Prof. Normando Perazzo BarbosaFederal University of Paraiba, Brazil

nperazzob@yahoo.com.br

CAPES

CONSTRUÇÃO CIVIL E

SUSTENTABILIDADE

Primeira Semana da Construção Civil

IF - PB

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAIBA

www.ufpb.br

LABORATÓRIO DE ENSAIOS

DE MATERIAIS E ESTRUTURAS

Serviços Técnicos

Pesquisas em estruturas e materiais de construção

convencionais e não convencionais

Caracterização de materiais

Estudantes

Eng. Civil

Arquitetura

Eng. Mecânica

Eng. Urbana e Ambiental

Eng. De Materiais

Nível: graduação, MSc and PhD, Post Doc

Arquitetura, Engenharia e

Sustentabilidade

Sustentabilidade: capacidade de as geraçõesatuais satisfazerem as suas necessidades semcomprometer a capacidade de as geraçõesfuturas satisfazerem às suas!

A humanidade passa por tres grandes

desafios nesse novo milênio:

1 – Pobreza/desigualdades

sociais

Pobreza extrema atinge mais de 2 bilhões de seres humanos

El Tiempo, 23/mai/2011

Cerca de 70% dos paraibanos ganham

até um salário mínimo!

2 – Problemas ambientais

B.P . Deixa escapar para o mar

milhares de toneladas de petróleo Nível de CO2 atinge valores

récordes na atmosfera

3- Crise energética

US will built three new nuclear powers

France attaint record in the use of nuclear energy

Iran needs nuclear energy to support growing

Brazil is thinking about to finish the third nuclear

power

Usina nuclear

representa

perigo no Japão

As Architecture e Engenharia estão

ligados aos tres (pobreza, ambiente, energia):

- Para diminuir la pobreza, tudo começa pela

casa! Construir casas e infra estrutura é

responsabilidade de arquitetos e engenheiros!

=>

E como o

mundo precisa

de casa!

Casas nas margens do Rio

Jaguaribe, João Pessoa

São Paulo tem mais de 2 milhoes

morando em favelas

No Rio de Janeiro, em quatro anos,

o número de favelas passou de 750

para 968.

Para construir casas=> necessário produzir

materiais de construção, tranportá-los,

empregá-los!

As atividades da construção são responáveis por:

- quase 40% das matérias primas utilizadas no Planeta

- cerca de 26 % dos resíduos lançados na natureza

- quase 40% da emissão de CO2

Ou seja: a construção , os

engenheiros, os arquitetos causam

enormes impactos no Planeta

Terra

Vamos considerar a indústria de tijolos

cerâmicos no Nordeste

1 – A vegetação local é cortada para queimar os

tijolos ou telhas

De imediato, tres agressões ao ambiente

2- A queima da lenha gera CO2

3 –A produção, tranporte e manuseio dos

tijolos gera gera muito resíduo!

Então, um produto muitíssimo utilizado pelos arquitetos e

engenheiros está contribuindo para danificar e meio

ambiente

Agência de Desenvolvimento do Seridó

Rua José Evaristo de Medeiros, 800 - Penedo - Caicó/RN

O uso da lenha (fabricação de tijolos,

telhas, cal está agravando o problema da

da Desertificação!

Nordeste: região semi-árida

Energia

Cerca de1 kW.h/kg

Cimento Portland

Aço

1450oC

1800oC

Os materiais de construção

industrializados consomem muita

energia

Quase 45% da energiaconsumida nomundo estavinculada à construção!

Tijolos cerâmidos– 900 - 1000oC

Revestimento cerâmico: mais 1200 oC

Produção de energia: Emissão de CO2 (centrais temo-elétricas)

Mesmo no Brasilelas estãopresentes!

Central nuclear

Energia tem sido a fonte de conflitos

internacionais

Estados Unidos invadem Iraque para controlarpetróleo!

Sofrimento de milhões é ignorado pelo mundo!

OTAN financia guerra na Líbia para se

apoderar do seu petróleo!

Na entrada do século XXI a necessidade é

de cerca de 600 milhões de casas

Então, para transformar as sub-habitações em casas decentesusando os modelos atuais …

.

seria necesario 5 Planetas Terra!

Porém só temos uma TerraE a estamos destruindo!

British Petroleum responsável por desastre ambiental

!

Queimando as florestas, contaminando o ar

A destruição do Planeta e da vida também é

promovida pelos que se crêem proprietários do

mundo!

Uma das tragédias ecológicas de maiores proporções ocorridas no

século XX foi o ressecamento do Mar de Aral no Kazaquistão e a

sua transformação no deserto Karakum.

Rua de Agespe, a principal cidade o entorno do Mar de Aral,

sendo castigada pela tempestade de areia. Quem vive nesta

região não sofre apenas com a areia, já que o sal lhes arrasa

o pulmão e causando uma alta incidência de câncer.

João Pessoa – segunda cidade mais verde da Terra!?

Resíduos: seríssimo

problema!

A configuração atual da terra levou muitos anos

para se formar

Rochas na Groelândia com 3,8 bilhões

de anos. Time Life

No entanto, em pouco tempo o homem está transformando-a

Efeito estufa

Mar avança em Cabedelo e em outras

cidades litorâneas

Resposta da Natureza!

Extinção em massa: desaparecimento maciço de espécies vivas

A Terra já passou por cinco extinções em

massa

A última é a mais conhecida, por ter marcado o

fim dos dinossauros, há 65 milhões de anos

Todas causadas por cataclismas naturais

Cientistas acreditam que estamos em meio à

sexta extinção em massa

até mais acelerada do que o colapso ocorrido

quando os dinossauros desapareceram

A primeira extinção em massa causada por

uma espécie: Homo sapiens !

Hoje, pelo menos um terço dos

mais de 6,3 mil espécies de anfíbios

está ameaçado.

Os anfíbios resistiram bravamente às últimas cinco extinções em

massa que assolaram o planeta.

Revistas Científicas

“Devemos abraçar o melhor do passado,

combiná-lo com o melhor do presente,

para produzir o melhor para o futuro .”

Larry Williamson, EarthCoMegablock

Que podemos fazer?

O melhor do passado:

Tecnologias simples, materiais naturais: terra, palha,

água!

Itchan Kala, Uzbequistão (autor: World Heritage Collection).

Shibam, Iêmen – “La Manhattan del deserto” (autor: Jialiang Gao).

Ksar de Ait-Ben-Haddou, Marrocos (www.photosbymartin.com)

Marie d´Isle d´Abeau, France

Cidade de Sana’a, Iêmen (autor: F. Bandarin).

Combinar com o melhor do presente

Materiais industrializados (não se pode negar suaspropriedades) aliar com os materiais naturais

Portland cement in small quantity mix with earth, manual press

unfired blocks – good quality => energy efficient construction

Para produzir o melhor para o futuro: habitações e construções de menor impacto

ambiental para todos!

A terra é um material muito apropriado para ajudar à

construção mais sustentável

A Natureza constroi com terra!

9 andares!

ninho do João de Barro: terra + fibras

Construções de terra feitas por insetos

Timbuktu, Mali (autor: F. Bandarin).

Habitações da civilização Asante, Gana (autor: Sébastien Moriset).

Tumba de Askia, em Gao,

Mali (autor: T. Joffroy).

Argélia

Mercado Público, sul de Portugal

Chan Chan, Peru

El Salvador

Construções coloniais no Brasil, feitas de terra

Gernot Minke,

Alemanha

Iglesia cerca Lyon: tierra

asociada a los materiales

industrializados

A terra crua é um material milenar

BLOCOS MATTONE uma interessante proposta:

Prof. Roberto Mattone and Profa. Gloria Pasero –

Politecnico di Torino

QUE É UM BLOCO “MATTONE”?

- É um bloco de terra crua misturada com pequenas taxas de cimento, compactado em uma prensa manual, apresentando encaixes que facilitam a construção e melhoram a resistência das paredes

-

Este tipo de bloco permite a construção das paredes sem uso da colher de pedreiro

Usa-se uma argamassa fluida, feita com a própria terra

-

Testes em paredes de terra na UFPB

Prototipo de constuido com blocos Mattone

para testes

Favela em Sapé, PB

Importante: transferência de tecnologia

Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo

Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo

Peneiramento da terra

Mistura com cimento

Treinamento sobre

fabricação

Fabricação

Cura

Estocagem dos blocos

Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo

Brasil, Sapé –

Favela Cuba de Baixo

Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo

Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo

Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo

Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo

1997 2008

Então, a tecnologia

simples, dos blocos de terra

podem ajudar a diminuir a

pobreza, os problemas

ambientais, a energia

envolvida nos materiais de

construção

Substituição de sub-

habitações

Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo

Familia participando da

construção de sua casa

Brasil, Sapé – Favela Cuba de Baixo

Em áreas rurais é muito adequado

Casa de farinha,

Bonfim, Areia, PB

Pousada no Conde

CASA DOS SONHOS SANTA RITA –PARAÍBA- BRASIL

(2004-2011)

Earth construction: classroom and

informatic lab

Construção de casas para

as mães voluntárias

Apoio financeiro da Família Grabbricci Casini e

amigos de Siena-Itália

Novo Projeto: CONJUNTO HABITACIONAL DE 7 CASAS

Casa dos Sonhos em parceria com: Centro de Tecnologia da

UFPB, Ass. Giusseppe e Giovanna, Fundação Mattone su

Mattone – LARFAGE – doação cimento

Bambu: material para o século XXI

•Prof. Normando Perazzo Barbosa - UFPB

•Prof. K. Ghavami – PUC-Rio

•Sandra Reyes – Univ. Nacional Colômbia

•Antonio Sobrinho Jr. - UFPB

Brasil: primeiro a estudar bambu; Prof. Ghavami, PUC – RIO fins anos 70

Anos 90: Associação Brasileira de Materiais e tecnologias

não convencionais – PUC-Rio

http://www.abmtenc.civ.puc-rio.br/

14° IC-NOCMAT 2013

LOCAL: João Pessoa, Paraíba, Brazil

PERÍODO: Abril de 2013

O 14° IC-NOCMAT 2013 será um fórum

international para troca e difusão de

informações, discussões e debates em pesquisa

e prática no âmbito da sustentabilidade e

inovação nas práticas de construção e tecnologia

de materiais não convencionais.

BAMBU - material

renovável ,

utiliza energia solar

absorve CO2

biodegradável

Este sim,

material

sustentável

Rapido crescimiento

record: 120 cm por dia!

Apropriado en

construciones

temporárias

construção rural : Arq. Jorge Moran -

Equador

Brasil: Rede Brasileira de Bambu RBB

http://www.redebrasileiradobambu.com.br/

Brasil

Lei Nacional do Bambu - PLC 326/2009 Dispõe sobre a Política Nacional de incentivo aoManejo Sustentado e ao Cultivo do Bambu e dáoutras providências

PROPOSTA DE NORMA

Projeto de Estruturas de Bambu -Procedimento

Número de referência do documento: ISO/DIS –22156

Versão inicial da tradução e adaptação da ISO 22156, para receber modificações e sugestões

Prof. Normando Perazzo Barbosa – UFPB (março de 2011)

Prof. Khosrow Ghavami – PUC-Rio

Prof. Luiz Eustáquio Moreira - UFMG

Bibliografia complementar utilizada:

- Luiz Eustáquio e Ghavami: Dimensionamento de estruturas de bambu –CAP 7 Materiais não convencionais para construções rurais-CampinaGrande,PB

- Estructuras de madera y estructuras de Guadua. Normativa NS10, Colombia

Estudo de vigas de concreto com bambu

Otro uso estructural: laje em forma permanente de bambu

10

1 2 3 4 5

P/2 P/2

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Car

ga

(KN

)

(mm)

Car

ga

(KN

/m2)

10

20

30

40

50

60

74

32.5

48.145.5

39.0

26.0

19.5

13.0

6.5

70

44.568.4 LVDT

P/2 P/2

21 4 53

b

Laje TFDG-MD

Início de fissuração

Carga de ruptura

b=60cm

Eduardo Achá, Ghavami

Laje em forma permanente de bambu

conector Prof. K. Ghavami –PUC-Rio

Eduardo Achá

Otro uso estructural

Laje Slump

(cm)

fc

(MPa)

fcm

(MPa)

ft

(MPa)

ftm

(MPa)

Ec

(GPa)

TFDG-MD 8,5 29,34 26,41 3,37 2,86 34,76

TFGA-MD 8,0 30,30 27,27 3,70 3,15 36,12

TFDG-DC 8,5 28,71 25,84 3,41 2,90 34,40

Características do concreto

• SIKADUR 32 GEL • CPV-ARI-PLUSEduardo Acha

Prof. K.

Ghavami

ENSAYO DE LAS LOSAS

Es impressionante la ductilidad!

Carga utilizacion mayor que 6 kN/m2

FEDERAL UNIVERSITY OF PARAÍBA

CENTER OF TECNOLOGY

PÓS-GRADUATION IN URBANISM

DEVELOPMENT OF NATURAL FIBRE AND POLYMER

COMPOSITE JOINTS FOR BAMBOO STRUCTURES

TINA MEYER – Ms. C. Urban Engineering UFPB (Brazil)

Dr. NORMANDO PERAZZO BARBOSA – Professor UFPB (Brazil)

Ph.D Sandro Marden Torres – Pos-Doctoral Research Fellow (Brazil)

Fibras de sisal y polimeros

DEVELOPEMENT OF TWO TYPES OF JOINTS

the bandaging form the prefabricated form

MOLDING PROCESS

METHODOLOGY

1. Mixture of the resin with

catalyst

2. Immersion of the sisal

stripes with the matrix

3. Application at the bamboo

culms

Bandaging form

1. Mixture of the resin with catalyst

2. Manual application of the matrix on the top of the

sisal blankets

3. Casting of Cylindrical Internal Mold

4. Casting of External Wood Mold

MOLDING PROCESS

Prefabricated form

PROJETO ARQUITECTÔNICO

Projeto : Propostas

Um elemento estrutural: treliça

Possibilidade da pré-fabricação

Proposta 1 (realizada) Proposta 2 Proposta 3

Treliça – elemento básico

Propostas

Proposta 5Proposta 4

Construção de protótipo

Montagem da estruturaPosição final

Processo construtivo

de casas com bambu

-Arq. Alejandro Luiz Pereira da Silva – IB, SEBRAI AL

-Arq. Rubens Cardoso Junior – IB

Eng. Edson Sartori - IB

Arq. Suely Brasileiro

Prof. Normando Perazzo Barbosa - UFPB

MATERIAIS

Corpos de prova de bambu para ensaio à compressão e fibra de sisal

Fibra de bambu, EVA e EPS

Formas com camada inferior de argamassa

Materiais componentes do micro-concreto:

cimento, cal, areia, raspa de pneus, bambu triturado; e mistura em betoneira

Formas com camada inferior de argamassa

Lançamento da argamassa na fôrma já com

os colmos posicionados

Adensamento em mesa vibratória e acabamento manual

Moldagem do elemento que pode servir de

pilar ou funcionar como viga e detalhe da

saliênncia para ligação

Posicionamento das placas

Amarração interna sobre as paredes

primero protótipo-maio 2004

Despues pensamos a hacer un panel largo 2,40m

Parede antes do ensaio – notar grande esbeltez; Parede em bom estado com 200 kN; e Parte inferior

em perfeitas condições.

Ensaio do painel 4 (EPS + fibra)

COMPORT. ESTRUTURAL MUITO BOM!

Início do esmagamento da argamassa de regularização; Início de esmagamento do topo à 213 kN.

Aspecto da parede após

o ensaio e Aspecto do topo da

parede após o

ensaio(destacamento do

concreto já com carga

decrescente)

Ensaio do painel 4 (EPS + fibra)

Bambu tem inimigos:

Low strength to umidiy

variation

Low Yong´s mudulus (to certains uses as concrete reinforcement)

Insects atack

(Dinoderus minutos)

Diametro dos vasos– Bambusa vulgaris

Fiber distribuition on the thickness

Idea (given by Prof. Ghavami many years ago)

Impregnação do bambu com resinas:

Para melhorar durabilidade

- reduzindo suscetibilidade à água

- eliminando ataque de insetos

Para melhorar propriedades de engenharia

- resistência

- modulo de elasticidad

If we look close to the fibers

Metaxyleme

(vases)

lignyne

protoxyleme

First machine to impregnate bamboo

Prof. José Gonçalves

Water: low pressure is enough (0.5 atm)

Oil: high viscosity: it passes firstly by the

internal vases that have higher diameter

Insetos não atacam

First results: compression:

Natural state: 40 a 50 MPa

Impregnated and dryed at 50oC

70 a 80 Mpa(resine : 80%estireno +20%metil metacrilato)

Protected against insects

A investigação continua: resina ideal

Esperamos chegar a um novo material de construção, que pude também ajudar no problema da casa de menor cutso e de menor impacto ambiental

Há outros trabalhos com outros materiais!

A construção convencional é uma das

atividades mais impactantes do homem

moderno:

Consumo excesivo de materias primas

Consumo excesivo de energia

Produção excesiva de residuos e poluentes

Continuando-se no caminho

atual a sustentabilidade estará

comprometida

Consideraciones finais

Apesar do aumento significativo da produção

de materiais de construção industializados

2,5 t per capita

200 kg per capita

Portland cement

É uma grande contradição que o problema da casa não seja resolvido!

Pessoas vivendo sob viaduto

Pessoas dormindo nas ruas

A casa continua umm drama para mais de dois bilhõesde pessoas!

De fato, os materiais de construção

industrializados estão nas mãos de imensos

oligopolios internacionais que controlanm

preço e mercado

Então, estão além do

poder de compra de

grande parcela da

população mundial

Aristóteles quatro séculos antes de Cristo já disse:

“A ganância do Homem não tem limites”

Exemplos não faltam!

Não há sufiente recursos para a construção de casas populares

Porém, trilhões de

dólares para destruir e

para matar!

A humanidade não necessita mais de

luxo nem de armas!

Isto é sustentável?

A necessidade é de casa, de

erradicar la pobreza, de reduzir o

consumo energético e os danos

ambientais

não

necesita

de

A guerra

deve ser

contra a

pobreza

A humanidade

Pessoas pobres: bilhões Bilionários: poucos

Temos que mudar a situação atual reinante no Planeta

A ganância do Homem leva a obras de

engenharia mal feitas!

Caminhão afunda em estrada!

Erro de projeto provocou vazamento de 4,5 milhões

de litros de esgoto em Niterói

De acordo com a investigação, havia uma quantidade insuficiente de

ferro (armadura) no contato entre a laje de fundação do tanque e

a parede lateral vertical.

Barragem de Camará rompe causando grandes prejuízos

Barragem de terra rompe em Soledade

Rua recentemente pavimentada em

João Pessoa

Vamos lutar pela sustentabilidade em todas

as atividades humanas para que as futuras

gerações possam ter um futuro e não

apenas problemas!

Obrigado!

Prototipo de yesso