77

Figura 4.26 - Remoção da solda no pórtico soldado (a; b). ................................................ 77

Figura 4.27 - Remoção da viga no pórtico soldado. ............................................................ 78

Figura 4.28 - Desconstrução do pórtico monolítico (a; b). ................................................. 78

Figura 4.29 - Remoção da viga no pórtico monolítico. ....................................................... 79

Figura 5.1 - Potência dos equipamentos por tipo de conexão. ............................................ 84

Figura 5.2 - Vista da fábrica da Empresa 1. ........................................................................ 86

Figura 5.3 - Pátio de produção de postes. ........................................................................... 86

Figura 5.4 - Processo de reciclagem de blocos defeituoso. ................................................. 87

Figura 5.5 - Protensão de uma viga. .................................................................................... 87

Figura 5.6 - Equipamento para protensão de cabos (a; b). .................................................. 88

Figura 5.7 - Extremidades de um pilar; a) ranhuras para fixação em bloco; b) chapa

metálica para soldagem de viga. ......................................................................................... 88

Figura 5.8 - Armação de pilar preparada para deixar a passagem para içamento (a; b). .... 89

Figura 5.9 - Bloco para fixação de pilar. ............................................................................. 89

Figura 5.10 - Montagem do pilar; a) uso do guindaste; b) equipe de montagem. ............... 90

Figura 5.11 - Extremidade de pilar com um pino rosqueado para fixação de tesoura. ....... 90

Figura 5.12 - Tesouras para cobertura de galpão; a) furação vertical para pino de pilar; b)

furação horizontal para fixação de chapa. ........................................................................... 91

Figura 5.13 - Chapa metálica para conexão parafusada entre tesouras. .............................. 91

Figura 5.14 – Cobertura de galpão com terças pré-fabricas com conexão parafusada (a; b).

............................................................................................................................................. 92

Figura 5.15 - Viga pré-fabricada com conexão tipo encaixada; a) viga; b) detalhe do

console do pilar para apoiar a viga. ..................................................................................... 92

Figura 5.16 - Vigas com alças para montagem; a) vigas com alças; b) detalhe do gancho. 93

Figura 5.17 - Lajes alveolares protendidas; a) concretagem de laje; b) estoque de lajes. ... 93

Figura 5.18 - Pátio de produção da Empresa 2. .................................................................. 94

Figura 5.19 - Local de produção dos pilares (a) e tesouras (b). .......................................... 95

Figura 5.20 - Pilar com duas barras rosqueadas. ................................................................. 95

Figura 5.21 - Tesouras com os furos para conexão com o pilar (a; b). ............................... 96

Figura 5.22 - Movimentação de um pilar (a) e uma tesoura (b). ......................................... 96

Figura 5.23 - Bloco de pilar (a; b). ...................................................................................... 97

xvi

Figura 5.24 - Chaves para montagem (a) e parafusos e porcas (b) para fixação das tesouras.

............................................................................................................................................. 97

Figura 5.25 - Ambiente de montagem de um galpão leve (a; b). ........................................ 98

Figura 5.26 - Pilar danificado (a) com pinos avariados (b). ................................................ 98

Figura 5.27 - Terças metálicas (a) e instalação do tirante no pilar (b). ............................... 99

Figura 5.28 - Pátio de fabricação dos painéis de vedação da Empresa 3 (a; b). ................. 99

Figura 5.29 - Formas metálicas dos pilares (a) e painéis de vedação (b). ......................... 100

Figura 5.30 - Pilares (a) e painéis de vedação (b) com alças de içamento. ....................... 100

Figura 5.31 - Painel de vedação com furação de içamento na vertical. ............................ 101

Figura 5.32 - Pilares e painéis de vedação instalados em galpões industriais (a; b). ........ 101

Figura 5.33 - Painéis de vedação conectados com conexão do tipo soldada. ................... 102

Figura 5.34 - Tempo médio de duração do ensaio de desconstrução. ............................... 110

Figura 5.35 - Energia média gasta na utilização dos equipamentos durante a desconstrução.

........................................................................................................................................... 110

Figura 5.36 - Planilha de avaliação da facilidade de desconstrução (Matriz de

Desconstrução). ................................................................................................................. 114

Figura 5.37 - Explicação da Matriz de Desconstrução. ..................................................... 115

Figura 5.38 - Vista frontal do galpão modelo 1. ............................................................... 116

Figura 5.39 - Vista lateral do galpão modelo 1. ................................................................ 117

Figura 5.40 - Vista superior do galpão modelo 1. ............................................................. 117

Figura 5.41 - Avaliação do modelo 1 na Matriz de Desconstrução. ................................. 118

Figura 5.42 - Galpão modelo 2. ........................................................................................ 119

Figura 5.43 - Conexões do galpão modelo 2; a) monolítica; b) parafusada. ..................... 120

Figura 5.44 - Avaliação do modelo 2 na Matriz de Desconstrução. ................................. 120

Figura 5.45 - Distribuição da massa associada ao tipo de conexão inserida na versão final

da Matriz de Desconstrução. ............................................................................................. 122

Figura 5.46 - Entendimento da Matriz de Desconstrução. ................................................ 123

Figura 5.47 - Galpão com vedação em blocos de concreto. .............................................. 125

xvii

LISTA DE SÍMBOLOS, NOMENCLATURAS E ABREVIAÇÕES

ABNT

NBR

LEED

- Associação Brasileira de Normas Técnicas

- Norma Brasileira

- Leadership In Energy and Environmental Design

- Facilidade de desconstrução

- Massa

- Peso

ISO

- Integridade

- International Organization for Standardization

CSIR - Council for Scientific and Industrial Research

DfD - Design for Deconstruction

SBAT - Sustainable Building Assessment Tool

AQUA

BS

BRE

BREEAM

- Alta Qualidade Ambiental

- British Standards Institution

- Building Research Establishment

- Building Research Establishment’s Environmental Assessment Method

ICE - Institution of Civil Engineers

18

1. INTRODUÇÃO

O mercado da construção civil vem incorporando nos últimos anos conceitos relacionados

à sustentabilidade em seus empreendimentos. A maior conscientização ambiental dos

clientes finais tem aumentado a pressão sobre a cadeia produtiva da construção civil por

soluções mais sustentáveis nas edificações nos diversos segmentos.

Muitas soluções que apresentam alguns aspectos de maior sustentabilidade ambiental ou

energética, utilizadas hoje nas edificações foram desenvolvidas a partir de tecnologias

normalmente encontradas na indústria seriada, na qual as inovações tecnológicas são

incorporadas rapidamente, como é o caso do sensor de presença, desenvolvido na indústria

eletroeletrônica, que é atualmente usado para acionar lâmpadas nas edificações. Apesar da

incorporação de algumas inovações como essa, a construção civil mantém ainda uma

maior inércia na sua utilização, mesmo aquelas comprovadamente mais sustentáveis, como

o aquecedor solar, que usa a energia da luz solar para aquecer a água de edificações

habitacionais. Além das soluções provenientes da indústria eletrônica, existem as

inovações mais sustentáveis que são desenvolvidas com tecnologia já utilizada na

construção civil. Um exemplo clássico é a reutilização das águas servidas e o

aproveitamento da água de chuva. Esse tipo de solução pode ser mais facilmente

incorporado em todos os segmentos da construção civil sem alterar de forma acentuada o

custo da edificação.

Uma edificação mais sustentável deve utilizar de forma racional os recursos, como água e

energia. Além da importância do planejamento, projeto e especificações, outro aspecto a

ser considerado está relacionado à fase de execução, pois o conceito de sustentabilidade

também prevê a gestão e o uso racional dos materiais e componentes de construção e da

água. Na fase de execução, observa-se o uso frequente de tecnologias tradicionais, que

induzem a maior perda de materiais, como blocos e argamassas. Isto pode ser evidenciado

na retirada de entulho das obras que utilizam principalmente vedações de alvenaria com

revestimento de argamassa. Desta forma, um maior nível de sustentabilidade na fase de

execução implica, entre outros aspectos, na redução da perda de materiais.

19

Avançando no conceito de sustentabilidade, o qual visa maior eficiência ambiental, deve-

se avaliar como uma edificação projetada é construída e como será tratada ao final de sua

vida útil. As tecnologias tradicionalmente usadas para a construção de edificações

residenciais, como concreto armado moldado in loco e alvenaria de bloco, não permitem

muitas opções além da demolição. O resíduo gerado a partir desse processo de demolição

deverá ser processado para ser reintroduzido na cadeia produtiva da construção. Nesse

sentido, fica evidente que a energia incorporada nos elementos construtivos demolidos é

perdida e uma nova quantidade de energia e, talvez, matéria prima deverá ser utilizada para

processar o resíduo gerado pela demolição.

A partir dessa análise, destaca-se que usar um componente construtivo por mais tempo

também é uma solução sustentável. Com o reuso a energia incorporada no componente

será mais utilizada, evitando o consumo de mais energia e matéria prima. Por esse motivo,

o processo de desconstrução tem se tornado um aliado na busca por maiores níveis de

sustentabilidade.

A extração de matérias-primas naturais está crescendo ao longo do tempo e estima-se que

10 toneladas são extraídas no Brasil por habitante anualmente, podendo chegar a 80

toneladas/hab.ano em outros países (AGOPYAN; JOHN, 2011). Consequentemente,

alguns materiais já estão ficando escassos e passíveis de importação para suprir a demanda

(DUTIL; ROUSSE, 2012). Logo, edificações projetadas para serem desconstruídas

permitem que seus componentes sejam reutilizados após o final da sua vida útil. A energia

incorporada nos componentes passará a ser utilizada em uma nova edificação, evitando que

um novo componente tenha que ser fabricado, diminuindo o consumo de novas matérias-

primas e energia, além de evitar a emissão de CO2 na atmosfera. Desse modo, com as

melhorias de eficiência ocorridas na operação dos edifícios, mais importância tem sido

dada à energia incorporada em relação ao total de energia utilizada em um edifício ao

longo do seu ciclo de vida (YOHANIS; NORTON, 2002).

Na indústria eletrônica, tem-se conhecimento de casos de sucesso no reuso de dispositivos

e componentes, o que é chamado de remanufatura. A Xerox, em 1995, economizou US$ 12

milhões após implantar um projeto de remanufatura de fotocopiadoras. O projeto envolvia

o tratamento de equipamentos antigos para serem enviados a pontos de revenda e aluguel.

O interessante é que as fotocopiadoras eram projetadas para serem tão boas quanto uma

20

nova e ainda tinham garantia de três anos. O expressivo resultado obtido pela Xerox foi

possível, porque ela economizou na compra de matéria-prima por meio do reuso de

equipamentos recuperados (ELKINGTON, 2012).

O reuso de componentes, no caso da construção civil, é diretamente influenciado pelo

processo construtivo. As estruturas de concreto armado, quando moldadas in loco, não

podem ser desmontadas, mas demolidas, fazendo com que seus componentes não tenham

condições de reuso (HOBBS; HURLEY 2001). A produção de resíduos pode ser evitada

ou reduzida pelo aumento do reuso dos componentes das edificações. Um dos principais

obstáculos ao reuso é que as edificações não são projetadas para serem facilmente

desmontadas (CROWTHER, 2002). Consequentemente, a tentativa de desmontagem de

sistemas construtivos que não foram projetados para este fim consome uma grande

quantidade de homens-hora, o que representa um fator de encarecimento do processo

(SEEMANN et al., 2002). Por outro lado, o Design for Deconstruction (DfD) - Projeto

para Desconstrução objetiva reduzir a taxa de extração de matéria prima por meio da

maximização do reuso dos componentes construtivos, o que impactará na menor geração

de resíduo (SEDA, 2005).

1.1 JUSTIFICATIVA

O processo de produção de edificações está passando por modificações impostas pela

sociedade para aumentar a sustentabilidade das edificações. Muitos desafios são colocados

a este processo, como o desenvolvimento de sistemas construtivos mais eficientes em

relação ao consumo de água e energia. Mesmo quando estes sistemas estão focados no uso

e manutenção das edificações, pergunta-se o que fazer com a edificação ao final de sua

vida útil. Uma opção é sua reforma e consequente adaptação ao novo tipo de uso, também

chamado de “retrofit” (LANGSTON et al, 2008).

As edificações são projetadas, na maioria dos casos, para atender a determinada vida útil e

não é planejado o que acontecerá após o seu término (CROWTHER, 2002). Logo, a

solução mais comum é a sua demolição. O processo de demolição gera grande quantidade

de resíduo e, para reduzir esse impacto ambiental, novas abordagens e ferramentas têm

21

sido desenvolvidas para aplicar o conceito de ciclo de vida fechado nos materiais de

construção (SEEMANN, et al., 2002).

A principal ferramenta para manter o ciclo de vida fechado de um material é a reciclagem.

Por outro lado, alguns materiais ainda não têm um processo de reciclagem bem

desenvolvido, como é o caso do gesso proveniente das construções e demolições. Desta

forma, outra opção é a desmontagem da edificação e o reaproveitamento dos componentes

construtivos em novas edificações. A esse processo de desmontagem cuidadosa da

edificação, visando o reaproveitamento dos elementos é chamado de desconstrução

(COUTO et al.,2006).

Segundo Lourenço (2007), a forma mais promissora de potencializar a reciclagem e

principalmente o reuso dos componentes de construção, é desenvolver o projeto das

edificações buscando a sua fácil desmontagem e a possibilidade da adaptação do edifício a

várias funções.

Diante do exposto colocou-se a seguinte questão de pesquisa: como introduzir o conceito

de desconstrução no desenvolvimento de uma estrutura de galpão industrial com o intuito

de aumentar o nível de sustentabilidade? Para responder essa questão partiu-se do

pressuposto de que o conceito de desconstrução pode ser introduzido no processo de

concepção tecnológica para estrutura de galpões industriais por meio de metodologia que

oriente o impacto das soluções técnicas no processo de desconstrução destas estruturas.

1.2 OBJETIVOS

Os objetivos deste trabalho são:

1.2.1 Objetivo Geral

• desenvolver uma metodologia de avaliação do processo de desconstrução de

galpões de concreto armado pré-fabricado.

22

1.2.2 Objetivos Específicos

• fazer pesquisa exploratória para identificar peculiaridades do processo de

desconstrução de galpões pré-fabricados em concreto armado;

• fazer experimento de desconstrução para qualificar os tipos de conexões

utilizados em estruturas de galpões pré-fabricados em concreto armado;

• criar uma ferramenta que relacione as variáveis envolvidas no processo de

desconstrução de galpões pré-fabricados em concreto armado.

1.3 DELIMITAÇÃO DA PESQUISA

Este trabalho não se propôs a realizar análise de ciclo de vida de componentes

construtivos. Por este motivo não foram avaliadas os gastos com transporte e tempo de

deslocamento dos componentes após a desconstrução. Também não foram levantados

dados de emissões de CO2 das estruturas construídas para a realização dos experimentos,

nem estimativas desses gases no caso dos projetos utilizados no desenvolvimento da

metodologia proposta.

A pesquisa não se propôs a ser estatisticamente significativa, pois se trata de uma pesquisa

exploratória. Os aspectos práticos relatados pelos entrevistados contribuíram com

experiências reais aos resultados do trabalho teórico, mas não teve o objetivo de limitar ou

restringir os resultados apresentados neste trabalho.

Não são apresentadas análises de custo do processo de desconstrução. Muitas questões são

apresentadas de forma comparativa ao processo de demolição, porém estas não foram

realizadas com a utilização de números e valores financeiros.

Não é discutida a questão da existência, ou não, de tecnologias de reciclagem que possam

desestimular a implantação do processo de desconstrução. A pesquisa apresenta uma

proposta adicional para se aumentar o nível de sustentabilidade ambiental do setor da

construção civil, no que se refere aos galpões industriais. Por este motivo, não foram

comparadas as escolhas de reciclagem e de reuso possibilitado pelo processo de

desconstrução.

23

O trabalho, apesar de contribuir com a melhoria dos projetos de galpões pré-fabricados,

não apresenta o processo de projeto dessas edificações. Isso se justifica por não ser o

escopo deste estudo o processo completo de projeto, mas somente no que diz respeito à

concepção das estruturas dos galpões.

1.4 ORIGINALIDADE

A originalidade deste trabalho consiste no desenvolvimento de uma metodologia de

avaliação do processo de desconstrução para orientar a concepção estrutural de galpões

industriais mais sustentáveis do ponto de vista energético. Essa sustentabilidade está

respaldada pelo conceito de desconstrução, incluindo a desmontagem cuidadosa e o reuso

dos componentes da edificação.

24

2. DESCONSTRUÇÃO E REUSO DE EDIFICAÇÕES

Neste capítulo é apresentada a revisão da literatura referente ao processo de desconstrução

e as questões tecnológicas envolvidas na sua operacionalização e sua influência na

sustentabilidade ambiental das edificações.

2.1 DESCONSTRUÇÃO

Enquanto a demolição tradicional visa remover a edificação o mais rápido possível, a

demolição seletiva busca separar os materiais para o reuso e reciclagem (LIPSMEIER;

GÜNTHER, 2002). Entretanto, alguns fatores podem ser determinantes na escolha entre

demolição seletiva e a demolição tradicional. O maior prazo para execução da demolição

seletiva e também o maior custo são os principais fatores considerados nessa escolha

(GODINHO, 2011).

A demolição seletiva e o consequente reuso e reciclagem apresentam benefícios ambientais

claros, mas ainda não estão quantificados em termos financeiros. Segundo Real (2010), a

escolha do tipo de demolição a ser feita é normalmente baseada nos custos dos processos,

porém eventualmente essa decisão é influenciada pelo sentimento de responsabilidade

ambiental do tomador de decisão. O custo da demolição seletiva é maior que o tradicional

e será efetivamente implantado quando existirem mecanismos que permitam compensar

financeiramente essa opção (LOURENÇO, 2007). A demolição seletiva é também

chamada por alguns autores de desconstrução.

Segundo Couto et al. (2006), desconstrução é o processo caracterizado pela desmontagem

cuidadosa, possibilitando a recuperação de materiais e componentes da construção,

promovendo o seu reuso e reciclagem. O mesmo deve ser planejado e documentado para

que os envolvidos possam desenvolvê-la de forma coordenada, eficiente, eficaz e segura

(ITEC, 1995). A forma mais segura de realizar uma desconstrução é fazendo a

desmontagem contrária à execução, como pode ser visto no esquema da Figura 2.1.

25

Figura 2.1 - Sequência de desconstrução de uma edificação (ITEC, 1995).

De forma a desenvolver um conhecimento que contribua para o processo de desconstrução,

Crowther (2002) propõe alguns princípios baseados em pesquisas australianas com foco na

construtibilidade. Esses princípios são apresentados a seguir:

1) Redução do número de diferentes tipos de componentes: isto simplifica o

processo de seleção no canteiro e aumenta o valor do componente devido a grande

quantidade de itens iguais.

2) Uso de sistemas abertos em que as partes da construção são mais livremente

intercambiáveis: isto permite alterações do layout através da relocação de

componentes sem uma significativa modificação.

3) Uso de modulação: uso de componentes e elementos que são compatíveis com

outros sistemas em termos dimensionais e funcionais.

4) Uso de tecnologias montáveis compatíveis: a falta da integração entre

componentes dificulta o desempenho e requer especialistas para a desmontagem.

5) Fornecimento de acesso a todas as partes da construção e seus componentes: o

fácil acesso possibilita uma melhor desmontagem dos componentes sem uso de

mão de obra especializada e equipamentos sofisticados.

6) Uso de componentes com tamanho adequado aos meios de montagem:

possibilita várias maneiras de manuseio em todas as fases (montagem,

desmontagem, transporte, reprocessamento e remontagem).

7) Provimento dos meios de manuseio dos componentes durante a desmontagem:

durante a desmontagem pontos de conexão podem ser necessários para içar ou

suportar temporariamente os componentes.

26

8) Provimento dos meios de manuseio dos componentes durante a desmontagem:

o processo de desmontagem pode requerer maior tolerância do que a montagem.

9) Estudo de ligações e conexões para o reuso dos componentes: para minimizar as

quebras ou deformações dos componentes e materiais durante os processos de

montagem, desmontagem e remontagem.

10) Permissão da desmontagem paralela em vez da sequencial: um componente

pode ser removido sem a quebra de outro componente; quando não for possível, o

componente mais passível de reuso deve ter prioridade.

11) Uso de sistemas pré-fabricados e repetitivos: isto reduz o trabalho em canteiro e

permite um maior controle da qualidade e da conformidade dos componentes.

12) Fornecimento de peças de reposição no canteiro: principalmente dos

componentes personalizados quebrados ou danificados para não alterar o projeto da

edificação.

13) Manutenção de todas as informações nos processos de construção e

montagem: medidas devem ser tomadas para garantir a preservação das

informações dos componentes, como as dimensões do produto, tempo de vida útil e

necessidades de manutenção.

O projeto para a desmontagem pode aumentar, inicialmente, o custo de produção. Contudo,

a desconstrução em larga escala tem um grande potencial de trazer benefícios à sociedade

(CROWTHER, 2002). Alguns dos benefícios da desconstrução em relação à demolição são

(KIBERT; CHINI, 2000):

a) Diminuição do direcionamento de resíduo para aterros;

b) Potencial reuso dos componentes construtivos;

c) Maior facilidade de reciclagem dos materiais;

d) Menor impacto ambiental.

De acordo com Kibert e Chini (2000), o processo de desconstrução preserva a energia

incorporada investida na produção dos elementos, reduzindo o consumo de uma nova

energia no processamento ou manufatura. A energia incorporada pode ser entendida como

a energia requerida para produzir um produto, que inclui os processos de obtenção da

matéria-prima, transporte, manufatura e de produção das máquinas e infraestrutura usada

nessas atividades (MANFREDINI; SATTLER, 2005).

27

Mesmo considerando os benefícios da desconstrução, Kibert e Chini (2000) apresentam

alguns desafios à implantação deste conceito, são eles:

a) As edificações atuais não foram projetadas para serem desconstruídas;

b) Os elementos construtivos não foram projetados para serem desmontados;

c) As ferramentas para desconstruir as edificações ainda não foram construídas;

d) São baixos os custos de destinação dos resíduos para aterros;

e) A desmontagem de uma edificação exigiria mais tempo;

f) Recertificação de componentes usados nem sempre é possível;

g) Os códigos de construção, em geral, não permitem o reuso dos elementos

construtivos;

h) Os benefícios econômicos e ambientais não estão bem estabelecidos.

Experiências com a desconstrução residencial e pesquisas em outras

países sugerem que a renda da recuperação de material pode compensar os custos de tempo

(KIBERT; CHINI, 2000). Com a redução na produção de resíduos, as empresas passam a

gastar menos com o pagamento de taxas de destinação aos aterros (BECK; BROWNING,

2006). Desse modo, o reuso e a reciclagem de materiais requerem no mínimo três

elementos: conhecimento, incentivo e coordenação. A desconstrução é considerada como a

nova estratégia para avançar na sustentabilidade local e regional, reduzindo a degradação

ambiental (CROWTHER, 2000).

Existem muitos fatores que podem influenciar no sucesso da implementação da

desconstrução, como: trabalho da mão de obra, planejamento, custo, taxas de uso do aterro,

características perigosas dos resíduos de demolição, mercados, sistema de classificação de

material, restrições de tempo e econômicas, acordos contratuais e políticas públicas

(KIBERT et al., 2000). Embora o tempo adicional necessário para a desconstrução aja

como um impedimento a sua implementação, os postos de trabalho adicionais que podem

ser criados beneficiarão a sociedade (KIBERT et al., 2000).

28

2.2 A DESCONSTRUÇÃO NAS CERTIFICAÇÕES

Os principais objetivos das certificações, que incorporam metodologias de avaliação da

sustentabilidade em seus pilares econômico, social e ambiental, são reunir e disponibilizar

informações nas diferentes fases de concepção, construção e utilização da edificação

(MATEUS; BRAGANÇA, 2011).

Um dos principais sistemas de certificação em edificações sustentáveis é o LEED

(Leadership in Energy and Environmental Design). De acordo com o manual de avaliação

da certificação LEED, as áreas envolvidas na certificação de uma edificação são ambientes

sustentáveis, eficiência no uso da água, energia e atmosfera, materiais e recursos e

qualidade do meio ambiente interno (USGBC, 2009).

Existe uma crítica ao LEED por não considerar o Design for Deconstruction (DfD) na

pontuação da certificação. O processo de certificação pontua o reuso de partes de

edificações existentes para novas edificações, mas não cita o projeto e nem o processo de

desconstrução. Na Figura 2.2 é apresentada a parte do questionário do LEED em que o

reuso pode gerar pontuação para certificação para novas construções.

Figura 2.2 - Parte do questionário LEED com pontuação para o reuso na certificação de

novas construções (USGBC, 2009).

A certificação inglesa BREEAM (Building Research Establishment’s Environmental

Assessment Method – Método de Avaliação Ambiental do Estabelecimento de Pesquisa da

29

Construção), apesar de utilizar o reuso de componentes como critério de pontuação, não

considera o DfD no seu processo de certificação. No critério de uso eficiente dos recursos,

o BREEAM considera a possibilidade de uso de componentes e materiais da edificação

pré-existente, destinada à demolição, como recurso para a nova edificação, gerando

pontuação (BRE, 2012).

O processo de seleção dos materiais e componentes da edificação a ser demolida antes da

nova construção é feito com o auxilio do Demolition Protocol (Protocolo de Demolição)

do ICE (Institution of Civil Engineers – Instituição dos Engenheiros Civis). O Demolition

Protocol cita a desconstrução como uma alternativa para os componentes que foram

projetados para serem desmontados (ICE, 2008). Entretanto, o BREEAM ainda não pontua

o projeto para desconstrução na sua certificação, mas já foi discutida a inclusão do DfD em

uma atualização do método inglês (UKGBC, 2010). No Brasil, a Fundação Vanzolini criou

a certificação AQUA (Alta Qualidade Ambiental) para edificações sustentáveis. Apesar de

ser diferente da LEED, a AQUA também não considera a desconstrução no processo de

avaliação.

O Council for Scientificand Industrial Research (CSIR), sediado na África do Sul,

desenvolveu uma ferramenta que tem o objetivo de indicar o desempenho de uma

edificação, ou projeto, em termos de sustentabilidade, considerando os aspectos social,

econômico e ambiental. O nome dessa ferramenta é Sustainable Building Assessment Tool

(SBAT) e pode ser aplicada em vários tipos de edificações como: escolas, casas e

escritórios (GIBBERD, 2008). O SBAT pontua alguns itens relacionados à adaptabilidade

e flexibilidade da edificação na avaliação da parte econômica (Figura 2.3). Entretanto, ele

não cita diretamente o projeto para desconstrução como um item específico a ser pontuado,

mas apenas algumas características da edificação, como altura mínima do ambiente e

existência de modulação. Com respeito ao aspecto ambiental, o SBAT também considera o

reuso de desconstrução e materiais reciclados para pontuação na avaliação da edificação.

30

Figura 2.3 - Avaliação da adaptabilidade no aspecto econômico da SBAT (GIBBERD,

2008).

Em uma pesquisa realizada na Universidade de Brasília foi desenvolvida uma metodologia

para fazer análise da sustentabilidade de projetos de habitações de interesse social, também

considerando os aspectos sociais, econômicos e ambientais. Essa metodologia foi

denominada de MASP-HIS. De forma mais abrangente, Carvalho (2009) considerou, no

aspecto ambiental da análise, o reuso de componentes, uso de materiais reciclados,

flexibilidade e adaptabilidade da edificação e também o projeto para a desconstrução. Na

Figura 2.4 é apresentada a parte da análise do aspecto ambiental, no item A4.10, que está

relacionada ao projeto para a desconstrução.

31

Figura 2.4 - Item relacionado ao projeto para desconstrução na parte ambiental da MASP-

HIS (CARVALHO, 2009).

A consideração do processo de desconstrução nessas metodologias e ferramentas de

avaliação de projeto é um caminho para incentivar os proprietários e projetistas para

aumentar o nível de sustentabilidade ambiental das edificações. De forma geral, as

certificações, como LEED e AQUA, não medem e nem reduzem o impacto ambiental das

edificações, mas induzem o mercado na busca de soluções que são consideradas, mesmo

que sem comprovação, mais sustentáveis para o setor da construção civil (AGOPYAN;

JOHN, 2011). No âmbito desse processo de desenvolvimento de metodologias de

avaliação de impacto ambiental, a globalização tem incentivado a busca por uma

padronização, a qual facilitará o diálogo entre as entidades certificadoras e o mercado

(SEBAKE, 2009).

32

2.3 CÓDIGOS E LEGISLAÇÕES

A Norma britânica BS 6187:2000 (BSI, 2000) define padrões para o processo de

demolição. Este documento estabelece no item 5.1.7, relacionado ao gerenciamento

ambiental, que deve haver ações para redução da geração de resíduo, como reuso e

reciclagem. A NBR 5682:1977 (ABNT, 1977), por sua vez, fixava condições para a

contratação e licenciamento dos trabalhos de demolição. Entretanto, esta norma foi

cancelada em 2008 com o motivo de não estar sendo mais utilizada pelo setor. Até o

momento não foi estabelecida outra norma para regulamentar o processo de demolição no

Brasil.

Na legislação brasileira destaca-se a Resolução CONAMA 307, a qual estabelece critérios

e procedimentos para a geração de resíduos no setor da construção civil. No seu Art. 4º a

Resolução CONAMA 307 determina que a prioridade dos geradores de resíduo seja a não

geração de resíduo. Posteriormente, deve-se fazer a redução, a reutilização, a reciclagem e

o armazenamento do resíduo. Nesse contexto, a NBR 10004:2004(E) – Resíduos Sólidos –

Classificação (ABNT, 2004) exige que a classificação dos resíduos sólidos contemple a

identificação do processo e atividade que lhe deu origem, o que inclui necessariamente a

desconstrução. Por outro lado, a PEC - Proposta de Emenda à Constituição nº1 de 2012,

institui a imunidade de impostos sobre produtos elaborados com insumos provenientes de

reciclagem ou reaproveitamento.

A ISO 14040:2006 (E) - Environmental Management – Life Cycle Assessment – Principles

and Framework (ISO, 2006) considera o reuso e a reciclagem como parte do processo de

Análise do Ciclo de Vida. Nesse processo são avaliados os impactos ambientais de cada

subprocesso definido dentro dos limites do sistema de produção. Assim pode-se afirmar

que, mesmo de uma forma indireta, a desconstrução é indicada como um dos estágios que

deve ser avaliado na Análise do Ciclo de Vida de um produto ou de uma edificação.

De forma geral, as legislações citadas acima, entre outras, prezam pela redução na geração

de resíduo. As diversas estratégias, desde a não geração até a reciclagem, buscam evitar a

destinação final (armazenamento) dos resíduos, que é o principal impacto no processo de

gestão.

33

2.4 MÉTODOS E EQUIPAMENTOS PARA DESCONSTRUÇÃO

Para a melhor análise dos equipamentos utilizados, serão apresentados os métodos típicos

de demolição.

2.4.1 Métodos de demolição

A Norma britânica BS 6187 (BSI, 2000), sobre demolição, apresenta os seguintes tipos de

demolição: colapso e demolição progressiva.

2.4.1.1 Colapso

O colapso é o método que utiliza explosivos para fragilizar elementos-chave de uma

estrutura, de forma que a mesma entre em colapso. Este método é normalmente aplicado

com a implosão (Figura 2.5).

Figura 2.5 - Implosão de um edifício (http://noticias.r7.com).

Observa-se que o colapso não é um método de desconstrução, pois não permite a

reutilização dos elementos e não ajuda na separação do resíduo, o que dificulta encaminhá-

lo para a reciclagem (HENDRIKS et al., 2007). A técnica utilizada, neste caso, é a

implosão, a qual utiliza explosivos nas partes principais da estrutura.

34

2.4.1.2 Demolição progressiva

A demolição progressiva é realizada pela remoção de seções das estruturas, mantendo sua

estabilidade e evitando o colapso. Neste tipo de demolição pode ser utilizada uma

escavadeira (Figura 2.6) que destrói a estrutura da edificação por partes. Na escavadeira,

diversas ferramentas hidráulicas podem ser instaladas para fragmentar a estrutura (Figura

2.7). Guindastes equipados com bolas de demolição também são utilizados para esse tipo

de demolição (Figura 2.8);

Figura 2.6 - Escavadora de esteira (http://www.volvo.com.cn).

(a) (b) (c)

Figura 2.7 - Martelo demolidor (a), processador universal (b) e britador secundário (c)

(http://www.drulofer.com)

35

(a) (b)

Figura 2.8 - Guindaste com bola de demolição (a; b) (http://www.losangeles.af.mil).

Em situações em que a demolição progressiva deve ser feita em partes da edificação,

equipamentos de menor porte são utilizados, como o caso da demolição de alvenaria ou de

pequenas estruturas de concreto. Na Figura 2.9 estão apresentados alguns equipamentos de

demolição que são utilizados por um único operário.

(a) (b) (c)

Figura 2.9 -Martelo demolidor (a), martelete rompedor (b) e martele combinado (Rotativo

Rompedor) (c) (http://www.fogaca.com.br).

Normalmente, a demolição progressiva é utilizada em edificações com estrutura de

concreto armado e vedações em alvenaria de blocos. Este método é realizado aplicando-se

as seguintes técnicas (POON et al., 2001b; HENDRIKS et al., 2007):

36

a) Derrubada por percussão: os elementos são empurrados ou puxados por uma

escavadeira até o seu tombamento;

b) Hitting: utiliza um guindaste equipado com uma bola metálica (bola demolidora)

para atingir os elementos da edificação, fragmentando-os em grandes partes;

c) Martelamento: os elementos são fragmentados com um martelo hidráulico através

de golpes sucessivos em pequenas áreas;

d) Esmagamento: os elementos são esmagados através de um britador de mandíbula

ou tesoura hidráulica, quebrando-os em partes pequenas;

e) Ruptura: os elementos são fissurados a partir de uma tensão interna induzida em

orifícios sucessivos, utilizando-se produtos químicos expansores ou por

equipamentos mecânicos.

A técnica hitting também não se enquadra no âmbito da desconstrução (POON et al.,

2001a), pois a mesma dificulta a separação do resíduo gerado. Na aplicação das técnicas

“Martelamento” e “Esmagamento” utiliza-se uma escavadeira, na qual são acopladas as

ferramentas hidráulicas necessárias para a demolição progressiva.

2.4.2 Métodos de desconstrução

Para a desconstrução são utilizados métodos não destrutivos. Os equipamentos

recomendados para este processo são os que possibilitam a desmontagem dos componentes

e o seu transporte de forma segura e rápida, garantindo a integridade dos mesmos.

2.4.2.1 Desmontagem de componentes estruturais

A desmontagem de componentes estruturais é realizada, principalmente, com o uso de

caminhões munck, guindastes e gruas, pois os componentes podem ser desconectados e

içados integralmente. Este tipo de desconstrução é normalmente aplicado em estruturas

metálicas e de concreto pré-fabricado, porque seus componentes são projetados para

resistirem às solicitações do transporte. Os caminhões munck, guindastes e gruas utilizados

são de diversos portes (Figuras 2.10 e 2.11).

37

(a) (b)

Figura 2.10 - Caminhão munck (a) e guindaste (b) (http://www.portobeton.com.br).

Figura 2.11 - Grua (ANDRADE; SPOSTO, 2009).

2.4.2.2 Desmontagem de componentes não estruturais

A desmontagem de componentes não estruturais dá-se pelo deslocamento do componente

da edificação a partir do seu desencaixe, desaparafusamento ou remoção da solda. Na

desmontagem de componentes não estruturais, equipamentos de pequeno porte são

utilizados, os quais são basicamente ferramentas manuais. A seguir são apresentadas

algumas dessas ferramentas para a desmontagem de pequenos componentes.

Para desmontagem de pisos de madeira, tipo deck, e assoalho, a Barra de Demolição

Gutster pode ser utilizada (Figura 2.12). Esta ferramenta desmonta os componentes como

uma alavanca.

38

(a) (b)

Figura 2.12 - Barra de demolição Gutster (a; b)(http://www.thegutster.com).

Os componentes fixados com parafusos podem ser desmontados simplesmente com o

desaparafusamento. É o caso principalmente das esquadrias metálicas fixadas com

parafusos (Figura 2.13).

Figura 2.13 - Janela fixada com parafusos (http://www.kqm.com.br).

39

Para alguns elementos fixados com parafusos sextavado e porcas, as chaves de boca

também são utilizadas. Algumas chaves de fenda, chaves philips e chaves de boca são

apresentadas na Figura 2.14. O equipamento utilizado para otimizar esse tipo de operação é

a parafusadeira (Figura 2.15).

(a) (b) (c)

Figura 2.14 - Chave de fenda (a), chave philips (b) e chave de boca (c)

(http://www.casaferramentas.com.br).

Figura 2.15 - Parafusadeira (http://www.blackanddecker.com.br).

Para os componentes encaixados, a desmontagem é feita por meio do deslocamento do

componente no sentido contrário ao do encaixe. Os pisos elevados trabalham com essa

tecnologia, uma vez que eles são apoiados sobre bases telescópicas fixadas na laje. A

ferramenta utilizada para o deslocamento das peças é a ventosa dupla (Figura 2.16). Essa

ferramenta, que é fixada na superfície da peça com um sistema de vácuo, permite o

manuseio das mesmas.

40

Figura 2.16 - Uso da ventosa dupla na desmontagem de piso elevado de rocha

(http://www.snetcommerce4.com.br).

Os elementos residuais, em situações mais simples, poderão ser removidos de forma

manual. A desmontagem de telhados representa bem este tipo de desconstrução.

2.4.2.3 Remoção de componentes

A remoção de componentes não estruturais consiste na retirada de parte dos componentes

da edificação de forma fragmentada. O resultado desse processo é um resíduo separado que

poderá ser reciclado. Para a remoção de piso cerâmico e vinílico podem ser utilizadas

ferramentas manuais e máquinas projetadas para este fim. Na Figura 2.17 estão

apresentadas uma ferramenta manual (talhadeira) e uma máquina de remoção de pisos

cerâmicos, de madeira e de vinil.

(a) (b)

Figura 2.17 - Talhadeira (a) e máquina para remover piso cerâmico e de vinil (b)

(http://www.carpettool.net)

41

O princípio de ambos os dispositivos é parecido ao de uma talhadeira, cuja ligação química

entre o revestimento e a base, é rompida fisicamente. Além das máquinas de pequeno

porte, existem as máquinas mais modernas que são capazes de remover os pisos de forma

mais eficiente (Figura 2.18).

Figura 2.18 - Máquina para remover piso de madeira (http://www.carpettool.net).

Os marteletes são utilizados para a remoção de piso de rocha. Este processo normalmente

gera a desagregação do piso original, apesar da técnica possibilitar a remoção de alguns

elementos íntegros. Para este tipo de piso também pode ser usado uma talhadeira e um

martelo. Já para a remoção de telhas fixadas na estrutura do telhado, são utilizados

equipamentos manuais leves. Na Figura 2.19 está apresentado um modelo deste tipo de

equipamento.

(a) (b)

Figura 2.19 - Ferramenta para remoção de telhas (a; b) (http://tnt-roofing.com).

42

Na remoção de alvenaria são utilizadas, geralmente, ferramentas manuais, como marretas e

geradores móveis equipados com martelo e tesoura hidráulica (Figura 2.20).

(a) (b)

Figura 2.20 - Gerador hidráulico sobre rodas equipado com tesoura hidráulica (a) e martelo

hidráulico (b) (http://www.dingo.ws).

Nos casos de remoções de componentes em ambiente insalubre ou com riscos de

vazamento de gases, são utilizados robôs demolidores rádio-controlados com ou sem cabo.

Esses equipamentos são controlados por operários a certa distância do componente a ser

demolido. Para a remoção de componentes de concreto e revestimentos refratários, o robô

é equipado com um martelo hidráulico (Figura 2.21). O robô com a tesoura hidráulica, por

sua vez, é utilizado para remoções de componentes sem gerar muito ruído (Figura 2.22).

Figura 2.21 - Robô com martelo hidráulico (http://www.demolicaoremota.com.br).

43

Figura 2.22 - Robô com tesoura hidráulica (http://www.demolicaoremota.com.br).

A remoção de componentes para peças de concreto pode utilizar a serra com cabo

diamantado (Figura 2.23). Este equipamento evita a vibração do componente e pode ser

posicionado em diversos ângulos.

Figura 2.23 - Serra com cabo diamantado (http://www.lubrimatic.com.br).

Para a remoção de componentes menos resistentes, como é o caso das alvenarias, são

utilizadas as serras circulares. As serras são adaptadas para cortar diversos componentes,

entre os mais comuns estão as paredes. Na Figura 2.24 é apresentada uma serra de parede.

44

Figura 2.24 - Serra de parede (http://mahowaldservices.com).

2.5 REUSO

O reuso é o objetivo principal do processo de desconstrução, pois o mesmo evita o descarte

e armazenamento dos resíduos de forma inadequada. Por outro lado, se mais componentes

para o reuso estiverem disponíveis, haverá menos necessidade de extração de matéria-

prima, diminuindo a energia incorporada das construções (TINGLEY; DAVISON, 2012).

2.5.1 Características do reuso

Ainda hoje a cultura construtiva predominante no Brasil é a do concreto armado moldado

in loco, principalmente, para edificações habitacionais. De acordo com Associação

Brasileira de Cimento Portland (ABCP), em 2008, a utilização de estrutura em concreto

armado moldado in loco foi de 68%, mas com uma leve tendência de queda desde 2007. Já

a utilização de alvenaria estrutural obteve um crescimento de 13% para 20% entre 2006 e

2008 (FONSECA JR., 2008). Estes dois tipos de estrutura predominantes no Brasil não

permitem a desmontagem direta dos componentes o que prejudica o seu reuso, já que os

métodos de demolição utilizados, neste tipo de estrutura, são destrutivos ou parcialmente

destrutivos.

45

Ainda de acordo com a pesquisa da ABCP, as estruturas de concreto pré-fabricado e

metálicas juntas foram utilizadas apenas em 1% das obras brasileiras em 2008 (FONSECA

JR., 2008). O processo de desconstrução para estas estruturas é mais eficaz quando são

utilizadas conexões do tipo parafusadas e encaixe, as quais aumentam o potencial de reuso

dos componentes.

A desconstrução, que objetiva o reuso, é um procedimento que torna o processo de

produção de edificações mais sustentável. Os elementos com maior taxa de reuso no Brasil

são (ROCHA, 2008):

a) Elementos de madeira (estruturas e tábua de piso);

b) Telhas (metálicas e à base de cimento);

c) Tijolos cerâmicos;

d) Esquadrias (metálicas e de madeira);

e) Equipamentos hidrossanitários (pias, cubas, vasos sanitários, caixas d’água,

válvulas de descarga, chuveiros e torneiras);

f) Luminárias;

g) Cerâmica antiga.

Rocha (2008) avaliou o processo de demolição e seus problemas, técnicos e burocráticos,

com o objetivo de propor diretrizes para facilitar e ampliar o reuso de componentes das

edificações. A partir do acompanhamento de algumas demolições, concluiu que as técnicas

construtivas e os produtos utilizados criam partes integrais, com pouca separação entre

peças com diferentes funções e longevidades, assim como um excesso de interfaces entre

essas. A autora concluiu também, com relação ao uso dos produtos de demolição, que estes

são aproveitados apenas em detalhes das novas edificações e para alguns clientes que

apreciam o estilo rústico ou antigo. O uso desses produtos é aplicado quando se deseja um

visual de edificação específico e não com apelo ambiental (ROCHA, 2008).

O custo de utilização de mão de obra manual é inferior ao de mão de obra com maquinário,

não constituindo, assim, um entrave a um maior reuso. O baixo custo da mão de obra que,

aparentemente, é um aspecto positivo para o reuso, ocorre devido à desqualificação da

mesma e ao contexto socioeconômico do país (ROCHA, 2008).

46

Rocha e Sattler (2009) apresentam uma análise das principais barreiras e oportunidades

sobre o reuso de componentes provenientes da demolição de habitações, indicando o apoio

na bibliografia existente.

a) Barreiras:

1) A qualidade inconsistente dificulta o uso de componentes de desconstrução

(KLANG et al., 2003; KARTAM et al., 2004);

2) A percepção negativa e a falta de informação sobre os componentes impendem o

seu reuso (KLANG et al., 2003; KARTAM et al., 2004; KIBERT et al., 2000);

3) A falta de conhecimento e gestão deficiente da informação dificulta o reuso dos

componentes;

4) O excesso de ponto de estoque pode aumentar o custo de reuso dos

componentes.

b) Oportunidades:

1) A desconstrução é, economicamente, atrativa devido ao baixo custo da mão de

obra e a alta demanda dos componentes;

2) Curtas durações em demolições raramente ocorrem, não sendo assim uma

barreira ao reuso dos componentes;

3) Clientes de alta renda geram demanda por componentes usados similares ou de

alto preço ao invés de novos;

4) As regulamentações tendem a melhorar a reciclagem e o reuso (KIBERT et al.,

2000; Poon et al. 2001a; DANTATA et al., 2005).

Pode-se observar que as barreiras e oportunidades apresentadas por Rocha e Sattler (2009)

também servem de base para a análise do reuso de componentes para edificações de

múltiplos pavimentos, principalmente, para os componentes estruturais e de fachada.

Segundo Poon e Jaillon (2002), o reuso das estruturas das edificações é crucial para evitar

a geração de resíduo a partir da sua demolição. Ainda de acordo com esses autores, o reuso

pode ocorrer com a estrutura no seu local original ou com a mudança de local, quando a

mesma é projetada para ser transportável ou desmontável.

47

2.5.2 O processo de reuso

Curwell e Cooper (1998) comparam os processos produtivos das edificações a partir de

duas visões de ciclo de produção, as quais têm algumas etapas até após o fim da vida útil

das mesmas. De acordo com a ABNT NBR 15.575 (ABNT, 2012), vida útil é definida

como “período de tempo durante o qual o edifício (ou seus sistemas) mantém o

desempenho esperado, quando submetido às atividades de manutenção predefinidas em

projeto”. O fim da vida útil é determinado quando se leva em consideração aspectos

físicos, tecnológicos e sociais. Segundo Langston et al. (2008), os fatores de obsolescência

são:

a) Físico: deterioração dos principais componentes que comprometem a edificação;

b) Econômico: retorno sobre o investimento foi atingido ou necessidade de mudar o

local;

c) Funcional: mudança nos objetivos dos proprietários;

d) Tecnológico: quando há a necessidade de diminuir o custo operacional e aumentar

a eficiência;

e) Social: quando ocorre mudança na moda ou no comportamento da sociedade,

surgindo a necessidade de renovação e relocação da edificação;

f) Jurídico: quando as normas e legislações mudam.

Agopyan e John (2011) ressaltam que a obsolescência é influenciada pelas mudanças

tecnológicas, sociais, urbanas e também por estratégias de marketing das empresas,

fazendo com que os usuários decretem o fim da vida útil da edificação sem que a mesma

tenha atingido um nível de degradação que comprometa o desempenho. No caso das

edificações industriais e comerciais, esse processo de mudança leva a obsolescência a

ocorrer mais rapidamente (FERNANDEZ, 2003). Já edificações antigas, que conservam

aspectos históricos, contribuem para a cultura da sociedade e sua conservação busca

manter esse valor, mesmo sendo consideradas obsoletas (LANGSTON et al, 2008).

Para minimizar esse impacto negativo da obsolescência, Burak e Hall (2010) sugerem que

os projetos das edificações devam ser flexíveis e adaptáveis, com componentes facilmente

desmontáveis, possibilitando também o reuso e a reciclagem. Desse modo, no caso de se

optar pela desconstrução ao invés da adaptação, deve-se dar preferência para o reuso no

48

lugar da reciclagem, porque há um consumo de energia adicional no processo de

reciclagem (Van WYK, 2010). Assim, esses aspectos de projeto e destinação da edificação

ao fim da sua vida útil definem os ciclos de produção atualmente conhecidos na literatura

como Ciclo de Produção Aberto e Ciclo de Produção Fechado.

O Ciclo de Produção Aberto (Figura 2.25), de acordo com Curwell e Cooper (1998),

apenas segue o processo tradicional de demolição da edificação no fim de sua vida útil,

gerando resíduos que devem ser depositados em aterros.

Figura 2.25 - Ciclo de Produção Aberto (CURWELL; COOPER, 1998).

Já o Ciclo de Produção Fechado (Figura 2.26) contém algumas operações adicionais para

evitar a disposição dos resíduos. Curwell e Cooper (1998) incluíram ao processo

tradicional as operações de desmontagem, reuso de componentes e reciclagem. Com essas

novas operações é possível reduzir drasticamente a quantidade de resíduos levados à

disposição.

Figura 2.26 - Ciclo de Produção Fechado (CURWELL; COOPER, 1998).

A partir dessa visão de Ciclo de Produção Fechado, Crowther (2001) amplia as

possibilidades e propõe um direcionamento mais claro para os elementos oriundos da

49

desmontagem da edificação. A proposta de Crowther (2001), para o reaproveitamento das

edificações no domínio do ambiente construído, é apresentada na Figura 2.27.

Figura 2.27 - Cenário de fim de vida útil para ambiente construído (CROWTHER, 2001).

Cada nível de reaproveitamento da edificação depende da integridade e estado dos

componentes. O reuso direto do componente será feito com aqueles 100% íntegros,

enquanto que o destino para os componentes avariados será o processamento de novos

materiais ou a produção de novos componentes. De acordo com Addis (2006), a situação

ideal para se evitar perdas, nesse processo de ciclo fechado, é torná-lo similar a um

ecossistema natural, em que praticamente tudo é aproveitado em novos processos da

natureza. Em último caso, a redução das perdas pode ser realizada pelo uso da energia

incorporada de um componente danificado, como combustível na produção de um novo

componente, diminuindo a necessidade do uso de uma nova fonte de energia (ROUSSAT

et al, 2009).

Crowther (2001) afirma que, até mesmo, a edificação, como um todo, poderá ser

reutilizada em outro local. Neste caso, vale salientar que para alguns tipos de edificações

50

não é necessário nem mesmo a sua desmontagem, mas apenas o seu deslocamento.

Normalmente isso é possível para casas em estrutura de madeira, conhecida como

woodframe.

Segundo Rosso (1990), existe a necessidade da remoção das edificações ao longo da

evolução das cidades, porém este processo não pode prejudicar o reuso dos componentes e

a reciclagem dos materiais. O autor ainda afirma que, nesse contexto, as demolições devem

ser evitadas com a implementação de edificações que possam ser desmontadas. Nesse

sentido, do ponto de vista comercial, assim como aconteceu na indústria eletrônica, o

mercado da desconstrução vai evoluir devido ao crescimento das cidades. Oportunidades

similares ao da remanufatura surgirão em todos os lugares, na medida em que a

sustentabilidade se desenvolver, gerando novos mercados para grandes e pequenas

empresas (ELKINGTON, 2012). Assim, é apenas uma questão de tempo para que o

mercado de componentes de desconstrução seja efetivamente uma realidade e com uma

parcela significativa do setor da construção civil.

Elkington (2012) apresenta um caso de inovação dentro da área de carpintaria de

escritórios que tem relação com a desconstrução:

“...Uma empresa americana de assoalhos lançou um programa inovador com o objetivo de vender “funcionalidade” em vez de qualquer produto em particular. Um verdadeiro conceito de negócio que vai ao encontro do ciclo de vida. Trabalhando muito próximo dos fabricantes de fibra, a Interface desenvolveu uma nova linha de produtos por meio da remanufatura de produtos, convertendo produtos “velhos” em novos ou em revestimento para o piso. O cliente então “aluga” o produto, ou em outras palavras, aluga o conforto que a carpintaria fornece. Uma vez que o piso atinge o final de sua vida útil, um novo revestimento é fornecido para substituir o antigo e o produto “substituído” é remanufaturado e introduzido novamente no mercado após ser reaproveitado e até remodelado.”

Na construção civil também é possível desenvolver novos negócios a partir de sistemas

construtivos que permitam a desmontagem e reuso dos componentes, transformando o fim

de vida útil em oportunidade, em vez de apenas uma despesa (AGOPYAN; JOHN, 2011).

No Japão, algumas casas podem ser pré-fabricadas em até 85% com o uso de chassis em

estrutura metálica e são projetadas para serem descontruídas, o que facilita a sua reforma

ou deslocamento para reuso em uma nova localidade (LINNER; BOCK, 2012). Assim, a

desconstrução pode promover novos negócios que vão gerar postos de trabalho com bons

salários e benefícios (SELDMAN, 2011).

51

No próximo capítulo, são apresentados os aspectos da industrialização que influenciam o

processo de desconstrução, sendo importantes para a compreensão do problema ambiental

e implantação do conceito no setor da construção civil.

52

3. INDUSTRIALIZAÇÃO E PRÉ-FABRICAÇÃO DE GALPÕES

Neste capítulo serão discutidos os aspectos da industrialização que influenciam o processo

de desconstrução de estruturas pré-fabricadas de galpões.

3.1 INDUSTRIALIZAÇÃO

A industrialização, segundo Bruna (1976), está essencialmente associada aos conceitos de

organização e de produção em série, os quais são entendidos a partir da análise mais ampla

das relações de produção envolvidas e da mecanização dos meios de produção. O impacto

da industrialização, no setor da construção civil, veio com o deslocamento dos processos

convencionais para a fábrica, sendo combinados com elementos da produção seriada por

meio da pré-fabricação de componentes (LINNER; BOCK, 2012). Desse modo, os

conceitos associados à ideia de industrialização são diretamente aplicáveis tanto ao

processo de construção como também ao de desconstrução. Nesse contexto, a pré-

fabricação é uma ferramenta que possibilita a aplicação da desconstrução.

Com o uso de componentes de concreto pré-fabricados torna-se mais simples a

desconstrução quando os mesmos são simplesmente apoiados. Entretanto, quando suas

conexões são feitas com argamassa de alta resistência e as lajes pré-fabricadas são

capeadas com concreto (camadas de 5 cm), o sistema torna-se monolítico, diminuindo a

capacidade de desconstrução (HOBBS e HURLEY 2001).

Em pesquisa realizada por Tam et al. (2007), os autores apontaram que o maior benefício

da pré-fabricação percebido por departamentos governamentais, projetistas, consultores,

construtores e subempreiteiros é o fato de que o processo garante uma melhor supervisão

da produção, principalmente, dos seus componentes. O segundo benefício mais

significativo do uso da pré-fabricação é a definição preliminar do projeto, pois ocorre a

produção em série dos componentes da edificação antecipadamente. O terceiro benefício,

por sua vez, é a redução de custos e do tempo de construção. A partir desta visão, percebe-

se que existe um forte componente de planejamento do produto e do processo no conceito

de industrialização com os objetivos de reduzir as operações de canteiro, bem como

realizá-las de forma rápida e com simples ajustes.

53

De acordo com Rosso (1990), o produto da edificação e o processo de execução são

caracterizados por uma dependência recíproca, a qual só pode ser realizada de forma

efetiva com o uso da normalização e da organização. Ainda conforme esse autor, a

normalização é um instrumento essencial para o processo da industrialização,

principalmente a do tipo aberta. Isto é evidente pelo fato de que os fornecedores de

componentes e elementos de qualquer indústria necessitam seguir determinados padrões,

principalmente de medidas, para serem capazes de atender aos seus clientes.

Nesse sentido, a aplicação efetiva da desconstrução não depende somente da pré-

fabricação, mas de uma coordenação da cadeia produtiva em termos de padronização,

principalmente das conexões. Essa coordenação facilitará a desmontagem e o reuso dos

elementos construtivos, visto que o uso de tipos conhecidos de conexão nos elementos

facilitará esse processo.

3.2 NORMALIZAÇÃO

Na construção civil, uma tentativa de normalizar as medidas tanto para o projeto como

para seus componentes e elementos foi a publicação da NBR 5706 (ABNT, 1977):

Coordenação modular da construção. Apesar disso, esta norma não define a modulação,

mas sim as regras que devem ser seguidas quando um módulo é estabelecido. A modulação

adotada no Brasil e em vários outros países do mundo é a decimétrica (módulo de 10 cm).

Contudo, mesmo sendo adotada desde 1950, essa norma não foi efetivamente utilizada pela

indústria (GREVEN; BALDAUF, 2007).

Barbosa e Qualharini (2005) ressaltam que para a implantação da normalização deve-se

aplicar a coordenação modular nos elementos das edificações. Greven e Baldauf (2007)

reforçam o uso da modulação colocando os seguintes benefícios para a construção civil:

a) Aumento da produtividade;

b) Redução de custos;

c) Qualificação da indústria da construção civil.

54

Ainda em defesa da normalização na construção civil, Barbosa e Qualharini (2005)

afirmam que sem a utilização dos conceitos provenientes da coordenação modular, a

implantação pura e simples de componentes pré-fabricados resultaria em um caos, devido à

falta de medidas padronizadas, de um módulo de referência e de detalhes de conexão

previamente estudados.

3.3 TIPOS DE CONEXÃO

Outra questão que contribui para a o processo de desconstrução é o tipo de conexão

utilizado nos elementos construtivos. Durmisevic e Noort (2003) apresentam essa

problemática, discutindo a relação entre o potencial de reuso dos componentes e os tipos

de conexões empregadas nas estruturas metálicas. Estes autores consideram que o

potencial de reuso é influenciado tanto pelo tipo de conexão como também pela hierarquia

construtiva estabelecida pela tecnologia empregada. Na Figura 3.1 está apresentado o

potencial de reuso em função do tipo de montagem e do tipo de conexão.

Figura 3.1 - Potencial de reuso (Adaptado de DURMISEVIC; NOORT, 2003).

Encaixe

Com acessório externo Com acessório integrado

Integrada

Direta com dispositivo Conexão química

Montagem fechada

Montagem estrela

Tipo de montagem

Tipo de conexão

Máximo reuso

Sem reuso

Reuso potencial de produtos

metálicos

55

Ainda de acordo com Durmisevic e Noort (2003), o tipo de conexão pode aumentar o reuso

de um componente construtivo se bem projetado. Entretanto, a utilização de elementos

tradicionais de junção, como a união química com argamassa, pode reduzir, ou

impossibilitar o reuso do componente (NAKAJIMA; KOGA, 2009). Apesar dos autores

analisarem uma variedade de conexões para estruturas metálicas, no setor da construção

civil, os diversos tipos de conexão podem ser resumidos com apenas cinco conexões para

os diversos materiais. Na Tabela 3.1 são apresentados os tipos de conexões utilizados na

construção civil de forma mais genérica (ANDRADE; SPOSTO, 2009).

Tabela 3.1 - Tipos de conexões utilizadas na construção civil (Modificado de ANDRADE;

SPOSTO, 2009).

Tipo de Conexão Ilustração

1)Encaixe: sistema em que o próprio componente entra em

contato com o outro, formando uma ligação seca;

(ex.: estrutura pré-fabricada de concreto armado)

2) Parafusada: sistema que usa parafusos como forma de

unir os componentes. As conexões com uso de pregos e

rebites estão sendo considerados nessa classificação;

(ex.: estrutura pré-fabricada parafusada)

3) Química: sistema que une seus componentes por pontes

químicas, com a utilização de pastas a base de cimento, colas

ou uma combinação destes;

(ex.: alvenaria de concreto)

4) Soldada: sistema em que os componentes são soldados

uns aos outros diretamente;

(ex.: estrutura metálica soldada)

56

Tipo de Conexão Ilustração

5) Monolítica: sistema no qual os componentes são

executados sem uma separação definida entre eles, os

componentes são considerados uma única peça.

(ex.: estrutura de concreto armado moldado in loco)

Essas conexões podem ser aplicadas a diversas situações e em componentes diferentes. As

variações de conexão apresentadas por Durmisevic e Noort (2003) podem ser simplificadas

se houver a eliminação dos acessórios. Isso quer dizer que, independente da existência de

acessórios, a conexão ao fim de uma ligação sempre será encaixada, parafusada, química,

soldada ou monolítica.

3.3.1 Conexões para galpões pré-fabricados

No caso dos galpões pré-fabricados, a definição das conexões será influenciada pela

necessidade de atender aos prazos de montagem. Como os componentes são produzidos

em uma fábrica e a montagem só acontece no canteiro de obra, as principais decisões na

modelagem da estrutura serão relativas às conexões. As conexões são utilizadas no modelo

estrutural conforme a necessidade de resposta às solicitações. A depender do grau de

restrição à rotação, as conexões são feitas para obter o comportamento de uma estrutura

engastada, semirrígida, rotulada e isostática (MELO, 2007).

Na Figura 3.2 é apresentada uma conexão monolítica entre pilar e bloco de fundação.

Existe também a possibilidade de se utilizar uma conexão parafusada entre pilar e bloco,

mas o mesmo não é comum no mercado brasileiro de galpões pré-fabricados.

57

Figura 3.2 - Conexão monolítica entre pilar e bloco (modificado de MELO, 2007).

As conexões, com comportamento de estrutura semirrígida, são aquelas que apresentam

alguma capacidade de restrição ao momento. A conexão soldada tem esse comportamento

quando aplicada às estruturas. Na Figura 3.3 é representada uma conexão soldada.

Figura 3.3 - Conexão soldada entre viga e pilar (modificado de MELO, 2007).

A conexão parafusada pode resultar em comportamentos estruturais diferentes a depender

da forma como ela é projetada. Se for projetada para obter um comportamento de estrutura

semirrígida, ela terá o mesmo desempenho estrutural que a conexão soldada. Ela também

Regularização

Bloco de fundação

Pilar

Groute

Pilar

Chapa metálica

Viga

Groute

Solda a

58

pode ser projetada para obter um comportamento de estrutura rotulada (MELO, 2007). Na

Figura 3.4 está representada uma conexão parafusada.

Figura 3.4 - Conexão parafusada entre viga e painel (modificado de MELO, 2007).

A conexão encaixada normalmente se comporta como uma estrutura isostática, que se

caracteriza por não transmitir momento fletor para a outra peça pré-fabricada, não gerando

o efeito pórtico (MELO, 2007). Na Figura 3.5 é apresentada uma conexão encaixada.

Figura 3.5 - Conexão encaixada entre viga e pilar (modificado de MELO, 2007).

Viga

Painel

Chapa metálica

Parafuso o

Neoprene

Viga

Pilar

Pino

Vi

Argamassa

59

A argamassa não apresenta qualquer resistência considerável no comportamento estrutural

da conexão. Ela serve apenas para fixar a posição da viga em relação ao pino chumbado no

console do pilar.

60

4. MATERIAIS E MÉTODOS

A pesquisa foi desenvolvida com base na revisão da literatura, estudo de caso e também

com a elaboração de experimentos. A revisão da literatura teve o objetivo de formar um

arcabouço teórico sobre o processo de desconstrução. Os estudos de caso contribuíram

com informações sobre as técnicas de desconstrução utilizadas no mercado. Os

experimentos foram desenvolvidos com o objetivo de gerar informações reais para

complementar a metodologia proposta neste trabalho. Na Figura 4.1 está apresentado o

delineamento da pesquisa.

Figura 4.1 - Delineamento da pesquisa.

As etapas mais complexas da pesquisa foram divididas em subetapas para melhorar o

encaminhamento das atividades. Para facilitar o entendimento do processo de construção

do conhecimento, as subetapas foram associadas às etapas ou aos objetivos do trabalho. Na

Tabela 4.1 estão apresentadas as subetapas planejadas para a realização da pesquisa.

Revisão Bibliográfica

Experimento de desconstrução

Definição dos pesos das conexões

Aplicação da Matriz de Desconstrução

Formatação final da Matriz de Desconstrução

Estudo de Caso

- Parte 1: equipamentos

- Parte 2: empresas

Desenvolvimento da Matriz de Desconstrução

61

Tabela 4.1 – Subetapas da pesquisa.

Etapa Subetapa

Revisão bibliográfica Entendimento do processo de desconstrução

Identificação das lacunas de conhecimento

Definição das variáveis da pesquisa

Estudo de caso Pesquisa exploratória

Seleção das empresas

Visita às fábricas

Entrevista com os diretores

Experimento de desconstrução Projeto dos pórticos

Elaboração da forma

Corte, dobra e solda das peças metálicas

Montagem das formas

Transporte das formas

Concretagem dos componentes

Cura dos componentes

Transporte dos componentes

Realização dos ensaios

Definição dos pesos Análise do experimento

Análise das variáveis

Parametrização dos resultados

Desenvolvimento da Matriz de

Desconstrução

Organização das variáveis

Montagem do layout da matriz

Análise da entrada de dados

Aplicação da Matriz de Desconstrução Análise do projeto do galpão

Cálculo da massa dos componentes

Inserção dos dados na matriz

Análise dos resultados

Formatação final da Matriz de

Desconstrução

Análise da aplicação da matriz

Identificação de melhorias

Ajuste do layout da matriz

62

A seguir, cada etapa da pesquisa será descrita conforme foi realizada. A revisão

bibliográfica foi a etapa de partida do trabalho, a qual continuou ao longo da pesquisa.

4.1 ESTUDO DE CASO

O método estudo de caso, segundo Yin (2002), é utilizado quando se coloca questões do

tipo como e por quê. Este autor ainda afirma que, no estudo de caso, o pesquisador não

precisa ter controle sobre os eventos e o foco se encontra no entendimento dos fenômenos

contemporâneos inseridos em algum contexto da vida real.

4.1.1 Equipamentos

Para a realização do experimento, foi necessária a definição dos equipamentos elétricos.

Dessa forma, foi feita uma pesquisa exploratória sobre os equipamentos disponíveis no

mercado que mais se adequassem ao porte dos componentes produzidos para o

experimento de desconstrução. A identificação dos equipamentos foi realizada com visitas

às lojas de equipamentos no Distrito Federal, complementada por visita aos sites dos

principais fabricantes destes equipamentos disponíveis no Brasil.

De posse das informações sobre os equipamentos, foi elaborada uma faixa de potência dos

equipamentos que se adequassem ao tipo de equipamento relacionado à conexão definida

no experimento de desconstrução para cada modelo de pórtico. Como o experimento foi

planejado para ser uma simulação em laboratório, foram escolhidos equipamentos de

pequeno porte. As principais fornecedoras de equipamento de pequeno porte para a

construção civil no Brasil são:

a) Atlas Copco (www.atlascopco.com.br);

b) Black&Decker (www.blackanddecker.com.br);

c) Bosch (www.bosch.com.br);

d) DeWALT (www.dewalt.com.br);

e) Makita (www.makita.com.br);

f) Stanley (www.stanleyferramentas.com.br).

63

Com base na maior gama de oferta de produtos exposta nos sites, foi escolhida a marca

Makita para traçar um perfil dos equipamentos que mais poderiam se encaixar na

necessidade de quebra das conexões escolhidas para os pórticos. Em seguida, com a

definição do perfil dos equipamentos que poderiam fazer parte do experimento, foi

possível verificar a sua disponibilidade no mercado de Brasília. Os equipamentos

utilizados não precisavam ser da marca Makita, mas apenas seguir as mesmas

especificações. Todos os equipamentos escolhidos funcionavam com energia elétrica para

ser possível a quantificação da energia gasta na realização de cada ensaio. Os

equipamentos utilizados no experimento são apresentados abaixo por tipo de conexão:

a) Encaixe: não houve necessidade de equipamento;

b) Parafusada: Chave de Impacto - DW292 (DeWALT);

c) Soldada: Esmerilhadeira - GWS 21-230 (Bosch);

d) Monolítica: Martelo Perfurador Rompedor - GBH 11 DE (Bosch).

4.1.2 Empresas

Para melhor compreender o mercado de desconstrução, estudos de caso foram realizados e

também foram entrevistados especialistas na produção de galpões pré-fabricados. As

pessoas entrevistadas eram proprietárias de empresas de componentes pré-fabricados para

galpões industriais. Todas elas tinham mais de 20 anos de experiência no mercado do

Distrito Federal e Goiás. Foram escolhidas três empresas com experiências diferentes no

mercado de pré-fabricação.

As empresas trabalhavam respectivamente com pré-fabricação de componentes para

galpões de grande porte, pequeno porte e painéis de vedação para galpões. A escolha das

empresas foi influenciada pela oportunidade de acesso aos seus diretores. As entrevistas

ocorreram tanto no ambiente das respectivas fábricas quanto nos canteiros de obras onde

essas empresas estavam executando serviços.

Todas as entrevistas foram direcionadas por uma estrutura previamente elaborada com

perguntas relacionadas ao processo de produção dos componentes pré-fabricados e as

64

possíveis experiências com o processo de desconstrução. A estrutura das entrevistas é

apresentada no Anexo 1. Na Tabela 4.2 está apresentada a caracterização das empresas.

Tabela 4.2 - Caracterização das empresas.

Empresas Tipo de componente

Número de funcionários

ISO 9000

Produção anual

Empresa 1 Galpões pesados

90 Não (ex-certificada)

6.500 m3

Empresa 2 Galpões leves

21 Não 8.000 m2

(área de piso) Empresa 3 Vedação de

galpões 5 Não 10.000 m2

Os galpões pesados são normalmente projetados com mais de 6 m de altura útil e podem

ter vários pavimentos com a composição de vigas e lajes também pré-fabricadas. Os

galpões leves, por sua vez, são projetados com altura útil de até 6 m de altura, com apenas

pilares e tesouras e sem a divisão em pavimento. No caso dos galpões leves, não se faz

necessária a produção de vigas e lajes.

4.2 EXPERIMENTO DE DESCONSTRUÇÃO

Para qualificar os tipos de conexão em relação ao processo de desconstrução, foi feita uma

simulação de pórticos de galpões pré-fabricados para a realização de experimentos em

laboratório por meio de modelo reduzido na escala 1:3. Os experimentos foram realizados

no Laboratório de Estruturas da UnB.

O ambiente era coberto e, por isso, não sofreu interferência de intempéries. O experimento

foi desenvolvido com a utilização de quatro modelos de pórticos. Todos os pórticos tinham

pilares fixados no piso de concreto por meio de chumbadores. Cada pórtico foi construído

com um tipo diferente de conexão entre pilares e viga. Os quatro tipos de conexão foram:

encaixe, parafusada, soldada e monolítica. As dimensões foram estabelecidas de forma que

uma pessoa pudesse carregar a viga na sua retirada (massa aproximada de 60 kg).

65

Todo o experimento foi filmado. Os tempos de realização do experimento e o tempo de

utilização dos equipamentos foram coletados nas filmagens. A partir dessas informações

foram geradas duas variáveis: (i) tempo médio do experimento, e (ii) energia elétrica média

gasta com os equipamentos. O tempo gasto foi diretamente contabilizado na própria

filmagem feita para registrar o experimento. A energia elétrica gasta foi calculada a partir

do tempo de utilização dos equipamentos e da informação da potência contida nas suas

especificações.

4.2.1 Projeto dos pórticos

Os pórticos de concreto armado tiveram a finalidade de simular as estruturas de galpões

pré-fabricados e suas respectivas conexões. Seguem abaixo as ilustrações dos pórticos.

a) Pórtico encaixado (Figura 4.2): a viga foi simplesmente apoiada sobre os pilares. Foi

projetado um rebaixo de 5 cm na viga para definir a posição exata dos pilares na viga. A

utilização do pino não foi necessária, normalmente utilizado nos consoles dos pilares das

estruturas pré-fabricadas, porque o mesmo não tem qualquer influência no processo de

desconstrução. Em situações reais, os componentes são içados com guindastes e a

argamassa que é utilizada para preencher os furos das vigas, os quais encaixam os pinos,

não apresentam resistência suficiente para impedir o içamento.

Figura 4.2 - Pórtico com conexão tipo encaixe.

66

b) Pórtico parafusado (Figura 4.3): cada conexão foi projetada com 6 parafusos de cada

lado. As chapas presentes nos pilares e nas vigas foram chumbadas na etapa de

concretagem dos componentes.

Figura 4.3 - Pórtico com conexão tipo parafusada.

d) Pórtico soldado (Figura 4.4): assim como no pórtico parafusado, foram chumbadas

chapas nos pilares e na viga para permitir a soldagem dos componentes. A soldagem foi

realizada com aplicação de fios de solda na frente e atrás da viga.

Figura 4.4 - Pórtico com conexão tipo soldada.

67

e) Pórtico monolítico (Figura 4.5): a armadura utilizada foi aplicada de forma a dar

continuidade entre a viga e o pilar. O processo de concretagem foi realizado em uma única

vez para garantir uma melhor uniformidade da resistência do pórtico.

Figura 4.5 - Pórtico com conexão tipo monolítica.

Dimensões gerais dos pórticos em centímetros, exemplo do monolítico (Figura 4.6):

Figura 4.6 - Esquema geral de montagem (vista frontal à esquerda e vista lateral à direita).

Os pórticos foram feitos com concreto armado. A especificação dos materiais está

apresentada abaixo:

68

a) Concreto 40 MPa;

b) Aço 8 mm CA 50;

c) Aço 5 mm CA 60;

d) Chapa de aço 4 mm (30 x 30 cm);

e) Chumbador 10 mm;

f) Parafuso sextavado 10 mm.

O esquema geral de montagem da armação do Pórtico Monolítico pode ser visto na Figura

4.7. Os outros pórticos seguiram o mesmo esquema de montagem, porém com a separação

entre pilar e viga. Logo, a escolha desses materiais considerou a possibilidade de fazer um

pórtico monolítico, permitindo também que outras conexões fossem implementadas sem

dificuldade.

Figura 4.7 - Esquema geral de montagem da armação.

Para melhorar a avaliação dos resultados, o experimento consistiu apenas da retirada da

viga. Assim, os pilares foram definidos como componentes fixos. Dessa forma, não houve

a necessidade de variar o tipo de conexão entre os pilares e o piso. Toda a avaliação foi

focada na remoção da viga nas quatro situações apresentadas.

No experimento foram utilizados equipamentos que fossem adequados para o processo de

desconstrução dos pórticos, considerando o tipo de conexão. A escolha do equipamento

69

considerou a necessidade da quebra da ligação física entre a viga e o pilar. Os

equipamentos foram do tipo elétrico para que fosse possível a contabilização da quantidade

de energia gasta na sua utilização. Os principais equipamentos por tipo de conexão são

apresentados na Tabela 4.3.

Tabela 4.3 - Equipamentos utilizados no experimento.

Conexão Equipamento

Encaixe Não houve necessidade de equipamento

Parafusada Parafusadeira

Soldada Esmerilhadeira

Monolítica Martelo rompedor

Para a realização do experimento foi necessário o auxílio de dois colaboradores que

auxiliaram no processo de montagem dos pórticos e na remoção da viga. O critério para

escolha dos colaboradores foi a capacitação na operação dos equipamentos.

O experimento consistiu basicamente na remoção da viga com utilização de um

equipamento selecionado de acordo com o tipo de conexão. Após quebrar a conexão, havia

a necessidade de remover a viga e transportá-la para um local pré-definido a uma distância

de três metros. Para a obtenção de resultados iniciais satisfatórios, decidiu-se por fazer a

remoção da viga três vezes, por tipo de conexão. Sendo assim, os valores para cada

variável é a média de três valores.

A quantidade de peças a serem produzidas para a realização do experimento foi um detalhe

que precisou ser observado. Como era esperado, o pórtico monolítico não teria condições

de ser reaproveitado para as três rodadas de remoção da viga. Dessa forma, foi necessário

fazer a produção de três unidades do pórtico monolítico. Com relação aos outros tipos de

pórtico, havia a expectativa de que um conjunto de peças poderia ser utilizado por três

vezes sem comprometer a integridade dos componentes. Baseado nessas considerações, as

quantidades de peças foram produzidas (Tabela 4.4).

70

Tabela 4.4 - Quantidade de peças utilizadas no experimento.

Pórtico Quantidade (conjuntos) Número e tipo de peças

Encaixado 1 conjunto 2 pilares e 1 Viga

Parafusado 1 conjunto 2 pilares e 1 Viga

Soldado 1 conjunto 2 pilares e 1 Viga

Monolítico 3 conjuntos 3 pórticos monolíticos

4.2.2 Produção dos pórticos

A seguir, são apresentadas algumas etapas do processo de produção dos pórticos:

1) Fabricação das formas (Figura 4.8): as formas foram confeccionadas com

compensado;

Figura 4.8 - Vista superior da forma do pórtico monolítico.

2) Confecção da armadura (Figura 4.9): a armadura foi confeccionada com barras de

aço 8 mm como armadura longitudinal e 5 mm nos estribos.

Figura 4.9 - Armaduras dos pórticos.

71

3) Confecção das sapatas (Figura 4.10): as sapatas foram basicamente um chapa de

aço 4 mm (30 x 30 cm). Para fixar o concreto armado, ganchos com barras de 8

mm foram feitos.

Figura 4.10 - Sapata padrão dos pórticos.

4) Colocação da armadura (Figura 4.11): o processo de montagem foi muito simples,

pois as armaduras foram projetadas para serem simplesmente encaixadas nas

formas.

Figura 4.11 - Vista superior da forma e armadura do pórtico monolítico.

5) Transporte para a concretagem (Figura 4.12): a concretagem foi realizada em uma

obra próxima ao Laboratório de Estruturas da UnB, devido ao pequeno volume

empregado nos ensaios (0,5 m3);

72

Figura 4.12 - Vista da colocação da forma no caminhão.

6) Concretagem dos pórticos (Figura 4.13): na concretagem foi utilizado concreto de

40 MPa. Todo o concreto foi devidamente vibrado.

(a) (b)

Figura 4.13 - Vista da concretagem dos pórticos (a; b).

7) Período de cura (Figura 4.14): durante a cura as peças foram molhadas diariamente.

(a) (b)

Figura 4.14 - Vista das peças em cura (a; b).

73

8) Transporte de volta ao laboratório (Figura 4.15): o transporte das peças foi

auxiliado com caminhão munck. O transporte só foi liberado após a cura total.

(a) (b)

Figura 4.15 - Colocação das peças concretadas no caminhão (a; b).

9) Posicionamento dos pórticos (Figura 4.16): o processo de posicionamento foi

realizado com auxílio de um equipamento tipo paleteira.

(a) (b)

Figura 4.16 - Posicionamento do pórtico monolítico (a; b).

10) Fixação dos pórticos (Figura 4.17): a base dos pilares foi fixada no piso de concreto

com chumbadores.

74

Figura 4.17 - Fixação do pórtico com conexão química.

Na Figura 4.18 estão apresentados um dos pórticos monolíticos e a área de realização do

experimento.

(a) (b)

Figura 4.18 - Pórtico monolítico (a) e área de realização do experimento (b).

Os equipamentos utilizados no experimento foram selecionados de acordo com a pesquisa

exploratória baseada nas informações dos seus principais fabricantes. Por meio de

pesquisas realizadas, principalmente, junto às lojas de equipamentos e sites dos fabricantes,

foi possível identificar os tipos de equipamentos com suas respectivas especificações que

suprissem as necessidades de quebrar as conexões escolhidas para os pórticos. Os

equipamentos utilizados são apresentados nas Figuras 4.19 à 4.21.

75

Figura 4.19 - Parafusadeira.

Figura 4.20 - Esmerilhadeira.

Figura 4.21 - Martelete demolidor.

A parafusadeira foi utilizada no pórtico com conexão parafusada. A esmerilhadeira foi

utilizada no pórtico com conexão soldada e o martelete demolidor foi utilizado no pórtico

monolítico. Nesse ultimo caso, também foi utilizado a esmerilhadeira para o

seccionamento das barras de aço.

76

4.2.3 Realização do experimento

Com a finalidade de ilustrar como foi realizado o experimento, as imagens da utilização

dos equipamentos durante os ensaios são apresentadas nas figuras abaixo. Primeiramente,

no ensaio com o pórtico encaixado, a utilização de equipamento não foi necessária, pois

não existe resistência na conexão encaixada. Na Figura 4.22 é apresentado o momento da

remoção da viga do pórtico encaixado. Em seguida, no pórtico parafusado (Figura 4.23),

uma parafusadeira foi utilizada.

Figura 4.22 - Remoção da viga do pórtico encaixado.

Figura 4.23 - Pórtico parafusado.

A parafusadeira elétrica, por sua vez, foi escolhida para facilitar o manuseio na operação

de desaparafusamento. Na Figura 4.24 é apresentada a posição de uso da parafusadeira.

77

Figura 4.24 - Uso da parafusadeira no pórtico parafusado.

Após a total desconexão entre a viga e os pilares com o desaparafusamento, foi feita a

remoção da viga. Na Figura 4.25 é apresentada a remoção da viga do pórtico parafusado.

Figura 4.25 - Remoção da viga do pórtico parafusado.

No pórtico soldado, uma esmerilhadeira foi utilizada para a realização do ensaio de

desconstrução. Na Figura 4.26 é apresentado o pórtico soldado no processo de remoção da

solda com a esmerilhadeira.

(a) (b)

Figura 4.26 - Remoção da solda no pórtico soldado (a; b).

78

Após o processo de remoção da solda com esmerilhadeira, a remoção da viga foi realizada,

conforme mostra a Figura 4.27 abaixo.

Figura 4.27 - Remoção da viga no pórtico soldado.

No pórtico monolítico foi utilizado um martelo demolidor. Na Figura 4.28 é apresentado o

pórtico monolítico sendo desconstruído.

(a) (b)

Figura 4.28 - Desconstrução do pórtico monolítico (a; b).

Depois da quebra do concreto ainda foi necessário o corte das barras de aço com a

esmerilhadeira. O gasto de energia com a esmerilhadeira também foi contabilizado no

gasto total do ensaio. Assim, após a demolição da parte superior do pilar e do corte das

barras de aço do pórtico monolítico, a remoção da viga foi realizada, conforme é

apresentado na Figura 4.29.

79

Figura 4.29 - Remoção da viga no pórtico monolítico.

4.3 DEFINIÇÃO DOS PESOS DAS CONEXÕES

A definição dos pesos das conexões foi feita a partir dos resultados do experimento. As

medidas dos tempos de cada ensaio de desconstrução e do uso dos equipamentos, somada

às respectivas especificações, foram utilizadas para calcular a energia gasta em cada

situação.

A parametrização dos pesos das conexões, por conseguinte, foi orientada pelo trabalho de

Durmisevic e Noort (2003). Neste trabalho os pesquisadores apresentaram os pesos das

conexões de estruturas metálicas variando de 0 (zero) a 1 (um), os quais influenciam

diretamente no potencial de reuso dos componentes após o processo de desconstrução. De

forma similar à parametrização utilizada por Durmisevic e Noort (2003), os pesos

relacionados ao processo de desconstrução foram parametrizados entre 0 (zero) e 1 (um),

sendo que o valor de cada conexão foi definido a partir da análise dos resultados de gasto

de energia no processo de desconstrução.

4.4 DESENVOLVIMENTO DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO

A partir da reunião das informações obtidas das referências bibliográficas, experimento e

entrevistas, foi desenvolvida a Matriz de Desconstrução para galpões pré-fabricados. A

formatação da ferramenta levou em consideração o aspecto físico dos componentes, o

aspecto do processo de desconstrução e o aspecto do potencial de reuso destes

80

componentes. Os respectivos aspectos para a montagem da Matriz de Desconstrução são

listados abaixo:

a) Aspecto físico dos componentes: massa do componente.

b) Aspecto da desconstrução: peso da conexão.

c) Aspecto do potencial de reuso: percentual de integridade do componente.

4.4.1 Massa do componente

A massa do componente foi medida a partir dos projetos estruturais. Foram considerados

também todo e qualquer material que fizeram parte do componente. A forma do

componente não foi considerada como fator de influência no processo de desconstrução,

pois não foram identificados formatos de peças estruturais diferentes do normalmente

produzidos no mercado brasileiro. No caso dos componentes pré-fabricados de concreto

armado, foi considerado tanto a massa do concreto como também a do aço. Em situações

em que outros materiais, além do concreto e do aço, tenham sido incorporados nos

componentes, estes também foram contabilizados com a sua massa em quilograma.

A partir da massa em quilograma, foi aplicada uma parametrização em que toda a massa da

estrutura passou a ter o valor 10 (dez). Desta forma, o somatório da massa parametrizada

dos componentes da estrutura do galpão foi sempre igual a 10 (dez).

4.4.2 Peso da conexão

O peso da conexão representou a eficiência energética do processo de desconstrução. Os

pesos variaram entre 0 (zero) e 1 (um). Quanto maior o valor do peso, maior a eficiência

energética da desconstrução. Isso porque o gasto de energia é inversamente proporcional

ao valor do peso. Então, quanto maior o valor do peso, menor é a quantidade de energia

gasta no processo de desconstrução.

A associação do peso das conexões nos componentes da estrutura foi feita de forma

flexível. Isso quer dizer que, em um mesmo componente, poderia ser atribuído mais de um

81

tipo de conexão. Uma viga poderia ter uma extremidade conectada de forma soldada e a

outra extremidade de forma encaixada. Assim, para esse componente, 50% da conexão

seria considerada do tipo soldada e 50% seria considerada do tipo encaixada.

4.4.3 Percentual de integridade do componente

No final do processo de desconstrução, a integridade influenciará no potencial reuso dos

componentes em outras construções. Como o conceito de desconstrução visa o reuso dos

componentes, esta variável é fundamental para a avaliação do processo. Outro ponto

positivo considerado na influência da integridade dos componentes é a facilidade do

deslocamento dos mesmos, visto que componentes íntegros podem ser facilmente içados e

não geram resíduo no canteiro de desconstrução.

A variável “integridade” foi inserida na Matriz de Desconstrução em percentual. Isto

significa que a partir do número provável de componentes íntegros do mesmo tipo, pode

ser calculado o percentual de integridade do componente.

4.4.4 Cálculo da facilidade de desconstrução

De posse da massa do componente, do peso da conexão e do percentual de integridade, o

cálculo da facilidade de desconstrução foi realizado com o produto destas variáveis. Para

melhor exemplificar a metodologia de cálculo, os valores máximos possíveis por variável

são apresentados na Tabela 4.5.

Tabela 4.5 - Valores máximos por variável.

Variável Valor Máximo Observação

Massa do componente 10 Total da massa da estrutura

Peso da conexão 1 Maior eficiência de desconstrução

Percentual de integridade 1 Maior nível de integridade (100%)

Fazendo o produto dos valores máximos das variáveis, tem-se a nota máxima de facilidade

de desconstrução igual a 10 (dez). Sendo assim, a nota máxima de facilidade de

82

desconstrução será 10 (dez), independente das dimensões ou quantidade de massa da

estrutura.

Um layout em planilha eletrônica, que facilitasse o entendimento das variáveis e a sua

inserção na ferramenta, foi desenvolvido para inserir os dados dos componentes. Este

layout está apresentado no capítulo de resultados.

4.5 APLICAÇÃO DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO

A partir dos projetos adquiridos nas empresas visitadas, foi feita a aplicação da Matriz de

Desconstrução. Os componentes de cada projeto tiveram que ser separados em grupos e as

massas quantificadas e parametrizadas. Para cada grupo com componentes iguais foi

calculada a massa de acordo com a composição de materiais especificados em projeto e

também identificada cada conexão utilizada para a fixação daquele tipo de componente.

4.6 FORMATAÇÃO FINAL DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO

A formatação da Matriz de Desconstrução foi realizada ao longo das avaliações da

facilidade de desconstrução. Após a aplicação da matriz sobre alguns projetos de galpões

pré-fabricados, alguns ajustes foram feitos de forma a facilitar a inserção das informações,

assim como a visualização e análise dos resultados parciais e do resultado final.

83

5. RESULTADOS

A seguir serão apresentados os resultados de cada etapa da pesquisa apresentada no

capítulo de materiais métodos.

5.1 PESQUISA EXPLORATÓRIA

5.1.1 Equipamentos

As informações e os equipamentos utilizados para traçar o perfil estão apresentados nas

Tabelas 5.1 e 5.2.

Tabela 5.1 - Faixa de potência e massa dos equipamentos de pequeno porte da marca Makita utilizados para a simulação do processo de desconstrução.

Tipo de conexão Potência 1 (W) Massa 1 (kg) Potência 2 (W) Massa 2 (kg)

Encaixe - - - -

Parafusada 230 0,99 1050 7,40

Soldada 710 1,40 2600 5,50

Monolítica 1470 19,00 2000 30,00

Tabela 5.2 - Nome e modelo dos equipamentos utilizados no perfil.

Tipo de conexão Nome do Equipamento da Makita

Encaixe -

Parafusada (equip. 1) Parafusadeira de Impacto - TD0101

Parafusada (equip. 2) Chave Cisalha - 6924N

Soldada (equip. 1) Esmerilhadeira Angular - 9554NB

Soldada (equip. 2) Esmerilhadeira Angular - GA9040S

Monolítica (equip. 1) Martelo Demolidor - HM1500B

Monolítica (equip. 2) Martelo Demolidor - HM1810

84

Como pode ser observado nas Tabelas 5.1 e 5.2, não foi selecionado equipamento para a

desconstrução da ligação do tipo encaixe. Já que este tipo de conexão consiste apenas de

um simples apoio de um componente sobre o outro, sem nenhum tipo de ligação química

ou física.

Na Figura 5.1 está apresentada de forma gráfica a disposição das informações coletadas na

pesquisa exploratória.

Figura 5.1 - Potência dos equipamentos por tipo de conexão.

Essa sequência dos tipos de conexão foi definida por meio de avaliação teórica da

dificuldade apresentada no processo de quebra da conexão. As informações de potência

apresentam uma ordem crescente dentro dos tipos de conexões aplicados nos pórticos. Na

Tabela 5.3, as potências dos equipamentos utilizados no experimento são apresentadas com

relação ao perfil definido na pesquisa exploratória.

85

Tabela 5.3 Potência dos equipamentos utilizados em comparação com o perfil definido.

Tipo de conexão Potência 1 (W) Potência 2 (W) Potência utilizada (W)

Encaixe 0 0 0

Parafusada 230 1050 710

Soldada 710 2600 2100

Monolítica 1470 2000 1500

A Tabela 5.3 apresenta na sua última coluna as potências dos equipamentos selecionados

para a realização do experimento, os quais estão dentro da faixa especificada entre os

valores das colunas Potência 1 e Potência 2.

5.1.2 Entrevistas

A seguir serão apresentadas algumas informações sobre as entrevistas realizadas nas

empresas de pré-fabricados voltadas para a produção de galpões e ao processo de

desconstrução.

5.1.2.1 Empresa 1

A Empresa 1 produz componentes para galpões pesados. Os principais clientes são

empresas de grande porte. Os projetos são normalmente fornecidos pelos próprios clientes.

Os componentes que fazem parte do sistema de galpões pesados são: pilares (com

console), vigas, lajes alveolares e tesouras. Outros componentes são eventualmente

produzidos de acordo com a necessidade do cliente, como terças e painéis de vedação. Na

Figura 5.2 é apresentada uma vista da fábrica da Empresa 1.

86

Figura 5.2 - Vista da fábrica da Empresa 1.

Além dos componentes para galpões pesados, a Empresa 1 produz blocos de concreto e

postes (Figura 5.3).

Figura 5.3 - Pátio de produção de postes.

No processo de produção dos blocos de concreto é feita a reciclagem daqueles que têm

problemas na fabricação. Os blocos, que não são aprovados para serem comercializados,

são separados, triturados e sua massa é aproveitada na mistura do novo lote de blocos a ser

produzido, conforme apresentado na Figura 5.4. A estimativa de geração de resíduo é de

aproximadamente 2% do total de materiais destinados à produção de blocos.

87

Figura 5.4 - Processo de reciclagem de blocos defeituoso.

O controle de qualidade do concreto é feito no próprio laboratório da fábrica. De cada

caminhão de concreto, corpos de prova são retirados, os quais são colocados no tanque de

cura para posterior ensaio de resistência à compressão. Os componentes para galpões não

são ensaiados, pois é feita apenas a conferência da produção de acordo com o projeto.

Em projetos que é solicitada a protensão de alguns componentes, o processo de produção

também é feito na própria fábrica. Na Figura 5.5 está apresentada uma vista da viga com os

cabos de protensão na parte inferior da mesma.

Figura 5.5 - Protensão de uma viga.

Os cabos destinados à protensão são fixados em uma extremidade fora da forma da viga e

na outra extremidade, também fora da forma da viga, o cabo é inserido no equipamento

que faz a protensão (Figura 5.6). Os componentes que são normalmente projetados com

protensão são as lajes alveolares e as vigas. Em casos especiais os pilares também podem

ser protendidos.

88

(a) (b)

Figura 5.6 - Equipamento para protensão de cabos (a; b).

As principais peças utilizadas no processo de montagem dos galpões são inseridas nos

componentes no processo de produção. Em situações em que as vigas serão soldadas aos

pilares, as chapas para soldagem das vigas são inserias na forma para serem concretadas na

face dos pilares. Na Figura 5.7 é apresentada uma vista das extremidades de um pilar,

sendo que umas delas foi executada com a chapa metálica.

Figura 5.7 - Extremidades de um pilar; a) ranhuras para fixação em bloco; b) chapa

metálica para soldagem de viga.

Como o processo de montagem é totalmente feito com auxílio de guindastes devido ao

grande tamanho e peso dos componentes, orifícios são projetados para a passagem de pinos

temporários para a fixação dos cabos de içamento. Na Figura 5.8 é apresentada uma vista

da armação de pilar preparada para deixar a passagem que será utilizada no içamento.

89

(a) (b)

Figura 5.8 - Armação de pilar preparada para deixar a passagem para içamento (a; b).

Antes da montagem do pilar, é necessário executar a fundação e o bloco para fixação do

pilar. Na Figura 5.9 é mostrada uma vista de um bloco preparado para a montagem do

pilar. Com os gabaritos devidamente posicionados e os eixos identificados, o pilar deve ser

içado com o guindaste com o auxílio da equipe de montagem (Figura 5.10).

Figura 5.9 - Bloco para fixação de pilar.

90

(a) (b)

Figura 5.10 - Montagem do pilar; a) uso do guindaste; b) equipe de montagem.

Quando o pilar é projetado para sustentar uma tesoura com uma conexão parafusada, são

inseridos na sua extremidade superior dois pinos, sendo um com rosca para a utilização de

uma porca e outro para impossibilitar o movimento horizontal da tesoura. Na Figura 5.11

estão apresentadas vistas da extremidade superior de um pilar para a fixação de uma

tesoura.

(a) (b)

Figura 5.11 - Extremidade de pilar com um pino rosqueado para fixação de tesoura.

As tesouras são produzidas com furos verticais na extremidade que será fixada no pilar.

Esses furos são posicionados perfeitamente de acordo com a posição dos pinos presentes

nos pilares. Na outra extremidade das tesouras são deixados furos na posição horizontal

91

para a fixação das chapas que conectam as tesouras de forma parafusada. Na Figura 5.12

estão apresentadas algumas tesouras e furações para sua fixação.

(a) (b)

Figura 5.12 - Tesouras para cobertura de galpão; a) furação vertical para pino de pilar; b) furação horizontal para fixação de chapa.

As tesouras são fixadas com conexões parafusadas tanto no pilar como entre tesouras,

sendo que na extremidade em que há o encontro de tesouras a conexão parafusada é feita

com auxílio de uma chapa metálica, como pode ser visto na Figura 5.13.

Figura 5.13 - Chapa metálica para conexão parafusada entre tesouras.

As terças podem ser feitas com perfil metálico e também pré-fabricado em concreto

armado. Quando as terças são feitas de perfil metálico elas podem ser fixadas com conexão

soldada ou parafusada. No caso das terças pré-fabricadas a conexão é do tipo parafusado.

A execução dessa conexão parafusada é feita com auxilio de um gancho que atravessa a

tesoura com uma ponta rosqueada na qual é instalado uma porca. Na Figura 5.14 está

apresentada uma vista de uma cobertura de galpão com terças pré-fabricadas.

92

(a) (b)

Figura 5.14 – Cobertura de galpão com terças pré-fabricas com conexão parafusada (a; b).

As vigas são montadas com conexões encaixadas, parafusadas e soldadas. O tipo de

conexão é definido pelo projeto do cliente. No caso de galpões projetados pela própria

Empresa 1 para atender aos cliente que procuram por soluções de galpão e não dispõe de

projetista, as vigas são projetadas com conexão tipo encaixada (Figura 5.15).

(a) (b)

Figura 5.15 - Viga pré-fabricada com conexão tipo encaixada; a) viga; b) detalhe do console do pilar para apoiar a viga.

A montagem das vigas também é feita com auxílio de guindastes. Para possibilitar o

içamento, alças são inseridas durante a concretagem das vigas. Essas alças (Figura 5.16)

são feitas de barras de aço na própria fábrica ou compradas de fornecedores especializados.

93

(a) (b)

Figura 5.16 - Vigas com alças para montagem; a) vigas com alças; b) detalhe do gancho.

As lajes alveolares são projetadas para serem montadas também com conexão do tipo

encaixado. Normalmente se utiliza do recurso da protensão para a produção de lajes com

pouca altura. A protensão é feita similarmente a viga protendida. Os cabos são protendidos

antes da concretagem. Quando o concreto atinge a resistência necessária, são folgados os

cabos e cortados na face do componente. Na Figura 5.17 é apresentada uma vista das lajes

alveolares durante a concretagem e estocagem.

(a) (b)

Figura 5.17 - Lajes alveolares protendidas; a) concretagem de laje; b) estoque de lajes.

A montagem com guindaste se assemelha a montagem das vigas, sendo que o içamento é

feito com fitas, ou cabos de aço, posicionadas a 30 cm das extremidades. Em casos de lajes

alveolares especiais, alças de içamento podem ser inseridas devidamente dimensionadas.

Entretanto, após a montagem de uma série de componentes de lajes alveolares é feito o

chaveamento, que é a inserção de concreto nas juntas entre as lajes. O chaveamento é

utilizado para fazer a distribuição dos esforços nos vários componentes, fazendo que o

94

pano de laje trabalhe de forma conjunta. Por outro lado, esse processo dificulta a

desmontagem dos componentes da laje.

5.1.2.2 Empresa 2

Os componentes produzidos pela Empresa 2 são apenas pilares e tesouras. O concreto é

produzido na própria fábrica e não há controle tecnológico. Não são retirados corpos de

prova para monitoramento da resistência à compressão e não se tem nenhuma consultoria

para o controle do processo de produção do concreto.

Os galpões vendidos pela Empresa 2 têm projetos prontos, feitos por um projetista externo.

O cliente apresenta a necessidade de área e altura, depois é feita a escolha de qual modelo

de projeto disponível se adequa à necessidade do cliente. A Empresa 2 trabalha apenas

com a produção apenas de galpões leves, os quais têm altura máxima livre de 6 metros,

não sendo fornecido lajes intermediárias. O sistema consiste apenas de pilares e tesouras,

os quais são produzidos no mesmo pátio (Figura 5.18).

Figura 5.18 - Pátio de produção da Empresa 2.

As formas utilizadas na produção dos componentes são metálicas. A Figura 5.19 apresenta

os locais específicos de produção dos pilares e vigas.

95

(a) (b)

Figura 5.19 - Local de produção dos pilares (a) e tesouras (b).

Para os pilares também é utilizado o sistema de pinos na parte superior para fazer a

conexão com a tesoura. Um pequena diferença desse sistema, em comparação com a

Empresa 1, é que os dois pinos são rosqueados. Dessa forma são utilizadas duas porcas por

conexão. Na Figura 5.20 está apresentado o detalhe das duas barras rosqueadas.

Figura 5.20 - Pilar com duas barras rosqueadas.

As tesouras são produzidas com furos na vertical para a passagem das barras dos pilares.

Na Figura 5.21 estão apresentados os furos em uma extremidade da tesoura para conexão

no pilar.

96

(a) (b)

Figura 5.21 - Tesouras com os furos para conexão com o pilar (a; b).

A movimentação dos pilares e tesouras é feita com o auxílio de caminhão munck, como

pode ser visto na Figura 5.22.

(a) (b)

Figura 5.22 - Movimentação de um pilar (a) e uma tesoura (b).

Quando o galpão é leve, não é feita fundação profunda, mas apenas um bloco que serve

para sustentar o pilar e distribuir o peso próprio do galpão no solo. Para a montagem do

pilar é feita uma abertura no solo do tamanho do bloco. O pilar é posicionado com auxílio

do caminhão munck e o bloco é concretado. Para evitar o espalhamento do concreto, é

utilizada uma forma de borda na execução do bloco. Na Figura 5.23 é apresentada uma

vista de um bloco de pilar.

97

(a) (b)

Figura 5.23 - Bloco de pilar (a; b).

Para a montagem das tesouras são utilizadas chaves de boca, parafusos e porcas, pois este

componente é conectado de forma parafusada. Na Figura 5.24 são apresentadas duas vistas

das ferramentas, parafusos e porcas utilizadas na montagem das tesouras.

(a) (b)

Figura 5.24 - Chaves para montagem (a) e parafusos e porcas (b) para fixação das tesouras.

O terreno, na fase de montagem do galpão leve, está normalmente vazio; algumas vezes

nem instalações provisórias existem. Dessa forma, o ambiente fica totalmente à disposição

da equipe de montagem, facilitando o seu processo de montagem. Na Figura 5.25 é

apresentado o ambiente da montagem de um galpão leve.

98

(a) (b)

Figura 5.25 - Ambiente de montagem de um galpão leve (a; b).

Mesmo com o ambiente livre, apenas para a montagem do galpão, podem ocorrer

problemas na movimentação dos componentes. Quando um componente é danificado, ele

deve ser levado de volta à fábrica para ser reparado ou totalmente substituído. Na Figura

5.26 é apresentada uma vista de um pilar danificado, apresentando fissuras e com pinos

avariados.

(a) (b)

Figura 5.26 - Pilar danificado (a) com pinos avariados (b).

Na etapa final da montagem da estrutura do galpão leve são instaladas as terças e os

tirantes. Para tornar o processo de montagem do galpão mais rápido são utilizadas terças

feitas de perfil metálico. O tirante é instalado ligando a parte superior dos pilares que estão

no mesmo alinhamento, dando suporte a um jogo de tesouras. Na Figura 5.27 pode ser

visto a fixação das terças metálicas e instalação de uma extremidade do tirante.

99

(a) (b)

Figura 5.27 - Terças metálicas (a) e instalação do tirante no pilar (b).

A execução do telhado é feita com a estrutura do galpão montada. As telhas são fornecidas

pelo proprietário do empreendimento, mas a montagem das telhas também é feita pela

equipe responsável pela montagem do galpão.

5.1.2.3 Empresa 3

A Empresa 3 tem como negócio a produção e montagem de vedações para galpões

industriais. As vedações são compostas de pilares e painéis alveolares não protendidos. Na

Figura 5.28 está apresentada uma vista do pátio de fabricação dos componentes.

(a) (b)

Figura 5.28 - Pátio de fabricação dos painéis de vedação da Empresa 3 (a; b).

100

Os pilares e os painéis de vedação são executados com concreto produzido na própria

fábrica. As formas são totalmente e as armações são cortadas e dobradas na fábrica. Na

Figura 5.29 estão apresentadas as formas metálicas dos pilares e dos painéis de vedação.

(a) (b)

Figura 5.29 - Formas metálicas dos pilares (a) e painéis de vedação (b).

Para facilitar a montagem os componentes, esses são produzidos com alças de içamento

(Figura 30). Para os painéis de vedação são previstos furos (Figura 5.31) utilizados com

pino na sua montagem final, pois o componente precisa ser içado na posição vertical.

(a) (b)

Figura 5.30 - Pilares (a) e painéis de vedação (b) com alças de içamento.

101

Figura 5.31 - Painel de vedação com furação de içamento na vertical.

O processo de montagem é feito com guindastes. Os pilares são posicionados nos blocos e

concretados. Com uma série de pilares montados, os painéis são encaixados verticalmente

entre os pilares. Na Figura 5.32 são apresentadas vistas dos pilares e dos painéis instalados

em galpões industriais.

(a) (b)

Figura 5.32 - Pilares e painéis de vedação instalados em galpões industriais (a; b).

Nos casos em que o projeto da vedação não permite a visualização externa do pilar, os

painéis podem ser conectados de forma soldada. Na Figura 5.33 são apresentados painéis

instalados com conexão do tipo soldada.

102

Figura 5.33 - Painéis de vedação conectados com conexão do tipo soldada.

Neste caso, os pilares ficam encobertos pelos painéis. O sistema de encaixe horizontal

entre os painéis evita que haja entrada de água de chuva ou lavagem. Entretanto, as juntas

verticais, as quais estão alinhadas com os pilares, necessitam de um tratamento para evitar

a entrada de umidade.

5.1.2.4 Resultados das entrevistas

Neste item são abordados os resultados das entrevistas realizadas com os diretores das

empresas de galpões pré-fabricados.

A modulação básica utilizada na produção dos galpões é de 5 m entre os pilares. Essa

modulação não é obrigatória, mas consiste no melhor custo benefício, segundo os

empresários. Por outro lado, como o projeto pode ser feito pelo cliente, a modulação pode

mudar a partir de uma necessidade específica. Com relação à altura, a modulação é de 3 m

por pavimento. No caso de galpões leves o padrão para altura útil é de 6 m.

O impacto positivo do uso da modulação de 5 m é a facilidade que tem para o reuso de

alguns componentes em galpões já montados. Entretanto, atualmente, o processo de reuso

dos galpões se dá com o total reuso da estrutura pré-fabricada. Após a desconstrução do

galpão, todos os componentes são transportados e montados novamente com o mesmo

projeto.

103

Com relação às exigências de desempenho da estrutura pré-fabricada, alguns resultados são

apresentados a seguir. Observa-se na Tabela 5.4 que as empresas não têm conhecimento

sobre a norma de desempenho NBR-15.575 (ABNT, 2012). Como a produção de

componentes pré-fabricados ainda está focada no segmento industrial, o assunto

desempenho não está sendo discutido como no segmento residencial.

Tabela 5.4 - Resultados das entrevistas em relação ao conhecimento da norma de

desempenho.

Pergunta Empresa 1 Empresa 2 Empresa 3 Conhece a norma de desempenho (NBR-15.575) ?

Não Não Não

Qual a durabilidade do pré-fabricado?

Não sabe Não sabe Não sabe

Tem garantia? 5 anos 5 anos 5 anos

Sobre a durabilidade dos componentes e da estrutura como um todo, as empresas não

souberam afirmar o tempo, pois o mesmo não é previsto em projeto. Na prática, as

empresas dão a assistência aos clientes durante os 5 anos de garantia da estrutura. Em

alguns casos, como o da Empresa 1, mesmo após os 5 anos, ela se disponibiliza a corrigir

algum problema que venha acontecer a partir de uma possível falha nos componentes pré-

fabricados.

O potencial de reuso da estrutura é influenciado pela maior ou menor durabilidade dos

componentes. Segundo o diretor da Empresa 1, com a devida manutenção, uma estrutura

pré-fabricada de galpão pode ser descontruída e reutilizada diversas vezes. Isso será

possível enquanto os componentes mantiverem seu nível mínimo de desempenho.

Sobre a gestão de resíduo, alguns resultados das entrevistas são apresentados na Tabela

5.5.

104

Tabela 5.5 - Resultados das entrevistas sobre a gestão de resíduo.

Pergunta Empresa 1 Empresa 2 Empresa 3 Conhece a Resolução CONAMA 307?

Sim Não Não

Onde acontecem as perdas?

Na movimentação dos componentes

Na movimentação dos componentes

Na movimentação dos componentes

Que tipo de perda é gerado?

Componentes danificados

Componentes danificados

Componentes danificados

Qual a estimativa das perdas?

Não tem Não tem Não tem

Tem gestão de resíduo?

Aproveita a parte inteira do componente

na fábrica

Quebra o componente e

reaproveita o aço

Faz a doação do componente danificado

Apesar da Empresa 1 ter conhecimento da Resolução CONAMA 307, ela não tem um

processo formal de gestão de resíduo. Todas as três empresas têm uma noção de que se

deve dar um destino adequado aos resíduos gerados no processo de produção dos

componentes e no processo de montagem. Entretanto, nenhuma delas desenvolveu um

monitoramento, um processamento e uma destinação a esses resíduos.

Os componentes danificados dificilmente são destinados ao entulho. Eles são direcionados

para aproveitamento dentro da fábrica, para doação ou reutilização da armação. A Empresa

2 doa o concreto dos componentes demolidos para empresas que produzem agregados

artificiais. A empresa de agregados artificiais fica responsável pela retirada desse resíduo

da Empresa 2 sem qualquer custo para ambas as partes.

5.1.2.5 Desconstrução dos galpões

Sobre o processo de desconstrução, foi constatado nas entrevistas que as três empresas já

tiveram experiência com desmontagem de galpões. As situações que levam os proprietários

a desconstruir os galpões são:

a) Deslocamento do galpão para outro terreno do mesmo proprietário;

b) Doação de galpão em que o favorecido deve removê-lo do terreno original;

c) Remoção do galpão para destinar o terreno a outro uso;

d) Necessidade de alteração do galpão, mudança ou ampliação.

105

As empresas entrevistadas já tiveram mais de duas experiências com a desconstrução de

galpões. Os empresários afirmaram que ainda não é um serviço muito comum, mas já

existem clientes que compram um galpão já com a previsão de desmontá-lo com alguns

anos.

As empresas ainda destacaram que o processo de desconstrução é mais lento que o

processo de montagem. Isso se deve pelo fato de que há muito cuidado na remoção dos

componentes associado aos aspectos de deterioração dos materiais nas conexões ao longo

do tempo. Como as empresas ainda não têm muita prática na desconstrução de galpões

espera-se que esse processo seja mais lento que a montagem, pelo menos até o aumento da

demanda de desconstruções.

Alguns aspectos técnicos e de conservação da edificação também influenciam o processo

de desconstrução. De acordo com a Empresa 2, a deterioração dos parafusos prejudica a

remoção das telhas e tesouras. Em alguns casos não é possível fazer o desaparafusamento

devido ao nível de oxidação entre a porca e o parafuso, ou pino roscado. Atualmente o

processo de desaparafusamento é feito de forma manual com auxílio de chaves de boca e

se a oxidação não permitir o desaparafusamento, os parafusos deverão ser cortados, o que

vai prejudicar o reuso.

Outro ponto importante para avaliação do processo de desconstrução é a forma com que os

pilares são normalmente conectados aos blocos. O processo convencional de grauteamento

dos pilares nos blocos faz com que a conexão se torne do tipo monolítica. Essa

monoliticidade dificulta a desconstrução dos pilares, pois o processo envolve a quebra do

bloco, o que pode danificar o pilar. Para facilitar a remoção do pilar, pode-se proceder ao

seu corte, mas há a perda do seu comprimento. Neste caso, depende da necessidade do

proprietário optar, ou não, por essa técnica.

Baseado na experiência da Empresa 2, o aspecto da deterioração dos materiais que

prejudicam diretamente a desconstrução, somado ao risco de danificar um componente,

não estimula a empresa a investir nesse mercado. Como normalmente a empresa que faz a

desconstrução do galpão é a mesma que vai montá-lo novamente, ela acaba assumindo a

responsabilidade de entregar o galpão completamente íntegro no outro local. Então,

106

qualquer peça danificada na desconstrução deverá ser reparada ou trocada pela empresa

prestadora do serviço.

Em contrapartida às dificuldades inerentes ao processo de desconstrução, a visão das

Empresas 1 e 3 é de que se o mercado de desconstrução começar a crescer, será necessário

uma adaptação e formação de mão de obra especializada para este tipo serviço. De acordo

com um dos diretores das empresas entrevistadas, o mercado de desconstrução deve

crescer influenciado pela avanço das cidades, devido ao avanço das áreas residenciais

sobre as áreas industriais, fazendo com que as instalações industriais sejam deslocadas.

Com esse movimento, os galpões industriais devem ser desconstruídos e reutilizados em

novas áreas industriais. Ainda de acordo com esse diretor, esse movimento já existe no

Distrito Federal, mas não em grande escala.

Observa-se que algumas soluções para facilitar o processo de desconstrução são

desenvolvidas a partir do momento em que as experiências com desconstrução vão sendo

acumuladas. A Empresa 1 desenvolveu um método de facilitar a desconstrução dos pilares

que são, tradicionalmente, grouteados nos blocos de fundação. O procedimento consiste

em posicionar o pilar no bloco, fazer o seu preenchimento com areia deixando apenas os

últimos 30 cm para ser grouteado. Dessa forma, o processo de desconstrução do pilar é

mais rápido, pois não há necessidade de sua quebra para desconectar o pilar, mas apenas os

30 cm superiores do bloco. A chance de danificar o pilar também é reduzida.

Mesmo com a possibilidade do comércio de componentes oriundos da desconstrução vir a

ser um novo mercado, nenhuma das três empresas entrevistadas pensa em trabalhar no

reparo e revenda desses componentes de desconstrução. Eles afirmaram que é um processo

oneroso e de alto risco financeiro, pois ainda esse mercado não existe formalmente.

O que ficou evidente é que existe mais interesse em atuar na desconstrução e remontagem

de galpões de terceiros do que adquirir galpões usados para revenda. Dessa forma, não

existe investimento em compra de galpões usados, mas apenas o desenvolvimento de

técnicas e ferramentas para aperfeiçoar o processo de desconstrução, mas utilizando a

mesma equipe e infraestrutura existente.

107

Quando questionados sobre como o projeto dos galpões pode facilitar o processo de

desconstrução, os empresários entrevistados apontaram como problema a conexão

monolítica entre pilares e blocos, e indicaram a necessidade de se investir na maior

utilização de conexões do tipo encaixada e parafusada. Nos locais onde há a necessidade

de concreto complementar, uma resistência ideal deve ser definida o suficiente para

atender ao nível de desempenho da edificação, mas que não prejudique tanto a

desconstrução. Esse tipo de concretagem ocorre entre lajes alveolares. Além dessas

questões de conexões, foi sugerido que os componentes fossem mais resistentes para

diminuir a possibilidade de danos nas movimentações, tanto na montagem quanto na

desmontagem.

Alguns detalhes foram colocados pelos entrevistados como procedimento normalmente

adotado no processo de desconstrução. Na desmontagem de vigas encaixadas em pilares,

com o auxílio de consoles, é feita apenas com o içamento do componente. O pino existente

na conexão para impedir a movimentação horizontal da viga, não é considerado um

elemento que impede a desmontagem, mesmo com o preenchimento de concreto. Mesmo

com a composição de pino e concreto ligando a viga ao console, os guindastes utilizados

conseguem fazer o içamento sem problema. Isso quer dizer que o pino, entre console e

viga, não contribui para criar resistência suficiente que impeça o içamento normal do

componente. Por esse motivo, o pino não é considerado na definição da conexão do tipo

encaixado.

Com relação ao desaparafusamento, este é feito manualmente com chaves de boca. Isso

ocorre porque a movimentação dos montadores é facilitada com ferramentas mais leves,

principalmente, considerando que esse trabalho é realizado em alturas maiores que 2 m.

Não é impossível que se utilize uma parafusadeira para fazer o desaparafusamento dessas

conexões, pois, no caso da conexão soldada, outros equipamentos maiores são utilizados,

como as máquinas de solda e as esmerilhadeiras, que servem para remover a solda deste

tipo de conexão.

Quando uma conexão é parafusada e o parafuso está bastante oxidado, a ponto de impedir

o seu desaparafusamento de forma manual, o ideal é romper o parafuso com o uso da

esmerilhadeira. Isso normalmente acontece com conexões parafusadas que são pouco

108

protegidas das intempéries. Quando isso acontece, há que se considerar o custo de

aquisição de novos parafusos para que o componente possa ser montado em outro lugar.

Já no que diz respeito ao reuso, as respostas foram muito positivas quanto à integridade dos

componentes após a desconstrução. Todos os diretores afirmaram que, mesmo sem ter

produzido o componente, é possível atestar o bom estado de uma peça vinda de

desconstrução para reuso. A única necessidade é ter acesso ao projeto de produção do

componente.

Para finalizar, foi perguntado aos entrevistados sobre a percepção do mercado sobre o

reuso de componentes de desconstrução. Todos afirmaram que há uma visão positiva do

reuso com relação à questão ambiental, mas que o fator mais importante na compra de um

componente é o financeiro. O que fica mais evidente para o mercado, no caso de reuso de

um componente originado de uma desconstrução, é a não necessidade de nova matéria-

prima, o que minimiza a extração de materiais e reduz o impacto ambiental. Mesmo com o

apelo ambiental, o mercado de revenda de componentes pré-fabricados provenientes de

desconstrução só vai acontecer se os preços foram atrativos para os clientes e interessantes

para os revendedores.

5.2 EXPERIMENTO DE DESCONSTRUÇÃO

Para realizar o processo completo de desconstrução no pórtico monolítico, foi necessário o

uso da esmerilhadeira para o corte das barras de aço. Dessa forma, foram utilizados dois

equipamentos, o martelo demolidor e a esmerilhadeira, respectivamente. Os resultados da

coleta de informações para os quatro tipos de pórticos são apresentados na Tabela 5.6.

109

Tabela 5.6 - Tempos do experimento de desconstrução.

Tipo de

Conexão

Ensaio 1 Ensaio 2 Ensaio 3 Média

T (s)

Média

Eq (s) T-1 (s) Eq-1 (s) T-2 (s) Eq-2 (s) T-3 (s) Eq-3 (s)

Encaixe 5 - 5 - 5 - 5 -

Parafusada 67 47 72 47 95 59 78 51

Soldada 176 162 145 132 145 121 155 138

Monolítica 636 471+100 467 373+57 404 320+59 502 388+72

Legenda: T (tempo de duração do experimento), Eq (tempo de uso do equipamento).

A partir das informações dos equipamentos e do experimento, foi possível calcular a

energia gasta no processo de desconstrução para cada tipo de pórtico. A energia gasta foi

transformada da unidade Watt-Segundo para Watt-Hora. Isso facilitou a apresentação

gráfica dos resultados e também porque a variável energia é geralmente utilizada nessa

unidade. Na Tabela 5.7 são apresentadas as informações e o resultado do cálculo da

energia gastos no experimento.

Tabela 5.7 - Informações para o cálculo da energia gasta no experimento e o resultado.

Tipo Potência (W) Média Eq (s) Energia (Wh)

Encaixe 0 0 0

Parafusada 710 51 10

Soldada 2100 138 81

Monolítica (a) 1500 388 162

Monolítica (b) 2100 72 42 Legenda: (a) – Uso do martelo demolidor, (b) – Uso da esmerilhadeira.

Nas Figuras 5.34 e 5.35 estão apresentados os resultados para as variáveis do experimento

(tempo médio de desconstrução e energia média gasta na desconstrução).

110

Figura 5.34 - Tempo médio de duração do ensaio de desconstrução.

Figura 5.35 - Energia média gasta na utilização dos equipamentos durante a desconstrução.

Os resultados das Figuras 5.34 e 5.35 comprovaram que tanto o tempo gasto quanto a

energia gasta no processo de desconstrução crescem na ordem teórica das conexões. Esses

resultados serviram de referência para a definição dos pesos utilizados na avaliação da

facilidade de desconstrução das edificações. Esse peso foi criado a partir da análise

qualitativa dos resultados do experimento.

111

5.3 DEFINIÇÃO DOS PESOS

De posse dos resultados obtidos nos ensaios do piloto reduzido de desconstrução, foi feita

uma análise de gasto de energia, considerando o maior gasto como a pior situação para o

processo de desconstrução. O consumo de energia com o pórtico monolítico foi adotado

como referencial 100% de gasto de energia. Com a análise comparativa das percentagens

decrescentes referentes aos consumos de energia no piloto com cada tipo de pórtico, gerou-

se um índice de eficiência baseado no trabalho de Durmisevic e Noort (2003)1. Dessa

forma, a definição do índice considerou o consumo zero de energia como a situação de

maior eficiência, em que o valor adotado foi 1 (um). A partir disso, para cada gasto de

energia, foi criado um índice com a diminuição percentual associado ao tipo de conexão.

Na Tabela 5.8, são apresentados o consumo de energia e os índices de eficiência na

desconstrução para cada tipo de conexão.

Tabela 5.8 - Consumo de energia e índice de eficiência para cada tipo de conexão.

Tipo Energia (Wh) Gasto (%) Índice de eficiência

Encaixe 0 0% 1,00

Parafusada 10 5% 0,95

Soldada 81 40% 0,60

Monolítica 204 100% 0,00

Os índices de eficiência na desconstrução foram utilizados para a definição dos pesos das

conexões, pois representam o grau de facilidade de desconstrução com base na eficiência

energética do processo. Na Tabela 5.9, são apresentados os pesos das conexões baseados

no índice de eficiência energética que são utilizados na Matriz de Desconstrução.

1 O trabalho de Durmisevic e Noort (2003) utiliza uma parametrização para as conexões que varia de 0 (zero) a 1 (um).

112

Tabela 5.9 - Peso das conexões para a Matriz de Desconstrução.

Tipo Peso Encaixe 1,00

Parafusada 0,95

Soldada 0,60

Monolítica 0,00

5.4 DESENVOLVIMENTO DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO

A matriz de avaliação da facilidade de desconstrução passou, primeiramente, pela

definição do que é facilidade de desconstrução. A facilidade de desconstrução foi definida

com a utilização das seguintes variáveis:

a) Massa dos componentes;

b) Peso das conexões;

c) Integridade dos componentes.

A massa dos componentes representa uma parte da edificação que não está associada ao

tipo de material e nem ao formato do componente. Ela simplesmente é parte da edificação

que poderá ser removida a partir da quebra da sua conexão com componentes semelhantes

ou outros componentes que podem servir de apoio. Essa variável foi escolhida por ser uma

unidade universal e fácil de medir.

O peso das conexões representa o nível de eficiência energética do processo de

desconstrução. Ele associa a eficiência energética da conexão à massa do componente, que

será removida da edificação. A integridade dos componentes, por sua vez, é representada

pelo percentual de peças íntegras após sua remoção da edificação. Essa integridade deve

ser avaliada do ponto de vista do reuso. Dessa forma, um componente estará íntegro se ele,

após sua remoção, ainda estiver em condições de ser reutilizado em outras edificações.

A facilidade de desconstrução, portanto, será um produto da massa, peso da conexão e

integridade do componente. A fórmula proposta é:

113

(5.1)

Onde,

Fd – Facilidade de desconstrução

M – Massa

P – Peso

I – Integridade

Para que se possa gerar uma nota global da edificação com nota máxima igual a 10 (dez), a

massa da edificação será parametrizada em percentual, em que 100% da massa será igual a

10 (dez). Já o peso será parametrizado de forma que o nível máximo seja igual a 1 (um) e a

integridade também terá a sua escala percentual ajustada de forma que a integridade 100%

será igual a 1 (um). Com essas determinações, a nota máxima de facilidade de

desconstrução será igual a 10.

5.4.1 Matriz de desconstrução

A partir do conceito de facilidade de desconstrução, dos resultados do experimento e da

definição das variáveis, foi elaborada uma planilha em Excel (Figura 5.36) para a avaliação

dessa facilidade, a qual foi denominada de Matriz de Desconstrução.

114

Figura 5.36 - Planilha de avaliação da facilidade de desconstrução (Matriz de

Desconstrução).

A Matriz de Desconstrução resume as informações da edificação e do processo de

desconstrução para fazer uma avaliação relativamente simples do processo de

desconstrução da edificação. A explicação dos campos da Matriz de Desconstrução é

apresentada na Figura 5.37.

115

Figura 5.37 - Explicação da Matriz de Desconstrução.

Para testar a Matriz de Desconstrução foi feita a sua aplicação em modelos de galpões

encontrados nas empresas entrevistas. Os resultados dessa aplicação são apresentados a

seguir.

P (peso): a distribuição dos pesos serve para atribuir ao elemento o tipo de conexão. Pode ser atribuído mais de um tipo de conexão com o uso de percentuais.

I (integridade): percentual de elementos íntegros na desconstrução.

M (massa): distribuição da massa da edificação parametrizada de 0 a 10, sendo 10 o equivalente a 100% da massa da edificação.

Nota Total: soma das notas parciais dos elementos, a qual varia de 0 a 10.

Nota: parcial que equivale a nota apenas de um tipo de componente.

116

5.5 APLICAÇÃO DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO

A Matriz de Desconstrução foi aplicada em dois modelos de galpões disponíveis nas

empresas entrevistadas. Os projetos foram denominados de Modelo 1 e Modelo 2, os quais

são utilizados pelas Empresas 1 e Empresa 2, respectivamente. A seguir são apresentados

os resultados obtidos em cada modelo.

5.5.1 Modelo 1

O primeiro modelo foi um galpão de 2 pavimentos com utilização de pilares, vigas, lajes e

tesouras pré-fabricados. Nas Figuras 5.38, 5.39 e 5.40 são apresentadas as imagens do

projeto do galpão modelo 1.

Figura 5.38 - Vista frontal do galpão modelo 1.

117

Figura 5.39 - Vista lateral do galpão modelo 1.

Figura 5.40 - Vista superior do galpão modelo 1.

A aplicação da Matriz de Desconstrução foi realizada com a análise do projeto de cada

componente. A partir dessa análise, foi calculada a massa do componente e a identificação

dos tipos de conexões atribuídas a ele. De forma resumida, os pilares tiveram conexão

monolítica, as vigas conexão encaixada, as lajes (duplo T ou tipo TT) conexão encaixada e

soldada e as tesouras conexão parafusada. No Anexo 2 estão os projetos dos componentes.

Na definição das conexões das lajes TT, foram consideradas uma conexão encaixada com

as vigas, na qual as lajes são simplesmente apoiadas, e uma conexão mínima entre as

mesas das lajes do tipo soldada, o qual é indicado na bibliografia. Com a utilização da

solda não é preciso o capeamento dos painéis de lajes, evitando a conexão monolítica entre

118

eles. Na Figura 5.41 é apresentada a Matriz de Desconstrução aplicada ao galpão modelo

1, o qual mostra o resultado da avaliação da facilidade de desconstrução. Para facilitar a

apresentação dos resultados, foram unificadas as informações dos componentes diferentes

de pilar, viga e laje, com as mesmas características de desconstrução, como percentual de

integridade e tipo de conexão.

Figura 5.41 - Avaliação do modelo 1 na Matriz de Desconstrução.

O resultado do modelo 1 foi 6,24 em uma faixa que varia de 0 (zero) a 10 (dez). Outro

resultado derivado da avaliação de facilidade do processo de desconstrução é o percentual

de reuso dos componentes. Esse resultado é secundário à avaliação da desconstrução, mas

que ajuda a prever a quantidade de massa de componentes íntegros que podem ser reusados

diretamente ou quantidades de massa de resíduo que podem ser encaminhados para

reciclagem. Na Tabela 5.10 é apresentado o resultado do potencial de reuso do galpão

modelo 1.

119

Tabela 5.10 - Resultado do potencial de reuso do galpão modelo 1.

Percentual de Reuso (%)

COMPONENTES Massa (kg) Direto Reciclagem

Pilar 37.057,30 100 0 Viga 26.870,68 100 0 Laje 63.501,22 100 0 Tesoura 5.728,92 100 0

Massa Total (kg): 133.158,12 133.158,12 0,00 Total de Reuso (%): 100% 0%

5.5.2 Modelo 2

O segundo modelo a ser avaliado foi um modelo de galpão simples, apenas com pilares e

tesouras. Este galpão tem vão livre de 15 m e altura útil de 6 m. O modelo avaliado é

apresentado nas Figuras 5.42 e 5.43.

Figura 5.42 - Galpão modelo 2.

120

(a) (b)

Figura 5.43 - Conexões do galpão modelo 2; a) monolítica; b) parafusada.

Como o galpão se resume a apenas dois tipos de componentes, com um modelo de pilar e

um modelo de tesoura, a avaliação foi mais simples. Os pilares tinham conexão monolítica

e as tesouras conexão parafusada. A Matriz de Desconstrução com a avaliação do galpão

modelo 2 é apresentada na Figura 5.44. O resultado da avaliação de potencial de reuso é

apresentado, em seguida, na Tabela 5.11.

Figura 5.44 - Avaliação do modelo 2 na Matriz de Desconstrução.

Tabela 5.11 - Resultado do potencial de reuso do galpão modelo 2. Percentual de Reuso (%)

COMPONETES Massa (kg) Direto Reciclagem Pilar 26.094,95 100 0 Tesoura 11.049,40 100 0 Massa Total (kg): 37.144,35 37.144,35 0,00 Total de Reuso (%): 100% 0%

121

5.5.3 Avaliação dos resultados

No galpão modelo 1 foram aplicados mais componentes com ligações diferentes da

monolítica, o que aumenta a facilidade de desconstrução. Já no galpão modelo 2 o maior

percentual da massa dos componentes estava associada à conexão monolítica. Na Tabela

5.12 são apresentados os percentuais de massa associados aos tipos de conexões para cada

galpão.

Tabela 5.12 - Percentual da massa dos galpões associado aos tipos de conexão.

Tipo de conexão

Peso Massa (%) Modelo 1

Massa (%) Modelo 2

Encaixe 1,00 44,0% 0,0%

Parafusada 0,95 4,3% 29,7%

Soldada 0,60 23,8% 0,0%

Monolítica 0,00 27,8% 70,3%

Com 70% da massa associada à conexão monolítica, a qual tem a menor eficiência

energética, o galpão modelo 2 foi avaliado com a nota 2,83. Este valor está mais de 50%

abaixo da avaliação do galpão modelo 1 (nota: 6,24), o qual tem menos de 30% da massa

dos componentes associado à conexão do tipo monolítica. Essa comparação não mostra a

quantidade de tempo e de energia que um galpão gastará a mais do que o outro no processo

de desconstrução, mas indica que quanto mais componentes estiverem associados à

conexões do tipo encaixado, parafusado e soldado, mais rápido e eficiente será o processo

de desconstrução. Dessa forma, podemos afirmar que o galpão modelo 1 é mais fácil de

desconstruir em relação à massa que tem do que o galpão modelo 2.

Em relação ao potencial de reuso, independente da nota da facilidade de desconstrução, o

percentual de reuso foi 100% para ambos os modelos. Isto porque o potencial de reuso está

diretamente associado ao percentual de integridade dos componentes. Então, mesmo com

uma conexão monolítica com o bloco de fundação, se o processo de desconstrução permitir

a integridade 100% do pilar, ele poderá ser 100% aproveitado para reuso.

122

5.6 FORMATAÇÃO FINAL DA MATRIZ DE DESCONSTRUÇÃO

A formatação da Matriz de Desconstrução desenvolvida durante a aplicação nos modelos

de galpões apresentados nos resultados se mostrou satisfatória para o entendimento da

metodologia e foi definida como versão final. Apenas uma informação foi acrescentada

para melhorar a análise da distribuição de massa entre os tipos de conexão. A parte

superior da coluna de destruição das conexões nos componentes agora apresenta os

percentuais de massa do galpão associados ao tipo de conexão, como pode ser observado

na Figura 5.45.

Os campos de inserção das informações dos componentes devem ser resumidos antes da

utilização da Matriz de Desconstrução. Isto significa que o nome do componente a ser

utilizado deve ser definido de acordo com a união, ou não, dos componentes com

caraterísticas comuns, como uma série de tipos de vigas. Vigas de dimensões diferentes,

mas com o mesmo potencial de integridade e o mesmo tipo de conexão associado, podem

ser representadas em uma única linha da Matriz de Desconstrução. Esse procedimento

facilita a visualização dos resultados parciais e a análise global do processo de

desconstrução.

Figura 5.45 - Distribuição da massa associada ao tipo de conexão inserida na versão final

da Matriz de Desconstrução.

A Figura 5.46 apresenta um entendimento resumido de cada parte da Matriz de

Desconstrução.

123

Figura 5.46 - Entendimento da Matriz de Desconstrução.

Esta formatação final da Matriz de Desconstrução mostra claramente a sequência de

inserção das informações do galpão. A sequência de utilização da Matriz de Desconstrução

proposta pela metodologia foi:

1) Nome do componente: pode ser utilizado um nome que represente um grupo.

2) Massa parametrizada: o total de massa do galpão será igual a 10.

3) Potencial de integridade: a associação das conexões será totalmente em percentual.

4) Tipo de conexão: a associação das conexões será feita totalmente em percentual.

Como a Matriz de Desconstrução é formatada em uma estrutura de planilha eletrônica, os

resultados, parcial e total, são calculados automaticamente.

P (peso): cada grupo de componentes pode receber mais uma conexão associada, sendo aplicado de maneira percentual.

M (massa): independente da unidade de massa a ser utilizada, toda a edificação deve ser parametrizada com o total de massa igual a 10.

Nota: a avaliação parcial pode ser feita por componente ou grupo de componentes com as mesmas características (integridade e conexões).

I (integridade): representa o quanto um tipo de componente potencialmente será destinado ao reuso.

124

5.7 LIMITAÇÕES DO MODELO

Como a Matriz de Desconstrução é uma proposta inicial para avaliar o processo de

desconstrução de galpões pré-fabricados, existem algumas limitações que devem ser

expostas para que se tenha ideia do seu alcance e potencialidades.

Uma deficiência de informação necessária na Matriz de Desconstrução é o nível de

integridade dos elementos na remoção. Até o momento, o percentual de elementos íntegros

na remoção deve ser estimado. Entretanto, isso pode ser sanado com pesquisas

complementares com especialistas da área de desconstrução e com o monitoramento de

desconstruções dos galpões pré-fabricados. Para fazer a avaliação da facilidade de

desconstrução, é necessário coletar manualmente as informações das soluções técnicas do

projeto, como os tipos de conexões, e calcular as massas dos componentes. Com as

rodadas de modificação do projeto, esse processo de cálculo teria que ser atualizado. Como

o processo de cálculo das informações de entrada ainda é manual, provavelmente, não será

utilizado de forma prática, principalmente para grandes projetos.

A partir dos resultados da Matriz de Desconstrução ainda não é possível estimar o tempo

em que um determinado galpão será desconstruído, mas apenas fazer uma comparação

qualitativa entre galpões de mesma massa. Da mesma forma, ainda não é possível calcular

a energia total consumida na desconstrução de um galpão.

A construção final de um galpão envolve a utilização de outros elementos que não estão

sendo considerados na Matriz de Desconstrução. As vedações não pré-fabricadas são

normalmente utilizadas no mercado de galpões, porém as mesmas não foram consideradas

na metodologia de avaliação da facilidade de desconstrução de galpões pré-fabricados

proposta. Na Figura 5.47 é apresentada a vista de um galpão com vedação em blocos de

concreto.

125

Figura 5.47 - Galpão com vedação em blocos de concreto.

Para prosseguir com a desconstrução de um galpão pré-fabricado com vedações

convencionais, como a alvenaria de blocos de concreto, será necessário fazer a sua

remoção. Essa remoção é feita com a demolição da alvenaria que, certamente, vai

comprometer a integridade dos blocos, impossibilitando o seu reuso. A única opção que

resta para esse tipo de elemento, após sua demolição, é a reciclagem.

Como diversos outros elementos podem interferir na desconstrução total do galpão, fica

evidente que a metodologia está limitada à estrutura e vedações pré-fabricadas para

galpões.

126

6. CONCLUSÕES

Os objetivos específicos apresentados no Capítulo 1 foram:

a) Fazer pesquisa exploratória para identificar peculiaridades do processo de

desconstrução de galpões pré-fabricados em concreto armado;

b) Fazer experimento de desconstrução para qualificar os tipos de conexões utilizados

em estruturas de galpões pré-fabricados em concreto armado;

c) Criar uma ferramenta que relacione as variáveis envolvidas no processo de

desconstrução de galpões pré-fabricados em concreto armado.

Na pesquisa exploratória foram identificados os equipamentos disponíveis no Brasil que

mais se adequavam ao processo de desconstrução. Essa informação foi útil para a

montagem do experimento de desconstrução. Já com as entrevistas realizadas com as

empresas, que trabalhavam com a produção de galpões pré-fabricados de concreto armado,

foram coletadas informações referentes ao processo de produção, montagem e

desconstrução dos galpões.

A elaboração do experimento foi realizada com pórticos de concreto armado para avaliar o

processo de desconstrução com alguns tipos de conexões utilizados nos galpões pré-

fabricados. A partir das variáveis tempo e energia gasta no processo de desconstrução do

componente viga, foi feita a qualificação das conexões. Posteriormente, a ferramenta

desenvolvida para avaliar a desconstrutibilidade foi a Matriz de Desconstrução. A

ferramenta fez a relação das variáveis do processo de desconstrução para atribuir uma nota

que avaliou o nível de facilidade de desconstrução do galpão.

6.1 CONCLUSÕES GERAIS

De forma geral, pode-se concluir em relação ao processo de desconstrução que:

a) Existe correlação entre o tempo de realização da desconstrução e a energia gasta

neste processo, ou seja, quanto maior o tempo maior a energia gasta;

127

b) O nível de integridade dos elementos na remoção é uma variável que influencia

diretamente na facilidade de desconstrução, pois o mesmo interfere na remoção e

no reuso dos componentes;

c) O processo de desconstrução pode ser facilitado se o mesmo for considerado na

fase de projeto, com a adoção de conexões mais fáceis de serem desfeitas, como as

conexões do tipo encaixe e parafusada, e de componentes com maior potencial de

integridade na remoção;

d) Considerando os projetos atuais de galpões pré-fabricados, o tempo de

desconstrução ainda é maior que o tempo de construção, principalmente, com a

adoção de conexão tipo monolítica entre pilares e blocos. O uso do chaveamento

das lajes alveolares, concretagem entre os componentes de laje, também prejudica

muito a desconstrução e pode ser considerado como uma conexão tipo monolítica.

e) As conexões que têm materiais metálicos, como parafuso e porcas, devem ser

projetadas para ficarem protegidas das intempéries ao logo da vida útil do galpão

para não prejudicar a futura desconstrução. Isso vai evitar que o processo de

oxidação avance a níveis críticos e dificulte a remoção dos componentes. A

utilização de materiais com alta resistência a corrosão, como aço inoxidável,

também é uma solução para esses tipos de conexões.

Com relação ao comércio de revenda de componentes de desconstrução de galpões pré-

fabricados, pode-se concluir que é incipiente no Distrito Federal e Goiás. Entretanto,

pressupõe-se que, com o crescimento das cidades e o avanço das áreas residenciais sobre

as áreas industriais, o mercado de desconstrução possa crescer e movimentar o comércio de

revenda de componentes de desconstrução de galpões.

Uma das questões mais importante para o desenvolvimento desse comércio de

componentes de desconstrução é a qualidade. Segundo as empresas entrevistadas, é

possível que as próprias empresas, que produzem galpões novos, possam atestar a

qualidade dos componentes oriundos de desconstrução. Dessa forma, conclui-se que as

mesmas empresas que vendem os galpões podem assumir a responsabilidade de verificar a

integridade e o nível de desempenho mínimo para que os componentes de uma

desconstrução possam ser revendidos, como já acontece em outras indústrias. Assim,

também deverá ser atribuído a esses componentes um novo período de garantia.

128

O que facilitaria a verificação de qualidade e desempenho dos componentes após uma

desconstrução, seria a capacidade do próprio componente conter as informações de projeto

e acondicionamento. Tecnologia para isso já existe, como o NFC (Near Field

Communication – Comunicação de Campo Próximo), em que um dispositivo faz a leitura

de uma etiqueta incorporada no componente. Com esse tipo de tecnologia, uma pessoa

poderia ler a etiqueta contida no componente, utilizando apenas um celular. Assim, ela

teria todas as informações necessárias sobre aquele componente para fazer as devidas

verificações e disponibilizá-lo para reuso quando possível.

Ficou evidente que a modulação padrão adotada para os galpões é de 5 m entre os pilares.

Essa modulação entre pilares é a diretriz para o comprimento das vigas e lajes. Entretanto,

os galpões com projeto fornecido pelos clientes são produzidos sob medida e não precisam

seguir nenhuma modulação padrão dos fabricantes. A falta de modulação nos projetos

impacta negativamente no reuso de componentes, individualmente, em galpões montados.

Contudo, no caso do reuso completo de um galpão, não tem muito influência. Para se

evitar problemas no reuso completo de um galpão é necessário garantir a total integridade

dos componentes no processo de desconstrução.

6.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

A partir das limitações do presente trabalho e dos resultados obtidos, seguem algumas

sugestões para trabalhos futuros:

a) Desenvolver o cálculo de duração de uma desconstrução a partir das informações

contidas na Matriz de Desconstrução;

b) Investigar a relação da nota da facilidade de desconstrução com as durações de

montagem e desconstrução dos galpões pré-fabricados;

c) Desenvolver o cálculo de gasto de energia no processo de desconstrução de um

galpão a partir das informações da Matriz de Desconstrução;

d) Aplicar a Matriz de Desconstrução em diversos modelos de galpões pré-fabricados

e traçar uma curva de notas de desconstrução e associá-la aos tipos de galpões e aos

respectivos custos de desconstrução;

129

e) Tentar introduzir a Matriz de Desconstrução em um processo de projeto de um

galpão e avaliar os resultados obtidos e definir como ele pode ser integrado ao

mesmo;

f) Desenvolver um plug-in da Matriz de Desconstrução para permitir a avaliação da

desconstrutibilidade em tempo real durante o processo de projeto de um galpão pré-

fabricado nos softwares de projeto;

g) Estudar a aplicação do conceito da Matriz de Desconstrução para outros tipos de

edificações, além de galpões pré-fabricados de concreto armado.

130

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137

ANEXO 1 – MODELO DE ENTREVISTA

Entrevista

Nome:

Empresa:

Estrutura pré-fabricada para galpões:

desconstrução e sustentabilidade ambiental

1) Caracterização da empresa. a. Produção (m2/ano): b. Número de funcionários: c. Tem ISO 9000?

2) Como o negócio da empresa pode influenciar na sustentabilidade do setor da construção civil?

3) Quais são as vantagens anunciadas ao cliente com relação a escolha da estrutura pré-fabricada?

4) No que consiste o sistema da empresa?

a. Pilares com console: i. Concreto

ii. Aditivos iii. Aço iv. Protensão v. Proteção superficial

b. Vigas:

i. Concreto ii. Aditivos

iii. Aço iv. Protensão v. Proteção superficial

138

c. Lajes:

i. Concreto ii. Aditivos

iii. Aço iv. Protensão v. Proteção superficial

d. Cobertura:

i. Concreto ii. Aditivos

iii. Aço iv. Protensão v. Proteção superficial

e. Painéis de vedação

i. Concreto ii. Aditivos

iii. Aço iv. Protensão v. Proteção superficial

5) É feito o controle de qualidade?

a. No concreto b. Nos pré-fabricados c. Certificação de laboratório

6) Os projetos são elaborados internamente ou são contratados? a. Existe uma modulação nos projetos? b. As alturas são pensadas para aceitar outros sistemas? c. Para quais tipos de vedação o sistema é projetado?

i. Quando são usadas alvenaria de vedação é permitido a fixação deferro cabelo ou tela nos pilares?

d. Conhece a NBR 15.575 (norma de desempenho)? e. Qual a durabilidade dos componentes, quem define?

7) Quais são as perdas e os reaproveitamentos no processo produtivo? a. Em que partes do processo de fabricação são geradas perdas? b. Que tipo de resíduos? c. Existem estimativas? d. Tem gestão de resíduos? e. Conhece a resolução CONAMA 307?

8) Quais tipos de ligação são utilizados nas estruturas pré-fabricadas?

139

9) Quais são os componentes e ferramentas usados na montagem dos componentes (pinos, borrachas e etc.)?

10) Qual o tempo gasto na montagem?

11) Como e quando acontece o processo de desconstrução dos galpões?

12) Como é visto o mercado de revenda dos componentes provenientes da desconstrução?

13) A empresa pensa em trabalhar na reparo e revenda dos componentes provenientes da desconstrução dos galpões?

14) Como o projeto para montagem pode facilitar a desmontagem?

15) Qual a dificuldade no processo de montagem e desmontagem de cada tipo de ligação?

16) O que restringiria o reuso de estruturas pré-fabricadas?

17) Os equipamentos utilizados na montagem serviriam a desmontagem?

18) O tempo de desmontagem seria maior ou menor que a montagem, por quê?

19) A desmontagem pode gerar algum resíduo?

20) Você pode atestar a qualidade de um componente de desconstrução?

21) As vantagens ambientais do reuso dos componentes pré-fabricados são percebidos nesse mercado? (Exemplo:economia de energia e matéria prima)

22) Quais as vantagens observadas da estrutura pré-fabricada com relação à sustentabilidade?

140

ANEXO 2 – PROJETO DO GALPÃO MODELO 1

1) Vista frontal:

2) Vista lateral:

141

3) Planta baixa:

4) Pilares P11, P13, P4 e P6:

142

5) Pilares P17, P18, P19 e P20:

143

6) Pilar P15:

144

7) Tesoura:

145

8) Viga:

146

9) Laje LP1:

147

10) Laje LP4: