UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Passarelas Estaiadas de Madeira

Trabalho apresentado ao departamento de

Engenharia Civil da Universidade Federal de

São Carlos como requisito para obtenção do

grau de Engenheiro Civil.

Isabelle Marcela Kusaka

Orientador: Prof. Dr. Almir Sales

São Carlos

2011

1

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho a minha família e amigos, que sempre

me apoiaram e me ajudaram a construir o que sou.

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AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente a Deus, por sempre me acompanhar e iluminar o meu caminho e as

minhas escolhas.

Agradeço aos meus pais e a minha irmã por todo o apoio incondicional em todos os

momentos, pelo incentivo e por me proporcionarem todas as oportunidades para eu alcançar

os meus objetivos.

Aos meus amigos que sempre estiveram perto de mim nos momentos bons e ruins e que me

proporcionaram muita alegria ao longo do meu percurso.

Ao professor Almir pela orientação durante a execução deste trabalho, participando da

elaboração e de todo esse processo, me ajudando a concluir uma importante fase da minha

vida.

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RESUMO

O presente Trabalho de Conclusão de Curso trata-se de um estudo de pontes e passarelas

estaiadas com tabuleiro de madeira. O respectivo trabalho aborda as vantagens da utilização

desta solução estrutural do ponto de vista estrutural,construtivo e ambiental.

No Brasil, a madeira é um material cuja potencialidade ainda é pouca explorada, porém

possui boa resistência se bem dimensionada, além de se tratar de um material renovável,

portanto ambientalmente correto. A necessidade de construção de pontes e passarelas,fica

evidenciada pela necessidade de englobar os usuários, o trânsito, fatores ambientais e a

transposição do mesmos, atendendo as necessidades do trânsito e contribuindo para o seu

melhor desenvolver . A construção civil é um dos setores mais impactantes do meio ambiente,

devido à poluição, matéria- prima e energia requerida em todo o processo construtivo, sendo

necessárias cada vez mais soluções eficazes e sustentáveis.

Seguindo estas diretrizes , este trabalho teve o objetivo de estudar as pontes e passarelas de

madeira como solução estrutural no Brasil. Para isso, foi realizado uma ampla pesquisa

bibliográfica,um estudo comparativo avaliando o desempenho em diversos aspectos entre os

materiais ,madeira,aço e concreto, além de uma análise de dois exemplos bem sucedidos da

aplicação desta solução estrutural. Todas essas análises foram importantes para evidenciar

que as pontes e passarelas estaiadas de madeira são soluções estruturais eficazes,que atendem

as necessidades em relação à resistência, além de ser ambientalmente correta.

Palavras-chave : pontes e passarelas estaiadas, madeira, potencial estrutural.

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ABSTRACT

This work is a study of cable-stayed bridges and walkways with wooden board. Its work

covers the advantages of using this structural solution of the structural point of view, and

constructive environment. In Brazil, the wood is a material which the potential is still little

explored, but wood has good resistance to scale well, and it is a renewable material, therefore

environmentally correct. The need to build bridges and walkways, is evidenced by the need to

include users, traffic, environmental factors and transposition of them, meeting the needs of

traffic and contributing to its further develop. The construction sector is one of the most

striking of the environment due to pollution, raw materials and energy required throughout the

construction process, requiring ever more effective and sustainable solutions.

Following these guidelines, this work studied the bridges and wooden walkways and

structural solution in Brazil. For this, we conducted an extensive literature review, a

comparative study evaluating the performance in various aspects of materials, wood, steel and

concrete, and an analysis of two examples of successful application of this structural solution.

All these tests were important to highlight that the cable-stayed bridges and wooden

walkways are effective structural solutions that meet the needs in terms of resistance, as well

as being environmentally correct.

Key-words: cable-stayed footbridges, wood, structural potential.

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Lista de Figuras

Figura 1- Barco egípcio com cordas sustentando a vela. (TROITSKY, 1977) ........................ 10

Figura 2- Ponte estaiada de madeira C.J.Löscher (1784) (TROITSKY,1977) ......................... 11

Figura 3- Ponte estaiada de um vão (PLETZ E CALIL JÚNIOR, 2000) ................................. 18

Figura 4- Configurações dos estais (YTZA,2009) ................................................................... 19

Figura 5- Distribuição das forças em uma passarela estaiada (Vargas,2007) .......................... 23

Figura 6 - Ponte La Mujer - Buenos Aires - (FONTE: Wikipédia) ......................................... 25

Figura 7- Tabuleiro de madeira , Ponte La Mujer - Buenos Aires ........................................... 26

Figura 8- Passarela estaiada de madeira USP-São Carlos ........................................................ 27

Figura 9- Residência de madeira no Recanto da União ,no Brasil. .......................................... 36

Figura 10- Waugh Thistleton's Timber Tower em Londres. .................................................... 36

Figura 11- Vigas de madeira e aço após incêndio .................................................................... 40

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Lista de Tabelas

Tabela 1-- Consumo de energia na produção de alguns materiais (FONTE: LNEC,1976) ..... 38

Tabela 2- Energia para produção (FONTE: C. CALIL JÚNIOR e A. A. DIAS)..................... 38

Tabela 3-– Tabela de densidade (FONTE: C. CALIL JÚNIOR e A. A. DIAS) ...................... 39

Tabela 4-Comparativo resistência (FONTE: C. CALIL JÚNIOR e A. A. DIAS) ................... 39

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Sumário

1.INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 8

1.1 Apresentação do problema .........................................................................................................8

1.2 Histórico ......................................................................................................................................10

1.3 OBJETIVOS ...............................................................................................................................11

1.3.1 Detalhamento dos objetivos ................................................................................................................ 11

1.4 JUSTIFICATIVA ......................................................................................................................12

1.5 METODOLOGIA ......................................................................................................................13

2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................. 14

3. POTENCIAL ESTRUTURAL E CONSTRUTIVO ............................................................ 21

4.1 EXEMPLOS BEM SUCEDIDOS .............................................................................................24

4.1.1 Ponte La Mujer ................................................................................................................................... 24

4.1.2 Passarela Estaiada de Madeira Campus USP -São Carlos .................................................26

5. QUESTÕES DE SUSTENTABILIDADE ......................................................................... 31

5.1 Sustentabilidade e a construção civil .......................................................................................32

5.2 Pontes e passarelas estaiada de madeira, uma solução sustentável .......................................33

6. ESTUDO COMPARATIVO DOS MATERIAIS UTILIZADOS EM PONTES E

PASSARELAS ESTAIADAS .................................................................................................. 35

6.1 ENERGIA ...................................................................................................................................37

6.2 DENSIDADE ..............................................................................................................................38

6.3 RESISTÊNCIA ..........................................................................................................................39

(FONTE: http://www.cdcc.usp.br/ciencia/artigos/art_27/madeira.html) .......................................40

6.4 ASPECTOS ECONÔMICOS ...................................................................................................41

7. CONCLUSÕES .................................................................................................................... 42

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 44

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1.INTRODUÇÃO

Considerando o constante desenvolvimento e crescimento da construção civil, que

busca sempre soluções estruturais viáveis, eficazes e cada vez mais sustentáveis, o respectivo

trabalho foi desenvolvido devido a necessidade de apresentar o potencial das passarelas

estaiadas de madeira como solução estrutural no Brasil, país no qual o transporte rodoviário é

a principal fonte de transporte de pessoas e produtos comerciais, e necessita de novas pontes e

passarelas para complementar sua malha rodoviária e suas cidades que estão em constante

crescimento.

Estudar as passarelas estaiadas de madeira é necessário para que haja a maior

exploração desta solução estrutural, juntamente com a desmistificação da madeira, que é

erroneamente vista como um material frágil. Foi abordado os aspectos positivos que esta

solução acarreta ao meio ambiente e enfatizado a necessidade e importância das passarelas.

Cabe esclarecer, que as passarelas estudadas nesse trabalho são aquelas que possuem o

tabuleiro de madeira. Tratam-se de estruturas mistas, devido as limitações existentes na

utilização da madeira, como por exemplo, exposição direta ao solo ou água e agentes

biológicos, que comprometem a resistência.

1.1 Apresentação do problema

O futuro do nosso planeta, já ultrapassou a preocupação dos ambientalistas e, hoje,

permeiam à todos e à todas as áreas da economia . A importância deste assunto, abrange

questões políticas e econômicas, e diversas decisões são tomadas de acordo com esses dois

fatores. A madeira, é um exemplo de material que engloba diversos aspectos positivos tanto

construtivos quanto ambientais.

As novas tecnologias de tratamento fizeram o mundo moderno a redescobrir a

madeira, que já pode ser empregada no lugar do concreto como solução estrutural devido a

durabilidade, resistência que nos dias de hoje pode ser conferido a este material através de

preservativos químicos, oleosos e oleossolúveis, hidrossolúveis, além de condições adequadas

de exposição do material.

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O processo de urbanização do mundo moderno, criou a necessidade da construção de

pontes e passarelas como soluções de trânsito, aspectos ambientais (rios,lagos,vales) e por

todos que por ela trafegam. Como todas as soluções atuais e levando em consideração o

impacto ambiental provocado pelo setor da construção civil , as pontes e passarelas devem

ser projetadas para serem estruturas ambientalmente corretas e eficazes.

O trânsito em geral, e os seus elementos estão em constante conflito nos centros

urbanos. Além disso, o transporte rodoviário é o mais utilizado no Brasil, gerando assim a

necessidade de uma malha rodoviária eficiente. Como uma maneira de solucionar este caos

presente nas vias do Brasil, e como soluções estratégicas do próprio trânsito nas cidades

brasileiras, as pontes e passarelas são cada vez mais empregadas e necessárias. Sejam para

transporem uma via de um rio, lago, ou até mesmo de outra via, para conectar um ponto a

outro, para uma travessia segura dos pedestres, por uma questão estética, as pontes e

passarelas estruturas fundamentais para que o sistema de trânsito esteja integrado com todos

os elementos e com o trânsito.

Ao optar por uma ponte ou passarela como solução estrutural, deve–se decidir por um

sistema construtivo onde o aspecto ambiental, econômico e a eficácia do sistema esteja em

harmonia. Além disso, nos dias de hoje, com todo esse arrojo nas construções atuais, a

questão estética é também bastante considerada por proporcionarem ambientes mais

agradáveis e até mesmo se tornarem pontos turísticos. As pontes e passarelas estaiadas de

madeira são uma perfeita solução estrutural que atendem a todos estes aspectos perfeitamente.

A primeira impressão do incentivo do uso e do consumo de madeira em geral e em

pontes e passarelas estaiadas, pode soar como algo inaceitável e absurdo, pois pode aparentar

que dessa forma florestas serão eliminadas para atender a demanda da construção civil e que

isto contribuiria para o agravamento dos problemas ambientais existentes no Brasil. Mas na

verdade, pensar desta forma é um equívoco, ao contrário do que aparenta, o uso sistemático

da madeira na construção civil, necessita de um sistema de fornecimento contínuo e

ininterrupto, ou seja, necessitam de práticas que perpetuem e aumentem as matas. A madeira é

um material renovável, o que for utilizado será replantado e ampliado. Assim sendo, trata-se

de investir em um ciclo de exploração dos recursos florestais, juntamente com o

reflorestamento.

10

1.2 Histórico

É muito provável que a madeira tenha sido um dos primeiros materiais utilizados na

construção civil e também nas pontes e passarelas. O motivo desse pioneirismo é devido a

facilidade de obtenção do material, além da energia demandada desde sua extração até o

preparo para o seu uso. Apesar da substituição da madeira pelo aço e o concreto, por volta do

século XX, nos países mais desenvolvidos como Estados Unidos e Canadá,a madeira é

bastante empregada em pontes e passarelas de pequenos vãos (YTZA,2009) .

As pontes estaiadas são formadas por um tabuleiro que é suportado elasticamente por

diversos estais, que são cabos retos e inclinados fixados nos estais. Elas são conhecidas pela

sua economia e estabilidade para superar grandes vãos e também pela sua beleza.

Na antiguidade os egípcios utilizavam essa idéia de estaiamento em barcos a vela,

conforme sugerido pela figura 1. Provavelmente as primeiras pontes estaiadas tenham sido

feitas de madeira, com troncos de árvores e cipó, e teriam sido utilizadas para a travessia de

pequenos rios (TROITSKY, 1977).

Figura 1- Barco egípcio com cordas sustentando a vela. (TROITSKY, 1977)

De acordo com Troitsky (1977) , o primeiro registro de ponte estaiada foi relatada

em 1617, por Faustus Verantius, que sugeriu um sistema de cabos de aço sustentando um

tabuleiro de madeira.

Em 1784, na Suiça, o carpinteiro C.J Löscher de Friburgo construiu uma ponte

estaiada de madeira, com um vão de 32 metros, como mostra o esquema da Figura 2..

11

Figura 2- Ponte estaiada de madeira C.J.Löscher (1784) (TROITSKY,1977)

Em 1817, dois engenheiros britânicos projetaram a Ponte King´s Meadows, uma

passarela estaiada de arame e mastro de ferro com um vão de 33,6 metros. Observa-se que

esse método construtivo já é bastante antigo e com as técnicas atuais, este se tornou ainda

mais possível e viável, inclusive com o uso da madeira (YTZA, 2009) .

Atualmente, o tipo de estrutura estaiada é freqüentemente vista em pontes e algumas

passarelas, porém a madeira, no Brasil, é normalmente evitada em estruturas , aparecendo

mais de forma temporária como em fôrmas,escoramentos ou em esquadrias em geral, ao

contrário de outros países.

1.3 OBJETIVOS

O objetivo deste trabalho é estudar as pontes e passarelas estaiadas com tabuleiro de

madeira como uma solução estrutural no Brasil.

1.3.1 Detalhamento dos objetivos

Para alcançar o objetivo acima descrito, lista-se a seguir os seguintes objetivos

específicos:

Verificar o potencial das pontes e passarelas estaiadas de madeira sob o ponto de vista

estrutural e construtivo.

Justificar as pontes e passarelas estaiadas de madeira sob o ponto de vista sustentável e

ambiental.

Analisar as vantagens e desvantagens do material madeira em relação aos materiais

aço e concreto.

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1.4 JUSTIFICATIVA

Na construção civil, procura-se sempre soluções estruturais que unam a eficácia, a

viabilidade construtiva e a preocupação ambiental. A sustentabilidade é um assunto que esta

bastante em evidência no mundo todo e em todas as áreas de atuação, inclusive na construção

civil, que é um dos setores que mais contribuem com resíduos além de ser a campeã no

consumo de material. Comenta-se muito do conceito de obra sustentável, racionalização,

reciclagem, e a busca incessante por tudo isso, acarretou grande mobilização da área para

estudos de soluções estruturais que acarrete o menor impacto ambiental possível.

As pontes e passarelas, são importantes soluções estruturais que diminuem distâncias e

superam obstáculos. Muito utilizadas para solucionar problemas de grandes vãos, fatores

naturais como rios, lagos, aproveitamento de espaço e até mesmo por motivos de logística no

trânsito e estéticos. São necessárias no desenvolver do trânsito e condições atuais.

No tipo de estrutura estaiada, o tabuleiro não se desloca devido aos estaios retos

tracionados que sustentam o tabuleiro. Esse sistema construtivo, não necessita de grande

quantidade de pilares entre o vão que irá superar, e o método construtivo é simples, se

tornando, assim, uma solução economicamente e ambientalmente aceitável.

A madeira se revela um material fantástico. É renovável e possui importantíssima

relevância no seqüestro do dióxido de carbono, que é o gás responsável por 80% da poluição

que gera o aquecimento global. Além disso, através das técnicas atuais e se utilizada de

maneira racionalizada consegue atingir a mesma resistência do concreto e outros materiais,

com a grande vantagem do seu baixíssimo peso e energia demandada para a sua utilização.

Conectando todos esses fatos apontados, este trabalho se justifica, pelo potencial

pouco conhecido que as pontes e passarelas estaiadas de madeira podem possuir como

estrutura. Tal sistema, engloba todos os quesitos necessários para uma solução completamente

viável, atendendo as necessidades de projeto, sendo esteticamente bonita e ambientalmente

correta.

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1.5 METODOLOGIA

A proposta deste trabalho é de por meio de pesquisas sobre pontes e passarelas

estaiadas de madeira já existentes, enumerar as vantagens desse sistema construtivo,

justificando assim, a sua utilização como uma solução estrutural e construtiva, avaliando os

benefícios existentes no seu emprego, mediante outros materiais e analisá-la sob o ponto de

vista sustentável .

A fim de garantir que todos estes aspectos descritos fossem abordados por este

trabalho, os objetivos sugeridos foram atingidos através de:

Revisão bibliográfica: Primeiramente foirealizada uma ampla revisão bibliográfica, na

qual pretendemos além de coletar material para a elaboração deste trabalho, compreender os

conhecimentos já existentes relacionados ao assunto pontes e passarelas estaiadas de madeira.

A fim de comprovar a eficácia do sistema estrutural de pontes e passarelas de madeira,

foram citados dois exemplos bem sucedidos, são eles: a ponte estaiada de madeira, localizada

na cidade de Buenos Aires, em Porto Madeiro, e a passarela estaiada de madeira localizada no

LaMEM (Laboratório de Madeiras e Estruturas de Madeiras),dentro da Universidade de São

Paulo em São Carlos.

Foi também realizada uma visita à passarela estaiada de madeira do LaMEM

localizada na Universidade de São Paulo no campus de São Carlos.

Estudo comparativo: um estudo comparativo entre o sistema construtivo de pontes e

passarelas de madeira e outros métodos construtivos foi realizado a fim de obter as vantagens

envolvidas no sistema estrutural estudado.

Hoje em dia, a sustentabilidade é um assunto que está muito em evidência. Todos os

setores, da maneira que podem, estão cada vez mais em sua busca. Na construção civil, não é

diferente, por este motivo, foi também avaliadas as vantagens do sistema construtivo de

pontes e passarelas de madeira, relacionadas a sustentabilidade e ao meio ambiente. Para isso,

foram estudados aspectos sobre a madeira como material em si, aspectos sobre a sua

utilização e extração, como material renovável ou não, energia demanda na utilização do

material, além de aspectos referentes ao seqüestro de CO2.

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2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

A combinação entre os conhecimentos das propriedades físico mecânicas da madeira

juntamente com as condições de exposição adequadas, fazem com que a madeira consiga

características de resistência e desempenho bastante semelhantes e satisfatórios aos diversos

materiais estruturais presentes na construção civil, como por exemplo, o concreto, aço que

serão comparados à madeira neste trabalho. Não se pode negar que a madeira queima,

apodrece, apresenta variabilidade em suas características físicas e mecânicas, além de ser

mais frágil se submetida as ações de intempéries, porém as técnicas atuais possibilitam a

utilização deste material sem qualquer tipo de prejuízo se comparado a esses materiais

(CAMPOS,2002).

Segundo Sales (1996), características como a variabilidade do material madeira geram

certas dificuldades no seu emprego em estruturas, pois para exercer esta função a madeira

deve preservar sua durabilidade natural, além de cumprir as funções do projeto.

A madeira esta cada vez mais presente no mundo moderno, isso acontece, pois estudos

comprovaram a sua real capacidade resistiva e o fato de ser um material renovável, o material

ganha grande destaque no meio do cenário sustentável que o mundo se encontra. O avanço da

tecnologia permite que cada vez mais a madeira adquira características como durabilidade e

resistência. A criação da madeira laminada colada, superou as expectativas e criou a

possibilidade da madeira vencer grandes vãos e obter diferentes formas. As ligações entre os

componentes, que antes representavam um problema, hoje já foram solucionados pelos

conectores,que de forma racional solucionam ligações e estruturais da madeira (PLETZ e

JUNIOR, 2000).

A construção civil, entre todos os setores, é a campeã no consumo de material

tornando-se assim o setor que mais consome matérias-primas. Em um estudo, Kasai (1998),

apontou que a construção civil, no Japão, é responsável pelo consumo de cerca de 50% da

matéria prima bruta do país. Já nos Estados Unidos, segundo um estudo de Matos & Wagner

(1999), a área consome em média 75 % do total de materiais. Além disso, de acordo com

John, Agopyan & Sjöström (2001), o setor da construção também é responsável por grande

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parte do consumo de energia, água e geração de poluentes. Apenas na produção de cimento

Portland, a decomposição da cal durante a produção do clínquer, representa cerca de 3% do

CO² gerado mundialmente. As maiores fontes de resíduos são a construção e a demolição.

(JOHN ;SATO; AGOPYAN ; SJÖSTRÖM, 2001)

A necessidade de novas pontes e passarelas é evidenciada por diversos fatores

indiretos e diretos, como o crescimento das cidades brasileiras, os elementos naturais muito

comuns no Brasil e a necessidade de transitar sobre eles, a necessidade de desenvolver o

sistema rodoviário e o tráfego nas cidades, questões de logística de tráfego e segurança de

pedestres. Esses são fatos que mostram a necessidade de novas pontes e passarelas e também

do cuidado e necessidade de reparo das existentes no Brasil. Apesar do transporte rodoviário

ainda ser o mais utilizada, malha rodoviária no Brasil é falha, e se fosse bem estruturada,

poderia representar significativas mudanças no conforto dos que por elas trafegam. Além

disso, uma vez que o principal meio de transporte, no Brasil, é realizado pelas rodovias, uma

boa malha rodoviária acarretaria em reflexos na economia, como a redução de custos de

produtos . De acordo com estudos do Laboratório de Madeiras e de Estruturas de Madeiras

(LaMEM) do Departamento de Engenharia de Estruturas da Escola de Engenharia de São

Carlos da Universidade de São Paulo, existe um déficit de cerca de 100 mil pontes de

pequenos e médios portes. Sendo assim é muito importante estudar técnicas que atendam as

necessidades e sejam economicamente e tecnicamente competitivas (DA FONTE e CALIL

JÚNIOR, 2007).

É muito provável que as primeiras pontes tenham sido feitas de madeira.. A grande

absorção de energia que o material possui confere a madeira boa propriedade de

amortecimento dinâmico. Podemos associar o seu baixo peso com redução de custos, uma vez

que não há a necessidade de grandes máquinas para o transporte e manuseio da madeira.

Além disso, são esteticamente bonitas, e possuem baixo custo de manutenção.

(NASCIMENTO,1993)

De acordo com Muchmore (1986), a madeira também possui boas propriedades de

isolamento térmico e acústico, e ao contrário do que pensam, possui boa resistência ao fogo,

uma vez que as peças de madeira quando submetidas ao fogo, mantêm grande parte da

resistência original por um bom tempo.

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Segundo Gangarao (1990), para que uma ponte de madeira seja competitiva, ela deve

ser mais padronizada possível, necessitando apenas de alterações de alguns detalhes

relacionados ao local onde a ponte estará localizada.

Gutkowski (1983), estudou alguns tipos de sistemas construtivos de pontes de madeira

levando em consideração a viabilidade da sua execução. A partir desse estudo realizou uma

categorização dos elementos das pontes de madeira, que serão a seguir mencionados. Neste

estudo, constatou que pontes econômicas de longarinas retas são mais indicadas para vãos de

30 metros, porém, as longarinas retas são substituídas por dos arcos planos que as tornam

economicamente mais viáveis. As pontes de tabuleiro treliçado e em arco são mais

comumente empregadas para vãos maiores ou para locais de baixa altura entre o nível d´água

e a ponte. Em vãos entre 30 e 60 metros, as pontes de cordas treliçadas paralelas são

apontadas como melhor solução. Em vãos de até 90 metros são utilizadas as pontes de

tabuleiro em arco com componentes de madeira laminada colada. As pontes de longarinas

treliçadas, e as pontes pênseis e estaiadas de madeira laminada colada são bastante utilizadas

na categoria de vãos de 40 a 80 metros.

Ino (1997) diz que para que a durabilidade de uma estrutura de madeira seja garantida,

é necessário primeiramente conhecer a cadeia produtiva da madeira utilizada, desde a

derrubada, retirada da árvore da floresta, transporte, armazenamento, desdobro, secagem,

usinagem, pré-fabricação e aplicação, ou seja, todas as etapas do processo produtivo.

Segundo Déon (1989), a durabilidade da madeira é definida após a análise das condições de

exposição, juntamente com os riscos de deterioração.

Nahuz; Freitas (2001), abordam em seu trabalho formas de preservação, mostrando

que a forma mais utilizada de preservação da madeira e a mais conhecida é a química, que

visa incorporar produtos nas peças com a intenção de retardar ou prevenir o ataque de

organismos xilófagos.

No início de 1990, existiam em média trinta pontes com tabuleiro longitudinal

laminado -protendido construídas nos Estados Unidos e mais cerca de cem pontes previstas

para serem construídas como parte da Iniciativa Nacional em Pontes de Madeira. As

estruturas dessas pontes são monitoradas e submetidas a análises constantes e

acompanhamento do teor de umidade, força nas barras de aço de protensão, da fluência, atrito

do tabuleiro e condições globais da ponte. O desempenho obtido por esta análise foi bastante

satisfatórios, sendo que os principais problemas apresentados foram estéticos, como

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esmagamento local da madeira nas barras de ancoragem e perda de curvatura ( RITTER,

1990).

Almeida (1989) sugeriu que as pontes de madeira no Brasil sejam classificadas em

gerações. Cada geração seria um agrupamento das pontes de acordo com o tipo de arranjo

estrutural contido na ponte. Foram chamadas de pontes de primeira geração as caracterizadas

por arranjos estruturais primitivos, ou seja, pontes de curto período de vida útil, e que

apresentam certos fatores desfavoráveis como pilares de madeira em contato direto com a

água, ligações inseguras e com deficiências, ausência de rigidez entre outros problemas. As

chamadas pontes de segunda geração já possuem arranjos estruturais um pouco mais

eficientes porém com certos problemas, que conferem a ponte falta de segurança e

comprometem a durabilidade. As pontes chamadas de terceira geração possuem arranjos

estruturais que cumprem todos os requisitos que uma ponte de madeira deve possuir,

oferecendo segurança e possuindo alta durabilidade. Estas pontes de terceira geração já não

possuem, por exemplo, pilares em contato direto com a água e leva em consideração normas

e projeto.

As pontes de madeira denominadas de terceira geração começaram a ser construídas

pelo Laboratório de Madeiras e Estruturas de Madeiras, juntamente com o estudo de postes

feitos de Eucalipto Citriodora, juntamente com o emprego de vigas bicirculares compostas por

dois postes interligados por anéis metálicos sendo o tabuleiro feito de postes e regularizado

com concreto e revestimento asfáltico. Um exemplo do emprego dessas pontes esta localizado

em São Miguel Paulista, uma ponte pênsil sobre o rio Tietê. HELLMEISTER (1983).

Quando se fala em superar grandes vãos, sempre são mencionadas as pontes estaiadas.

Troitsky (1988), classificou a quantidade de vãos de uma passarela estaiada em um, dois ou

três vãos.

Nas passarelas de um vão, são geralmente construídas mais comumente com uma

torre, que tem como a sua principal função transmitir as forças dos cabos para a fundação, e

às vezes utilizam-se duas. A torre, pode possuir diversos formatos que desempenham

diferentes funções estéticas, sendo que segundo Jungwirth (1995), a em forma de “A” é a

mais adequada para soluções de grandes vãos. A torre é posicionada de forma inclinada de

modo que a resultante das forças presentes possa ser construída com uma torre ou

eventualmente duas. A torre deve ser inclinada, conforme mostra a Figura 3, de tal modo que

a resultante das forças que a solicitam, passe o mais próximo possível do centro de gravidade

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da seção transversal. Os cabos,garantem a indeslocabilidade e devem estar presos em uma

rocha ou algum bloco maciço. (PLETZ E CALIL JÚNIOR , 2000)

Figura 3- Ponte estaiada de um vão (PLETZ E CALIL JÚNIOR, 2000)

As passarelas estaiadas de dois vãos devem preferencialmente ser simétricas ou o

menor vão deve possuir pelo menos um teço do comprimento total da ponte, se mesmo assim

as condições do local da ponte não permitirem essas proporções, o vão menor deve apena ter

o cabo de ancoragem. As passarelas com três vãos, devem possuir simetria entre os vãos

adjacentes e o central. Observa-se que as cargas acidentais quando aplicadas no vão central,

aumentam os esforços de ancoragem e vão minimizando conforme se aproximam dos vãos

adjacentes (PLETZ E CALIL JÚNIOR, 2000).

Troitsky (1988), conforme será mostrado a seguir na Figura 4, explica as diferentes

configurações que os estais podem possuir. Essas configurações muito além de um efeito

estético influenciam na viabilidade técnica e econômica e arquitetura. O formato do tipo

leque, os estaios saem radialmente do topo da torre e solicitam menores esforços se

comparados com outras possibilidades de disposição, devido a inclinação ser maior, é o

formato que confere maior rigidez a estrutura. As deformações da ponte acontecem conforme

a relação vão adjacente/ vão principal cresce, pois o travamento da torre diminui quanto mais

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os cabos do vão adjacente se deformam. Essas características e a baixa deformabilidade desse

sistema fez com que ele seja apropriado para passarelas de madeira.

Figura 4- Configurações dos estais (YTZA,2009)

No estaiamento no formato nomeado como harpa, os estaios são ancorados ao longo

da torre e são distribuídos simetricamente em relação a elas, o que acaba aumentando a

compressão no tabuleiro. O estaiamento em harpa é mais indicado para soluções em que é

necessário que o tabuleiro fique livre no sentido longitudinal e quando se quer diminuir a

flexibilidade. Não é recomendado o uso de torres de madeira para este tipo de disposição em

harpa, pois as torres necessitam de muitos pontos de ancoramento, podendo ocasionar

infiltrações diminuindo assim a sua durabilidade.

A disposição transversal dos estais, de acordo com Gimsing (1983), podem ocorrer de

três formas. A primeira delas é em sistema de dois planos verticais, que é a forma mais

utilizada devido a sua fácil execução e o sistema não exige alta rigidez a torção do tabuleiro.

O segundo é o sistema de dois planos inclinados, solução normalmente adotada para grandes

vãos, por ser o que melhor combate as oscilações. O estaiamento em dois planos faz com que

a ponte trabalhe como uma treliça espacial, conferindo assim, maior rigidez a torção e

possibilitando projetar tabuleiros menos rígidos, ou seja, com curvas. O terceiro tipo é o

sistema de plano único, em que o estaiamento fica em um único plano vertical, normalmente

localizado no eixo central da ponte, servindo também como divisão das faixas de trânsito.

Apesar de ela exigir alta rigidez a torção dos tabuleiros o que eleva o seu custo e não ser

muito empregada em estruturas de madeira, esse sistema necessita de torres composta por

colunas únicas, que se apóiam em estruturas menores.

20

Segundo Fusco (1989), o tabuleiro das pontes e passarelas de madeira podem estar

apoiados sobre vigas de rigidez, podendo estas serem treliçadas ou de MLC, e seus tabuleiros

com pranchas dispostas transversalmente entre si e ou em duas camadas . A outra

possibilidade de acordo com NTCl (1999), é estarem apoiados em uma placa com inércia a

flexão, o que normalmente é a opção mais escolhida, uma vez que não e grande vantagem o

aumento da rigidez em tabuleiros, ainda mais em estruturas com viga treliçada, em que a

madeira possui menor durabilidade se comparada as vigas de MLC.

21

3. POTENCIAL ESTRUTURAL E

CONSTRUTIVO

No capítulo a seguir foi desenvolvido um estudo do potencial estrutural e construtivo

existente nas estruturas das passarelas estaiadas de madeira.

Neste trabalho foi dado enfoque às passagens em desnível do tipo passarela e as

pontes ambas compostas por tabuleiros de madeira. As passarelas são alternativas que

permitem uma travessia segura pelo fato de realizar a travessia de pedestres em um plano

isolado dos veículos. As pontes são necessárias para transpor obstáculos, sejam estes naturais,

como rios, lagos, ou até mesmo outras vias de trânsito, servindo assim como um artifício para

tornar o trânsito em geral mais eficiente, com mais alternativas de forma mais inteligente.

Ao serem comparadas com soluções de desnível subterrâneas, as passarelas e as

pontes possuem vantagens por não interferir em serviços públicos subterrâneos, são mais

econômicas, esteticamente mais bonitas e seguras .

A escolha do tipo de estrutura de uma obra de arte é determinada por diversos fatores.

Deve-se considerar a função, topografia do local, natureza do solo, extensão e vão livre.

As pontes e passarelas estaiadas de madeira são soluções que se adéquam as

necessidades de projeto além de serem arquitetonicamente mais belas, principalmente para

grandes vãos, no caso das pontes de madeira estaiada.

O sistema de trânsito é composto por diversos componentes, sendo dois deles os

pedestres e os veículos em geral. A princípio, atravessar uma via, pode parecer simples,

porém deve-se ficar atento para que este procedimento seja realizado com total segurança

evitando acidentes de trânsito. A mesma preocupação deve haver com os veículos, que devem

sempre trafegar em condições seguras. Além disso, ambas essas preocupações devem estar

interligadas para que o trânsito de uma maneira geral seja estrategicamente planejado para se

trafegar de forma inteligente, segura e eficaz.

22

A Associação Nacional das Autoridades Rodoviárias as Austrália, realizou uma

análise de acidentes envolvidos com pedestres e através dos dados foi possível concluir que os

pedestres são culpados em 65% dos casos dos acidentes. Um estudo similar foi realizado no

Brasil, em Campinas, no estado de São Paulo, e foi observado pela Prefeitura da cidade que

80% dos acidentes de trânsito relacionados com pedestres são provocados pela imprudência

dos próprios pedestres, de acordo com artigo publicado pela Folha de São Paulo 21/05/1994.

Por este motivo, uma passarela eficaz deve praticamente obrigar o pedestre a utilizá-la, tendo

assim uma localização estratégica e atrativa, como por exemplo, em saídas de fábricas,

escolas, cruzamentos.

Existem diversos artifícios de trânsito que podem ser utilizados para minimizar os

riscos que os próprios pedestres se sujeitam ao realizarem travessias não seguras, são eles:

faixa de pedestres, semáforos para pedestres, barreiras, calçadões, refúgio, gradil , lombadas e

passagem em desnível, ou seja , as passarelas ou passagens subterrâneas. Em vias urbanas,

normalmente a travessia é realizada mais facilmente devido a baixa velocidade dos veículos,

no entanto, em vias expressas essa velocidade é bem superior, dificultando a travessia dos

pedestres e surgindo a necessidade de meios mais seguros, a passarela é um das soluções mais

utilizadas para solucionar este problema.

Através dos estais, que são cabos tracionados, o carregamento móvel e o permanente

são transmitidos para o mastro, que juntamente com o tabuleiro permanecem comprimidos.

Nesse tipo de estrutura, a escolha da distribuição do carregamento permanente é fundamental

para que não exista uma limitação na flexão do tabuleiro.

A concepção de uma passarela estaiada de madeira, deve ser escolhida, considerando

a finalidade e as condições existentes para a sua construção. Essas pré- determinações, como

localização, propósito, sistema estrutural, cronograma, orçamento, são geralmente impostas

pelo órgão financiador do projeto, seja este uma empresa, pessoa física ou o governo.

A localização definirá fatores como, durabilidade, resistência, ações de intempéries,

características geográficas e geotécnicas. Através do local em que existe a necessidade de

uma ponte ou passarela, pode-se saber o tipo de solo e qual o tipo de fundação adequado, ao

tipo de terreno, entre outros fatores fundamentais para a determinação do sistema construtivo

da passarela . O propósito da estrutura permitirá definir as dimensões e os demais aspectos

como a tecnologia que deverá ser empregada.

23

Entre os principais métodos construtivos das pontes e passarelas estaiadas podemos

citar: o cimbramento geral, consolos sucessivos e lançamentos progressivos. O cimbramento

geral é mais utilizado para terrenos com solos resistentes e que não precisará transpor rios,

lagos ou estradas. O cimbramento pode ser do tipo fixo, que é aquele em que deve ser

desmontado após a sua utilização ou deve ser reutilizado na própria ponte ou passarela, os

materiais mais empregados são a madeira ou o metal. O cimbramento do tipo móvel, é um

tipo de cimbramento em que é possível deslocar sem que haja a necessidade de desmontá-lo,

permitindo assim a execução vão a vão da ponte ou passarela.

A Figura 5 a seguir demonstra como são distribuídas as forças em uma passarela

estaiada. O tabuleiro sofre flexo- compressão, tracionando assim os estais que transmitem

esses esforços para a torre que descarrega na fundação.

Figura 5- Distribuição das forças em uma passarela estaiada (Vargas,2007)

Um grande problema que afeta o potencial que as pontes e passarelas estaiadas de

madeira podem oferecer, é o fato de que, no Brasil, raramente as pontes ou passarelas de

madeira existentes são projetadas por uma pessoa qualificada para isso, dessa forma as pontes

construídas são em sua maioria mal projetadas e com o seu potencial estrutural e durabilidade

já comprometidas.

A obtenção de um projeto bem sucedido de ponte ou passarela de madeira em geral,

necessita de um pré-envolvimento na fase de projeto, na execução e um pós-envolvimento

24

que seria a manutenção da estrutura. Se não feito dessa maneira, a estrutura poderá apresentar

certas patologias, que acabam denegrindo a capacidade estrutural e construtivo que a madeira

pode alcançar..

De acordo com Nascimento (1993), ao contrário das pontes e passarelas feitas de aço e

concreto que ,no Brasil, sofrem manutenção somente quando estão altamente deterioradas,as

pontes e passarelas de madeira necessitam, segundo OU e WELLER (1986), de manutenção

envolvendo as seguintes etapas: substituição, reparo e manutenção preventiva. As estruturas

de madeira não devem ser mantidas em contato direto com a água, não devem acumular

material biológico como folhas de árvores, por exemplo, a estrutura deve permanecer limpa.

É fato que a madeira se bem dimensionado e projetado, e se tomados os devidos

cuidados que o material requer, do ponto de vista estrutural e construtivo não é desvantajoso

se comparado à materiais mais tradicionais como o concreto e o aço. Muito pelo contrário,

além de atingir resistências satisfatórias e seguras de projeto, consiste em uma solução viável,

eficaz e ambientalmente correta.

4.1 EXEMPLOS BEM SUCEDIDOS

A fim de dar maior credibilidade ao trabalho e por fim, comprovar de forma prática o

real potencial estrutural que o sistema das pontes e passarelas estaiadas de madeira

proporcionam, será apresentados dois exemplos bem sucedidos de soluções estaiadas de

madeira. A ponte La Mujer, localizada em Buenos Aires e a passarela localizada no LaMEM,

no campus da Universidade de São Paulo – Campus São Carlos.

4.1.1 Ponte La Mujer

A seguir será apresentada a ponte estaiada de madeira (figura 4) , localizada no

famoso bairro de Puerto Madeiro em Buenos Aires, na Argentina. Nesta ponte, apenas o

tabuleiro é de madeira normal transversal, sendo o restante da estrutura metálica.

A ponte La Mujer é obra do arquiteto e engenheiro espanhol Santiago Calatrava.

Trata-se de uma ponte giratória estaiada com o tabuleiro de madeira, o projeto foi realizado

integralmente na Espanha, pois o aço utilizado na estrutura é somente fabricado no país

espanhol e foi doado para a região de Puerto Madeiro ,em Buenos Aires pelo empresário

Alberto Gonzalez.

A ponte La Mujer está sob o rio La Plata e mede 160 metros de comprimento

possuindo largura de 5 metros. A ponte é composta por um mastro de aço que possui 39

25

metros de altura, duas seções fixas nas extremidades e uma seção móvel que gira 90° devido

ao tráfego aquático existente no rio La Plata. As obras tiveram início em 1998 e foi finalizada

em dezembro de 2001. A ponte La Mujer possui o tabuleiro de madeira como solução, que é

justificável pelo seu baixo peso, já que se trata de uma estrutura giratória. Além disso, ela é

uma estrutura estaiada não simétrica, o que a torna ainda mais singular.

Fica assim comprovado que a madeira se bem dimensionada e bem utilizada pode

desenvolver o mesmo papel que o concreto e aço.

Figura 6 - Ponte La Mujer - Buenos Aires - (FONTE: Wikipédia)

26

(FONTE:http://viagenspelaamericalatina.blogspot.com/2010/08/buenos-aires-argentina.html>, 2011)

4.1.2 Passarela Estaiada de Madeira Campus USP -São Carlos

A passarela que será a seguir apresentada é o resultado de um projeto realizado por

professores da Universidade de São Paulo (USP) e foi a primeira passarela estaiada de

madeira construída no Brasil. A passarela esta localizada na Escola de Engenharia de São

Carlos da Universidade de São Paulo, no campus I da cidade de São Carlos, mais

precisamente entre o laboratório e o prédio da sede do Laboratório de Madeiras e Estruturas

de Madeiras do Departamento de Engenharia de Estruturas da Escola de Engenharia de São

Carlos da Universidade de São Paulo (USP).

Segundo Pletz (2003) a proposta do desenvolvimento da passarela estaiada de madeira

surgiu primeiramente da necessidade de apresentar o potencial construtivo da madeira em

geral, para isso foi construída a passarela para uso público, permitindo assim que alguns pré-

conceitos em relação à madeira fossem esclarecidos de forma prática.

A passarela é um exemplo de construção sustentável, é inteiramente projetada com

madeira de reflorestamento, e estruturalmente é composta por uma torre independente

inclinada, um tabuleiro curvo laminado protendido e os estais de aço que saem radialmente da

torre. Ela foi também utilizada como objeto de estudo de tópicos como perda de curvatura do

Figura 7- Tabuleiro de madeira , Ponte La Mujer - Buenos Aires

27

tabuleiro, avaliação de eficiência do sistema utilizado, foi realizada também, análises do

conforto do usuário, das ligações presentes na estrutura entre outros aspectos.

Figura 8- Passarela estaiada de madeira USP-São Carlos

A passarela estaiada de madeira localizada na Universidade de São Paulo em São

Carlos possui tabuleiro de madeira laminada protendida em módulos curvos e é uma estrutura

independente da torre. O sistema estrutural da passarela em questão é composto por placas,

sem longarinas e transversinas, com uma torre. A madeia utilizada na construção da passarela

foi a de Pinus Taeda ( Pinus taeda). (PLETZ, 2003)

A partir da escolha da madeira de reflorestamento como o material principal da

estrutura da passarela foi adotado um sistema estrutural que fosse adequado . A passarela

possui doze estais e são compostos por barras de aço de alta resistência que estão submetidos

basicamente a tração . A torre da passarela é composta por um poste de Eucalipto Citriodora

que é inclinado, como mostra a Figura 10.Éla constitui o principal elemento de sustentação

da passarela, os esforços existentes nela é de flexo-compressão. (PLETZ, 2003)

O tabuleiro da passarela é feito com lâminas de mais ou menos cinco metros e vinte

centímetros de comprimento e seção transversal nominal medindo cinco centímetros por vinte

centímetros. O fato do tabuleiro ser modulado facilitou o transporte das peças para a execução

28

da passarela, que pode ser feita através de pequenos caminhões e guindastes.Além disso, os

módulos também são mais facilmente protendidos e curvados. A ligação entre os módulos foi

realizada através de perfis metálicos, conforme mostra a Figura 9, que foram utilizados

também no apoio do tabuleiro nos estais. Para a realização da protensão das barras foram

utilizadas lâminas de diferentes tamanhos que foram colocadas juntas de forma crescente em

relação ao bordo côncavo para o bordo convexo e nelas foram introduzidas as barras de aço.

Aplicando uma força horizontal, foi provocada uma flecha de 10cm no bordo convexo, após a

curvatura, foi aplicada a protensão transversal dos módulos através d uma tensão normal de

0,7MPa (PLETZ, 2003).

Figura 9- Detalhe das barras de protenção da pasarela e da ligações metálicas

29

Figura 10- Mastro inclinado

Figura 11- Detalhe do tabuleiro e dos módulos de madeira

30

A fundação é do tipo tubulão, sendo dois deles para garantir os esforços existentes na

torre e um para a compressão da estrutura. No tabuleiro é pré-fabricado, possibilitando assim

a realização da curvatura do tabuleiro (PLETZ,2003).

Segundo Pletz (2003) no projeto da passarela foram considerados as ações

permanentes, sobrecargas, ventos, variação de temperatura e fadiga, fatores esses essênciais

na realização do projeto.

31

5. QUESTÕES DE

SUSTENTABILIDADE

No mundo, os países em geral cresceram e se desenvolveram muito principalmente a

partir da metade do século XX. Pólos industriais sugiram, muitas edificações foram erguidas,

países em constante desenvolvimento e industrialização. Muito do que era verde, ou seja, as

matas, campos e florestas, se transformou no cinza dos prédios,fábricas das grandes cidades

ou em combustível e matéria-prima para que toda essa transformação fosse possível.

O reconhecimento da importância ambiental foi tardio. Os recursos naturais foram

explorados de maneira desordenada, afetando muito o meio ambiente. A necessidade de

energia para todo esse processo e para atender o estilo de vida moderno é cada vez maior,

porém o planeta não está mais suportando toda essa exploração dos seus recursos naturais.

Assim surgem graves efeitos colaterais como efeito estufa, extinção de diversos animais e

diminuição da biodiversidade. Caso as conseqüências anteriormente citadas sejam ignoradas,

ou seja, esses aspectos não forem amenizados, resultará em severas punições como aumento

da temperatura, extinção de mais espécies e até mesmo o desaparecimento de certas regiões

do mundo.

O conjunto de fatores como a destruição de florestas, e o próprio estilo de vida atual

em que muitas pessoas possuem acesso a carros e as indústrias trabalham a base de energias

não renováveis, em sua maioria combustíveis fosseis, por exemplo, desencadeou um grave

problema de emissão de dióxido de carbono que esta acarretando graves problemas

ambientais como efeito estufa, que por conseqüência gera o derretimento das calotas polares,

alterações climáticas, desertificação entre inúmeros outros malefícios.

Surge em meio deste contexto o conceito da sustentabilidade. A sustentabilidade é

basicamente produzir e explorar os potenciais existentes de maneira consciente, consumindo

menos e sempre avaliando o impacto ao meio ambiente preservando desta forma a

biodiversidade, os recursos naturais e garantindo que estes não se esgotem.

32

Sendo assim, este capítulo, visa explicitar o grande lado positivo relacionado à

sustentabilidade que existe nas estruturas de madeira em geral e mais especificamente nas

pontes e passarelas estaiadas de madeira, esclarecendo associações errôneas de que utilizar a

madeira é acabar com florestas .

5.1 Sustentabilidade e a construção civil

A sustentabilidade é um assunto que está muito em evidência. O que era apenas um

conceito está cada vez mais se tornando uma prática encontrada no dia a dia do universo de

todos os setores que movimentam a economia e em seus produtos.

Não é segredo que a construção civil é uma das campeãs nos quesitos de gerar

resíduos, desperdício e consumo de materiais, ou seja, ela é um dos setores que contribuem

consideravelmente na situação atual do meio ambiente.

De acordo com John, Agopyan & Sjöström, 2001, o setor da construção civil é o

campeão em consumo de matéria prima bruta e um dos setores que mais consomem energia e

produzem resíduos sólidos através do entulho.

Por este motivo, racionalização, reciclagem e sustentabilidade, são palavras cada vez

mais comuns no contexto da construção civil. Essas medidas são necessárias para o

desenvolvimento sustentável do setor e isso pode não só agregar melhorias ambientais, mas

também no ponto de vista econômico, pois uma obra racionalizada e sustentável é sinônimo

de uma obra mais econômica.

Segundo dados coletados da organização não- governamental WWF-Brasil, 15% da

madeira da floresta amazônica é consumida pelo Estado de São Paulo sendo que 70% desta

parcela encaminhada ao Estado de São Paulo e encaminhada para o setor da construção civil.

O WWF-Brasil em parceria com o SindusCon de São Paulo ( Sindicato da Construção Civil),

realizou uma pesquisa com seis construtora nos anos de 2009 e 2010, onde verificaram que

em um ano ,verificou-se que seis construtoras consumiram 17.997,07 m³ de madeira, sendo

que 14.535,34 m³ (79,74%) correspondem a madeira oriunda de reflorestamentos (pinus e

eucalipto) e 19,23% a madeira tropical, ou 3.461,73 m³, oriunda da floresta Amazônica.

Segundo essa mesma pesquisa, a construção civil já substituiu a madeira nativa pela de

reflorestamento, pois é economicamente mais barata, legalizada, assim suprindo a demanda

do setor.

33

5.2 Pontes e passarelas estaiada de madeira, uma solução sustentável

Neste tópico as pontes e passarelas estaiadas de madeira, foi defendida no ponto de

vista sustentável.

Como já foi mencionado, o contexto do mundo atual necessita de soluções

ambientalmente corretas, e ao contrário do que a princípio possa aparentar, a madeira, é sim

um grande material que além de atender necessidades de resistência que será abordada no

capítulo se enquadra perfeitamente no quesito sustentabilidade.

Primeiramente, será ressaltada uma das maiores qualidades da madeira, que é o fato de

ela ser um material 100% renovável. Ao contrário do que aparenta, o uso da madeira em

pontes e passarelas estaiadas e na construção civil em geral, ao invés de ajudar a extinguir

florestas, ajudará a perpetuá-las, pois quando se fala da exploração do material madeira na

construção civil, deve estar claro que é madeira retirada do reflorestamento,sendo assim, não

acarretará nenhum impacto as matas e florestas.

Ao utilizar madeira de reflorestamento na construção civil, além de ser uma

exploração legalizada, diretamente contribui-se para a não extinção de espécies, como

também garante que a exploração esta sendo realizada de forma consciente e renovável.

Práticas ilegais de exploração de madeira contribuem e financiam de certa forma o

desmatamento. Além disso, a exploração ilegal gera uma concorrência desleal, pois o trabalho

de retirada da madeira é normalmente realizado por trabalhadores fora das leis trabalhista e

também é uma fonte de corrupção.

Outra vantagem fundamental da madeira ser um material 100% renovável, é que

incentivar o seu uso é uma forma de garantir às futuras gerações uma tecnologia que nunca se

esgotará se utilizada com as devidas cautelas, ou seja, explorar apenas o que é de

reflorestamento. O fato de a madeira ser um material renovável, se encaixa completamente no

conceito de desenvolvimento sustentável, formando um ciclo, a matéria-prima explorada seria

sempre reposta em forma de reflorestamento, conservando as matas e até mesmo aumentando-

as.

A utilização inconseqüente dos recursos naturais foi um assunto em que a

conscientização foi tardia. Consumir de forma racionalizada e estimular o uso de matérias-

primas que sejam renováveis é um passo enorme para que as gerações futuras não muito

34

distantes consigam desfrutar de recursos vitais como até mesmo a água. É muito importante

que os materiais como a madeira seja mais popularizados e mais utilizados no Brasil, pois é

uma forma de estimular o desenvolvimento de técnicas de um material que podem sim,

substituir o concreto e o aço em determinadas situações além de ser um material que se

utilizado corretamente, ou seja, madeira de reflorestamento, nunca se esgotará.

Outro fator importante, é o fato da madeira, necessitar de pouca energia considerando

sua retirada do meio ambiente até a utilização na estrutura desejada. A produção de energia é

algo que normalmente demanda queima de combustíveis fósseis e o consumo de recursos

naturais. A madeira demanda baixíssima demanda de energia para a sua transformação de

matéria-prima retirada do ambiente até a sua utilização.

Uma grande contribuição ambiental presente na utilização da madeira em tabuleiros de

pontes e passarelas estaiadas é o fato que a madeira colabora com o seqüestro de dióxido de

carbono o CO² presente na atmosfera. O dióxido de carbono (CO²) é o principal gás

contribuinte para o aquecimento global. Utilizar a madeira como estruturas, ou em parte de

uma estrutura, como no caso deste trabalho que defende seu uso nos tabuleiros de pontes e

passarelas estaidas, é realizar uma solução estrutural e ao mesmo tempo colaborar, mesmo

que de forma indireta, com o meio ambiente. Além disso, a utilização deste componente em

estruturas e nos tabuleiros de pontes e passarelas, não acarretará nenhum prejuízo em questão

de resistência e eficiência da estrutura. Pelo contrário, as pontes e passarelas estaiadas de

madeira, se enquadram no conceito de desenvolvimento sustentável, pois são ecologicamente

corretas, demandam menor energia em seu processo de extração até o seu uso e colaboram no

seqüestro de CO².

Uma estrutura estaiada é uma estrutura em que o número de pilares é reduzido. Sendo

assim, ao ser empregada para transpor rios, lagos, ou até mesmo vales e matas, ou seja,

qualquer tipo de obstáculo em que exista um ecossistema e seja o habitat de seres vivos,o

impacto também será menor, uma vez que as obras e a necessidade de pilares é reduzida, o

impacto conseqüente será menor.

Através das vantagens ambientais existentes na madeira, juntamente com as apontadas

na solução do estaiamento, pode-se definir as pontes e passarelas estaiadas de madeira como

uma solução que se enquadra perfeitamente nas soluções almejadas pelo mundo atual, ou seja,

uma solução sustentável.

35

6. ESTUDO COMPARATIVO DOS

MATERIAIS UTILIZADOS EM

PONTES E PASSARELAS

ESTAIADAS

No Brasil, muito se relaciona, por uma questão social e cultural, o material madeira

com baixa qualidade e precariedade. Isso ocorre devido às favelas, moradias extremamente

precárias muito comum nas periferias do país, gerando, assim, um preconceito em relação a

madeira, que aumenta pelo fato de não existirem muitos projetos bem elaborados utilizando a

madeira e a pouca abordagem do assunto nas universidades. A região sudeste do Brasil é a

região responsável por aproximadamente 70% da extração ilegal de madeira da Amazônia.

Esses fatos juntamente ao não esclarecimento técnico, denigrem muito o material madeira,

além de associar erroneamente cada vez mais a madeira como um material prejudicial ao

meio ambiente e não sustentável. Conseqüentemente, todos esses pontos anteriormente

citados, despertam uma idéia equivocada em relação à madeira. A Figura 7, mostra uma

residência feita de madeira no Brasil. Pode-se observar a precariedade e completa ausência de

projeto da estrutura . Em seguida é mostrado na Figura 8, o edifício Waugh Thistleton's

Timber Tower, um edifício localizado em Londres de nove pavimentos realizado inteiramente

em madeira. Uma prova real de que se bem dimensionada um projeto estrutural de madeira

pode alcançar resultados fantásticos.

36

(FONTE:< http://www.difusora890.com.br/noticia.php?id=320>

(FONTE:<http://www.treehugger.com/sustainable-product-design/waughthistletons-timbertower.html>,2011)

Figura 12- Residência de madeira no Recanto da União ,no Brasil.

Figura 13- Waugh Thistleton's Timber Tower em Londres.

37

A fim de desmistificar a madeira e apresentá-la de uma forma mais justa perante a sua

capacidade de resistência e utilização, neste capítulo foi realizado um estudo comparativo

entre diferentes materiais utilizados na construção de pontes e passarelas estaiadas em geral.

O estudo em questão, irá comparar diferentes aspectos da madeira, concreto e aço. A escolha

do concreto e aço, foi baseada na alta utilização desses materiais, a credibilidade neles

existentes, além de serem materiais indispensáveis para determinadas funções.

Como já foi mencionado, este trabalho defende a utilização da madeira no tabuleiro de

pontes e passarelas estaiadas, uma vez que são conhecidas as restrições do uso desse material,

é objetivo justificar a utilização da madeira em pontes e passarelas estaiadas.

De acordo com o biólogo Geraldo José Zenido existem certas variações da madeira e

suas características por ela ser um ser vivo. Essas diferenças de características estão

relacionadas a fatores externos a que ela esta submetida. Outro fator que as diferenciam são as

espécies de cada árvore que irá formar características e propriedades diferentes de acordo com

a espécie.

Além da questão ecológica e sustentável da madeira abordado no capítulo anterior,

que realmente é um grande diferencial e vantagem na utilização da madeira em pontes e

passarelas estaiadas em relação à outros materiais, existem diversas outras características

importantes a serem apontadas à respeito da madeira. Á seguir, serão comparados aspectos

referentes a energia demandada no processo de produção, desde a matéria-prima até sua

utilização final, também serão analisados dados de densidade, resistência e também uma

breve análise econômica.

6.1 ENERGIA

O consumo energético necessário no processo de extração da madeira das árvores ,

até a sua utilização, é significantemente inferior se comparadas ao aço e ao concreto. A

Tabela 1 a seguir evidência esse fato em números, o estudo foi realizado no Laboratório

Nacional de Engenharia Civil de Lisboa.

38

Tabela 1-- Consumo de energia na produção de alguns materiais (FONTE: LNEC,1976)

Material

Peso

(toneladas) Consumo em kcal

Madeira 1 2,4x10³

Concreto 1 780x10³

Aço 1 3000x10³

A Tabela 2 abaixo, ressalta o baixo consumo energético demandado pela

madeira.

Tabela 2- Energia para produção (FONTE: C. CALIL JÚNIOR e A. A. DIAS)

Material Energia p/produção

produção produção (MJ/m³)

Concreto 1920 (óleo)

Aço 234000(carvão)

Madeira conífera 600 (solar)

Madeira

dicotiledônea

630(solar)

Como verificado, a madeira possui pequeno consumo energético, fator este que

certamente reduzirá o custo da utilização deste material.

6.2 DENSIDADE

A densidade da madeira também é muito inferior a densidade do concreto e aço,

portanto, o seu manuseio é muito mais fácil, assim como o seu transporte. A densidade

do aço corresponde a cerca de oito a dez vezes a da madeira e a do concreto chega a até

três vezes a da madeira, conforme podemos observar na Tabela 3.

39

Tabela 3-– Tabela de densidade (FONTE: C. CALIL JÚNIOR e A. A. DIAS)

Material Densidade

(KN/m³)

Concreto 24

Aço 78

Madeira conífera 6

Madeira

dicotiledônea

9

6.3 RESISTÊNCIA

A resistência da madeira, muito é questionada para aos que pouco conhecem

esse material. A madeira, se bem dimensionada e utilizada, pode alcançar a mesma

resistência de estruturas de concreto ou aço.

As propriedades mecânicas da madeira podem ser definidas pela espécie da

madeira, posição da peça na árvore, umidade, quanto maior a umidade menor sua

resistência pois ocorre a saturação das fibras mecânica e o tempo de carga.

Na Tabela 4 abaixo, compara a resistência entre concreto, aço e a madeira.

Conforme os dados apresentados pode-se concluir que é um equívoco duvidar da

resistência da madeira.

Tabela 4-Comparativo resistência (FONTE: C. CALIL JÚNIOR e A. A. DIAS)

Material

Resistência Módulo de

Elasticida

Elasticidade

Relação Resist./

Densidade (Mpa)

Elasticidade

(Mpa)

Concreto 20 20000 0,83

Aço 250 210000 0,21

Madeira conífera 50 10000 8,33

Madeira

dicotiledônea

90 25000 10

40

Diferentemente do aço e do concreto, a madeira é um material combustível, ou

seja, “pega fogo”. Apesar dessa característica da madeira, o seu comportamento na

presença do fogo é muito satisfatório. Quando em combustão, primeiramente, ela se

decompõem em gases que expostos ao calor tornam-se chamas. Porém, como muitos já

devem ter presenciado, ao queimar a madeira forma carvão em sua superfície, que atua

como um isolante, degradando a madeira lentamente.

Em um grande incêndio, a madeira, reduz a sua secção, mas permanece com a

sua capacidade de suportar o seu peso próprio. Já o aço, a 80°C já está iniciando a

perder resistência e quando atinge 500°C a estrutura de aço já esta 80% comprometida,

contribuindo para um desmoronamento de estrutura, ao contrário da madeira que resiste

mais em situações de incêndio.

(FONTE: http://www.cdcc.usp.br/ciencia/artigos/art_27/madeira.html)

Figura 14- Vigas de madeira e aço após incêndio

41

6.4 ASPECTOS ECONÔMICOS

Segundo C. CALIL JÚNIOR e A. A. DIAS (1997), a madeira analisada a longo

prazo, é um material vantajoso economicamente. Em relação aos custos iniciais de

extração até a preparação para a sua utilização, também é um material competitivo em

relação aos demais mais comumente empregados, como por exemplo, aço e concreto.

O preço estimado da madeira tratada de eucalipto de reflorestamento é mais ou menos

R$ 250,00/m³. Já o concreto armado, chega a R$ 500,00/ m³, sendo que a madeira é

consumida em menor proporção quando empregada.

A manutenção de estruturas de madeira é simples de serem realizadas e também

são de baixo custo.

Além disso, como anteriormente mencionado, a economia na madeira pode ser

apresentada através do seu baixo consumo energético para a sua utilização, além de

maior facilidade em seu transporte, acarretando assim economia.

42

7. CONCLUSÕES

Neste trabalho buscou-se demonstrar e apontar as vantagens das pontes e

passarelas estaiadas de madeira como uma solução estrutural a ser adotada no Brasil. O

estudo concentrou-se basicamente em pesquisa bibliográfica a respeito do tema,

análises comparativas e uma visita a um exemplo real bem sucedido de passarela

estaiada de madeira.

As pontes e passarelas são estruturas freqüentemente empregadas como

soluções no contexto atual do tráfego rodoviário e no tráfego urbano presente nas

cidades brasileiras.

Através de dados e de uma pesquisa comparativa, foi averiguado que a madeira

é um material totalmente apto a desempenhar as funções estruturais que materiais como

o aço e o concreto desempenham. É verdade que existem certas restrições do uso da

madeira por ela ser um material biológico, o que não permite que substituamos

completamente o aço e concreto pela madeira. Existe, no Brasil, uma visão equivocado

do material devido à sua baixa utilização e a utilização inadequada do material que

acarreta na pouca utilização deste material em tabuleiros de pontes e passarela e em

outras estruturas em geral.

As pontes e passarelas estaiadas de madeira são estruturas que englobam

diversas vantagens estruturais, construtivas e ambientais. Como vantagem estrutural e

construtiva, foi observado que no quesito resistência uma passarela em que o tabuleiro

é feito de madeira é bastante satisfatória. Através do estudo comparativo da madeira

com os materiais aço e concreto, foi possível avaliar que a madeira consegue alcançar a

mesma resistência que estes materiais, sendo assim a sua utilização em tabuleiros de

pontes e passarelas não causariam nenhum prejuízo estrutural. As pontes e passarelas

estaiadas que possuem tabuleiro de madeira, são soluções em que unem o que é mais

tradicionalmente utilizado em estruturas, que são as estruturas compostas de aço ou

concreto, por exemplo, juntamente com a exploração de um material pouco utilizado no

Brasil, que é a madeira. A combinação desses elementos como demonstrado na Ponte

La Mujer em Buenos Aires, na Argentina, resulta em um elemento estrutural totalmente

43

viável, com o mesmo desempenho que as estruturas feitas de materiais mais

tradicionalmente empregadas possuem e ainda formando uma estrutura visualmente

arrojada que a solução estaiada possui. No caso da ponte La Mujer, foi explorada uma

outra propriedade da madeira de forma bastante inteligente, que é o seu baixo peso,

pois o tabuleiro da ponte se deslocamento do seu tabuleiro por localizar-se no meio de

rotas de navegações.

O outro exemplo abordado, o exemplo da passarela estaiada de madeira

localizado no campus da Universidade de São Paulo, em São Carlos, é um exemplo de

passarela estaiada em que até mesmo a torre de sustentação é feita de madeira roliça de

reflorestamento. A estrutura, esta sujeita a ação de intempéries e é um exemplo claro do

emprego de estaiamento com o material madeira.

Sustentavelmente a solução se destaca de forma exemplar. Contribui para o

desenvolvimento sustentável do setor da construção civil que é um grande consumidor

dos recursos naturais. Soluções como as pontes e passarelas estaiadas de madeira são

fundamentais para melhor avaliação do setor em questões ambientas. Uma solução em

que se utiliza em seu tabuleiro um material renovável, que auxilia no seqüestro de CO²,

diminui o impacto ambiental devido a redução do número de pilares, além de diminuir

o consumo de energia total requerida devido o baixo valor energético solicitado pela

madeira.

Portanto, as pontes e passarelas estaiadas de madeira são estruturas que

conseguem unir a resistência estrutural necessária e ainda com as vantagens ambientais

que o tabuleiro feito em madeira pode apresentar. O estaiamento agrega arrojo na

arquitetura, além de ser excelente solução principalmente para grandes vãos.

44

8. REFERÊNCIAS

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