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Conteúdo: MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO - CUSTO X BENEFÍCIO MATERIAIS NATURAIS André Luis Abitante Alexandre Baroni Coordenador © SAGAH EDUCAÇÃO S.A., 2016 Colaboraram nesta edição: Coordenador técnico: Alexandre Baroni Capa e projeto gráfico: Equipe SAGAH Imagem da capa: Shutterstock Editoração: Kaka Silocchi Reservados todos os direitos de publicação à SAGAH EDUCAÇÃO S.A., uma empresa do GRUPO A EDUCAÇÃO S.A Av. Jerônimo de Ornelas, 670 - Santana 90040-340 - Porto Alegre, RS Fone: (51) 3027-7000 Fax: (51) 3027-7070 É proibida a duplicação deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrônicos, mecânicos, gravação, fotocópia, distribuição na Web e outros), sem permissão expressa da empresa. IMPRESSO NO BRASIL PRINTED IN BRAZIL ANDRÉ LUIS ABITANTE Alexandre Baroni Coordenador 2016 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO - CUSTO X BENEFÍCIO MATERIAIS NATURAIS INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 8 OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM ................................................................................ 8 CUSTO X BENEFÍCIO NO USO DE MATERIAIS NATURAIS .................................. 9 MELHOR CUSTO X BENEFÍCIO ...................................................................................10 COMPARATIVO NUMA MESMA CONSTRUÇÃO .....................................................11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..............................................................................16 SUMÁRIO INTRODUÇÃO 8 INTRODUÇÃO Olá! Na indústria da construção brasileira, principalmente a habitacional, tem- se recorrido a décadas às estruturas de concreto armado e de alvenaria de tijolo cerâmico. Elementos naturais e alternativos, como madeira e alvenaria de pedra, têm ainda expressão reduzida, menos então as aplicações da terra crua. Quando comparadas três soluções estruturais – estrutura porticada de concreto armado, solução estrutural à base de materiais naturais (paredes com bloco de terra comprimida e estrutura de madeira) e, solução que contempla a reutilização de madeira proveniente de demolições habitacionais – em termos de custo, gastos energéticos e teor de emissão de CO2 associados à construção, verifica-se claramente que as duas últimas soluções são mais sustentáveis e vantajosas no que diz respeito aos três aspectos. O conceito de construção sustentável é um caminho sem volta, os próprios consumidores estão bem mais atentos e informados, ou seja, as empresas que adotam estes conceitos, além de economizarem e zelarem pelo meio ambiente, acabam agregando valor aos seus produtos, pois isto já se tornou um diferencial em um mercado muito competitivo OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Ao final desta unidade você deve apresentar os seguintes aprendizados: • Comparar os critérios e características relevantes entre diferentes materiais; • Identificar o material mais econômico e adequado para uma determinada aplicação; • Expressar a economia imediata e / ou o tempo de retorno do investimento ao usar-se um material natural. 9 CUSTO X BENEFÍCIO NO USO DE MATERIAIS NATURAIS Logo após um empreendimento ser idealizado e ter confeccionado seu projeto básico (estudos, anteprojetos e orçamento estimativo), este passa por uma etapa de viabilidade financeira. Esta etapa é primordial, pois é quando você definirá se o empreendimento terá prosseguimento, será revisto e / ou adaptado. Para investidores e empreendedores privados, a viabilidade de um projeto significa sua capacidade de gerar retorno financeiro sobre o capital investido, isto é, de gerar lucro, ou seja, o investimento no projeto se justifica se for rentável (Da Rosa, 2005). As construções sustentáveis, devido à demanda menor, muitas vezes podem utilizar materiais e técnicas construtivas que atualmente ainda apresentam preços superiores aos métodos convencionais, mas ao longo do tempo esses custos geralmente são recuperados, seja com o aumento da vida útil da edificação, seja com a redução dos custos de operação e manutenção. Figura 01 – Custo x Benefício dos materiais deve englobar toda vida útil da obra. 10 Um empreendimento para ser viável financeiramente deve gerar retorno financeiro a curto ou em longo prazo, conforme as expectativas previamente definidas. Você deve ter ciência de que o custo global de construção depende da vida útil projetada e representa a soma dos custos de aquisição mais o custo de operação e uso, considerando o desmonte (demolição) do bem após a vida útil (Borges, 2008). Isto demonstra que o retorno financeiro está na durabilidade e no conforto que o projeto proporcionará aos usuários, bem como na economia de recursos, ou seja, a eficiência energética, o uso racional da água entre outros itens citados. É importante saber que um material deve ser considerado mais econômico que outro quando, em igualdade de condições de resistência, durabilidade, estabilidade e estética, tiver preço inferior de assentamento na obra. Ou também, quando em igualdade de preço, apresentar maior resistência, durabilidade, estabilidade e beleza. Sperb (2000) afirma que os impactos relacionados ao custo de um material de construção devem ser analisados em cinco etapas, considerando sempre o seu ciclo de vida: • Extração das matérias primas; • Manufatura dos materiais de construção; • Transporte dos materiais; • Utilização destes materiais em edificações (instalação e manutenção); • Sua deposição final (reuso e / ou reciclagem). Mais que levar em conta a questão de preservação ambiental, as construções sustentáveis prezam pela salubridade dos ambientes, sendo assim um material natural sustentável (certificado) é saudável e protege os seus habitantes das enfermidades que o contexto externo pode trazer para dentro das edificações. MELHOR CUSTO x BENEFÍCIO Materiais e elementos de construção à base de terra se apresentam os mais sustentáveis, primeiramente porque a terra é natural, reciclável e abundante em qualquer local e, em segundo, porque as técnicas utilizadas na fabricação 11 desses materiais e elementos construtivos são normalmente muito simples, requerem pequena quantidade de energia e emitem uma quantidade inexpressiva de gases nocivos para a atmosfera. Neste sentido, vários estudos vêm desenvolvendo a aplicação de blocos de terra comprimida para a construção de, pelo menos, habitações unifamiliares correntes. COMPARATIVO NUMA MESMA CONSTRUÇÃO Murta (2010) analisou a construção de uma edificação unifamiliar clássica de Portugal, adequado para habitação de 03 a 04 pessoas, localizado na cidade de Figueira da Foz. A casa apresentava dois pavimentos, sendo o piso térreo dedicado essencialmente a funções do tipo social (sala, cozinha, varanda, serviço, etc.) e a utilização do piso superior essencialmente ao uso privado (sala íntima, dormitórios, etc.). As áreas brutas de construção dos pisos térreo e superior são de 285,00 m2 e 106,50 m2 respectivamente. Para esta tipologia corrente de habitação unifamiliar foram estudadas paralelamente três soluções estruturais – uma “solução tradicional” e duas soluções mais sustentáveis. A solução tradicional é do tipo pilar / viga de concreto armado com lajes pré-fabricadas de vigotas e tavelas cerâmicas, e alvenarias de tijolo cerâmico nas paredes divisórias e exteriores. A primeira solução mais sustentável (solução sustentável I) é definida por paredes resistentes de blocos de terra comprimida (BTC) e pavimentos, cobertura e escadas, em madeira. A segunda solução mais sustentável (solução sustentável II) é bastante semelhante à primeira, diferindo apenas no fato de se reutilizar madeira proveniente da demolição de edifícios. 12 Figura 02 – Exemplo de bloco de terra comprimida com palha Na solução convencional (concreto armado e alvenaria de tijolos cerâmicos) seguiram-se as teorias clássicas de dimensionamento estrutural e técnicas convencionais de construção.A fundação adotada foi de sapatas individuais em concreto armado. Para a solução estrutural “sustentável I”, procedeu-se inicialmente o pré- dimensionamento dos elementos estruturais, onde foram consideradas as normas europeias, ou seja, como o tipo de bloco deste estudo para as paredes resistentes era o BTC, admitiu-se uma resistência a compressão de 4,0 MPa. Para o pavimento do piso superior e para a cobertura e escadas, foram consideradas vigas e assoalho em madeira de pinho bravo (Pinus pinaster), peças dimensionados pelas teorias clássicas de resistência dos materiais. A fundação adotada para as paredes resistentes de BTC é do tipo sapata corrida (baldrame) em pedra de calcário duro – optou-se por esse material por ser natural e local. Para a solução estrutural “sustentável II”, todo o processo de dimensionamento foi semelhante ao usado e descrito para a solução “sustentável I”, quer em 13 termos de regulamentação, de ações consideradas e de metodologia de cálculo. Os materiais previstos também foram os mesmos, sendo apenas exceção o fato de se ter proposto a reutilização de madeira de pinho bravo (Pinus pinaster) proveniente da demolição de outros edifícios. É importante ressaltar que foi considerada a ocorrência de diminuição da capacidade resistente da madeira antiga, em cerca de 15% (Pilt et al., 2009). Com base nos resultados dos dimensionamentos realizou-se a quantificação de todos os materiais, que foram resumidos na tabela da figura 03 abaixo. Figura 03 – Tabela com a quantidade de material por solução estrutural. Fonte: Murta (2010). Para estimar o consumo de energia e emissão de CO2 destes materiais e tarefas associadas, foram analisados todos os ciclos de vida útil (conforme você já sabe) através do estudo de Kanghee et al. (2007), que serviu de base para a obtenção dos valores unitários adotados para os diferentes materiais de construção abordados neste trabalho de investigação (Figura 04 abaixo). Figura 04 – Parâmetros de consumo dos materiais. Fonte: Murta (2010). 14 Para a madeira antiga (solução sustentável II) considerou-se que o custo desta é de apenas 20% do respectivo valor adotado para a madeira nova. Por sua vez, o gasto energético e a emissão de CO2 para esse tipo de material foram considerados referentes apenas às tarefas de desmonte e de transporte até ao local da obra. Estimou-se com o estudo que a opção de solução estrutural “sustentável I” permite alcançar uma redução no custo de material na ordem de 13,60%, no gasto energético de 65,10%, e uma redução de emissão de CO2 de 67,90% (Figura 05). Já a opção de solução estrutural “sustentável II” revela-se mais econômica ainda e, muito mais amiga do ambiente, porque permitirá alcançar uma redução do custo de material em cerca de 45,20%, do gasto energético de 75,30%, e uma redução de emissão de CO2 de 78,40% (Figura 05). Figura 05 – Comparativo entre as soluções estruturais – moeda: Euro. Fonte: Murta (2010). No entanto vale lembrar que, esse tipo de solução mais sustentável, também contribui de forma significativa para a diminuição da necessidade de recursos energéticos durante toda a vida útil da habitação. Com a definição de todos os parâmetros comparativos das diferentes soluções estruturais podemos associar a cada um deles um consumo energético equivalente – neste caso foi considerado o kWh (quilo watt hora), que todos conhecemos. Para tal, no contexto brasileiro, segundo os valores de mercado em 2015, sem impostos, 01 kWh de energia equivale aproximadamente a R$ 0,50 (centavos de real – dados Companhia Estadual de Energia Elétrica do RS - CEEE), uma unidade de gasto energético (MJ – mega joule) é equivalente a 0,28 kWh. Com todos esses parâmetros pode-se então obter o consumo energético equivalente inerente a cada solução estrutural estudada em função da unidade de energia, o kWh. Na tabela da Figura 6 apresentam-se os valores globais totais dos parâmetros ambientais usados na comparação das três soluções estruturais (tradicional, “sustentável I” e “sustentável II”) traduzidos em consumo energético (kWh). 15 Figura 06 – Comparativo entre as soluções estruturais. Fonte: Murta (2010). Feita a comparação entre os valores obtidos para os três parâmetros em cada solução estrutural, podemos concluir que a solução estrutural mais sustentável e que contempla paredes resistentes de BTC, fundações de pedra natural e local, pavimentos, cobertura e escadas de madeira antiga reutilizada é claramente a mais vantajosa em termos econômicos e ambientais, havendo uma redução de custos da ordem dos 40% e de gasto energético e de emissão de CO2 em torno de 75%. Comprovam-se, assim, a viabilidade e o benefício da utilização de materiais naturais em edificações. Quando são utilizados materiais naturais é possível reduzirmos o custo imediato de construção, além dos enormes benefícios ambientais – consumos energéticos e emissões de CO2. Figura 07 – Materiais naturais representam economia global nas obras. 16 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BAUER, L. A. Falcão. Materiais de Construção. 5 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. BORGES, A. C. Prática das Pequenas Construções. Vol. I. 9ª Ed. 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