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CONSTRUÇÕES RURAIS PROF. ANTONIO APARECIDO LOPES PROF. ME. DIEGO VIEIRA RAMOS Reitor: Prof. Me. Ricardo Benedito de Oliveira Pró-Reitoria Acadêmica Maria Albertina Ferreira do Nascimento Diretoria EAD: Prof.a Dra. Gisele Caroline Novakowski PRODUÇÃO DE MATERIAIS Diagramação: Edson Dias Vieira Thiago Bruno Peraro Revisão Textual: Camila Cristiane Moreschi Danielly de Oliveira Nascimento Fernando Sachetti Bomfim Luana Luciano de Oliveira Patrícia Garcia Costa Renata Rafaela de Oliveira Produção Audiovisual: Adriano Vieira Marques Márcio Alexandre Júnior Lara Osmar da Conceição Calisto Gestão de Produção: Cristiane Alves © Direitos reservados à UNINGÁ - Reprodução Proibida. - Rodovia PR 317 (Av. Morangueira), n° 6114 Prezado (a) Acadêmico (a), bem-vindo (a) à UNINGÁ – Centro Universitário Ingá. Primeiramente, deixo uma frase de Sócrates para reflexão: “a vida sem desafios não vale a pena ser vivida.” Cada um de nós tem uma grande responsabilidade sobre as escolhas que fazemos, e essas nos guiarão por toda a vida acadêmica e profissional, refletindo diretamente em nossa vida pessoal e em nossas relações com a sociedade. Hoje em dia, essa sociedade é exigente e busca por tecnologia, informação e conhecimento advindos de profissionais que possuam novas habilidades para liderança e sobrevivência no mercado de trabalho. De fato, a tecnologia e a comunicação têm nos aproximado cada vez mais de pessoas, diminuindo distâncias, rompendo fronteiras e nos proporcionando momentos inesquecíveis. Assim, a UNINGÁ se dispõe, através do Ensino a Distância, a proporcionar um ensino de qualidade, capaz de formar cidadãos integrantes de uma sociedade justa, preparados para o mercado de trabalho, como planejadores e líderes atuantes. Que esta nova caminhada lhes traga muita experiência, conhecimento e sucesso. Prof. Me. Ricardo Benedito de Oliveira REITOR 33WWW.UNINGA.BR U N I D A D E 01 SUMÁRIO DA UNIDADE INTRODUÇÃO ................................................................................................................................................................4 1. CONCEITOS BÁSICOS ..............................................................................................................................................5 1.1 PROGRAMA ..............................................................................................................................................................6 1.2 ESCOLHA DO LOCAL ...............................................................................................................................................6 1.3 PROJETO .................................................................................................................................................................. 7 1.3.1 ETAPA DESCRITIVA DO PROJETO (MEMORIAIS E CÁLCULOS) ......................................................................8 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................................................................... 13 CONSTRUÇÕES RURAIS (CONCEITOS BÁSICOS) PROF. ANTONIO APARECIDO LOPES PROF. ME. DIEGO VIEIRA RAMOS ENSINO A DISTÂNCIA DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES RURAIS 4WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA INTRODUÇÃO Olá, aluno(a), as construções rurais são uma parte da Agronomia importante para o planejamento e fomento de atividades agropecuárias. Observa-se que, nas últimas décadas, as culturas e criações alcançaram índices de produtividade promissores. Essa ascensão deixa claro o quanto o mercado rural brasileiro tem potencial de expansão e crescimento. Outra coisa a se levar em consideração é o ritmo de utilização de tecnologia, que tem atingido o setor industrial urbano e o setor industrial agrícola e tem facilitado o manejo de informações face aos avanços tecnológicos. As atividades rurais no Brasil têm se desenvolvido e passado por um processo de diversificação de sua qualidade e variação dos produtos oferecidos. Por isso, os custos de produção assumem papel fundamental no setor agrícola, exigindo do meio técnico científico soluções a curto, médio e longo prazos, que propiciem maior rendimento com menor custo. Exatamente daí é que vem a importância de se atentar às melhores práticas e sempre ir melhorando o negócio com o tempo. No que diz respeito aos projetos de edificações destinadas à zona rural, observa-se que eles apresentam especificidades que merecem tratamentos diferenciados (tendo em vista suas finalidades de uso). Aspectos como o conforto térmico, os tipos de ações acidentais a serem consideradas e o método construtivo ligado à escolha do sistema estrutural precisam ser analisados sob a ótica da Engenharia. O planejamento funcional, a ser estabelecido por um profissional da área, deve nortear o delineamento do conhecimento construtivo. Tendo em vista a formação do engenheiro agrônomo, verifica-se que esse profissional reúne condições para desenvolver as atividades do projeto arquitetônico e da execução para as edificações frequentemente encontradas no meio rural. Nesse contexto, a primeira unidade da nossa disciplina visa apresentar informações essenciais para a compreensão dos conceitos da engenharia aplicados às construções e instalações rurais. São demonstrados elementos como materiais, sistemas construtivos, tipologia e ambiência para elaborar a execução de projetos (ou assessoramento de outros profissionais na definição de parâmetros técnicos adequados). É importante ressaltar que, nesta unidade, discutiremos alguns tópicos que são baseados em normativas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e que sofrem alterações periódicas. Portanto, ao utilizar tais conceitos em suas atividades profissionais, você deve verificar as mudanças ocorridas nas referidas normativas. Vale destacar que, nesta disciplina, não temos a pretensão de esgotar o tema, de tal forma que, caso deseje se aprofundar no assunto, é importante consultar outras fontes de informação a respeito. Boa leitura! 5WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1. CONCEITOS BÁSICOS As construções rurais em uma fazenda ou empresa rural são fundamentais para o sucesso das produções agrícola e animal. Será sempre preciso construir, fazer a manutenção e adaptar desde grandes obras (como silos, currais, baias e galpões) até uma pequena composteira ou reservatório de água. Em se tratando de instalações rurais, existem aquelas destinadas às atividades agrícolas (galpões de armazenamento, de beneficiamento, as edificações destinadas ao armazenamento de agrotóxicos, adjuvantes e produtos afins, viveiros, estufas) e as instalações destinadas à produção animal, que são as instalações zootécnicas. Fatores econômicos e técnicos, bem como a preferência por um determinado sistema, irão influenciar o produtor na escolha do tipo de instalação de acordo com o seu sistema de produção. Dessa maneira, é fundamental ser capaz de aplicar conhecimentos básicos quanto aos materiais de construção, resistência dos materiais, ambiência e bem-estar animal, noções básicas de instalações hidrossanitárias e elétricas para elaboração de um projeto de construção rural. Esses conhecimentos permitirão a você, estudante, projetar e organizar as diversas construções rurais de forma a otimizar a produção, favorecendo a administração mais eficiente e sustentável. As construções compreendem o conjunto de prédios que o produtor deve possuir para racionalizar sua produção e sua criação. Em geral, devem obedecer às seguintes condições básicas: • Serem simples e funcionais; • Serem bem orientadas no terreno; • Serem higiênicas: terem água disponível e destino adequado dos resíduos; • Serem duráveis e seguras: utilização de materiais e técnicas construtivas adequadas; • Serem racionais: rapidez e eficiência no uso de materiais e mão de obra;funções diversificadas nas diferentes regiões do País. No Sul e Sudeste, é empregada em pequenas instalações com finalidade estética. Já na região norte, é utilizada na construção de galpões, casas, salões, barracões etc. 43WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 2.6.2 Procedimentos para dimensionamento dos telhados (resolução da forma e inclinação) Como procedimento para a resolução da geometria do telhado, existem alguns procedimentos importantes a serem adotados na metodologia projetual, tais como: • A partir de um esboço da vista superior da instalação, deve-se formar uma série de quadrados ou retângulos; • Após traçá-los, os espigões devem ser determinados a partir da maior figura geométrica em um ângulo de 45º. Em seguida, deve ser ligada às duas tacaniças formadas, fazendo a linha da cumeeira. Quadrados ou retângulos de mesma largura terão cumeeiras com a mesma altura; • Após esses passos, traça-se o restante dos espigões a 45º e as cumeeiras, onde os pontos de encontro entre os traços formam os rincões e espigões. Na Figura 20, são exemplificados os procedimentos descritos. Figura 20 - Traçado de um telhado. Fonte: Canejo (2017). O dimensionamento de um telhado envolve ainda a definição do grau de inclinação a ser adotado no posicionamento das telhas. Deve ser realizado de maneira a garantir a drenagem das águas pluviais, evitar o acúmulo de detritos e a indeslocabilidade das telhas. É necessário que a declividade seja compatível com a especificação do fabricante do tipo de telhas escolhido (varia conforme tipo de telha, sendo maior para peças com canais de escoamento pequenos). O valor mínimo e máximo para cada tipo de cobertura é definido pela correspondência entre percentual e ângulo, conforme exposto na Tabela 4. 44WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Tabela 4 - Tipos de telhas e inclinação recomendada. Fonte: Canejo (2017). Para determinar a declividade da estrutura da cobertura, aplicam-se os procedimentos matemáticos descritos nas Equações 17 e 18 e na Figura 21. Equação 17: Inclinação mínima e máxima recomendada para os principais tipos de telha. Figura 21 - Dimensões equivalentes a X e Y. Fonte: Souza (1997). 45WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Equação 18: Ângulo de inclinação de uma instalação ou desenho de uma cobertura. As declividades indicadas anteriormente para as telhas de barro podem ser superadas, devendo-se, nesse caso, promover a amarração das telhas à estrutura de apoio. Tal amarração deve ser feita com arames resistentes à corrosão (latão, cobre etc.), utilizando-se, para tanto, furações inseridas em pontos apropriados das telhas durante o processo de fabricação. O esquema de fixação das telhas para declividades entre 45% e 100% consiste em fixar uma telha a cada 5 telhas assentadas. 2.6.3 As cargas atuantes na estrutura do telhado e os procedimentos de armazenamento de materiais Nos telhados com telhas cerâmicas, elas apoiam-se nas ripas; estas, nos caibros; e estes, nas terças. As terças estão sobre os pontaletes, tesouras ou vigas, que se encarregam de transmitirem a carga permanente e acidental da cobertura sobre os pilares, paredes ou vigas. As ripas, caibros e as terças são solicitadas à flexão e são dimensionadas como vigas. Em caso de telhas leves, tipo onduladas (cimento-amianto, zinco, alumínio, fibra-de-vidro etc.), o apoio deve ser no sentido do seu comprimento sobre as terças, e estas sobre pontaletes, tesouras ou vigas de sustentação. As terças são solicitadas à flexão e são dimensionadas como vigas. Como subsídio ao projeto estrutural e tomando-se por base a maior massa e a máxima absorção de água admitida para as telhas cerâmicas, indica-se, na Tabela 5, o peso próprio dos diferentes tipos de telhados e o número de telhas por m². Na tabela, é demonstrado o peso próprio de cada um dos tipos de telhas. Tabela 5 - Peso próprio dos telhados cerâmicos. Fonte: Souza (1997). Observação: • peso de uma cobertura completa de telha do tipo francesa: 150 kg/m2; • peso de uma cobertura completa de telha do tipo ondulada: 100 kg/m2; • sobrecarga devido a vento, carga de pessoas etc.: 60 kg/m2. 46WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA No entanto, a perfeita execução das coberturas está condicionada (além do dimensionamento das estruturas) ao correto manuseio e armazenamento dos materiais. No Quadro 4, podem ser verificados os cuidados que devem ser tomados. PROCEDIMENTO FINALIDADE ● Inspecionar o terreno contra cupins ● Remover todas as fontes potenciais de infecção tais como entu- lhos, raízes e sobras de madeira que se encontrem nas proximida- des Prevenir a contaminação da madeira no período de construção da obra, deve- -se ● Escolher madeiras resistente ao apodrecimento e ataque de insetos Garantir a qualidade final da obra ● Evitar madeiras que sofreram esmagamento, com alto teor de umi- dade, com defeitos nos nós, que não se adaptam as ligações e que possuem sinal de deteriorização. Garantir a qualidade final da obra ● Peças e componentes presentes no local da obra antes do início da montagem Garantir a qualidade do processo construtivo ● Peças e componentes manuseados com cuidado Evita quebra ou outros danos ● Peças de madeira recebidas com alto teor de umidade (peças ain- da “verde”) ou ainda impregnadas com preservativos solúveis em água, devem ser estocadas em galpões providos de aberturas e de forma a deixar espaços vazios entre elas, possibilitando uma ven- tilação eficiente. Garantir a qualidade final da obra ● Estocagem a céu aberto deve ser feito em períodos curtos, a 30cm do solo, empilhadas de forma a permitir a ventilação, proteção de intempéries com lonas têxteis (ou plástica). Garantir a qualidade final da obra ● As peças cumpridas devem ser apoiadas para prevenir o empena- mento. Garantir a qualidade final da obra ● As superfícies de topo das peças de madeira da estrutura do telha- do, expostas ao ambiente exterior, devem ser tratadas pela aplica- ção de pinturas impermeabilizantes, como por exemplo tinta a óleo ou esmalte sintético. Garantir a qualidade final da obra ● Vigas de madeira empregadas como suportes para caixas d’água devem receber pintura impermeabilizante, com exceção daquelas constituídas por madeira cuja espécie não necessitam de tratamen- to contra fungos ou insetos Evitar ação de fungos ou deterioração da peça. ● Peça tratada e cortadas na obra, na superfície de corte deve ser no- vamente tratada ou pintada; Evitar ação de fungos ou deterioração da peça. 47WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA ● Componentes metálicos usados na estrutura devem ser protegidos das intempéries Proteger contra corrosão e ferrugem. ● Armazenamento vertical das telhas Evitar deteriorização do material. ● A argamassa, quando empregada no emboçamento das telhas e das peças complementares (cumeeira, espigão, arremates e eventual- mente rincão), deve possuir boa capacidade de retenção de água, ser impermeável, ser insolúvel em água a apresentar boa aderência com o material cerâmico. Consideram-se como adequadas as arga- massas de traço 1:2:9 ou 1:3:12 (cimento, cal, areia) ou quaisquer outras argamassas com propriedades equivalentes. Não devem ser empregadas argamassas de cimento e areia Garantir a qualidade final da obra. Quadro 4 - Procedimentos de armazenamento dos componentes de telhados. Fonte: Adaptado de ABDI (2015). 48WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA CONSIDERAÇÕES FINAIS Olá, aluno(a), chegamos ao final da Unidade 2. Aqui, falamos dos elementos construtivos de uma edificação, como os aspectos normativos, as fundações, as paredes, os componentes do sistema estrutural (viga,pilar e laje) e as partes que formam a cobertura (dimensionamento, treliças, cumeeira, calhas, entre outros). Verificamos que a ABNT oferece uma importante contribuição para a adoção de boas práticas no processo construtivo por meio da proposição de parâmetros técnicos a serem adotados como referência. As recomendações contemplam elementos como a execução e o dimensionamento de fundações, de parede (de concreto e cerâmica) e a construção de telhados. No caso das fundações, nota-se a existência das tipologias rasas, profundas, diretas e indiretas, cuja aplicação está condicionada às particularidades do solo local (deve-se observar o comportamento de cada tipo) e ao dimensionamento das estruturas empregadas (ou mesmo à tipologia, por exemplo, concreto armado, madeira, metálica etc.). São componentes responsáveis por receberem as cargas provindas das demais peças da estrutura (pilar, viga, laje e cobertura) e distribuí-las no solo a fim de garantir a estabilidade da edificação. Fazem parte desse processo também as paredes, que exercem a função de vedação, responsáveis por realizarem o fechamento da estrutura e receberem o acabamento final da obra. Observamos, ao longo do texto, que elas podem ser realizadas com concreto (bloco de concreto, com e sem função estrutural) ou material cerâmico (tijolos). O emprego da cerâmica também está presente nas lajes (laje cerâmica) e nos revestimentos (pisos e azulejos). Também são parte do sistema construtivo os pilares, vigas e lajes. Os primeiros são um elemento estrutural vertical, esbeltos (altura maior que largura) e responsáveis por suportarem cargas verticais e vigas-mestras. Trabalham à compressão (em alguns casos, à tração) e possuem o dimensionamento destinado a resistir aos deslocamentos das cargas. A viga é um elemento linear em que o movimento de flexão é preponderante, cujo comprimento longitudinal supera a secção transversal. Seu dimensionamento está condicionado ao tipo de sistema adotado e ao vão a ser vencido. Já a laje é construída para suportar as cargas verticais transmitidas a um plano horizontal. 4949WWW.UNINGA.BR U N I D A D E 03 SUMÁRIO DA UNIDADE INTRODUÇÃO ...............................................................................................................................................................50 1. AGREGADOS ............................................................................................................................................................. 51 2. AGLOMERANTES HIDRÁULICOS E ARGAMASSAS ..............................................................................................53 3. CONCRETOS ............................................................................................................................................................55 3.1 PRODUÇÃO E TRANSPORTE .................................................................................................................................58 3.2 CONCRETO ARMADO E O AÇO ............................................................................................................................59 4. MATERIAIS CERÂMICOS........................................................................................................................................60 5. O USO DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO (PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS) .......................................63 6. MATERIAIS ALTERNATIVOS NA CONSTRUÇÃO (SOLO-CIMENTO E FERRO-CIMENTO) ................................65 CONSIDERAÇÕES FINAIS ...........................................................................................................................................68 PRINCIPAIS MATERIAIS UTILIZADOS NAS EDIFICAÇÕES RURAIS PROF. ANTONIO APARECIDO LOPES PROF. ME. DIEGO VIEIRA RAMOS ENSINO A DISTÂNCIA DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES RURAIS 50WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA INTRODUÇÃO Olá, aluno(a), estamos iniciando a terceira unidade do nosso material didático, em que falaremos das particularidades contidas nos processos construtivos das edificações. Nessa etapa, serão expostos pontos ligados aos agregados, ao preparo e ao desempenho do concreto, ao uso de materiais cerâmicos e madeiras. O objetivo é fornecer informações que potencializem o seu processo de aprendizagem para que você esteja capacitado(a) a desenvolver projetos de edificações rurais. O estudo dos agregados na disciplina justifica-se pelo seu papel na execução de uma edificação. Isso porque eles têm ganhado espaço no mercado da construção civil em virtude de não terem reações químicas de grande complexidade quando misturados à água. O material tem sido usado para dar volume ao concreto, com o preenchimento de espaços deixados na mistura. No entanto, o aprofundamento das pesquisas tem demonstrado que esse elemento exerce influência nas propriedades da pasta (como o endurecimento, o custo e a trabalhabilidade da mistura). São classificados em miúdo e graúdo. O primeiro consiste em um dos elementos mais utilizados nos processos construtivos, empregado nas etapas de execução das edificações (AZEVEDO et al., 2017). No caso dos materiais cerâmicos, eles possuem características que permitem sua utilização em diversas etapas do processo construtivo de uma edificação. São dotados de leveza, dureza e baixa tenacidade. Obtidos por meio de argila, dotados das cores branca ou vermelha, fazem parte da cultura da construção civil, com ampla utilização. Dentre os principais materiais presentes nesse grupo, estão os blocos construtivos (como tijolos) e as peças de revestimentos (pisos e azulejos). A madeira é material de construção que sempre esteve presente no desenvolvimento da sociedade. É um material que faz parte da maioria das etapas da obra, o que torna o setor da construção civil um dos maiores consumidores desse recurso. Historicamente, representa um material de construção utilizado pelo homem (desde épocas pré-históricas) e, no século XX, foi empregado nas mais importantes obras de engenharia (frequentemente, combinado a outros materiais). Desempenha papel decisivo na construção de casas, silos, estradas, pontes, teatros, templos e barragens. Assim, a madeira tem sido destinada a atender aos anseios da humanidade, que, desde a Antiguidade, vem moldando a natureza à sua capacidade de edificar (PALVA FILHO et al., 2018). A partir do entendimento do seu papel para o processo construtivo, veremos, ao longo do texto, o desempenho de cada um dos materiais e sua aplicação na realização da obra. Boa leitura! 51WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1. AGREGADOS É considerado agregado o material granular, sem forma e volume definidos, geralmente inerte (não reage com o cimento), de dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia. Pode ser obtido por meio de rochas britadas, os fragmentos rolados no leito dos cursos d’água e os materiais encontrados em jazidas, provenientes de alterações de rochas. São utilizados em lastros de vias férreas, bases para calçamentos, pistas de rolamento das estradas, revestimento betuminoso e como material granuloso e inerte para a confecção de argamassas e concretos. Em argamassas e concretos, os agregados são importantes do ponto de vista econômico e técnico e exercem influência benéfica sobre algumas características importantes, como: retração, aumento da resistência aos esforços mecânicos, pois os agregados de boa qualidade têm resistência mecânica superior à da pasta de aglomerante. Sua classificação pode ocorrer de maneira variável, como quanto à origem (naturais ou artificiais), à massa específica aparente (leves, pesados ou normais) e quanto aos diâmetros (agregado miúdo, graúdo ou mesclado). Têm como forma de obtenção a extração direta do leito dos rios por meio de dragas (areias e seixos) e minas de areias. Posteriormente, passam por um processo de beneficiamento (lavageme classificação). São classificados como pedras britadas, areia, agregado miúdo, agregado graúdo e aglomerante. As pedras britadas são obtidas por redução de pedras maiores (trituração com uso de britadores). Nessa etapa, os britadores devem ser adaptados às condições das rochas, possuir a capacidade desejada de produção e ser de fáceis funcionamento, conservação e reparação. A areia é obtida por meio da desagregação das rochas até formar grãos de tamanhos variados. Pode ser classificada de acordo com sua dimensão (areia grossa, média e fina). As areias devem sempre ser isentas de sais, graxas, materiais orgânicos, barro ou qualquer outro elemento que prejudique a sua utilização. O agregado miúdo é resultante do britamento de rochas estáveis, com tamanhos de partículas tais que, no máximo, 15% fiquem retidos na peneira de 4,8 mm. Na Tabela 1, é demonstrada a classificação das areias. Tabela 1 - Classificação das areias. Fonte: Portal Concreto (2021). O agregado graúdo é o pedregulho natural, seixo rolado ou pedra britada, proveniente do britamento de rochas estáveis, com um máximo de 15% passando na peneira de 4,8 mm. Na Tabela 2, é demonstrada a classe das britas e a sua dimensão nominal, em mm. 52WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Tabela 2 - Classificação das britas. Fonte: Portal Concreto (2021). Os aglomerantes ou aglutinantes são produtos empregados para rejuntar alvenarias ou para a execução de revestimentos de peças estruturais. Apresentam-se sob a forma pulverulenta e, quando misturados com água, formam pasta capaz de endurecer por simples secagem (geralmente, em consequência de reações químicas), aderindo às superfícies com as quais foram postos em contato. Podem ser quimicamente inertes (barro cru) e quimicamente ativos (cal, gesso e cimento). Tais aglomerantes podem ser classificados como aéreos (gesso e cal) e hidráulicos (cimento Portland). O gesso tem como matéria-prima a gipsita (um sulfato de cálcio, com duas moléculas de água), acompanhada de impurezas (não ultrapassando 6%). O gesso é chamado de estucador, que encontra uso sob a forma de pasta em revestimento e decorações interiores. Sua obtenção ocorre no cozimento da gipsita a uma temperatura de 150 a 250° C. Logo após, são moídas e é feita a pasta de utilização. Sua pega é determinada pela quantidade de água adicionada à mistura (quanto menor a quantidade de água (25%), mais rápida será a pega). Apresenta como resistência à tração 14 kgf/cm2 e à compressão 70 kgf/cm2. Não possui função estrutural e deve ser empregado em ambientes internos para cobrir paredes, chapas para paredes e tetos. A cal aérea consiste no resultado da “queima” da pedra calcária em fornos e é denominada “cal viva” ou “cal virgem”. É distribuída aos consumidores em forma de pedras ou mesmo moída e ensacada. Não tem aplicação direta em construções, sendo necessário, antes de usá-la, fazer a “extinção” ou “hidratação”, pelo menos, 48 horas antes do uso. Tem como principal matéria-prima o calcário (carbonato de cálcio), com teor desprezível de argila. Sua fabricação acontece a partir da calcinação de pedras calcárias em fornos a uma temperatura inferior à de fusão (cerca de 900º C), suficiente para a dissociação do calcário e produzindo-se óxido de cálcio e gás carbônico. Sua hidratação acontece com a adição de dois ou três volumes de água para cada volume de cal, com desprendimento de calor. Pedras se fendem e esfarelam, transformando-se em pasta branca (cal extinta ou apagada). Quer entender melhor como o aço é produzido? A Votorantim Siderurgia mostra todo o processo de produção do material no vídeo Processo Produção do Aço - Votorantim Siderurgia, disponível em https://youtu.be/F2azAmgMZC0. https://youtu.be/F2azAmgMZC0 53WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA A cal resiste a uma força de 2 a 5 kgf/cm2 (quando submetida à tração) e 30 kgf/cm2 em 28 dias (compressão). Sua utilização ocorre sob a forma de pasta ou mistura com areia (argamassa), aplicada na execução de revestimento e rejuntamento de alvenarias. 2. AGLOMERANTES HIDRÁULICOS E ARGAMASSAS Os aglomerantes hidráulicos resistem satisfatoriamente quando empregados dentro d’água, cujo processo de endurecimento resulta da ação de tais condições. Nessa categoria de materiais, estão os materiais que necessitam ser moídos depois do cozimento, como é o caso do cimento Portland. Ele consiste em um material pulverulento, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio. Esses silicatos e aluminatos complexos, ao serem misturados com água, hidratam-se e produzem o endurecimento da massa, que oferece, então, elevada resistência mecânica. O cimento Portland é obtido a partir do cozimento da mistura calcário-argilosa, convenientemente proporcionada, até a fusão parcial (cerca de 1.450º C), seguida de moagem e de pequena adição de gesso para regular a pega. Consta de silicatos e aluminatos de cálcio, praticamente sem cal livre, predominando em quantidade e importância os silicatos. Os tipos de cimento disponíveis no mercado são diferenciados por sua composição, cuja comercialização está condicionada à compatibilidade com as exigências impostas pelas normas técnicas relacionadas ao tema. Sua diferenciação visual ocorre por meio da identificação do nome e das siglas, estampada na embalagem. Na Tabela 3, é possível verificar os principais tipos de cimentos Portland aplicados no meio rural. Tabela 3 - Tipos de cimento Portland. Fonte: Portal Concreto (2021). Sua utilização deverá obedecer às boas práticas de transporte, armazenamento e cura. Assim, durante o transporte, o cimento deve ser mantido em temperatura ambiente, protegido de intempéries (evitar que seja molhado por uma chuva inesperada). Recomenda-se, durante o armazenamento, o empilhamento dos sacos sobre um estrado de madeira afastado da parede (máximo de 10 unidades por pilha, caso permaneça nessa condição por mais de duas semanas). Desde que obedeça a tais condições, o cimento poderá permanecer armazenado por cerca de 3 meses. Outro ponto importante na execução dessa etapa é que os sacos deverão ser dispostos de forma cruzada a fim de evitar deterioração da embalagem. Durante seu preparo, é importante considerar que o produto apresenta as seguintes condições para a “pega”: • Pega rápida: 60 minutos. 54WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA A ocorrência da pega é influenciada por fatores como a quantidade de água empregada, a quantidade ou presença de alguns compostos, a temperatura e a quantidade de gesso. O tempo de cura é ainda um fator condicionado ao alcance da resistência total ou parcial. A Tabela 4 demonstra a relação presente entre a classe do material, o tempo de cura e o alcance da resistência (quando submetido à compreensão). Tabela 4 - Resistência da pasta de cimento à compressão. Fonte: Portal Concreto (2021). As argamassas são materiais constituídos pela mistura de aglomerantes, agregado miúdo e água. Contam ainda com outros produtos que são adicionados para melhorar determinadas propriedades do conjunto. Podem ser utilizados isoladamente ou combinados com materiais inertes, como pastas e natas. A pasta é material resultante da união de um aglomerante e água, cujo uso é restrito às obras devido ao elevado custo e aos efeitos secundários (como a retração). No caso das natas, observa-se a existência de natas de cal e natas de cimento. A primeira é aplicada no assentamento de revestimentos e na realização de pinturas. A segunda, destinada à ligação de argamassas, concretos e injeções. As argamassas são utilizadas em atividades de assentamento (revestimentos como pedras, tijolos e blocos nas alvenarias, onde favorecem a distribuição dos esforços), acabamentos em tetos e pisos, reparos de obras de concreto,entre outros aspectos. São classificadas de acordo com o seu emprego e o tipo de aglomerante presente. Segundo o emprego, estão presentes em atividades comuns (rejuntamento, revestimento e pisos) e refratárias (resiste a elevadas temperaturas). Quando associadas a aglomerante, estão distribuídas nas categorias aéreas (aérea e gesso), hidráulicas (hidráulica e cimento) e mistas (aéreas mais hidráulicas). Argamassas de cal aérea possuem boa trabalhabilidade, dotadas de maior coesão que as de cimento de mesmo traço (retêm durante mais tempo a água de amassamento). A literatura referente ao tema indica que o traço recomendado deve obedecer à proporção 1:4, em que, a cada 1 parte de cal, usam-se 4 partes de areia. No entanto, haverá casos em que será necessário realizar o dimensionamento da proporção segundo particularidades da atividade que será realizada. Para isso, deve-se aplicar a fórmula disposta na equação 01. Equação 01: Argamassa de cal em pó. Em que: C = quantidade de cal extinta em pó por m3 de argamassa (m3); a = partes de areia (ou material inerte) no traço; A = quantidade de areia (ou material inerte) por m3 de argamassa (m3). 55WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O gesso é empregado em todos os revestimentos internos e, ao contrário de outros aglomerantes, não necessita da adição de um agregado (quando realizado, é com o objetivo de diminuir o custo). Quando puro, é empregado na execução de placas, blocos para paredes internas e corpos ocos para lajes nervuradas. Na forma de argamassa, é usado para o revestimento de tetos e paredes (revestimentos especiais). Possui resistência ligada à adição de areia, sendo que, quanto maior a mistura, menor será o desempenho final à resistência (bom desempenho ao fogo). Na forma pura, possui como traço recomendado a proporção 10 kg para 6 ou 7 litros de água. Como argamassa, recomenda-se o traço 5:4 para tetos, 1:1 ou 1:3 para paredes e 1:1,5 para revestimentos especiais. =Assim como acontece com o gesso e a argamassa de cal, a argamassa de concreto exige cuidados em seu preparo, como o dimensionamento do traço a ser adotado. Na equação 02, são demonstrados os procedimentos de cálculo a serem considerados. Equação 02: Cálculo do traço da argamassa de concreto. Em que: C = quantidade de cimento por m3 de argamassa (m3); a = partes de areia (ou material inerte) no traço; A = quantidade de areia (ou material inerte) por m3 de argamassa (m3). Uma consideração importante é que, para transformar o volume de cimento em peso, basta multiplicar o volume de cimento desejado pelo seu peso específico (1420 kg/m3). 3. CONCRETOS Concreto é um material de construção resultante da mistura de um aglomerante (cimento) com agregado miúdo (areia grossa), agregado graúdo (brita ou cascalho lavado) e água, em proporções exatas e bem definidas, podendo-se adicionar aditivos. Seu uso nas construções em geral é bastante amplo, podendo as peças serem moldadas no local ou pré-moldadas. O concreto é dotado de boa trabalhabilidade (propriedade que identifica sua maior ou menor aptidão para ser empregado com determinada finalidade, sem perda de sua homogeneidade), mas possui sua propriedade condicionada a: • Fatores internos: consistência: identificada pela relação água/cimento; proporção entre o agregado miúdo e graúdo: granulometria do concreto; traço: proporção entre cimento e agregado, forma do grão dos agregados e aditivos com finalidade de influir na trabalhabilidade. • Fatores externos: tipos de mistura (manual ou mecânica), meio de transporte, lançamento (pequena ou grande altura), adensamento (manual ou vibratório), dimensões e armadura da peça a executar. 56WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA No estado “fresco”, o concreto apresenta ainda o fenômeno de segregação (tendência de separação dos componentes da mistura), cujas causas conhecidas são a diferença do tamanho dos grãos dos componentes, diferença das massas específicas dos componentes e o manuseio inadequado do concreto, desde a mistura até o adensamento. Para evitá-lo, deve-se promover a escolha de granulometria adequada e o manuseio adequado do concreto. Quando endurecido, o concreto passa a apresentar massa específica variando entre 2.300 e 2.500 kg/m³ (em média), com variações condicionadas à sua tipologia, como são os casos do concreto simples (2.300 kgf/m³), do concreto armado (2.500 kgf/m³), dos concretos leves (1.800 kgf/m³, com argila expandida) e dos concretos pesados (em torno de 3.700 kgf/m³, com brita). Outra propriedade do concreto endurecido é a alta resistência (material que possui bom desempenho em relação aos esforços de compressão e mau desempenho aos esforços de tração), que pode ser determinada pelo cálculo proposto na equação 03. Equação 03: Fórmula para o cálculo de resistência do concreto. Apesar do bom desempenho à compreensão, percebe-se que o concreto não reage bem aos esforços de cisalhamento em virtude das tensões de distensão que, então, se verificam em planos inclinados. Os principais fatores que afetam a resistência são a relação água/cimento, a idade, a forma e a graduação dos agregados, o tipo de cimento, a forma e a dimensão dos corpos de prova. Assim, o dimensionamento das peças das estruturas em concreto armado deve obedecer à fração da resistência característica denominada resistência de cálculo (fcd), conforme demonstrado na equação 04 e na Tabela 5. Equação 04: Resistência de cálculo (Fcd). Em que: fcd = resistência de cálculo do concreto (kg/cm2); fck = resistência do concreto à compressão (kg/cm2); l c = coeficiente de minoração para o qual a NBR 6118 estabelece o valor 1,4. 57WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Tabela 5 - Valores de resistência do concreto à compressão (fck), resistência de cálculo (fcd) e resistência do concreto aos vinte e oito dias (fc28). Fonte: Camacho (2008). O dimensionamento de estrutura em concreto deverá observar ainda propriedades como a permeabilidade, a absorção e a dosagem. A permeabilidade é a propriedade que identifica a possibilidade de passagem da água através do material. Essa passagem pode se dar por filtração sob pressão, por difusão através dos condutos capilares e capilaridade. No caso da absorção, considera-se o processo físico pelo qual o concreto retém água nos poros e condutos capilares. Os principais fatores que afetam a porosidade, absorção e permeabilidade são os tipos de materiais constituintes (água, cimento, agregados e adições), a preparação (mistura, lançamento, adensamento e acabamento) e posteriores (idade e cura). Já a dosagem dos concretos (traço) refere-se à maneira de exprimir a composição do concreto. O traço tanto pode ser indicado pelas proporções em peso como em volume ou, como frequentemente, adota-se uma indicação mista: o cimento em peso e os agregados em volume. Seja qual for a forma adotada, toma-se sempre o cimento como unidade e relacionam-se as demais quantidades à quantidade de cimento. Assim, podem-se obter valores empíricos dos componentes por meio de fórmulas recomendadas pela sua simplicidade, cujo padrão de referência é composto pela produção de 1 m³ de concreto. Nas equações 05 e 06, são demonstrados os procedimentos a serem considerados no processo de cálculo. Equação 05: Em que: Pc = peso de cimento (kg) para fazer 1 m³ de concreto; a = partes de areia no traço; b = partes de brita no traço; Ra/c = relação água/cimento (mínimo de 0,48 e máximo de 0,70). 58WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Equação 06: 3.1 Produção e Transporte A produção dos concretos compreende a mistura, o transporte, o lançamento, o adensamento e a cura desse material. A mistura, ou amassamento do concreto, consiste em fazer com que os materiais componentes entrem em contato íntimo de modo a obter-se um recobrimentode pasta de cimento sobre as partículas dos agregados, bem como uma mistura geral de todos os materiais. A principal exigência é que a mistura seja homogênea para permitir, assim, boas resistência e durabilidade. Assim, a mistura poderá ocorrer de forma manual e mecânica. A mistura manual, conforme NB-6118, só pode ser empregada em obras de pequena importância. Como procedimento para sua realização, adota-se a mistura a seco, agregado miúdo e cimento até coloração uniforme; em seguida, mistura-se agregado graúdo e faz-se uma cratera, onde é colocada a água de amassamento. O processo conta ainda com a mistura até homogeneidade (nenhuma água deve escorrer), como sua realização sobre estrado ou superfície plana (3 x 3 m), impermeável e resistente (deve-se tomar cuidado para não argamassar mais de 350 litros de cada vez). No caso da mistura mecânica, usam-se máquinas especiais denominadas betoneiras (tambor ou cuba, fixa ou móvel, em torno de um eixo que passa pelo seu centro), e o tempo de mistura é contado a partir do instante em que todos os materiais tenham sido lançados na cuba. Observam-se como tempo para realização de concretos plásticos (segundos) os seguintes casos: • Betoneiras inclinadas: tempo(s) = 120* diâmetro(m). • Betoneiras eixo horizontal: tempo(s) = 60* diâmetro(m). • Betoneira vertical: tempo(s) = 30* diâmetro(m). • Ordem de colocação de materiais nas betoneiras (parte do agregado graúdo mais parte da água de amassamento, cimento mais o restante da água e a areia, além do restante do agregado graúdo). O concreto deve ser transportado do local de amassamento para o de lançamento tão rapidamente quanto possível e de maneira tal, que mantenha sua homogeneidade, evitando- se a segregação dos materiais (NB-6118). Essa etapa pode acontecer de maneira contínua e descontínua. No primeiro caso, usam-se calhas, correias, transportadoras e bombas. No segundo, tem-se o manuseio de vagonetas, carrinhos de mão, caçambas, carrinhos e lata. O ideal é que o meio de transporte tenha capacidade para uma amassada completa, pelo menos, evitando a segregação. 59WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O trato do concreto demanda ainda cuidados no lançamento, que deve ser realizado logo após a mistura, não permitindo, entre o amassamento e o lançamento, intervalo superior a uma hora, de forma a evitar a remistura. Recomendações antes do lançamento: a verificação das formas (dimensões, vedação, alinhamento e nível), do escoramento, a armação (posicionamento, bitolas, estribos etc.), as instalações embutidas (elétricas, sanitárias e hidráulicas) e as formas de madeira (devem ser engraxadas ou pinceladas com óleo queimado, permitindo desforma fácil). Já para o lançamento, a recomendação é voltada a peças delgadas (a fim de se evitar a segregação, o concreto deve ser colocado através de canaletas de borracha ou tubos flexíveis), a altura máxima (que não deve ser superior a 2 m), a interrupção da concretagem (de preferência, dar-se em uma junta permanente, aproveitando-a como junta de construção) e a proximidade da posição final (não devendo fluir dentro das formas). Após o lançamento, há a etapa de adensamento, que tem por objetivo deslocar, com esforço, os elementos que o compõem e orientá-los para se obter maior compacidade, obrigando as partículas a ocuparem os vazios e desalojarem o ar do material. Pode ocorrer de maneira manual e mecânica. A primeira é o modo mais simples de adensamento, que consiste em facilitar a colocação do concreto na forma e entre as armaduras, mediante uma barra metálica, cilíndrica e fina ou por meio de soquetes mais pesados. Já a segunda consiste na realização do adensamento por intermédio de vibrações (deve haver cuidado, pois o excesso de vibrações provoca segregação). Na sequência, o trabalho com concreto conta com o processo de cura, que consiste em um conjunto de medidas com a finalidade de evitar a evaporação da água junto ao cimento, que rege a pega e seu endurecimento. Um ponto importante para a sua efetividade está presente na norma brasileira NB 6118, que exige que a proteção se faça nos 7 primeiros dias seguintes para se ter garantias contra o aparecimento de fissuras devido à retração. Para atingir o processo de cura, devem-se promover irrigações periódicas das superfícies, o recobrimento das superfícies com aresta ou sacos de aniagem, o recobrimento da superfície com papéis impermeabilizantes, o emprego de compostos impermeabilizantes de cura e o uso de serragem, areia e sacos de cimento molhado. 3.2 Concreto Armado e o Aço É a união de concreto simples às armaduras de ferro. Sabe-se que o concreto simples resiste bem aos esforços de compressão e muito pouco aos de tração. No entanto, elementos estruturais com lajes, vigas, pilares são solicitados por outros esforços (tração, flexão e compressão), ultrapassando as características do concreto simples. Por isso, torna-se necessário juntar-se um material como o ferro, que resiste bem a esses esforços. Tal união é viabilizada por uma série de características, como o coeficiente de dilatação térmica praticamente igual (0,000001 e 0,0000012), a boa aderência entre ambos e a preservação do ferro contra a ferrugem. O concreto armado apresenta, como principais vantagens, a boa resistência ao fogo, a adaptação a qualquer forma, permitindo, inclusive, montarem-se peças esculturais, a possibilidade de dimensões reduzidas, o aumento da resistência aos esforços com o tempo, a boa resistência a choques e vibrações, a rápida execução e o material higiênico, por ser monolítico. Como desvantagens, observa-se a impossibilidade de sofrer modificações, a demolição de custos elevados e sem aproveitamento do material demolido. Sua utilização está também condicionada à compatibilidade com as propriedades do aço. Os aços empregados se dividem em aços comuns e aços especiais. Há dois tipos de aços comuns usados no concreto armado, designados por CA-25 e CA-32. CA significa concreto armado, e o número representa o limite de escoamento em kg/mm². Este consiste na tensão a partir da qual um aço se deforma, mantendo constante sua tensão. O trecho do diagrama tensão- deformação em que a tensão é constante chama-se patamar de escoamento. 60WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Os aços especiais são os que são laminados a quente e que possuem patamar de escoamento; os que são encruados sem patamar de escoamento são os aços comuns. Aqueles que possuem patamar de escoamento são designados por CA-40A, CA-50A, CA-60A, em que o número representa o limite de escoamento, e a letra A significa a existência de patamar de escoamento. Para os aços sem patamar de escoamento, define-se como escoamento convencional o ponto do diagrama tensão-deformação para o qual, se a carga for retirada, o diagrama segue uma linha reta, paralela ao diagrama de carregamento, deixando uma deformação residual de 2 mm/m. Os aços encruados sem patamar de escoamento são designados por CA-40B, CA-50B e CA-60B, em que os números 40, 50 e 60 representam os limites de escoamento convencional em kg/mm², e a letra B significa a inexistência de patamar de escoamento. Para os modelos de escoamento acima de 4.000kg/cm² (CA-50 ou CA-60), independentemente da presença do patamar de escoamento, é exigida a existência no aço de mossas ou saliências a fim de melhorar sua aderência. O limite de escoamento real ou convencional é designado por fY. 4. MATERIAIS CERÂMICOS São materiais obtidos a partir de artificial provindo do processo de moldagem, secagem e cozedura de argilas ou de misturas contendo argilas. Em certos casos, pode ser suprimida alguma das etapas citadas, mas a matéria-prima é a argila. Nos materiais cerâmicos, a argila fica aglutinada por uma pequena quantidade de vidro, que segue pela ação do calor de cocção sobre os componentes da argila. Podem ser classificados como secos ao ar, debaixa vitrificação e de alta vitrificação. Este último, por sua vez, se subdivide em materiais de louça e materiais de grês cerâmicos. Os materiais cerâmicos secos ao ar possuem composição granulométrica, não dependendo da quantidade de caulim somente. A argila com melhor resistência à compressão é a que tem cerca de 60% de argilominerais, ficando os 40% restantes igualmente distribuídos entre silte, areia fina e areia média. Dos materiais cerâmicos secos ao sol, apenas o adobe e as argamassas de barro têm alguma importância na construção. O adobe é argila simplesmente seca ao ar, sem cozimento, e usada em construções rústicas. Ele pode resistir a tensões de compressão de até 70 kg/cm², o que é um bom índice, mas tem o inconveniente de, ao receber água, tornar-se novamente plástico. Por isso, as paredes desse material devem ser revestidas por camada isolante de umidade para que tenham alguma duração. Devido à alta resistência, a argila também é bastante empregada com argamassa de assentamento de tijolos. As vantagens e desvantagens são as mesmas citadas anteriormente. Os materiais de barro comum, usados correntemente na construção civil, são os tijolos, as telhas e as tijoleiras. A qualidade da argila empregada influenciará a qualidade dos produtos, classificados como de baixa resistência (5 kg/cm²) e alta resistência (120 kg/cm²). Dentre os elementos cerâmicos disponíveis no mercado, estão os tijolos comuns, as telhas, os ladrilhos e as tijoleiras. Os tijolos comuns são considerados um material de baixo custo, usados exclusivamente para fins de vedação e dotados de formatos variados. O modelo mais comum é o tijolo cheio (também chamado maciço ou burro), dividido em três grupos básicos: os tipos 1, 2 e 3. Nas Tabelas 6 e 7, são demonstrados os tamanhos disponíveis e a carga resistente por cada um deles (classificados em 1ª e 2ª categorias). 61WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Tabela 6 - Dimensões e carga máxima de compressão dos tijolos maciços. Fonte: UFLA (2021). Tabela 7 - Tipos de tijolos. Fonte: UFLA (2021). Na prática, costuma-se adotar, como carga de segurança, a metade das cargas de norma. Além desses tipos normalizados, e mesmo dentro deles, há grande variação de tipos. Em relação aos furos, por exemplo (e isso é importante!), há os de furos quadrados e os de furos cilíndricos. Normalmente, os tijolos de furos quadrados não servem para paredes de sustentação, pois têm as paredes finas. Os tijolos com furos redondos geralmente já têm resistência mais próxima à dos tijolos maciços. Entre os tijolos furados, há os de 2, 3, 4, 6 e mais furos. Um tipo que convém destacar são os tijolos para lajes mistas. No caso das telhas, estão disponíveis as tipologias planas e curvas. No primeiro tipo (também conhecida por telhas francesas - Marselha), os encaixes são feitos nas laterais e nas extremidades. Possuem agarradeiras para fixação às ripas do madeiramento e com peso em torno de, aproximadamente, 2 kg. Devem ser consideradas 15 unidades por m² e inclinação usual de 30º para a realização da cobertura. A EB-21 divide as telhas de barro tipo Marselha em duas classificações (primeira categoria dotada de resistência mínima de 85 kg e segunda categoria com resistência mínima de 70 kg) conforme sua resistência a uma carga aplicada sobre o centro da telha, estando estas sobre três apoios. As tijoleiras e ladrilhos são tijolos de pequena espessura, usados em pavimentações e revestimentos, disponíveis nos formatos porosos, comuns e prensados (tijoleiras com os elementos de cerâmica comum e ladrilhos com as cerâmicas prensadas). As tijoleiras comuns são fabricadas usualmente nos formatos quadrado e retangular liso. Há também peças especiais para arremates, como peitoris, pingadeiras etc. Os ladrilhos prensados devem ter, na face inferior, rugosidades e saliências para aumentar a fixação (dotados de vitrificação). Essa vitrificação é comumente aumentada com uma pintura de silicato ou óxido entre duas cozeduras. Geralmente, têm de 5 a 7 mm de espessura. 62WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Quando dotados de alto teor de vitrificação, são classificados em louça e o grês cerâmico (a diferença entre eles está na qualidade da textura interna). Os materiais de louça, também chamados faiança, embora impermeáveis na superfície, são mais porosos no interior. Dentre os grês cerâmicos, estão os azulejos, as pastilhas e louça sanitária, os tubos sanitários e a litocerâmica. Os materiais de grês cerâmico são fabricados com argila bastante fusível, o que lhes dá a cor vermelha comum, embora essa cor possa variar desde o branco acinzentado até o vermelho carregado. A pasta não pode ser lavada, porque aqueles materiais se dissolveriam e, por isso, há dificuldade em se encontrar barro apropriado, já naturalmente limpo, sem torrões de areia ou organismos. Como esse barro é muito fusível, é marcante a vitrificação, o que a torna impermeável. Mas vem daí uma deformação acentuada, dando grande número de peças de refugo. Nos tubos de grês, o vidrado é obtido por dois processos: um deles é a imersão, após a primeira cozedura, em um banho d’água com areia silicosa fina com zarcão. No recozimento, essa mistura vitrifica-se. O outro processo, mais comum, é lançar no forno, já à grande temperatura, sal de cozinha. Ele se volatilizará, formando uma película vidrada de silicato de sódio. A moldagem é feita em máquinas semelhantes às usadas para os tijolos (extrusão), com fieiras apropriadas. A pasta desce por gravidade até a mesa, onde existe um molde para o bocal, ou o bocal é feito posteriormente, com moldes de madeira. Na outra extremidade, devem ter ranhuras para aumentar a aderência da argamassa de rejuntamento. As normas (EB-5) classificam dois tipos: A, com vidrado interno e externo, e B, com vidrado só interno. Devem ter, no mínimo, três estrias circulares, de 3 mm de largura por 2 a 5 mm de profundidade na superfície interna da bolsa e na parte externa da ponta lisa. Devem, também, trazer gravados o nome do fabricante ou a marca de fábrica. Os diâmetros variam desde 75 mm (3”) até 600 mm (240”), com comprimentos úteis desde 60 até 150 cm (o usual é 60 cm). A norma dá tabelas de medidas das bitolas admitidas e respectivos comprimentos, tolerâncias etc. Os métodos MB-12, 13, 14 e 210 determinam como devem ser feitos os ensaios nesses estudos. Convém registrar que são fabricados também condutos duplos, triplos etc., condutos com secção quadrada ou retangular, condutos de alta ou de baixa vitrificacão etc. São fabricadas, além das peças retas, peças de conexão e desvio, semelhantes e com a mesma nomenclatura das peças de ferro fundido. As manilhas para as instalações de água devem ter boa impermeabilidade, sendo estabelecida pelas normas uma absorção limite de 10% na média, ou 12% individual. Devem, também, resistir à pressão de 0,7 kg/cm² durante 2 minutos ou 2,0 kg/cm² instantânea, sem transpirar. Além disso, devem suportar uma determinada compressão, que varia de acordo com a bitola. Os ladrilhos de grês cerâmico (litocerâmicos) são ladrilhos que se apresentam com massa quase vitrificada (mais compactos que a cerâmica vermelha), feitos com argila de grês, porém, sem o alto teor de ferro que têm as manilhas. Como são mais raras as jazidas e o material é de qualidade superior, neste tipo de ladrilhos, geralmente se faz esmaltação na face aparente, de maneira semelhante às louças. Há inúmeras formas, desenhos e cores. Os artigos de louça branca são feitos com o pó de louça, ou seja, uma pasta feita com o pó de argilas brancas (caulim quase puro), dosadas com exatidão, que darão produtos duros, especiais, de granulometria fina e uniforme, com a superfície normalmente vitrificada. Há quatro tipos básicos de louça: a calcária (louça de mesa, louça artística), a feldspática (azulejos, cerâmica sanitária), a mista e a de talco.63WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA A característica básica do caulim para pó de louça deve ser a ausência de ferro, sendo que o problema da sua fabricação é o vidrado, que geralmente apresenta coeficiente de dilatação diferente do da massa, resultando no trincamento comum. Além disso, não são dotados de homogeneidade, com variações de cor e espessura, transmitindo a impressão de ondulações na superfície. O tipo de material para vidrado deve variar de acordo com a temperatura em que será cozida a peça. O vidrado é aplicado após uma primeira cozedura, seguindo-se, então, o recozimento, quando se transforma em vidro. Os azulejos são placas de louça, de pouca espessura, vidrados em uma das faces, onde levam corante. A face posterior e as arestas não são vidradas e possuem saliências para aumentar a fixação das argamassas de assentamento e rejuntamento. São classificados (loteados) na fábrica, por tamanho e cor, o que não dispensa novo loteamento na obra. A moldagem é feita a seco, com cozimento feito na temperatura de 1.250º C. O vidrado é feito com uma pintura, geralmente obtida com óxido de chumbo, areia finíssima de grande fusibilidade, calda de argila e, conforme o caso, corante. O azulejo comum tem, usualmente, 15 x 15 cm, precisando-se de 45 unidades para cobrir 1 metro quadrado. Há uma pequena variação conforme a fábrica. Está-se tornando comum também o azulejo de 10 x 10 cm. Nos aparelhos sanitários, a moldagem é feita pelo sistema de barbotina, com o cozimento feito à temperatura de 1.310º C. Nesses aparelhos, o vidrado é obtido pela pintura com esmalte de bórax e feldspato ou calcário (há os aparelhos brancos e os coloridos). Também há muitos elementos decorativos de composição semelhante à louça sanitária. Citam-se os elementos vazados vitrificados, de inúmeros desenhos e cores. Outro tipo é a cerâmica refratária, que consiste em um dos ramos mais importantes e estudados das cerâmicas, mas que, aqui, somente será lembrado, porque é pouco usado nas construções prediais. 5. O USO DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO (PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS) As madeiras utilizadas em construção são obtidas a partir do uso de troncos de árvores, cuja classificação acontece por meio do aspecto do material, podendo ser dura ou macia. A primeira é proveniente de árvores frondosas (com folhas achatadas e largas), com crescimento lento, como é o caso da peroba, do ipê, da aroeira, do carvalho etc. Já a segunda é proveniente, em geral, das árvores coníferas (com folhas em forma de agulhas ou escamas e sementes agrupadas em forma de cones), dotada de crescimento rápido, como o pinheiro-do-paraná, o pinheiro- bravo ou pinheirinho, os pinheiros europeus e norte-americanos, entre outras. As árvores produtoras de madeira destinada ao setor da construção são do tipo exogênico, que crescem pela adição de camadas externas, sob a casca. Em sua secção transversal, são encontradas as camadas (de fora para dentro) da casca, do alburno (ou branco), o cerne (ou durâmem) e a medula. As tipologias usadas nos processos construtivos devem ser retiradas, de preferência, do cerne (mais durável), pois o alburno produz madeira imatura, não endurecida, mais sujeita à decomposição. Não existe, entretanto, uma relação consistente entre as resistências dessas duas partes do tronco nas diversas espécies vegetais. Para a sua correta utilização, é necessário conhecer a anisotropia e a umidade da madeira. A primeira propriedade está ligada à orientação das células, considerando como suas direções principais a longitudinal, a radial e a tangencial. No caso da segunda, é medida pelo peso de água, dividido pelo peso de amostra seca na estufa. No Brasil e na Europa, adota-se 15%; nos Estados Unidos, 12% como umidade padrão de referência. 64WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA As madeiras utilizadas nas construções podem ser classificadas em madeiras maciças (bruta, falqueada e serrada) e industrializadas (laminada colada e compensadas). A madeira bruta ou roliça é a madeira empregada em forma de tronco, servindo para estacas, escoramentos, postes, colunas etc. As árvores devem ser abatidas, de preferência, na época da seca, quando o tronco tem menor teor de umidade. Após o abate, remove-se a casca, deixando-se o tronco secar em local arejado e protegido contra o Sol. As madeiras roliças que não passaram por um período mais ou menos longo de secagem ficam sujeitas a retrações transversais, que provocam rachaduras nas extremidades. A madeira falqueada é aquela que tem as faces laterais aparadas a machado, formando secções maciças, quadradas ou retangulares; é utilizada em estacas, cortinas cravadas, pontes etc. No caso da madeira serrada, ela é destinada ao produto estrutural de madeira mais comum entre nós. O tronco é cortado nas serrarias, em dimensões padronizadas para o comércio, passando, depois, por um período de secagem. As madeiras serradas são vendidas em secções padronizadas, com bitolas nominais em polegadas. A Tabela 8 apresenta os principais perfis, obedecendo à nomenclatura da ABNT (Padronização PB-5). Tabela 8 - Dimensões nominais comerciais das madeiras serradas. Fonte: UFLA (2021). A madeira laminada colada é o produto estrutural de madeira mais importante nos países industrializados. A madeira selecionada é cortada em lâminas de 15 mm (ou mais) de espessura, que são coladas sob pressão, formando grandes vigas, em geral, de secção retangular. As lâminas podem ser emendadas com cola nas extremidades, formando peças de grande comprimento. No caso da madeira compensada, é formada pela colagem de três ou mais lâminas finas, alternando- se as direções das fibras em ângulo reto. Os compensados podem ter três, cinco ou mais lâminas, sempre em número ímpar. 65WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 6. MATERIAIS ALTERNATIVOS NA CONSTRUÇÃO (SOLO-CIMENTO E FERRO-CIMENTO) O solo-cimento é um material alternativo de baixo custo, obtido pela mistura de solo, cimento e um pouco de água. No início, essa mistura parece uma “farofa” úmida. Após ser compactada, ela endurece e, com o tempo, ganha resistência e durabilidade suficientes para diversas aplicações no meio rural. Uma das grandes vantagens do solo-cimento é que o solo, um material local, constitui justamente a maior parcela da mistura. São utilizados em tijolos ou blocos (produzidos em prensas, dispensando a queima em fornos). Apresentam grande resistência e excelente aspecto, parede maciça (compactada no próprio local, em camadas sucessivas, no sentido vertical, com o auxílio de formas e guias), pavimentação (compactada no local, com o auxílio de formas, mas em uma única camada). Eles constituem placas maciças, totalmente apoiadas no chão, e são ensacados (resultam da colocação da “farofa” úmida em sacos, que funcionam como formas). Depois, esses sacos são fechados e compactados no local de uso. Trabalhos do Centro de Pesquisa e Desenvolvimento (CEPED), na Bahia, constataram que a granulometria e a plasticidade, para solo peneirado em malha de 4,8 mm, devem observar especificações básicas, como: • Teor de areia: 45 a 85%; • Teor de silte e argila: 20 a 55%; • Teor de argila: 20%; • Limite de liquidez:ter procedimento sequencial, como a passagem do solo por uma peneira de malha (abertura) de 4 mm a 6 mm (esparrame do solo sobre uma superfície lisa e impermeável, formando uma camada de 20 cm a 30 cm). Espalhe o cimento sobre o solo peneirado e revolva bem, até que a mistura fique com uma coloração uniforme, sem manchas de solo ou de cimento. Misture uma camada de 20 cm a 30 cm de espessura, adicionando água aos poucos (de preferência, usando um regador com “chuveiro” ou crivo) sobre a superfície. Misture tudo novamente e misture os materiais até que pareçam uma “farofa” úmida, de coloração uniforme, próxima da cor do solo utilizado. No caso do ferro-cimento, é um material constituído de uma argamassa de cimento e areia, envolvendo um armado de vergalhões finos e telas. Apresenta como principais vantagens a facilidade de moldagem, a utilização de um aramado ao invés da armadura do concreto armado e a produção de peças mais finas, feitas artesanalmente e sem o auxílio de formas. Como desvantagens, tem-se a exigência de formatos arredondados. No Quadro 1, são apresentados alguns procedimentos a serem adotados durante a sua utilização. 66WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA COMPONENTES E ETAPAS CARACTERÍSTICAS Argamassa Composição: Cimento, areia e água, com o traço de 1:4:1. Aplicação: Feita diretamente sobre as telas, sem o uso de formas. Nesse caso, é preciso utilizar anteparo, que pode ser um pedaço de papelão ou um saco de cimento vazio dobrado ao meio. A argamassa dever ser comprimida com força, com a colher de pedreiro, contra esse anteparo, para que fique bem compactada e sem vazios no seu interior. Cura: Peça recém-moldada, deve ser mantida úmida durante uma semana, malhada durante 2 ou 3 vezes por dia, e as superfícies expostas ao tempo devem ser cobertas com lona. Aramado Composição: Feita por vergalhões finos, de bitola 3,4 mm ou 4,2 mm, amarrados com arame recozido nº 98 e duas telas de malha hexagonal, sobrepostas de forma desencontrada, deixando aberturas de 6 mm, no máximo. Na maioria dos casos, usa-se tela de pinteiro, feita com fio de aço nº 22 e malhas com aberturas de 12,5 mm (1/2 polegadas). Montagem do aramado: O aramado do ferro-cimento é composto por uma malha de sustentação formada pelos vergalhões finos, dispostos nos dois sentidos (horizontal e vertical) e firmemente amarrados uns aos outros com arame recozido, formando o esqueleto da peça. O espaçamento entre os vergalhões pode variar de 5 cm a 15 cm, dependendo de sua posição e do tipo de construção. A malha de sustentação já tem a forma da peça desejada. Quadro 1 - Componentes e etapas da utilização do sistema ferro-cimento. Fonte: Os autores. 67WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O concreto é um material formado por uma matriz de cimento, areia, brita e água. A substância apresenta vantagens, como a alta resistência à compressão e o desempenho em relação ao calor (quando comparado a outros tipos de materiais estruturais). Com o avanço da tecnologia e a necessidade de poluir menos o meio ambiente, surgiram pesquisas com o intuito de elevar sua propriedade e a relação com a sustentabilidade. Nesse quesito, pesquisas surgiram com o objetivo de conceder um destino viável para os resíduos sólidos e promover a melhoria da qualidade do material. Esse processo contou com experimentos, como a inserção da fibra de coco no processo de preparo. Foram realizados por diversos pesquisadores experimentos destinados a medir o desempenho da mistura (tração e compressão). Segundo alguns autores, os resultados obtidos mostram que o produto não é recomendado para atividades com fins de resistência, mas possui significativa contribuição para etapas que não possuem fins estruturais (TEIXEIRA NETO et al., 2021). É possível atingir a sustentabilidade no processo construtivo de uma edificação rural? O uso da madeira pode agir de maneira negativa no alcance dessa questão? A sustentabilidade no setor da construção civil parte do pressuposto da adoção de procedimentos dotados de maior eficiência, com a eliminação dos desperdícios, da geração de resíduos e da melhora no tempo de execução da obra. Nesse sentido, o uso consciente da madeira, com a opção de espécies certificadas (provindas de reflorestamento) e o uso de materiais locais (sem a necessidade de transporte), são importantes estratégias pró-sustentabilidade. Para mais informações a respeito da aplicabilidade da cerâmica nos processos construtivos, acesse o artigo Materiais cerâmicos na construção civil, de Araújo e Sales (2011), disponível em https://abceram.org.br/wp-content/uploads/area_associado/55/ PDF/17-049.pdf. https://abceram.org.br/wp-content/uploads/area_associado/55/PDF/17-049.pdf https://abceram.org.br/wp-content/uploads/area_associado/55/PDF/17-049.pdf 68WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | UN ID AD E 3 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA CONSIDERAÇÕES FINAIS Chegamos ao final da Unidade 3. Foram expostos aspectos como o papel dos agregados no processo construtivo, a aplicabilidade do concreto nas edificações e o desempenho dos materiais cerâmicos e da madeira, além da aplicação de materiais alternativos, como o solo-cimento. Ao longo do texto, verificamos que os agregados são materiais granulares, cujas dimensões e propriedades são adequadas para uso em obras de engenharia. Utilizados em lastros de vias férreas, bases para calçamentos, pistas de rolamento das estradas, revestimento betuminoso e como material granuloso e inerte para a confecção de argamassas e concretos. Quando aplicados em argamassas e concretos, proporcionam ganhos sob o ponto de vista econômico e técnico. Apresentam benefícios, como a retração e o aumento da resistência aos esforços mecânicos devido à boa resistência mecânica (superior à da pasta de aglomerante). Outro assunto abordado diz respeito ao concreto, suas propriedades, transporte, tipos, aplicabilidade e o resultado da combinação com o aço. Foram expostos pontos, como a trabalhabilidade ofertada pela mistura responsável pela origem do concreto, os fatores de resistência e dimensionamento das estruturas oriundas do seu uso. Abordamos as particularidades do concreto armado (junção do concreto com o aço). A unidade trouxe também a discussão a respeito da função dos materiais cerâmicos na construção de uma edificação. Foi observado que tais materiais são obtidos a partir do processo de moldagem, secagem e cozedura de argilas ou de misturas contendo argilas. Podem ser encontrados em elementos como os blocos de fechamento, lajes, pisos, ladrilhos, azulejos, entre outros. Sua utilização deve obedecer a parâmetros de dimensionamento, resistência e dilatação. A unidade demonstrou ainda as particularidades contidas no uso da madeira em processos construtivos. Verificou-se a origem, o tipo e a aplicação desse material no processo construtivo de uma edificação. O texto apresentou os cuidados a serem tomados na seleção da madeira na confecção dos elementos destinados ao processo de execução das edificações, as recomendações técnicas presentes em normas, a menção às principais normas que regem o seu uso. E, por último, foi comentado a respeito da disponibilidade e aplicação de materiais alternativos no processo construtivo, como o solo-cimento e o ferro-cimento. Sendo assim, conclui-se que a gama de materiais disponíveis oferece aos profissionais uma diversidade de possibilidades na elaboração e execução de projetos de edificações no ambiente rural. No entanto, tais alternativas demandam maior conhecimento técnico a respeito do desempenho dos materiais, comportamento das estruturas e cuidados adotados na manutenção da edificação. 6969WWW.UNINGA.BR U N I D A D E 04 SUMÁRIO DA UNIDADE INTRODUÇÃO ..............................................................................................................................................................70 1. AMBIÊNCIA ANIMAL (CONCEITOS E DEFINIÇÕES) ........................................................................................... 71 1.1 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS PARA A CLIMATIZAÇÃO POR MEIOS NATURAIS (PRIMÁRIOS) ........ 72 1.2 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS PARA A CLIMATIZAÇÃO POR MEIOS ARTIFICIAIS ............................ 74 1.3 ASPERSÃO DE ÁGUA SOBRE A COBERTURA E SISTEMA DE MATERIAL POROSO ACOPLADO A VENTILADORES E TUBOS DE DISTRIBUIÇÃO DE AR .......................................................................................................................... 75 CONSIDERAÇÕES FINAIS .......................................................................................................................................... 78 NOÇÕES DE AMBIÊNCIA ANIMAL PROF. ANTONIO APARECIDO LOPES PROF. ME. DIEGO VIEIRA RAMOS ENSINO A DISTÂNCIA DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES RURAIS 70WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 4 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA INTRODUÇÃO Olá, aluno(a), chegamos à última unidade de nosso material didático. Neste momento, falaremos a respeito das estratégias construtivas que podem ser adotadas em uma edificação para a garantia do conforto térmico. Assim, o texto apresentará aspectos da edificação que influenciam na ambiência animal, como as características construtivas para a garantia da climatização natural, os sistemas de climatização artificial e o funcionamento do sistema de aspersão de água sobre a cobertura. A ambiência animal implica as condições que um determinado local exerce sobre o comportamento dos animais (conforto térmico ofertado pelas edificações que os abrigam). O conforto térmico engloba aspectos, como a interação entre o ambiente construído e o ambiente natural por meio de elementos como a umidade do ar e a temperatura. Está condicionado às características do solo, ao grau de sombreamento, à precipitação, à altitude local, entre outros. São fatores que exigem do profissional responsável pelos projetos das edificações rurais cuidado na escolha dos materiais e no posicionamento das aberturas (como portas), pois representam estratégias capazes de aumentar ou diminuir a temperatura incidente nessas edificações. No entanto, quando o projeto não é planejado a partir das condicionantes ambientais, há dificuldades em se manter o interior da edificação em níveis adequados para o bem-estar animal. Nesses casos, é comum a adoção de estratégias de climatização artificial. No entanto, essa solução, apesar de demonstrar desempenho satisfatório, possui caráter pouco sustentável devido ao alto consumo energético. Esse sistema conta com elementos como a ventilação forçada (com o objetivo de aumentar a dissipação de calor por convecção e evaporação) e a nebulização ou aspersão de água junto com a ventilação (reduzir a temperatura interna do ar ambiente, favorecendo as trocas sensíveis de calor). Uma estratégia para reduzir o impacto dessa estratégia é a adoção do sistema de aspersão com água (que poderá ser oriunda da captação de águas pluviais). Para que possa obter um resultado satisfatório na redução da temperatura e, consequentemente, da carga térmica de radiação sobre os animais, a água de aspersão tem de ser distribuída uniformemente sobre a cobertura, que deve possuir calhas para recolhimento e reaproveitamento da água, e deve-se evitar o umedecimento nos arredores das instalações. Assim, o objetivo desta unidade é lhe apresentar os procedimentos a serem adotados na elaboração de um projeto de edificação rural. Aproveite este momento para se capacitar a atuar no mercado de trabalho. Bons estudos! 71WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 4 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1. AMBIÊNCIA ANIMAL (CONCEITOS E DEFINIÇÕES) Ambiência diz respeito à relação bidirecional ambiente-objeto e ao conjunto de fatores capazes de tornar um ambiente mais ou menos agradável. Consiste no conjunto de condições e influências externas que atuam direta ou indiretamente sobre os animais, sem necessariamente o envolvimento de fatores genéticos. Em suma, pode ser entendida como o espaço físico e social no qual vive o animal e tudo o que nele se encontra incluso (inclusive o ser humano), ou seja, o ambiente em que vive o animal. Para fins didáticos, em sistemas de produção animal, a ambiência pode ser dividida em térmica, lumínica, acústica e aérea, e todas podem ser consideradas fatores importantes para que se atinja o máximo de produtividade que o potencial genético que cada espécie, raça ou animal pode expressar. No caso de animais não estabulados, criados ao ar livre, elementos climáticos (como temperatura e umidade relativa do ar, radiação solar, nebulosidade, ventos e pluviosidade) atuam separados ou simultaneamente no ambiente e, por consequência, nos animais. Uma das principais consequências da interação negativa entre animal e ambiente é a perda em produtividade devido ao estresse térmico. Entretanto, cabe ressaltar que ambiência não se restringe ao conforto térmico e também não é sinônimo de bem-estar animal, apesar de lhe estar ligado diretamente. A ideia de bem-estar animal é mais antiga que a sua pesquisa como um campo de trabalho científico. Hoje, existem diferentes concepções do termo, aplicáveis a todos os tipos de animais, dos silvestres aos cativos, passando pelos de companhia e experimentação. Sua importância pode ser observada pela preocupação de vários organismos internacionais em definir e incorporar o termo às suas agendas de prioridades. Em países mais avançados nesse entendimento, como os europeus, o conceito assume conotação, sobretudo, de “bem público”, com intervenções públicas normativas e concessão de benefícios sob forma de subsídios. Porém, nesses países, inserir o bem-estar animal como fator prioritário é um grande desafio e demanda mudanças que vão além de simples modificações nos modelos de sistemas produtivos já existentes. Para se entender melhor o conceito, três aspectos básicos devem ser considerados. O bem- estar é uma característica do animal, e não algo que pode ser fornecido pelo homem. Consiste em conceito momentâneo, não estático, e pode variar em uma escala compreendida entre “muito ruim” e “muito bom”, podendo ser medido cientificamente. Hughes (1976), em uma das primeiras tentativas de definir cientificamente o termo bem- estar, refere-se a um “estado” em que o animal está em harmonia com a natureza ou com o seu ambiente. 72WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 4 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1.1 Características Construtivas para a Climatização por Meios Naturais (Primários) O bem-estar do animal está relacionado também ao seu contato com as edificações locais, sendo que, para sua implantação, devem-se evitar terrenos de baixada, dotados de alta umidade, baixa movimentação do ar e isolamento térmico no inverno. Assim, a implantação das instalações orientadas ao caminhamento solar (principalmente as abertas) é uma estratégia importante para garantir o desempenho térmico da edificação. No caso do Brasil, posicionado no Hemisfério Sul, as coberturas devem ser dispostas no sentido leste-oeste para que, no período do verão, ocorra a menor entrada de raios ultravioleta no interior das instalações. O telhado é um dos principais fatores que influenciam na carga térmica radiante incidente e atua no ambiente interno em decorrência do material de cobertura, reduzindo o fluxo de calor no interior. O bom material para cobertura deve apresentar alta refletividade solar, associada à baixa emissividade térmica e absortividade. O melhor material que atua reduzindo a carga de radiação são as telhas de barro, seguidas das telhas de cimento amianto, pintadas de branco e alumínio, respectivamente. É indicado ainda o uso de materiais isolantes e aspersão de água sobre o telhado. No primeiro caso, os isolamentos térmicos da cobertura devem ser constituídos por materiais de baixa condutividade térmica. O segundopossibilita a redução da temperatura da telha e, consequentemente, a carga térmica radiante. O Quadro 1 apresenta outras especificidades a serem observadas no projeto das edificações. ESTRATÉGIA PROJETUAL CARACTERÍSTICAS Inclinação do Telhado Indicam-se valores entre 20 e 30°, visando mudar o coeficiente de forma correspondente às trocas de calor por radiação entre o animal e o telhado e modificando a altura entre as aberturas de entrada e saída de ar (lanternim). Forros Atua como uma segunda barreira física, a qual permite a formação de uma camada de ar junto à cobertura, que contribui na redução da transferência de calor para o interior da construção. Os lanternins podem ajudar na ventilação do forro. Beirais Devem ser projetados de forma a evitar, simultaneamente, a penetração de chuvas e raios solares, variando de 1,5 a 2,0 metros. Lanternim É uma abertura para saída do ar na cumeeira do telhado. É fundamental em galpões de largura igual ou superior a 8 metros. Tem função de permitir a saída de ar quente. Altura da Cobertura Influencia na ventilação natural e na quantidade de radiação solar que pode atingir o interior do galpão. A altura do pé-direito está relacionada à largura do galpão. Quanto mais largo, maior deverá ser a altura. 73WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 4 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Oitões As paredes laterais (oitões) que recebem o Sol frontalmente, de nascente e poente, devem ser protegidas pintando-se as paredes com cores claras, sombreando-as com vegetação ou beirais ou adotando paredes de grande capacidade calorífica. Ventilação Natural Serve para renovar o ar dentro dos galpões, provendo O2 e eliminando os gases e odores, possibilitando, também, um certo controle da temperatura e umidade dentro das instalações. A localização e o tipo de abertura das instalações podem favorecer a ventilação natural, assim como o manejo das cortinas e lanternins. Nas regiões em que a temperatura se mantém quase sempre acima da requerida pelo conforto térmico, deve prevalecer uma ventilação baseada na razão térmica, e o projeto das instalações deverá estar orientado para essa necessidade de extrair o calor liberado pelos animais. Temperatura de Água de Consumo Deve-se evitar que as caixas de água e as tubulações passem muito perto do telhado ou fiquem expostas ao Sol. Manejo da Cama Aves e suínos criados sobre cama, com o aumento da densidade populacional e da temperatura ambiente, aumentam a quantidade de água ingerida e, como consequência, excretam o que pode gerar maior produção de calor pela cama por acentuar atividade dos microrganismos que são acompanhados da liberação de CO2 e formação de amônia. Arborização e Sombreamento A arborização ajuda a reduzir e controlar a radiação solar, temperatura do ar, umidade relativa e velocidade do vento, em que a ação moderadora da vegetação mais se manifesta. Em relação à radiação solar, a vegetação tem um comportamento seletivo em relação aos comprimentos de ondas. Absorve cerca de 90% da radiação visível e 60% da infravermelha. Tem-se, assim, uma atenuação da radiação de onda curta, evitando o aquecimento das superfícies. Também, a evapotranspiração dos vegetais contribui para o rebaixamento da temperatura. Deve-se evitar que as árvores dificultem a ventilação natural. Quadro 1 - Especificidades projetuais voltadas ao bem-estar animal. Fonte: Adaptado de Abreu (2003). 74WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 4 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1.2 Características Construtivas para a Climatização por Meios Artificiais A climatização por meios artificiais é mais eficiente, porém, mais cara. Basicamente, é realizada por meio de ventilação forçada (com o objetivo de aumentar a dissipação de calor por convecção e evaporação) e nebulização ou aspersão de água junto com a ventilação (reduzir a temperatura interna do ar ambiente, favorecendo as trocas sensíveis de calor). A ventilação forçada (artificial ou mecânica) deve ser usada sempre que os meios naturais não proporcionam o índice de renovação de ar ou abaixamento de temperatura necessário. Já a ventilação mecânica não depende das condições atmosféricas, possibilita o tratamento do ar por meio da filtração, umidificação e secagem. O incremento na velocidade do ar tem efeito muito importante na sensação térmica e na redução do estresse calórico. O aumento da movimentação do ar sobre a superfície corporal facilita a perda de calor para o ambiente por processos convectivos, reduzindo a temperatura corporal e a taxa respiratória. Além de reduzir o estresse calórico, a ventilação é importante para regular a umidade do ar e eliminar a concentração de gases e poeira. Elevadas taxas de umidade diminuem a capacidade de dissipação de calor corporal por meio evaporativo e aumentam a viabilidade de agentes infecciosos nas partículas de ar. A falta ou pouca ventilação nas instalações pode aumentar a concentração de gases tóxicos produzidos dentro das instalações. Na ventilação forçada, pode-se fazer uso de ventiladores isoladamente ou associados com exaustores. Basicamente, são dois tipos de ventilação forçada usada nas instalações: o sistema de pressão positiva e o de pressão negativa. No primeiro caso, o ar é forçado por meio de ventiladores de fora para dentro, consequentemente, o gradiente de pressão do ar é de fora para dentro da instalação. Pode-se usar o fluxo transversal ou longitudinal do ar. Os ventiladores devem estar dispostos no sentido do vento dominante para aumentar a sua eficiência. É necessário que estejam posicionados à altura média do pé-direito da construção, onde o ar é mais fresco, e com o jato direcionado levemente para baixo, sem incidir diretamente sobre a cabeça do animal. No sistema transversal, o ar é forçado para dentro do galpão, saindo pela outra lateral, e as cortinas permanecem sempre abertas. No caso de o fluxo por pressão positiva ser longitudinal, os ventiladores devem permanecer dispostos longitudinalmente no galpão. Nesse caso, o ar entra por uma das extremidades do galpão, sendo puxado para dentro por ventiladores que estão dispostos em todo o comprimento do galpão. O ar é forçado a sair pelos ventiladores posicionados na outra extremidade do galpão. As cortinas devem permanecer fechadas e vedadas para tornar a ventilação tipo túnel eficiente. O controle dos sistemas de ventilação pode ser obtido pelo uso de termostatos, umidostatos e cronômetros. Já no sistema de ventilação negativa, o ar é forçado por meio de exaustores de dentro para fora, criando um vácuo parcial dentro das instalações. Cria-se uma diferença de pressão do ar do lado de dentro e do lado de fora, e o ar sai por meio de aberturas. Podem-se usar entradas (aberturas) localizadas nas laterais do galpão, e os exaustores nas laterais opostas são projetados para ventilação de inverno (renovação do ar e retirada de gases, poeiras e umidade). A entrada de ar pode acontecer, ainda, por aberturas reguláveis nas paredes laterais. A pressão é negativa em sistemas de ventilação tipo túnel, onde os exaustores estão localizados em uma extremidade do galpão, e as entradas de ar, na outra extremidade, de modo que o ar flui ao longo do comprimento do galpão em uma velocidade relativamente alta, formando um túnel de vento ao longo de todo o comprimento do galpão. É importante que o galpão fique totalmente fechado para que seja evitada perda de carga por frestas. 75WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 4 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O resfriamento adiabático evaporativo consiste em mudar o ponto de estado psicrométrico do ar para maior umidade e menor temperatura mediante o contato do ar com uma superfície úmida ou líquida ou com água aspergida ou pulverizada. O ar a ser resfriado é posto em contato com água em temperatura igual à temperatura do bulbo úmido do ar. O calor sensível do ar inicial evapora a água, abaixando a temperatura• Permitirem expansão; • Serem de baixo custo. O princípio que deve nortear qualquer construção, grande ou pequena, é o de fazer uma obra praticamente perfeita no menor tempo possível e ao menor custo, aproveitando o máximo rendimento das ferramentas e da mão de obra. Para que ocorra a otimização das construções rurais, evitando complicações na implantação de estruturas ou na reforma de obras já existentes, é possível dividir as construções rurais em três fases bem definidas, sendo elas: a. Fase preliminar: são os trabalhos iniciais que precedem a construção propriamente dita. É nesse momento que se define a finalidade que determinada obra vai atender, escolhe-se o local de implantação, organização do canteiro de obras, sondagens do solo e subsolo, execução de terraplenagem ou acerto do terreno, locação da obra, elaboram-se o projeto e o orçamento da obra. b. Fase de execução: nesse momento, são estabelecidas as fundações, alicerces e baldrames. São produzidas também as obras de concreto armado e concreto simples, levantam-se as paredes, instalam-se coberturas e telhados, e são produzidos os pisos. c. Fase de acabamento: nesta fase, as obras podem diferenciar-se bastante de acordo com o tipo de acabamento escolhido. Serão assentados pisos, cerâmicos e azulejos (quando necessários). Serão realizadas instalações hidrossanitárias e elétricas. Podem-se aplicar pinturas, fazer a limpeza geral. 6WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1.1 Programa A evolução nas construções rurais acompanha as próprias mudanças na produção rural. A agropecuária, que, antes, tinha características de produção local, tomou características de agronegócio, exigindo que fosse criada uma estrutura funcional e de baixo custo para atender, de forma eficiente, a essa demanda. Por outro lado, os pequenos agricultores rurais continuam produzindo alimentos em escalas menores, com o objetivo de realizarem o fornecimento para mercados locais. Esse tipo de produção exige obras menores, como currais e pequenas represas de água. Evoluíram, então, as normas para elaboração dessas obras e os materiais utilizados. Respeitando as legislações ambientais (que também evoluíram) e os princípios da economicidade e eficiência, esse tipo de obra é fundamental para o desenvolvimento das atividades rurais. Para projetar uma construção rural, devem-se levar em conta três fatores básicos: • Conhecimento aprofundado do mecanismo de serviços que ali serão realizados; • Lista dos componentes de que a obra irá necessitar; • Existência de códigos normativos. Conhecer as reais necessidades que a obra deve atender permite que o sistema seja otimizado, favorecendo a produção, armazenamento e comércio dos produtos agrícolas e animais. Obras sem planejamento mostram-se ineficientes e pouco úteis para a manutenção da atividade rural. Dessa maneira, as construções rurais podem apresentar tanta importância quanto a própria produção. Sendo assim, é de grande importância que as construções rurais sejam devidamente planejadas e adequadas às condições e demandas produtivas da propriedade. O entendimento é que essas obras são fundamentais para o fluxo produtivo adequado, que deve ser sempre considerado nos diferentes sistemas de produções agrícola e animal. 1.2 Escolha do Local Impõe-se uma série de averiguações a fim de que se possa tirar do local o máximo de vantagens. As principais são: • Se não há impedimento legal para uso do terreno; • Se a topografia permite implantação econômica da obra; • Se a natureza do subsolo permite uma construção estável e pouco onerosa; • Se permite um fluxo eficiente; • Se oferece boas condições quanto a vias de acesso, direção de ventos, clima, pouco barulho; • Se há possibilidade de escoamento de águas pluviais, águas servidas e dejetadas. O ideal para construção é uma terra plana, mas, como existem diversos tipos de relevo, deve-se ficar bem atento à estrutura de sustentação da obra. Outro fator de suma importância é fazer a estrutura num lugar com baixa umidade, de preferência sendo o solo rochoso ou argiloso. Terrenos muito acidentados ou possíveis de inundação devem ser rejeitados em detrimento de outros que exijam menor movimento de terra e/ou drenagem e impermeabilizações. 7WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O terreno ideal é enxuto, firme, com leve inclinação, local calmo, bem arejado e isolado. Caso isso não seja possível, o profissional deverá recorrer a alguns artifícios que deixarão a obra mais cara. É importante também verificar a posição do Sol, a predominância dos ventos em relação ao terreno. Várias benfeitorias (galpão para criação de aves etc.) necessitam de uma proteção contra o Sol, ventos ou frio. Essa proteção pode ser feita mediante a localização correta das benfeitorias na área, por exemplo: • Regiões quentes e úmidas: direção adequada leste-oeste: deve-se evitar a insolação direta no interior da instalação (quanto maior a latitude, maior o beiral para proteção de insolação direta). • Nas regiões de temperaturas amenas e umidade elevada: orientação norte-sul: deve-se evitar a insolação direta nas primeiras e últimas horas do dia. Em alguns casos, como na avicultura, o Sol não é imprescindível e, se possível, o melhor é evitá-lo dentro dos aviários. Assim, devem ser construídos com o seu eixo longitudinal orientado no sentido leste-oeste (Figura 1). Essa condição é de preferência, pois sabemos que nem sempre é possível executar essa orientação devido a uma série de fatores, como: topografia, ventos dominantes, outras instalações existentes etc. Nessa posição, nas horas mais quentes do dia, a sombra vai incidir embaixo da cobertura, e a carga calorífica recebida pelo aviário será a menor possível. Por mais que se oriente adequadamente o aviário em relação ao Sol, haverá incidência direta de radiação solar em seu interior em algumas horas do dia na face norte. Assim, podem-se utilizar alternativas como forma de evitar a incidência do Sol (árvores, beiral etc.). Figura 1 - Orientação sentido leste-oeste. Fonte: Embrapa (2013). 1.3 Projeto O processo de projeto contempla duas etapas importantes (além da fase de planejamento): a representação e a elaboração dos projetos complementares. O primeiro é responsável por realizar a comunicação das ideias propostas. Tal etapa é composta por planta baixa, cortes longitudinais e transversais (mínimo de dois cortes para cada pavimento), planta de situação e diagrama de cobertura, fachadas (norte, sul, leste e oeste) e o detalhamento de elementos específicos (como o revestimento de banheiro). Já a segunda etapa abrange plantas da instalação elétrica, sanitária e hidráulica. Na fase de composição do programa, o anteprojeto (estudo), que não passa de tentativas ou esboços inicialmente sem escala, busca ordenar os espaços e passar as ideias para o papel. Somente após o anteprojeto estar do agrado geral é que se inicia a elaboração do projeto. Esses projetos devem ser mantidos em arquivos, entregando-se aos clientes uma cópia deles. 8WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1.3.1 Etapa descritiva do projeto (memoriais e cálculos) A etapa de memorial tem início com a elaboração do memorial descritivo, cuja função é fornecer para o projetista um espaço para apresentar a justificativa para as soluções propostas para o projeto. É composto por texto dissertativo (redação clara, direta e simples), com a demonstração da sequência de fases de construção. Dentre as etapas contidas, podem ser mencionados os trabalhos preliminares, trabalhos de execução e trabalhos de acabamento. Outro tipo de memorial é aquele destinado a apresentar o processo de calculo do projeto. É destinado a indicar técnicas construtivas adotadas, os materiais empregados em cada item da construção e o quantitativo final da obra (custo da obra). No caso do último, observam-sede bulbo seco do ar e sendo convertido em calor latente no vapor adicionado. Pode ser alcançado por meio da nebulização associada à ventilação, a aspersão de água sobre a cobertura e o sistema de material poroso acoplado ao ventilador e tubos de distribuição de ar. A nebulização consiste na formação de gotículas extremamente pequenas, que aumentam muito a superfície de uma gota d’água exposta ao ar, o que assegura a evaporação mais rápida. É um sistema dos mais eficientes em promover o conforto térmico e, consequentemente, melhorar o desempenho dos animais. Deve ser usado sempre que a temperatura ultrapassa a do limite de conforto e permanecer em funcionamento enquanto a umidade relativa do ar for inferior à máxima tolerada (75 a 80%). Esse processo pode ser controlado automaticamente por um termostato umidostato. A movimentação do ar ocasionada pelos ventiladores acelera a evaporação e evita que a pulverização ocorra em um só local. Em sistemas de ventilação negativa, podem-se utilizar placas evaporativas (também chamadas de PAD COOLING) nas aberturas para resfriar o ar que entra nas instalações. O molhamento das placas evaporativas pode ocorrer por gotejamento ou escorrimento. Também o sistema de nebulização interna pode ser usado, mas as placas evaporativas são mais eficientes, por proporcionarem maior resfriamento e menor incremento de umidade relativa do ar interno das instalações. 1.3 Aspersão de Água sobre a Cobertura e Sistema de Material Poroso Acoplado a Ventiladores e Tubos de Distribuição de Ar Para que possa obter um resultado satisfatório na redução da temperatura e, consequentemente, da carga térmica de radiação sobre os animais, a água de aspersão tem de ser distribuída uniformemente sobre a cobertura, que deve possuir calhas para recolhimento e reaproveitamento da água, e evitar o umedecimento nos arredores das instalações. Outras alternativas são a implantação de um sistema de material poroso acoplado a ventiladores e tubos de distribuição de ar. Essa solução é usada em instalações abertas e consiste em forçar a passagem do ar por meio de ventilador por material poroso (madeira, celulose, carvão), umedecido por gotejador de água. A proposta adotada nesta etapa é ampliar o seu conhecimento a respeito do conceito de ambiência animal e a sua influência para o comportamento do animal. Como sugestão, tem-se o vídeo O que é Ambiência Animal e Zona de Conforto Térmico?, disponível em https://www.youtube.com/watch?v=QwHNeJzonYA. https://www.youtube.com/watch?v=QwHNeJzonYA 76WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 4 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Para mais informações a respeito das características projetu- ais adotadas na produção de edificações rurais, acesse o artigo Arquitetura em edificações rurais: implantação de um núcleo de suinocultura no Município de Ponte Serrada (SC), disponível em https://portalperiodicos.unoesc.edu.br/siau/article/downlo- ad/27915/16407. A avaliação do conforto térmico e da qualidade do ar nas instalações agrícolas está associada à eficiência dos sistemas de controle ambiental, direcionados à saúde e ao bem-estar dos animais confinados e dos trabalhadores que desenvolvem suas atividades por um período de até 8 h por dia nesses ambientes. Condições térmicas acima da zona de conforto podem comprometer o desempenho dos animais de produção e contribuem para o desenvolvimento de problemas de saúde nos trabalhadores, que demandam atenção e agilidade na execução de tarefas, prejudicadas pela falta de concentração e fadiga, decorrentes do calor. O uso de abrigos com materiais adequados de cobertura promove a redução de até 30% da carga térmica radiante quando comparado com situações de exposição à radiação solar direta, melhorando, assim, o estado de conforto térmico de seus ocupantes. A manutenção de sistemas de climatização natural é uma das premissas fundamentais para a obtenção de uma instalação eficiente energeticamente através de estratégias, como: especificação correta de materiais de construção que contribuam para a redução do ganho térmico e manutenção do conforto interno; utilização de sistemas passivos de climatização e iluminação natural dos ambientes internos; entre outros. Outra alternativa passível de ser utilizada para adequação dos elementos meteorológicos no interior de instalações agrícolas é a utilização do telhado verde. Esse tipo de telhado ajuda na diminuição da temperatura no interior da instalação, pois reduz a amplitude térmica, promovendo melhores confortos térmico e acústico para o ambiente interno (CARNEIRO et al., 2015). https://portalperiodicos.unoesc.edu.br/siau/article/download/27915/16407 https://portalperiodicos.unoesc.edu.br/siau/article/download/27915/16407 77WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 4 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Você sabe como funciona o processo de resfriamento a partir da ventilação natural? Ao movimentar o ar em um ambiente, as trocas térmicas são facilitadas, evitando a condensação superficial e a melhoria da sensação de conforto. Ao circular, o ar interno é trocado pelo externo, o que retira o excesso de calor produzido e a umidade do ar interno. Essa renovação mantém o ambiente livre de impurezas e odores indesejáveis. Os ventiladores são geradores de fluxo, que trabalham no estado gasoso e provocam a diferença de pressão necessária para forçar a circular do ar. Para trabalharem com um maior rendimento, eles devem ser devidamente instalados e receberem manutenção apropriada. Devem ainda ser dimensionados de acordo com necessidades do ambiente (BRAGA, 2007). 78WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 4 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA CONSIDERAÇÕES FINAIS Chegamos ao final da Unidade 4, em que foram verificados pontos ligados à ambiência animal e as influências das estratégias construtivas no desempenho térmico das edificações. O texto teve, como primeiro tópico, as características da ambiência animal, tendo-se constatado a presença de questões térmicas, lumínicas, acústicas e aéreas. São fatores essenciais para que se atinja o máximo de produtividade que o potencial genético que cada espécie, raça ou animal pode expressar. Nessa relação, foi debatida a influência das características construtivas de uma edificação em relação ao desempenho térmico. Falou-se dos sistemas de climatização natural e artificial. Ao considerar a climatização natural, considera-se o posicionamento das aberturas e o desempenho dos materiais empregados nas construções. Já os sistemas artificiais consideram procedimentos como as modalidades de ventilação, a troca de ar e a relação com a temperatura ambiente. Assim, constatou-se que a qualidade da ambiência animal está ligada também ao desempenho térmico das edificações que estão em contato direto ou indireto com os animais de determinada propriedade. O que exige do profissional responsável pelo projeto e pela execução de projetos rurais domínio técnico dos sistemas de climatização, estratégias projetuais e qualidade dos materiais. Expusemos, ainda, parâmetros básicos que devem ser considerados para a construção de edificações adequadas para atender às necessidades do meio rural (as atividades inerentes ao dia a dia das propriedades). 79WWW.UNINGA.BR ENSINO A DISTÂNCIA REFERÊNCIAS ABDI - Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial. Manual da Construção Industrializada. Brasília: ABDI, 2015. v. 1. Disponível em: http://www.abramat.org.br/datafiles/ publicacoes/manual-construcao.pdf. Acesso em: 28 out. 2021. ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2014. Disponível em: https://docente.ifrn. edu.br/valtencirgomes/disciplinas/construcao-de-edificios/abnt-6118-projeto-de-estruturas-de- concreto-procedimento. Acesso em: 28 out. 2021. ABREU, P. G. Instalações. In: EMBRAPA. 2003. Disponível em: http://www.cnpsa.embrapa.br/ SP/aves/Inclina.html.Acesso em: 29 out. 2021. AZEVEDO, F. F. et al. Agregados miúdos: A Importância dos Agregados Miúdos no Controle Tecnológico do Concreto. Revista Conexão Eletrônica, v. 14, n. 1, 2017. BRAGA, L. C. Estudo de aspectos de eficiência energética de edificações com uma abordagem de automação predial. 2007. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Belo Horizonte, 2007. CAMACHO, J. S. Introdução ao estudo do concreto armado. Ilha Solteira: Faculdade de Engenharia Civil de Ilha Solteira, Universidade Estadual Júlio de Mesquita Filho, 2008. CANEJO, L. F. Cobertura das Instalações. In: Silo.Tips. 2017. Disponível em: https://silo.tips/ download/cobertura-das-instalaoes. Acesso em: 28 out. 2021. CARNEIRO, T. A. et al. Condicionamento térmico primário de instalações rurais por meio de diferentes tipos de cobertura. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 19, n. 11, 2015. CREA - Conselho Regional de Engenharia e Agronomia. Manual orientativo de fiscalização câmara especializada de agronomia. Curitiba: CREA-PR, 2013. Disponível em: http://www.crea-pr.org.br/ws/wp-content/uploads/2016/12/manual-fiscalizacao-CEA-v2013. pdf. Acesso em: 27 out. 2021. EMBRAPA - Empresa Brasileira de Agropecuária. Suínos e Aves (Sistema de Produção). 2013. Disponível em: chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/viewer. html?pdfurl=http%3A%2F%2Fwww.cnpsa.embrapa.br%2FSP%2Fsuinos5%2FSistema_de_ producao_familia.pdf&clen=7012310&chunk=true. Acesso em: 27 out. 2021. PALVA FILHO, J. C. et al. Diagnóstico do uso da madeira como material de construção no município de Mossoró-RN/Brasil. Revista Matéria, v. 23, n. 3, 2018. PORTAL CONCRETO. Argamassa. 2021. Disponível em: https://www.portaldoconcreto.com. br. Acesso em: 28 out. 2021. https://docente.ifrn.edu.br/valtencirgomes/disciplinas/construcao-de-edificios/abnt-6118-projeto-de-estruturas-de-concreto-procedimento. https://docente.ifrn.edu.br/valtencirgomes/disciplinas/construcao-de-edificios/abnt-6118-projeto-de-estruturas-de-concreto-procedimento. https://docente.ifrn.edu.br/valtencirgomes/disciplinas/construcao-de-edificios/abnt-6118-projeto-de-estruturas-de-concreto-procedimento. http://www.cnpsa.embrapa.br/SP/aves/Inclina.html. http://www.cnpsa.embrapa.br/SP/aves/Inclina.html. http://www.crea-pr.org.br/ws/wp-content/uploads/2016/12/manual-fiscalizacao-CEA-v2013.pdf. http://www.crea-pr.org.br/ws/wp-content/uploads/2016/12/manual-fiscalizacao-CEA-v2013.pdf. 80WWW.UNINGA.BR ENSINO A DISTÂNCIA REFERÊNCIAS SOUZA, J. L. M. Manual de construções rurais. 3. ed. Curitiba: UFPR, 1997. Disponível em: http://www.moretti.agrarias.ufpr.br/publicacoes/man_1997_construcoes_rurais.pdf. Acesso em: 27 out. 2021. Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TPC14). São Paulo: Pini, 2012. TEIXEIRA NETO, A. G. et al. Fabricação do concreto com adição de fibra de coco. Revista Ibero-Americana de Humanidades, Ciências e Educação, v. 7, n. 1, 2021. UFLA - Universidade Federal de Lavras. Materiais Cerâmicos. 2021. Disponível em: http://www. engmateriais.deg.ufla.br/index.php/materiais_ceramicos/. Acesso em: 28 out. 2021. http://www.moretti.agrarias.ufpr.br/publicacoes/man_1997_construcoes_rurais.pdf. http://www.engmateriais.deg.ufla.br/index.php/materiais_ceramicos/. http://www.engmateriais.deg.ufla.br/index.php/materiais_ceramicos/.duas práticas frequentes: na primeira, os construtores fazem uma estimativa baseada em sua prática (orçamento sumário), cujo método obedece à lógica da área de construção multiplicada por um custo arbitrário para mão de obra ou mesmo para o custo global da construção (orçamento não informal). Já o orçamento detalhado (formal) é um processo minucioso em que se avaliam os materiais, a mão de obra, as leis sociais, as despesas de projetos e aprovação e os serviços de escritório (administração e margem de lucro). Exige bastante prática, visão e atenção na hora de sua realização e, mesmo assim, estará ainda sujeito a erros. A quantificação dos materiais para o orçamento pode ser muitas vezes obtida por meio de expressões matemáticas ou com o auxílio de manuais que trazem uma listagem de tabelas de composições e quantificações de serviços na construção. Os manuais com tabelas para composição de serviços e custos são geralmente simplificados, sendo práticos e fáceis de consultar. As Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TCPO21) da PINI, por exemplo, trazem com detalhes os materiais e serviços necessários para cada etapa e/ou atividades construtivas, como serviços preliminares, infraestrutura, superestrutura, vedação, esquadrias de madeira, esquadrias metálicas, cobertura, instalações hidráulicas e elétricas, forros, impermeabilização e isolamento térmico, revestimentos de forros e paredes, pisos internos, vidros, pinturas, serviços complementares e custo horário de equipamentos. As Tabelas de 1 a 8 apresentam alguns exemplos de elementos retirados da TPC, contendo apenas os principais itens utilizados nas construções rurais. Tabela 1 - Elementos utilizados para orçamentação de construções rurais. Fonte: Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TPC14) (2012). Tabela 2 - Elementos utilizados para orçamentação de construções rurais. Fonte: Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TPC14) (2012). 9WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Tabela 3 - Elementos utilizados para orçamentação de construções rurais. Fonte: Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TPC14) (2012). Tabela 4 - Elementos utilizados para orçamentação de construções rurais. Fonte: Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TPC14) (2012). Tabela 5 - Elementos utilizados para orçamentação de construções rurais. Fonte: Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TPC14) (2012). Tabela 6 – Elementos utilizados para orçamentação de construções rurais. Fonte: Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TPC14) (2012). 10WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Tabela 7 - Elementos utilizados para orçamentação de construções rurais. Fonte: Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TPC14) (2012). Tabela 8 - Elementos utilizados para orçamentação de construções rurais. Fonte: Tabelas de Composição de Preços para Orçamento (TPC14) (2012). Para mais informações sobre orçamentação de obras rurais, é interessante consultar a própria Tabela de Composição de Preços para Orçamento (TPC14), da PINI. Quer entender melhor como é executada a construção de um curral? O Curso de construção de Curral, realizado pelo SENAR, mostra todo o processo de execução desta construção. Assista a ele em https://globoplay.globo.com/v/3613433/. 11WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia do Estado do Paraná (CREA-PR) estabeleceu e aprovou, em plenário de sua sessão ordinária Nº 722, de 07/11/1995, os parâmetros para fiscalização profissional em obras de agronomia. As considerações realizadas foram: • As obras que se enquadrem nos parâmetros fixados na Tabela de parâmetros, deverão apresentar responsável(is) técnico(s) habilitado(s) para tal, que deverá proceder Anotação de Responsabilidade Técnica; • As atividades que não constam na Tabela de parâmetros, mas que fazem parte das atribuições dos profissionais ligados à área da modalidade da Agronomia também deverão apresentar responsável(is) técnico(s) e proceder ART. Tal como vem sendo feito hoje; • A elaboração e fiscalização dos projetos agropecuários vinculados aos Programas Oficiais de Crédito Rural se enquadrarão, da mesma forma, dentro da Tabela ou das atribuições, uma vez que para o CREA o mais importante é a responsabilidade sobre a obra e não a forma como se conseguiram os recursos (CREA, 1995). O Quadro 1 apresenta os parâmetros para fiscalização profissional em obras de agronomia. Obras de agronomia Parâmetros para projetos Industrias Agro-Florestais Acima de 60 m2 Moradias Rurais Acima de 70 m2 Instalação para Suínos/Aves e Outros animais Acima de 100 m2 Silos Trincheira (Forrageiro) Acima de 200 m3 Armazéns, Galpões e Similares Acima de 100 m2 Esterqueiras Acima de 50 m3 Sistema Viário para fins agrícolas Acima de 2 km Geração de Energia através de Força hidráulica, Eólica Acima de 10 kVA (B.T.) Barragens de Terra Qualquer altura Biodigestores (por câmara individual de digestão) Acima de 10 m3 Eletrificação Rural Baixa tensão infra-propriedade Drenagem para fins Agropecuários Acima de 2 ha Drenagem para fins Florestais Acima de 2 ha Irrigação Acima de 1 ha Sistematização de Várzeas Acima de 1 ha Parques e Jardins Acima de 1000 m2 Desmatamento e Destoca Qualquer área Conservação de Solos Qualquer área Florestamento, Reflorestamento Acima de 12 ha Exploração Florestal Qualquer área Produção de Sementes e Mudas Qualquer área 12WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Exploração Agrícola - Culturas Temporárias - Culturas Permanentes - Cultura de Olerícolas - Cultura de Frutícolas Acima de 50 ha Acima de 30 ha Acima de 1 ha Acima de 1 ha Exploração Pecuária - Avicultura de Corte - Avicultura de Postura - Bovinocultura e Bubalinocultura de leite - Suinocultura de corte 60.000 Aves/Ano Acima de 2.000 poedeiras Acima de 30 matrizes Acima de 50 matrizes ou 300 cabeças em terminação Bovinocultura e Bubalinocultura de corte: - Extensiva - Confinado Acima de 400 matrizes Acima de 100 cabeças Ovinocultura Acima de 400 cabeças Quadro 1 - Parâmetros para fiscalização profissional em obras de agronomia. Fonte: CREA (2013). Na execução de construções rurais, deve-se buscar otimizar a utilização de recursos, atendendo às necessidades em proporções adequadas para as quais essas obras foram projetadas, buscando resultados que apresentem o mínimo de defeitos possível, em curto período de tempo, ao menor custo. Então, responda: qual o material estrutural mais vantajoso para ser utilizado numa construção rural: o aço, o concreto ou a madeira? A resposta a essa pergunta é complexa e não é a mesma para cada situação. Isso porque o contexto em que se está inserido para a concepção estrutural da edificação influencia bastante na decisão, envolvendo aspectos como o planejamento estratégico da empresa, aceitação social e disponibilidade de material e mão de obra. Outro aspecto a se considerar são as características do projeto, que podem tornar mais viável determinada solução estrutural ao invés de outra. 13WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 1 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta unidade, investigamos os conceitos básicos de engenharia aplicados às construções e instalações rurais, entendendo algumas das etapas para elaborar e executar projetos ou assessorar outros profissionais na definição de parâmetros técnicos adequados. Tais etapas nos ajudaram a compreender certas propriedades de técnicas, que nos serão relevantes nas próximas unidades, bem como as vantagens e desvantagens. Finalmente, compreendemos como devem ser consideradas em conjunto as ações atuantes nas edificações, que serãoum importante parâmetro para a execução de construções e instalações rurais, que discutiremos nas próximas unidades. Este conhecimento é fundamental para a formação profissional do engenheiro agrônomo visto que ele é um dos principais profissionais responsáveis por esse processo. Contudo, vale ressaltar que o presente material abordou o assunto de forma básica, sem a intenção de esgotar as discussões sobre o tema. Caso se interesse pelo assunto, é recomendado que você busque mais informações a respeito, atentando-se às leis e normas vigentes durante o período de sua atuação profissional. 1414WWW.UNINGA.BR U N I D A D E 02 SUMÁRIO DA UNIDADE INTRODUÇÃO .............................................................................................................................................................. 16 1. ASPECTOS NORMATIVOS ...................................................................................................................................... 17 2. FUNDAÇÕES ........................................................................................................................................................... 17 2.1 TIPOS DE FUNDAÇÕES ......................................................................................................................................... 18 2.1.1 CÁLCULO DAS FUNDAÇÕES (BLOCOS DE CONCRETO SIMPLES E SAPATA ISOLADA DE BASE QUADRADA, SUPORTANDO CARGA CENTRADA) .......................................................................................................................... 21 2.2 AS PAREDES E SEUS ELEMENTOS .................................................................................................................... 24 2.2.1 O PROCESSO DE CONSTRUÇÃO DAS PAREDES DE TIJOLOS (VERGAS, DIMENSIONAMENTO E EXECUÇÃO) ................................................................................................................................................................. 24 2.3 PILARES (TIJOLOS E CONCRETO ARMADO) ..................................................................................................... 26 CARACTERIZAÇÃO E DIMENSIONAMENTO SIMPLIFICADO DAS PARTES DE UMA EDIFICAÇÃO PROF. ANTONIO APARECIDO LOPES PROF. ME. DIEGO VIEIRA RAMOS ENSINO A DISTÂNCIA DISCIPLINA: CONSTRUÇÕES RURAIS 1515WWW.UNINGA.BR EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 2.4 VIGAS ..................................................................................................................................................................... 31 2.5 LAJES ..................................................................................................................................................................... 34 2.6 COBERTURA DAS INSTALAÇÕES (ELEMENTOS DA ESTRUTURA) ................................................................. 37 2.6.1 TIPOS DE TELHADOS E SEU DIMENSIONAMENTO ....................................................................................... 41 2.6.2 PROCEDIMENTOS PARA DIMENSIONAMENTO DOS TELHADOS (RESOLUÇÃO DA FORMA E INCLINAÇÃO) .............................................................................................................................................................. 43 2.6.3 AS CARGAS ATUANTES NA ESTRUTURA DO TELHADO E OS PROCEDIMENTOS DE ARMAZENAMENTO DE MATERIAIS .................................................................................................................................................................. 45 CONSIDERAÇÕES FINAIS .......................................................................................................................................... 48 16WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA INTRODUÇÃO Aluno(a), projetar uma estrutura significa estudar a associação de seus elementos e prepará-los para suportar os diferentes esforços a que estarão submetidos. Em construção, os elementos estruturais são: fundação, blocos, sapatas, paredes, pilares, vigas, lajes etc. Conforme a norma NBR 6118, o projeto estrutural pode ser conferido por um profissional habilitado, de responsabilidade do contratante. A conferência ou avaliação da conformidade do projeto deve ser realizada antes da fase de construção e, de preferência, simultaneamente ao projeto, como condição essencial para que os resultados da conferência se tornem efetivos e possam ser aproveitados. No projeto, visando à durabilidade das estruturas, devem ser considerados, ao menos, os mecanismos de envelhecimento e deterioração da estrutura, relativos ao concreto, ao aço e à própria estrutura. Para suportar as cargas verticais transmitidas a um plano horizontal, emprega- se como material o concreto armado e executa-se uma placa desse material monolítico, a qual tem a denominação de laje. Como as lajes não devem ter espessura superior a um limite imposto pela prática, os seus vãos devem ser também limitados e, por isso, colocam-se peças de maior altura, em geral dispostas em duas direções perpendiculares, que vão servir de apoio às lajes e se denominam vigas. Então, as lajes repousam em um conjunto de vigas que formam a estrutura de cada pavimento. As vigas principais recebem as cargas transmitidas pelas lajes vizinhas, e as que são transmitidas pelas vigas secundárias se apoiam nos pilares ou paredes. Os pilares e as paredes transmitem as cargas recebidas para a fundação (direta ou indireta), que, finalmente, por sua vez, descarrega as cargas recebidas para o solo. Tendo em vista a formação do engenheiro agrônomo, verifica-se que esse profissional reúne condições para desenvolver as atividades do projeto estrutural e da execução para as edificações frequentemente encontradas no meio rural. Nesse contexto, a segunda unidade da nossa disciplina visa apresentar a você, aluno(a), informações essenciais para a compreensão, caracterização e dimensionamento simplificado das partes de uma edificação, que o ajudarão na definição de parâmetros técnicos adequados. É importante ressaltar que, nesta unidade, discutiremos alguns tópicos que são baseados em normativas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), que sofrem alterações periódicas. Portanto, ao utilizar tais conceitos em suas atividades profissionais posteriormente, verifique as mudanças ocorridas nas referidas normativas. Boa leitura! 17WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 1. ASPECTOS NORMATIVOS A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) possui uma normativa específica para abordar o dimensionamento dos sistemas estruturais em aço para edificações. Trata-se da NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento (ABNT, 2014). Naturalmente, esse será o instrumento normativo que utilizaremos como referência para nossas discussões nos próximos tópicos. Contudo, vale ressaltar que existem aspectos da referida normativa que não se constituem como parte do escopo desta disciplina. 2. FUNDAÇÕES Fundações são elementos estruturais destinados a transmitirem ao solo as cargas da estrutura. Devem ter resistência adequada para suportar as tensões causadas pelos esforços solicitantes. É necessário conhecer todas as cargas que serão exigidas das fundações. Após as sondagens preliminares do terreno e do cálculo das cargas exigidas pela edificação, é possível determinar os melhores tipos de fundações a serem adotados. Com esses dados, passa-se à escolha do tipo de fundação a partir do entendimento de que as cargas da estrutura devem ser transmitidas às camadas de terrenos capazes de suportá-las sem ruptura. As deformações das camadas de solo devem ser compatíveis com as da estrutura. A execução das fundações não deve causar danos às estruturas vizinhas, e a escolha do tipo de fundação deve se atentar também ao aspecto econômico. Além da normativa anterior, a fim de aprofundamento nos estudos relacionados a essa temática, recomenda-se a leitura do livro a seguir,considerado por diversos pesquisadores como sendo uma das principais referências literárias no tema do dimensionamento de estruturas de concreto: BOTELHO, M. H. C.; MARCHETTI, O. Concreto Armado Eu Te Amo: dimensionamento prático. 10. ed. São Paulo: Blucher, 2019. v. 1/2. Quando se observa uma grande construção rural, percebe-se toda a estrutura para que uma atividade rural seja desenvolvida. Muitas vezes, o que se observa são os materiais de acabamento e capacidade de atendimento da construção. Mas e se as fundações forem mal dimensionadas? O que é mais importante: o que você enxerga ou as fundações, que estão inseridas no solo? 18WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 2.1 Tipos de Fundações As fundações são classificadas em diretas ou rasas e indiretas ou profundas. As fundações diretas são as que transmitem a carga recebida pela estrutura diretamente ao solo. São valas relativamente rasas, que podem chegar ao máximo de 3.0 m de profundidade, podendo ser constituídas por viga de fundação, blocos, alicerces, sapatas e radiers. São responsáveis por receberem a distribuição de carga exercida pelos pilares da construção de forma pontual, distribuindo-a de forma que o solo seja capaz de suportá-la. A viga de fundação, também conhecida como “viga baldrame”, é normalmente utilizada como fundações rasas, onde cargas são pequenas. É construída em uma vala pouco profunda, capaz de suportar as cargas de uma construção, transferindo-as para o solo. Sua execução passa pelo processo de enchimento das caixas e uso de brocas. Na Figura 1, verifica-se a representação esquemática de uma viga baldrame. Figura 1 – Esquema de uma viga baldrame de alvenaria. Fonte: Souza (1997). Vamos acompanhar e aprender um pouco mais sobre viga baldrame e ver uma concretagem totalmente prática, econômica e limpa? Assista ao vídeo disponível em https://www.youtube.com/watch?v=O3P5dQMAMkQ. https://www.youtube.com/watch?v=O3P5dQMAMkQ https://www.youtube.com/watch?v=O3P5dQMAMkQ 19WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O processo de enchimento das caixas é formado pelo interior dos baldrames. Deve-se aterrar, usando terra livre de matéria orgânica apiloada em camadas de 15 a 20 cm. No caso do uso de brocas, sua aplicação se justifica pela necessidade de não aprofundar as fundações diretas contínuas além de 0,60 m. Pode-se usar o artifício de alcançar leito de maior resistência com o auxílio de “brocas”. Elas são furos feitos com um trado de diâmetro de 20 cm, munido de tubo galvanizado 1”, de comprimento variável, por meio de luvas de união. As brocas são feitas a cada 0,50 m até que fique “pesado” para aprofundar mais a broca. Enche-se de concreto ciclópico. As cabeças são cobertas com sapata armada. Figura 2 - Esquema de utilização de “brocas”. Fonte: Souza (1997). Ainda no quesito fundações diretas, pode ser mencionada a modalidade descontínua, cuja utilização acontece quando a profundidade do leito resistente for superior a 1,5 m e inferior a 5,0 m. Nesse caso, torna-se antieconômico fazerem-se valas contínuas, adotando-se sapatas, pilares e cintas. São indicadas para obras com mais de 1,5 m do nível do solo e, em caso específico de obras com cargas de telhado, lajes e alvenarias, possuem carregamento em vigas e estas aos pilares. É constituída por sapata em concreto armado ou ciclópico, toco de pilar em concreto armado ou esteio de madeira e viga baldrame, unindo os tocos de pilar. Na Figura 3, expõe-se essa tipologia. Figura 3 - Fundações diretas descontínuas. Fonte: Souza (1997). 20WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Nessa tipologia de fundação, são utilizados pilares e sapatas (não obrigatoriamente) de secção quadrada, cujas dimensões serão compatíveis com as cargas e resistência do terreno. As fundações indiretas têm sua utilização condicionada à presença de leito resistente em profundidade superior a 5,0 m. Geralmente, são empregadas em obras civis, em edificações com altura maior que 2 pavimentos. Sua execução exige mão de obra especializada e está condicionada, na maior parte das vezes, à realização de sondagens. Sob as alvenarias, são executadas ou cravadas estacas de madeira ou concreto à distância longitudinal de 0,8 a 1,5 m e transversal de, aproximadamente, 0,7 a 1,0 m, correspondendo cada estaca a 1 m² de fundação. Suas cabeças são ligadas por um maciço de viga de concreto armado (viga baldrame ou por uma sapata). No Quadro 1, são demonstradas as características das fundações indiretas. Anteriormente, vimos aspectos gerais do processo de execução de valas em terrenos nivelados, mas ainda existem detalhes a serem considerados em análises mais aprofundadas. É o caso, por exemplo, de quando encontramos terrenos inclinados. Nesse caso, as valas devem ser abertas como exemplificado na Figura 2. 21WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA FUNDAÇÕES INDIRETAS TIPOS CARACTERÍSTICAS Estacas de madeira ● Comprimento de até 8,0 m, cuja extremidade deverá conter anel e ponteira de aço. ● Possui diâmetro 0,20 + 0,02. H (H - altura em metros cravada com o bate-estacas). Concreto ● Comprimento de até 14 m e seção de 25 x 25 a 40 x 40 cm. Na sua extremidade, é dispensável o uso da ponteira de aço. ● O comprimento da estaca é sempre superior ao necessário, quebrando-se a parte excedente e dobrando-se a ferragem para amarração com viga ou bloco. Estacas moldadas no solo ● Possui cravação de invólucros especiais e concretagem, com recuperação dos invólucros (ex.: simples, straus e franki). Tubulões ● Pode ser das modalidades a céu aberto ou pneumáticos. ● Sua execução é realizada por meio da concretagem de um poço aberto no terreno ou com a escavação interna de um tubo de concreto de aço (posteriormente, cheio de concreto simples ou armado). ● O tipo mais elementar é o que resulta da abertura de um poço manualmente e a céu aberto (concretado a seguir). É indicado para solos coesivos (firmes acima do nível d’água). ● Para terrenos, não se usa um esquema de “camisa” metálica, responsável por revesti-lo. Posteriormente, é realizada a concretagem. ● São contraindicadas em locais onde o lençol freático é raso ou o terreno é arenoso (devido ao risco de desabamento). ● Quando situado no lençol freático, deve-se optar pela modalidade pneumática (utiliza-se uma campânula de ar comprimido para garantir a segurança dentro do “buraco” durante o processo de escavação). Estacas pré-moldadas ● Cavadas estaticamente. ● Cavadas dinamicamente: concreto, aço, madeira. Quadro 1 - Fundações indiretas e suas características. Fonte: Os autores. 2.1.1 Cálculo das fundações (blocos de concreto simples e sapata isolada de base quadrada, suportando carga centrada) O bloco é um elemento de fundação dimensionado para que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem a necessidade de armação. Pode ter as faces verticais, inclinadas ou escalonadas e apresentar planta de secção quadrada ou retangular. Os blocos de concreto simples são usados para carregamentos não superiores a 50 toneladas e para solos cujas taxas admissíveis não sejam inferiores a 2 kg/cm². A Figura 4 ilustra o exemplo de sua tipologia. 22WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Figura 4 - Blocos de concreto simples. Fonte: Souza (1997). O dimensionamento dos blocos de fundação é essencial para garantir o perfeito funcionamento das estruturas de concreto empregadas na execução do projeto de uma edificação. Seu dimensionamento é obtido a partir do cálculo demonstrado nas equações 01 e 02. Equação 01: Cálculo da área de apoio do bloco. Em que: S = área de apoio do bloco (m2); P = carga transmitida pela estrutura (kg); s adm = tensão admissível do solo (kg/m2). Equação 02: Cálculoda altura do bloco. Em que: h = altura do bloco (m); L = largura do bloco (m); a = menor largura do pilar (m). Para o caso de blocos que suportam carregamento linear, de maiores proporções, é necessário verificar o comportamento do bloco quanto aos esforços de tração transversal, através da expressão indicada pela teoria Mörsch, conforme demonstrado na equação 03. 23WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Equação 03: Cálculo da tração transversal. Em que: Z = tensão (kg); P = carga transmitida pela estrutura (kg); L = largura do bloco (m); a = menor largura do pilar (m); h = altura do bloco (m). A sapata isolada é conhecida por não ter associação com nenhuma outra sapata, cujo dimensionamento acontece a partir dos esforços contidos em um só pilar. Na Figura 5, é demonstrado um exemplo de sapata isolada de base suportando a carga centrada. Figura 5 - Sapata isolada de base quadrada. Fonte: Souza (1997). O dimensionamento desse tipo de fundação é realizado a partir das cargas incidentes na estrutura e por meio do cálculo de área de apoio, conforme demonstrado na equação 04. Equação 04: Cálculo da área de apoio da sapata. Em que: S = área de apoio do bloco (m2); P = carga transmitida pela estrutura (kg); s adm = tensão admissível do solo (kg/m2); L = largura da sapata (m). 24WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 2.2 As Paredes e Seus Elementos A parede é um dos elementos mais representativos do processo construtivo, cuja alvenaria representa o sistema de vedação mais popular no setor da construção civil brasileira. Ela pode ser formada por pedras ou blocos, naturais ou artificiais, ligadas entre si por juntas ou interposição de argamassa, formando um conjunto rígido e coeso. Sua colocação (ou dimensão das paredes de tijolos) pode ser classificada como cutelo, de meio tijolo e de um tijolo. As paredes de 1/4 de tijolo ou cutelo são tijolos assentados segundo a espessura e comprimento (maior). Não oferecem grande estabilidade e são empregadas para fechar pequenos vãos (como divisões e fundo de armários embutidos, box de banheiro). Nas paredes de 1/2 tijolo, os tijolos são assentados segundo a maior face, de modo que a largura corresponda à espessura da parede. São utilizadas para vedação, divisões internas e servem para suporte (quando o comprimento for menor que 4 m). Para comprimento maior que 4 m, usar pilar de reforço. Já nas paredes de 1 tijolo, os tijolos são colocados de forma que o seu comprimento (maior dimensão) seja a espessura da parede. São utilizadas em paredes externas por serem impermeáveis, possuírem maior resistência e capacidade para suportar cargas. 2.2.1 O processo de construção das paredes de tijolos (vergas, dimensionamento e execução) Os vãos das portas e janelas devem ser protegidos por vergas na parte superior, com o objetivo de evitar deformações da esquadria e trincas no peitoril e nos cantos. As vergas, por sua vez, consistem em uma espécie de reforço, construído com material resistente à flexão e ao cisalhamento, em que o dimensionamento deve ultrapassar 0,30 m de cada lado do vão. Além das vergas, o dimensionamento das paredes está relacionado também à tensão admissível e à qualidade dos tijolos e da argamassa empregados em sua construção. Não se deve esquecer que as paredes de tijolo são construídas geralmente nas espessuras de 15, 25, 35, 45 cm etc. e, portanto, se, do cálculo, resultar um número intermédio entre dois desses valores, deve-se tomar o maior. Na Tabela 1, é apresentada a tensão admissível, em kg/ cm2, a que resistem algumas paredes de tijolos. Tabela 1 - Tensão admissível para paredes de tijolo. Fonte: Souza (1997). Assim, o dimensionamento da parede de tijolos é obtido a partir da seguinte equação: 25WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Equação 05: Cálculo da espessura da parede. Em que: E = espessura da parede (cm); q = carga transmitida pela estrutura por metro linear (kg/m); s adm parede = tensão admissível da parede (kg/cm2). O processo de construção de uma parede de tijolos, além do dimensionamento (etapa de projeto), exige do profissional responsável pela sua execução cuidados, como: • Molhar o tijolo para que ele não absorva a água da argamassa, conferência do nível na fase de ereção; • Utilizar tijolos ocos sem qualquer inconveniente em paredes de carga sempre que se faça uma utilização total de tijolo no andar de que se trate; • Alternar, em um mesmo andar, o tijolo maciço com o oco para evitar diferenças de assentamento no caso de alvenaria aparente (sem revestimento); • Fazer com que o paramento aparente constitua um plano vertical liso (as irregularidades dos tijolos irão refletir na face a ser revestida); • Garantir que o serviço seja iniciado pelos cantos principais, o que facilita o alinhamento da parede, pois se estica uma linha entre os cantos já levantados, fiada por fiada. As juntas dos tijolos devem ser desencontradas, possibilitando amarração e uma alvenaria resistente; • Atingindo-se a altura de 1,5 m, deve-se prever a construção dos andaimes; • Os vãos para portas e janelas são deixados na alvenaria; • Sobre esses vãos, colocar vergas de concreto armado; • Utilizar argamassas para assentamento, respeitando os traços para o cimento: areia (1:8) e cal-areia (1:4); • O respaldo das alvenarias deve ser arrematado com uma cinta, evitando “aberturas” nos cantos. 26WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 2.3 Pilares (Tijolos e Concreto Armado) Os pilares são elementos estruturais verticais, esbeltos (altura maior que largura) e responsáveis por suportarem cargas verticais e vigas mestras. Resistentes, trabalham à compressão (em alguns casos, à tração), cujo dimensionamento é realizado para resistir aos deslocamentos das cargas. Devem ser evitadas situações em que o quociente ou relação altura/espessura são elevados, pois há o risco de flexão lateral (movimento denominado flambagem ou encurvadura). Sendo assim, o cálculo de dimensionamento varia de acordo com o tipo de material empregado em sua construção. No caso de pilares de tijolo, determinar a secção é fundamental para compreender as cargas a serem suportadas (valor que se divide pela tensão admissível para encontrar a secção). Na prática, esse cálculo complica-se de certo modo por terem de intervir os coeficientes de redução de sobrecarga no caso de o pilar suportar a carga de mais de três andares (existe a possibilidade de flexão devido à existência de cargas descentradas). Também há de se levar em conta que essa tipologia construtiva conta com peças quadradas ou retangulares e que a forma dos seus lados é múltipla da largura do tijolo (ou seja, de 10 cm, a exemplo do que acontece com as paredes realizadas com esse mesmo material). No processo de dimensionamento da estrutura, é fundamental considerar o grau de esbeltez das peças. Este é um conceito designado a determinar a relação existente entre o comprimento de flambagem (considerado, para efeito prático, igual à altura do pilar) e o menor raio de giração. Se representarmos o comprimento de flambagem por “LFL” e a largura por “b”, o grau de esbeltez de um pilar quadrado ou retangular será dado pela equação 06. Nela, são apresentadas as tensões admissíveis para os pilares construídos com tijolo. São considerados o grau de esbeltez, o tipo das peças e da argamassa utilizada. Equação 06: Fórmula do grau de esbeltez. Como o raio de giração (i) do quadrado e do retângulo é igual a: Substituindo o raio de giração na expressão da esbeltez, temos: 27WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA O valor da esbeltez é adimensional e, para o dimensionamento de pilares de tijolo, não se admite valor maior do que 40. Na Tabela 2, demonstram-se valores de referência para a diferentecomposição dos materiais. Tabela 2 - Tensão admissível para pilares de tijolo (Kg/cm2). Fonte: Souza (1997). A partir da consideração dos valores de referência para determinar o grau de esbeltez dos pilares, o cálculo da seção do pilar deve obedecer aos parâmetros propostos na equação 07. Equação 07: Cálculo da secção do pilar de tijolo. Em que: S pilar = área da secção transversal do pilar (cm2); P = carga transmitida pela estrutura ao pilar (kg); σ adm pilar = tensão admissível do pilar de tijolo (kg/cm2) Os pilares de concreto armado são compostos por uma armadura longitudinal (de resistência), destinada a resistir aos esforços de compressão, e uma armadura transversal, voltada aos esforços de cisalhamento (mantém armadura longitudinal em sua projeção). A armadura também é comprimida, o que permite diminuir a seção de concreto. No entanto, quando disposta de maneira transversal, é constituída pelos estribos que envolvem os ferros da armadura, sendo amarrados a ele com um arame recozido. Na Figura 6, é ilustrada sua disposição no interior da peça. 28WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Figura 6 - Disposição das armaduras no interior do pilar de concreto armado. Fonte: Souza (1997). O dimensionamento dos pilares em concreto armado deve levar em consideração, para determinar a geometria da peça (deve ser considerado o índice de esbeltez), o índice de esbeltez, o comprimento equivalente e o raio de giração. O índice de esbeltez é um parâmetro que busca avaliar o quão suscetível a barra comprimida é em relação ao efeito de flambagem. Esse índice consiste em uma medida mecânica, que permite determinar a facilidade que um determinado pilar tem de se encurvar. O índice de esbeltez depende, principalmente, do comprimento do pilar e da seção transversal. Isso porque a ANBT NBR 6118:2014 define índice de esbeltez como a razão entre o comprimento de flambagem e o raio de giração do pilar (conforme demonstrado na equação 07). Equação 07: Fórmula de cálculo do índice de esbeltez dos pilares. Em que: λ = índice de esbeltez; le = comprimento equivalente ou comprimento de flambagem; i = raio de giração da peça em metros. O comprimento equivalente de um pilar, ou também chamado de comprimento de flambagem, depende exclusivamente da distância entre os pontos em que o pilar esteja travado, seja por lajes ou vigas. A distância é dada pelos tipos de apoio presentes no pilar. A ABNT NBR 6118:2014, tratando da análise de elementos estruturais isolados, especifica que, em casos nos quais o pilar é engastado na base e livre no topo, o valor de le é igual a duas vezes o seu comprimento e, nos demais casos, deve-se calcular obedecendo à seguinte relação (conforme equação 08). 29WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Equação 08: Fórmula para determinar o comprimento equivalente. Em que: l0 = distância entre as faces internas dos elementos estruturais, supostos horizontais, que vinculam o pilar; h = altura da seção transversal do pilar, medida no plano da estrutura em estudo; l = distância entre os eixos dos elementos estruturais aos quais o pilar está vinculado. O raio de giração dos pilares é definido pela relação entre o momento de inércia do pilar e a área da seção transversal (conforme equação 09). Equação 09: Fórmula de cálculo para determinar o raio de giração. Em que: i = raio de giração; I = momento de inércia da seção transversal; A = área da seção transversal. Considerando um pilar retangular, com dimensões b e h, o valor do momento de inércia é obtido pela seguinte expressão (conforme Figura 7). Figura 7 - Obtendo o momento de inércia. Fonte: ABNT (2014). 30WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Os pilares de uma edificação podem ser classificados de acordo com o índice de esbeltez, de acordo com os parâmetros demonstrados na Tabela 3. Tabela 3 - Classificação dos tipos de pilares a partir do seu índice de esbeltez. Fonte: ABNT (2014). Para determinar o dimensionamento do pilar em concreto armado, é essencial que seja preestabelecido um roteiro com os procedimentos a serem seguidos ao desenvolver os cálculos necessários. Entre as etapas contidas nesse processo, está o cálculo da secção teórica e o cálculo da secção das armaduras, conforme as equações 10, 11 e 12. Equação 10: Cálculo da secção de concreto teórica necessária. Em que: Ac1 = seção de concreto teoricamente necessária (cm2); Pd = P. 1,4 = carga, multiplicada pelo coeficiente de segurança (kg); fcd = fck/1,4 = resistência de cálculo do concreto (kg/cm2); l s = porcentagem de ferro que a armadura longitudinal pode ter na secção transversal do pilar (0,8 a 6%); f ‘yd = resistência de cálculo do aço na armadura comprimida (kg/cm2). Para a realização do cálculo da secção de concreto teórica (Ac1), é adotada a secção de concreto (Ac) em duas situações possíveis. Na primeira, a secção de concreto adotada (Ac) é menor ou igual à secção de concreto teórica (Ac1), ou seja, Ac ≤ Ac1. Nesse caso, a secção da armadura a ser obtida supera a armadura mínima 0,008 x Ac1; por isso, calcula-se a secção da armadura (As) pela expressão (conforme equação 11). 31WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Equação 11: Cálculo de secção da armadura. Em que: AS = secção da armadura (cm2); Pd = P . 1,4 = carga, multiplicada pelo coeficiente de segurança (kg); fcd = fck/1,4 = resistência de cálculo do concreto (kg/cm2); Ac = secção de concreto adotada (cm2); f ‘yd = resistência de cálculo do aço na armadura comprimida (kg/cm2). Na segunda situação, a secção de concreto adotada (Ac) é maior que a secção de concreto teórica (Ac1), ou seja, Ac > Ac1. Nesse caso, a secção da armadura utilizada deverá ser a mínima regulamentada. Para obter essa armadura, basta usar a expressão (equação 12). Equação 12: Cálculo de obtenção da armadura. Em que: AS = seção da armadura (cm2); Ac1 = seção de concreto teoricamente necessária (cm2). 2.4 Vigas De acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), vigas são “[...] elementos lineares em que a flexão é preponderante”, em que o comprimento longitudinal supera a secção transversal, sendo representados como barras. Apesar de o momento fletor ser a solicitação preponderante ou mais importante, em geral, nas vigas existe a ação conjunta do momento fletor e do esforço cortante. Seu pré-dimensionamento é realizado a partir da concepção estrutural elaborada pelo engenheiro, tendo como base o projeto arquitetônico. De modo geral, a largura da viga é definida em função da espessura das paredes acabadas (conforme NBR 6118, item 13.2.2, em que a largura mínima das vigas é igual a 12 cm), respeitando-se um mínimo absoluto de 10 cm em casos excepcionais. Já a altura das vigas depende de alguns fatores (resistência do concreto e deslocamento vertical, também conhecido como flecha), no entanto, uma maneira prática de efetuar o pré- dimensionamento da altura é observar os vãos a serem vencidos pelas peças e determinar 10% do valor total (ou seja, altura será igual a 10% do vão). Em casos de vigas em balanço, a secção da peça será o equivalente a 20% do valor total do vão vencido. Cabe mencionar que, ao dimensionar as vigas, devem ser considerados valores (preferencialmente) múltiplos de 5, com altura mínima de 25 cm. 32WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Para facilitar o cimbramento, procuram-se padronizar as medidas das peças, com o objetivo de tornar o projeto mais econômico (não é recomendável adotar mais de 5 alturas diferentes em um mesmo projeto). Ao final da verificação do estado limite último (E.L.U), os trechos mais carregados e, principalmente, os maiores vãos devem ser verificados para o estado limite de serviço (E.L.S), principalmente em relação à deformação excessiva (flecha). No Quadro 2, são demonstradosos diferentes tipos de cargas a que podem ser submetidas as peças que trabalham à flexão. Quadro 2 - Tipos de cargas a que podem estar submetidas as vigas. Fonte: ABNT (2014). Consideradas as diferentes formas em que podem apresentar-se as cargas, em uma peça submetida à flexão (vigas), é necessário classificá-las a partir da compatibilização com as características de cada tipo de apoio (conforme demonstrado no Quadro 3). Quadro 3 - Tipos de vigas e a maneira como se apoiam. Fonte: ABNT (2014). O dimensionamento da secção da viga e a determinação do tipo de apoio a ser considerado perpassam pela compreensão do comportamento das forças atuantes sobre a estrutura. Essas forças são determinadas por um comportamento denominado momento. O momento de uma força em relação a um ponto é o produto dessa força pela distância ao ponto considerado. A distância é medida sobre a reta que passa pelo ponto e é perpendicular à força. Na equação 13, é demonstrada a fórmula para a realização do cálculo. 33WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Equação 13: Fórmula momento. Em que: M = momento de uma força (kgf . m); F = carga aplicada (kgf); d = distância (m). Um momento fletor é, na realidade, um momento estático que recebe o nome de fletor quando se aplica a uma peça de construção (viga, viga mestra, laje etc.), sempre que, pelas condições da sua situação e cargas, produz uma flexão na viga (dobra-se). Na equação 14, é demonstrada a fórmula empregada para calcular o momento fletor. Equação 14: Fórmula de cálculo momento fletor. Em que: MFL = Momento fletor (kg. cm); W = Momento Resistente (cm3); sadm = Tensão admissível do material considerado (kg/cm2). As vigas biapoiadas são peças que possuem somente dois pontos de apoio, responsáveis pela sustentação da própria viga e dos demais elementos que estejam apoiados sobre ela. Seu dimensionamento acontece a partir do cálculo dos esforços, dados pelas fórmulas para encontrar o momento fletor em conformidade com a forma de apoio das vigas e as cargas que sobre elas atuam e cálculo das reações de apoio, que irá depender do tipo de carga que está apoiada sobre a viga e de como está disposta essa carga sobre a mesma (conforme consta na Figura 8). 34WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Figura 8 - Momentos fletores máximos de vigas apoiadas e reações de apoio. Fonte: ABNT (2014). 2.5 Lajes Para suportar as cargas verticais transmitidas a um plano horizontal, comumente se emprega como material o concreto armado associado a um outro elemento, com a finalidade de diminuir o custo e o peso. A execução de placas com esses materiais, adequadamente dispostas sobre vigas ou paredes, tem a denominação de laje. Elas não devem ter espessura superior a um limite imposto pela prática (vãos devem ser limitados e, por isso, colocam-se peças de maior altura), que, em geral, são dispostas em duas direções perpendiculares, que vão servir de apoio às lajes. As vigas repousam em um conjunto de vigas e formam a estrutura de cada pavimento. Para transmitir as cargas de um pavimento ou mais ao solo, dispõe-se de apoios verticais (paredes estruturais ou os pilares). As lajes podem ser classificadas como maciças ou pré-fabricadas, sendo que as primeiras consistem em uma estrutura maciça, formada por concreto armado. Contêm armações de ferro em seu interior, que podem, de acordo com os vãos, ser armadas em formato de cruz ou em apenas uma direção. Na equação 15, é demonstrada a verificação do tipo de armação. 35WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Equação 15: Equação de verificação do tipo de armação. A Figura 9 exemplifica os aspectos a serem considerados no processo de posicionamento das armaduras na execução da laje. Figura 9 - Lajes armadas em cruz e em apenas uma direção. Fonte: Souza (1997). A primeira operação do cálculo de uma laje é a determinação da carga que atua em cada metro quadrado, a qual se compõe de parcelas de carga acidental (q’) e carga permanente (q). No caso da carga permanente, considera-se o peso próprio da laje (qPP), peso do pavimento e revestimento (qPR) e peso das paredes (qP). Assim, as lajes armadas em uma direção irão gerar momentos de lajes isoladas e lajes contínuas. Na Figura 10, são exemplificados os momentos em lajes contínuas. Figura 10 - Distribuição dos momentos em lajes contínuas. Fonte: Souza (1997). Em casos de lajes armadas em formato de cruz, o cálculo de secção do aço deve considerar a verificação da altura da laje, o cálculo de secção de ferro e a secção dos ferros (AS): 36WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Equação 16: Momentos nas lajes armadas em cruz. Em que: AS = secção de ferro (cm2); M = momento (kgm); ao = coeficiente ao tabelado (adimensional); d = altura útil da laje é h - 1 (cm). As lajes pré-fabricadas são elementos estruturais produzidos por meio de processos industriais, cuja função é distribuir os esforços aos demais componentes da estrutura. Sua execução pode contar com vigotas e lajotas. As vigotas são peças estruturais em concreto armado, dimensionadas em função de cargas e vãos. São responsáveis pela estabilidade da laje. Já as lajotas são em cerâmica (ou concreto) furada, tendo como finalidade dar maior leveza ao conjunto. A solidez da armação é assegurada pelos aços de amarração e pelo capeamento das peças. No processo de execução, é necessário observar a disposição das vigotas, que devem ser colocadas no sentido indicado pelo projeto estrutural ou pelos “croquis” ou desenho do fabricante. Nesse caso, a tendência normal é que sejam dispostas no sentido do menor vão. Na Figura 11, é exemplificada a disposição das vigotas dentro de um cômodo. Figura 11 - Disposição das vigotas dentro de um cômodo. Fonte: Souza (1997). Além do posicionamento das vigotas, é importante se atentar para o correto escoramento das lajes. Ele deve ser feito no sentido transversal aos palitos, por meio de tábuas em espelho fixadas em escoras (ex.: eucalipto, bambu etc.). A distância entre as tábuas em espelho (apoio dos palitos) deve ser de, no máximo, 1,6 metros, com escoras bem encunhadas e apoiadas em terreno firme (preferencialmente, no lastro impermeabilizante já concretado). Devem-se levar em consideração, ainda, os valores de contraflechas indicadas pelo fabricante e o nivelamento dos apoios. Para a correta cura, recomenda-se que os escoramentos sejam retirados antes de 10 dias do lançamento da laje (tempo mínimo). Na Figura 12, é demonstrado um exemplo do procedimento de escoramento das vigotas. 37WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Figura 12 - Corte de uma laje pré-fabricada, ainda com escoras. Fonte: Souza (1997). É necessário também, durante o processo de execução, tomar alguns cuidados, tais como: • Posicionamento das lajotas: atenção no posicionamento de lajotas furadas para pontos de luz; • Colocar tábuas: para andar em cima da laje; • Arames de amarração: devem ser colocados no sentido transversal dos palitos (sobre eles), numa distância máxima de 50 cm; • Colocação dos palitos: os palitos de lajes diferentes, que apoiam uma mesma parede de meio-tijolo, devem ser colocados de forma alternada; • Verificação: das instalações embutidas elétricas e hidráulicas; • Molhar bem a laje antes do capeamento; • Execução do capeamento: deve ser de concreto no traço 1: 2 ½:3 ou 1:3:3 / cimento, areia grossa e brita zero, na espessura de 2 a 3 cm sobre os palitos; • Cura: deve ser feita durante, pelo menos, 4 dias; • O revestimento do teto: deve ser feito somente após o término do telhado. 2.6 Cobertura das Instalações (Elementos da Estrutura) A cobertura consiste na parte superior da edificação, responsável por proteger o interior da edificação contra as intempéries externas. É constituída poruma parte resistente (laje, estrutura de madeira, estrutura metálica etc.) e por um conjunto de telhas com função de vedação (telhado), podendo apresentar ainda um forro e uma isolação térmica. Exerce ainda influência sobre questões de conforto térmico, com a formação de um colchão de ar entre o forro e a telha, possibilitando o controle da temperatura interna. Sua estrutura é constituída por tesouras, pontaletes ou por vigas (estrutura primária), responsáveis por garantir a sustentação do peso próprio. Há também ripas, caibros e terças, destinadas a promover o encaixe das telhas (estrutura secundária). 38WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA A tesoura consiste em um tipo de treliça que pode ser formada por madeira ou elemento metálico, dotada de barras ligadas pelas extremidades, responsável por compor um conjunto rígido e suportar as cargas incidentes na cobertura. Os pontos de união das barras (denominados de nó da treliça) são admitidos rotulados (embora a ligação tenha alguma rigidez). Dentre os tipos mais comuns de treliças, podem ser mencionadas as formas planas. As treliças denominadas isostáticas são aquelas cujos esforços nas barras podem ser determinados pelas três equações de equilíbrio da Estática. São classificadas como simples e compostas. As primeiras são dotadas de três barras ligadas em formato de triângulo e duas novas barras que se encontram em cada novo nó rotulado. No segundo caso, existe a ligação de duas ou mais treliças simples por meio de rótulas ou barras birrotuladas. Na Figura 13, são demonstrados os tipos de treliças planas, empregadas na construção dos telhados. Figura 13 - Treliças planas isostáticas simples. Fonte: Canejo (2017). As tesouras simples do tipo Howe são as mais empregadas nas instalações rurais, compostas por elementos em madeira ou metal e constituídas de barras que recebem designações próprias. Apresentam como componentes o banzo superior (perna, asna ou empena), banzo inferior (linha, tirante ou tensor), montante principal (pendural), suspensório (montante), diagonal (mão- francesa), escora e ferragens. Para estruturas metálicas e de madeira onde são assentadas telhas do tipo onduladas, a estrutura secundária resume-se basicamente a terças, frechais e pontaletes. Na Figura 14, é ilustrado cada um dos componentes de uma treliça. 39WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Figura 14 - Estrutura principal de uma tesoura do tipo Howe. Fonte: Canejo (2017). Os elementos secundários das estruturas de telhado possuem como características principais: • Ripas: Peças de madeira pregadas sobre os caibros, atuando como apoio das telhas cerâmicas; • Caibro: Peças de madeira, apoiadas sobre as terças, atuando como suporte das ripas; • Terças: Peças de madeira ou metálicas, apoiadas sobre tesouras, pontaletes ou ainda sobre paredes, funcionando como sustentação dos caibros (caso das telhas cerâmicas) ou telhas onduladas (fibra de vidro, cimento-amianto, zinco, alumínio); • Frechal: Viga de madeira ou metálica, colocada no topo das paredes com a função de distribuir as cargas concentradas provenientes de tesouras, vigas principais ou outras peças da estrutura. É comum, também, chamar de frechal a terça da extremidade inferior do telhado; • Terça cumeeira: Terça da parte mais alta do telhado; • Pontaletes: Peças dispostas verticalmente, constituindo pilares curtos sobre os quais se apoiam as vigas principais ou as terças; • Chapuz: Calço de madeira, geralmente de forma triangular, que serve de apoio lateral para a terça; • Contraventamento: Peça disposta de forma inclinada, ligando as tesouras, com a finalidade de travar a estrutura. Essa disposição aumenta a estabilidade das tesouras, pois, com o seu intermédio, há uma maior resistência à ação lateral do vento. 40WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Na Figura 15, é ilustrado o posicionamento de cada um dos elementos secundários mencionados. Figura 15 - Estrutura secundária de uma cobertura. Fonte: Canejo (2017). Outro ponto importante a ser considerado na montagem das treliças é o desempenho dos pontaletes e dos contraventamentos, conforme exemplificado na Figura 16. Figura 16 - Pontaletes e contraventamento suportando uma cumeeira. Fonte: Canejo (2017). 41WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA 2.6.1 Tipos de telhados e seu dimensionamento O telhado é a parte da cobertura constituída pelas telhas e peças complementares. Suas partes são denominadas água (superfície plana inclinada de um telhado), beiral (projeção para fora do alinhamento da parede), cumeeira (aresta delimitada pelo encontro entre duas águas, posicionada na parte mais alta do telhado), espigão (aresta inclinada, delimitada pelo encontro entre duas águas que formam um ângulo saliente), rincão (aresta inclinada, delimitada pelo encontro entre suas águas que formam um ângulo reentrante, conhecido como água furtada), rufo (peça complementar de arremate entre o telhado e uma parede), fiada (sequência de telhas na direção de sua largura), peças complementares (calhas, condutores e demais, destinadas a promover a ventilação e/ou iluminação) e tacaniça (água de um telhado em forma de triângulo, composta por dois espigões). Na Figura 17, são ilustrados os elementos mencionados. Figura 17 - Partes componentes de um telhado. Fonte: Canejo (2017). O telhado pode assumir formas diversas, condicionadas à organização dos ambientes no projeto da edificação. Pode assumir geometrias elementares, que, quando combinadas, resultam em tipologias complexas (ou até mesmo especiais para uma determinada atividade específica). No caso das formas elementares, pode ser mencionado o telhado de uma água (ou meia-água), de duas águas, de três águas, de quatro águas e complexas. O telhado de uma água é a forma mais simples, constituído por uma única água, dispensando a presença de cumeeira, espigão e rincão. O telhado de duas águas possui dois planos inclinados, que se encontram para formar a cumeeira. O telhado de três águas possui dois planos inclinados principais e um outro plano em forma de triângulo, que recebe o nome de tacaniça. Nesse caso, além da cumeeira, o telhado apresenta dois espigões. No caso do telhado de quatro águas, teremos duas águas mestras e duas tacaniças. Na Figura 18, é demonstrado o exemplo dessa tipologia. 42WWW.UNINGA.BR CO NS TR UÇ ÕE S RU RA IS | U NI DA DE 2 EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Figura 18 - Telhado de quatro águas. Fonte: Canejo (2017). Existem ainda as formas complexas, resultantes de uma combinação de diferentes tipologias, resultando em uma outra forma única. Além de formas complexas, pode ser verificada a existência de telhados dotados de forma especial, cujo objetivo é a melhoria do aspecto estético, da iluminação interna, do aproveitamento dos espaços internos, das condições do conforto térmico, entre outros. Como exemplos dessas tipologias, podem ser mencionadas Lanternim, Mansada, Shed e cobertura cônica. A Lanternim é recomendada para galpões destinados à criação de animais, pois possibilita melhor renovação do ar e melhores condições térmicas internas. No entanto, seu custo tem dificultado a difusão desse modelo. A Mansarda consiste em uma tipologia comum na América do Norte, cuja forma permite a criação de um vão destinado à armazenagem de feno. A tipologia Shed (dente de serra, comum em fábricas de grande ponte) possibilita a melhoria das condições de conforto ambiental uma vez que suas aberturas são destinadas a potencializar a entrada de iluminação e ventilação naturais. Na Figura 19, é demonstrado um exemplo de edificação com o uso de tipologia Shed. Figura19: Telhado do tipo Shed. Fonte: Canejo (2017). Outra forma comum é a cobertura cônica (chapéu chinês). Utilizada em diferentes tipologias construtivas, adota