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1 1. INTRODUÇÃO 1.1. OBJETIVO GERAL : Esta dissertação objetiva a determinação da viabil idade técnica e econômica de se adotar um processo construtivo com uso de madeira de ref lorestamento, disponíveis em nosso Estado, comparativamente ao processo construtivo convencional em alvenaria, para casas populares. 1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS : a) Determinar a viabil idade técnica e econômica do uso de madeira na construção de casas populares, comparado com o modelo padrão em alvenaria da Companhia de Habitação do Paraná (COHAPAR), a Casa da Família CF-40, com 40 m2 de área construída. b) Determinar os parâmetros/requisitos estruturais mínimos para construção da habitação em madeira. c) Determinar o custo básico da construção da planta CF-40, pelo sistema “LIGHT WOOD FRAME”, com o uso da madeira de PINUS , autoclavado e tratado, reproduzindo a mesma conf iguração da construção convencional, em concreto e alvenaria de t i jo los. 1.3. JUSTIFICATIVAS : A casa de madeira é um produto sustentável, que atende a um requisito dos mais procurados na moderna Construção Civil. Mesmo que os custos de sua implantação fossem superiores à da casa convencional, uma polít ica de visão no futuro levará os governos a assumirem tal postura. Aqui no Brasil, de maneira muito especial, o uso da madeira que já está disponível, e que pode ser reposta a qualquer tempo, através de projetos de Reflorestamento, é fator de integração entre polít icas sociais com recursos naturais. As reservas de madeira que não são pequenas, podem até mesmo ser bastante ampliadas. Existem fronteiras enormes de áreas que não são ideais para a agricultura e 2 que podem ser manejadas adequadamente pela vasta inteligência disponível na área da silvicultura, incrementando ainda mais as reservas. Estudos já realizados e implementados, como foi “A Construção Habitacional em Campos do Jordão, uti l izando madeira de Reflorestamento” (LIMA,1988), são indicativos de que o sucesso obtido já em 1988, quando ainda não se dava tanto destaque no Brasil a este assunto, justif ica o processo construtivo. Tratou-se de uma iniciativa da Prefeitura municipal de Campos do Jordão, com o suporte do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do estado de São Paulo S/A – IPT, usando madeira de PINUS . Outro estudo, de 1983, anterior ao citado, que foi “Casa de Madeira Modular : Manual de Montagem” (ASSINI et al,1983), mostrou uma solução com madeira de PINUS , de interesse social, com a grande praticidade e rapidez de montagem, que embasou o estudo que ora se inicia. Um aspecto posit ivo adicional às razões já expostas, é a migração de mão de obra da Construção Civil convencional para a especialidade da carpintaria, fator de grande promoção social. É comum na mídia a af irmativa de que a mão de obra da Construção Civil é a mais desqualif icada no Brasil. Devemos buscar, através de polít icas equilibradas, canalizar o contingente disponível de mão de obra especializando-o cada vez mais, para que haja ascensão dos padrões de vida da população como um todo. Cria-se também uma demanda por prof issionais especializados na construção civil de madeira, que representa um salto signif icativo na alocação de prof issionais no mercado de trabalho. Caso tenha este trabalho signif icância na esfera da solução de alguns dos grandes problemas nacionais, ao menos se colocam dados que merecem ref lexão, e que são dados numéricos, não subjetivos. 3 2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1. O uso da madeira na construção civil A madeira é material usado na construção desde a Antiguidade, como atestam obras seculares, que até hoje perduram, e têm sua manutenção assegurada pelo valor histórico, mas que apontam claramente para o fato de que a solução é tecnicamente viável, conveniente sob o ponto de vista ambiental, econômica, e adequada ao uso que lhe é destinado. A solução técnica sofreu muita evolução, especialmente no século XX, com o desenvolvimento das idéias e processos de pré-fabricação, que permearam fortemente todas as áreas da construção. A busca por soluções práticas, rápidas, de execução simples, encontrou na madeira campo férti l para o desenvolvimento de processos construtivos que se consagraram de forma especial para as moradias, isoladas ou coletivas, em unidades de pequeno ou médio porte. Esta consagração verif icou-se de forma efetiva em países desenvolvidos, onde reconhecidamente o custo de mão de obra impregna de forma mais importante o custo f inal das construções. Países como os Estados Unidos, Canadá, na América do Norte, e países como Inglaterra, França, Alemanha, Dinamarca, Suécia, Noruega e Finlândia na Europa, possuem como solução mais comum a casa de madeira. Foram criadas soluções que contornam problemas importantes tais como o isolamento térmico, viabil izando a solução. É oportuno ressaltar que o uso de madeiras de f lorestas nativas no processo construtivo enfocado retira dele uma das principais virtudes : a sustentabil idade. O enfoque está no uso de madeiras de ref lorestamento. O período de crescimento da f loresta nativa é muito superior ao da f loresta plantada, o que inviabil iza aquelas. Isto sem contar o aspecto de preservação ambiental puro e simples que cada vez mais as pessoas enfatizam, nas suas manifestações ecológicas. O aspecto ecológico, longe de ser um inimigo da exploração da madeira, 4 é um aliado : a grande quantidade de energia empregada na produção, a devastação ambiental, as dif iculdades com o transporte por seu grande peso, fazem do aço e do cimento soluções desfavoráveis. Sob o ponto de vista ambiental, a madeira é o elemento que oferece a melhor relação com as idéias que atualmente orientam grande parte das discussões neste sentido. A facil idade de reposição da matéria prima, que hoje se caracteriza como atividade econômica de alta rentabil idade, vem ao encontro de muitas expectativas que cada vez mais se acentuam nos países desenvolvidos. A vasta tecnologia e conhecimento científ ico na área Florestal têm transformado tal atividade em investimento econômico cada vez mais efetivo, por parte até de grupos econômicos que muitas vezes não têm a menor conexão com a mesma. O estudo “A casa Ecológica – Coerência entre Tecnologia, Conforto e Meio Ambiente” (ALVAREZ et al, 2000), desenvolvido no Brasil, idealizado pela Secretaria de Estado para Assuntos do Meio Ambiente do Estado do Espírito Santo, levou em conta, como o próprio título atesta, aspectos que vêm ao encontro das premissas que ora apontamos, e cuja solução util izou a madeira de EUCALIPTO. O aspecto econômico da solução em madeira para construção de habitações f ica devidamente qualif icado quando se comparam os custos de uma construção de caráter popular na solução em alvenaria e na solução em painéis de madeira. Os custos são parecidos para solução de painéis de madeira de fechamento, compostos por superfícies interna e externa diferentes, associadas por um processo qualquer. Não se está falando da solução praticada comumente no Brasil, de colocação de tábuas verticais simples, arrematadas por ripas nas junções. Tal solução é muito mais econômica que a solução com painéis, mas esbarra em uma série de inconvenientes, tais como o baixo desempenho térmico, extremamente crít ico nas regiões quentes ou frias. Se tais argumentos não parecem suficientes, constate-se pura e simplesmente, de que nos referidos países desenvolvidos, a solução 5 adotada é a construção de madeira, considerada mais econômica que outras soluções. A adequação ao uso destinado da construção é conseguida em muitos graus diferentes de sof isticação, quanto aos aspectos térmico, acústico, arquitetônico e funcional. A versatil idade de configuraçõesf inais encontra na indústria grande variedade de alternativas, desde construções simples, para habitações populares, passando por habitações regulares, para a classe média. Atinge até mesmo as configurações muito sof isticadas, com residências de alto padrão, para consumidores abastados. Nenhuma das referidas categorias de construções encontra falta de soluções apropriadas por parte da indústria. Segundo The Best of Fine Homebuilding (NEWTON,1996), podem ser conseguidas soluções de arquitetura que fujam bastante do convencional em construções de madeira, tais como tetos curvos, paredes curvas e muitas outras, com o uso de técnicas e ferramentas adequadas. Quanto ao aspecto relativo ao isolamento térmico, os processos construtivos atuais, usados em países desenvolvidos, que empregam paredes duplas, com um espaço entre elas, possibil itam um incremento signif icativo no desempenho, quando se tornar necessário, ao se aplicarem materiais isolantes no espaço confinado. O aspecto acústico, desfavorável na solução em madeira, que tanto preocupa os brasileiros da classe média, já vem sendo gradualmente rompido com o uso cada vez mais expressivo de divisórias em gesso acartonado e painéis “dry-wall” nas construções convencionais. O foco deste trabalho está nas habitações da classe popular. Nesta camada da população, as habitações normalmente já não têm isolamento acústico signif icativo. É muito mais importante conseguir o isolamento térmico, já que isto proporcionará melhoria signif icativa na salubridade das construções. Um programa de desenvolvimento de habitações populares com as características que são apontadas neste trabalho, pode fazer parte não só das polít icas habitacionais, mas também das polít icas de saúde. As polít icas de saúde constituem-se na época atual na maior demanda por parte das populações de baixa renda. 6 Em nosso país, encontramos uma situação em que as soluções disponíveis são, em sua grande maioria, soluções em que não se incorporam parâmetros técnicos adequados de Engenharia. Acabado o ciclo econômico da madeira (de lei) em nosso país, após a exploração pura e simples das nossas reservas com o conseqüente esgotamento, seja para o mercado interno ou para as exportações, não houve mais interesse em desenvolver e aprimorar esta solução. O maior interesse verif icado na reposição f lorestal deveu-se principalmente ao atendimento de uma f lorescente indústria de papel, verif icada no f inal do século passado. A reposição f lorestal foi tão acentuada, que supriu com excesso a demanda da indústria de papel, resultando em volume considerável de madeira que acabou sendo direcionada para a construção civil. Veio, no entanto, sem incorporar conceitos técnicos arraigados na indústria internacional da madeira ref lorestada, que são os tratamentos para garantir principalmente a sua durabil idade. Sem durabil idade garantida por estes meios artif iciais, a indústria do cimento, fortemente organizada e competente como sempre foi no Brasil, tratou de explorar semanticamente esta deficiência do material. Aliado a isto, as grandes empreiteiras de obras públicas também vêm como de alto interesse as soluções de moradias populares construídas com concreto e paredes de alvenaria. É fácil entender esta posição, visto que a mão de obra correspondente em nosso país tem baixa qualif icação e é mal remunerada. A inexistência de uma indústria madeireira organizada, tecnicamente aparelhada e economicamente forte faz com que a solução consagrada em países desenvolvidos não encontre no Brasil terreno para prosperar e adquirir volume suficiente que a torne competit iva com a solução convencional. Segundo DOMEL JR,1997, as construções de madeira são uma solução muito conveniente, pela facil idade de corte , leveza e disponibil idade do material. 7 2.2. Entraves ao uso da madeira na construção civil Sendo a madeira material orgânico, apresenta uma série grande de características que podem ser encaradas como inconvenientes ao seu uso. Para os cientistas desta área, no entanto, os inconvenientes podem e devem ser tratados sob o enfoque tecnológico, resultando em procedimentos que eliminem ou atenuem tais dif iculdades. Não se deve omitir que todas as opções de materiais usados na construção civil apresentam em maior ou menor grau, inconvenientes a serem encarados. O principal obstáculo ao uso da madeira na construção civil tem sido apontado como a sua baixa durabil idade, quando desprotegida. Este é um fato real, mas não deve estar dissociado do fato também real que os demais materiais, tais como o aço e o concreto padecem da mesma característica. O custo para tornar os três principais materiais duráveis é diferenciado. No aço, a proteção por pintura ou por galvanização, no concreto, a proteção por revestimentos ou películas, e na madeira, a proteção por secagem e tratamentos aplicados, devem ser devidamente quantif icados quando do estabelecimento do custo da obra. Não devemos esquecer de computar a necessidade de manutenção periódica e reaplicação dos processos. Sob este ponto de vista mais abrangente, e tecnicamente mais adequado, o tratamento da madeira pode se tornar o menos dispendioso entre os materiais comparados. Estão disponíveis no mercado produtos tecnicamente qualif icados para garantir por longos períodos (até 20 ou 30 anos) a imunização da madeira contra vários fatores que podem causar a sua deterioração. Existem até mesmo produtos que retardam a ação do fogo, e oferecem uma condição mais favorável até do que o aço, nestas circunstâncias, assegurando tempo suficiente para ações de proteção aos usuários da construção. Outro obstáculo importante apontado ao uso da madeira na construção civil é a falta de homogeneidade das suas propriedades físicas e mecânicas, mesmo considerando uma determinada espécie. É 8 conhecida a desproporção de suas propriedades, conforme a direção que se considera da madeira. No entanto, a ciência da Mecânica das Estruturas de Madeira, aponta que o uso da madeira na construção se faz através de peças serradas do tronco, em que predomina uma das dimensões, a longitudinal, exatamente a direção em que a maioria dos parâmetros mecânicos é mais favorável. Também é de se salientar que na citada ciência da Mecânica das Estruturas de Madeira, a criação de elementos resistentes de grande capacidade se faz através de sistemas treliçados, compostos por barras, de grandes comprimentos e pequenas seções transversais, exatamente como apontamos ser de grande conveniência no uso da madeira. O fato de que cada espécie de madeira tem propriedades diferentes das outras, não deve ser motivo de impedimento técnico : ensaios simples cuidam de estabelecer adequadamente tais parâmetros. Uma terceira restrição comumente apontada é a apresentação de defeitos nas peças de madeira. Ressalve-se que há, de acordo com a NBR-7190/1997, uma definição clara da qualidade da madeira a ser empregada : tratam-se de peças com limitação de ocorrência de defeitos, de tal modo a proporcionar desempenho mecânico compatível com a destinação da madeira. Esta definição de qualidade do material acontece com os demais materiais também, a saber, o aço e o concreto. Estes entraves apontados, no entanto, acabam deixando de ser signif icativos quando se trabalham com as chapas compostas, de madeira compensada ou reconstituída, tais como os painéis OSB (Oriented Strand Board) e similares. A técnica construtiva das chapas acabam homogeneizando o material, dando-lhes uma conotação uniforme, tanto em termos de suas propriedades físicas como mecânicas. No Brasil, a aparência da madeira é motivo suf iciente para que a solução seja repudiada pelo usuário, sob a alegação de que a casa de madeira é “casa de pobre”. Esteestigma se justif ica exatamente pela observação já feita de que em nosso país, via de regra, casas de 9 madeira industrializadas ou não, são soluções sem grande preocupação no uso de critérios de engenharia e arquitetura. Sendo portanto soluções precárias, acabam tendo sua imagem associada à solução em madeira, genericamente falando. Segundo GRIEGER,1990, no seu trabalho “Casa de Madeira para a Amazônia”, são levantadas as condições de moradia na Amazônia e a constatação é que a casa é na sua quase totalidade, de madeira. Naquele trabalho, f ica claro, nas observações locais, que a solução é precária sob muitos pontos de vista, e surpreendentemente, não se procuraram no decorrer do tempo formas de evoluir a solução existente, de madeira, mas sim , mudar o processo construtivo. Como também já se af irmou, determinados setores da construção civil no país têm interesse em denegrir a solução em madeira, por não convir aos seus propósitos comerciais. A solução para tal dif iculdade, passa por dois tópicos : em primeiro lugar, a conscientização da população de baixa renda, quanto ao fato de que a solução é universal, não está destinada apenas a camadas economicamente mais desfavorecidas. Trazendo-se ao conhecimento desta população, que a solução é mundial e bem aceita, grande parte da restrição pode ser afastada . Em segundo lugar, a incorporação de revestimentos externos que aproximem a aparência da construção de madeira com a aparência das construções convencionais. Esta solução, que parece contrariar os princípios da Engenharia, se justif ica no Brasil, em função do baixo grau de informação e escolaridade das populações de baixa renda, que repudiam uma solução diferente daquela que está estabelecida na paisagem urbana, seja no aspecto da moradia, do vestuário, do comportamento, etc. É missão dos cientistas abordar em seus projetos, mesmo que de áreas tão específ icas como a Engenharia, aspectos sociológicos como os apontados, que acabam tendo tanta signif icância na apresentação de soluções ao seu público específ ico. É mais fácil convencer com argumentos pessoas com nível intelectual superior do que pessoas menos favorecidas neste aspecto. Ao longo do tempo, dando-se soluções convenientes de moradia à população, e tornando estas soluções familiares aos mesmos, podem 10 ser removidas estas providências de caráter psicológico, concentrando- se apenas nos aspectos de Engenharia e arquitetura das habitações. O que não pode ser deixado de lado é o aspecto arquitetônico das construções, seja na configuração da planta, por menor área que tenha, como no aspecto subjetivo, da aparência externa. Uma habitação também agradável aos olhos externos provoca uma signif icativa ampliação da auto-estima dos usuários, desdobrando-se os benefícios para muitas outras facetas do problema social que atinge as populações de baixa renda. Este trabalho busca estabelecer parâmetros de qualidade e desempenho nas construções de edif ícios de madeira, para habitação residencial, de pequeno e médio porte, de tal modo que sejam avaliados os problemas e os inconvenientes, dando-lhes soluções adequadas. Segundo LAROCA,2002 , no seu trabalho “Habitação Social em Madeira : uma alternativa viável”, são enumerados muitos dos parâmetros que definem o desempenho da construção de madeira, e que apontam para a conclusão que o título sugere. O sentido é de se criar uma expectativa de produção em larga escala, o que acabará trazendo signif icativa redução nos custos de produção. No Brasil, a carência de moradias é tão acentuada, da ordem de quase sete milhões de casas populares, que um vasto programa de moradias populares, com base nas prerrogativas que são apontadas, fará f lorescer uma necessidade por operários tão importante que atingirá outra das maiores demandas sociais de nossa população : a geração de empregos. Complementando estas idéias, a criação de polít icas habitacionais como as apontadas, atingirá a Economia como um todo, porque serão impactados setores como o trabalho, a moradia, e a saúde. Junto a estes impactos, o transporte será levado como componente indispensável, faltando apenas a questão da Educação. A Educação, de forma indireta, acaba sendo gerada pelas informações veiculadas, e a organização dos espaços urbanos que fatalmente um grande programa gerará. Tais programas podem acontecer 11 simultaneamente na esfera federal, estadual e municipal. A figura 1 estabelece a interdependência entre as ações geradas pela criação de um grande programa de habitação, a geração de melhores condições de saúde, o crescimento da disponibil idade de trabalho, e conseqüentemente, melhores estruturas de transporte e educação, sendo que todo este encadeamento realimenta todo o processo. FIGURA 1 – DIAGRAMA DAS AÇÕES CORRELATAS 2.3. Processos construtivos pré-fabricados utilizando madeira São conhecidos muitos processos construtivos em madeira, sendo os mais empregados os chamados “LOG HOUSE” e “LIGHT WOOD FRAME”, a saber, respectivamente, “casa de troncos” e “estrutura leve de madeira”. Aqui no Brasil, emprega-se o processo “de vedação”, principalmente na chamadas casas pré-fabricadas, exploradas comercialmente por muitas indústrias de pequeno porte. Nenhum dos dois primeiros alcançou ainda repercussão ou alcance comercial signif icativo no Brasil. O sistema “LOG HOUSE” é feito de troncos empilhados horizontalmente em seqüência, l igados a peças verticais, dentro de uma modulação pré-estabelecida. É considerado em países 12 do exterior uma construção de alto padrão, dadas as suas aptidões estéticas e de desempenho da moradia. Já o processo “LIGHT WOOD FRAME”, é muito uti l izado em vários países do mundo, especialmente nos Estados Unidos, onde se caracterizam como a solução convencional para moradias. Dada esta característica, as indústrias locais desenvolveram satisfatoriamente o processo, que já tem um histórico superior a um século, de acordo com THALLON,2000 , e com a disponibil idade de adaptação do sistema praticamente a qualquer t ipo de configuração arquitetônica e das respectivas instalações e sistemas. Uma das principais características do processo construtivo é a racionalização das etapas, com todo o material sendo encaminhado à obra na seqüência correta de execução, desde infra-estrutura até a cobertura, num processo encadeado de execução que requer pouca supervisão para operários com razoável treinamento. As instalações são aplicadas com grande facil idade, no espaço entre as duas faces das paredes, o que torna a obra muito l impa, durante a execução, já que quase não existem sobras. Todos estes atributos podem perfeitamente ser reproduzidos no Brasil, porque os produtos empregados neste processo construtivo já se encontram disponíveis comercialmente, apenas os custos de alguns deles ainda são um pouco altos, se comparados relativamente com outros países, dada a pequena demanda ainda existente pelos mesmos. Na verdade, o processo construtivo “LIGHT WOOD FRAME” já está sendo util izado no Brasil, mas de uma forma que ainda não é tão automatizado como em outros países. O processo “de vedação”, ou Canadense, é constituído por montantes verticais com ranhuras para encaixe de pranchas horizontais com encaixe macho e fêmea. Tal processo, do ponto de vista da engenharia, tal como existe no Brasil, é considerado inadequado : a madeira uti l izada é quase sempre madeira de lei, não tratada, para que se evitem as despesas com autoclavagem, produtos químicos e secagem, na busca de um preço mais acessível. O que resulta é um sistema que não tem grande precisão nos encaixes, pois a madeira, no processo natural de secagem que ocorre desde a serragem da mesma 13 atéa montagem definit iva, apresenta muitos dos inconvenientes que são bastante conhecidos da Construção Civil : empenamento, variação nas dimensões, trincas, etc. A madeira uti l izada no processo construtivo “LIGHT WOOD FRAME” pode ser o “PINUS ou o “EUCALIPTO”, espécies ref lorestadas disponíveis aqui no Brasil. Existem reservas já consolidadas em volume suficiente para a adoção de um processo construtivo de casas de madeira em nível nacional, e o mais importante de tudo, temos uma comunidade científ ica na área Florestal altamente capacitada, experiente, e preparada para dar uma continuidade à reposição das reservas já existentes. Muitos núcleos científ icos e industriais estão plenamente capacitados até mesmo a ampliar consideravelmente a produção de madeira das espécies apontadas. O que facil ita muito esta decisão, é que a atividade de ref lorestamento já é um processo economicamente rentável, constituindo-se em alternativa auto- sustentável para o uso da madeira. Faz parte de qualquer polít ica governamental séria, a exploração adequada de madeira do tipo renovável, tanto no sentido da manutenção do equilíbrio ambiental, como no aspecto da abertura de novos setores de produção nacional, com o incremento do número de postos de trabalho. Temos no Brasil um enorme potencial para aproveitar a grande quantidade de prof issionais das áreas af ins, tais como Engenharia Civil e Florestal, que hoje encontram-se sub-aproveitados, dada a grande estagnação do ramo da Construção Civil. Um dado concreto é o déficit de residências no país : quase sete milhões de unidades, segundo dados do Governo Federal. A maioria das famílias que necessitam de unidades habitacionais estão localizadas nas classes de baixa renda. Uma pequena parte refere-se à classe média, que também pode ser atendida por unidades construídas segundo o mesmo processo, mas isto deve acontecer como uma conseqüência da implantação do processo construtivo nas populações de baixa renda, e não como um dos objetivos a serem perseguidos. Nos países desenvolvidos, a solução que é tida como padrão atende a 14 classe média (que constitui a grande maioria da população) e a classe alta também. Nos Estados Unidos, desenvolveu-se de tal modo o processo construtivo, que a construção é possível de ser executada obedecendo- se simplesmente a prescrições geométricas, que estão disponíveis na forma de um manual, logicamente direcionado a engenheiros. Trata-se do “Wood Frame Construction Manual-WFCM”, 2001, ou “Manual Construtivo de Estruturas de Madeira”. É um manual restrito a habitações de dimensões limitadas, para uma ou no máximo duas famílias. É uma ferramenta simples, de fácil aplicação, e que depende apenas de uma ambientação por parte do usuário (engenheiro) à forma do manual para rapidamente estabelecer a configuração estrutural necessária à construção em foco. É um grande passo dado na simplif icação da construção de casas. No Brasil, o processo tradicional de construção de casas sob encomenda é reconhecidamente trabalhoso, partindo-se para a contratação de múltiplos prof issionais, tais como o arquiteto, os engenheiros de projeto das instalações, que são cada um deles especializado (eletricista, hidráulico, estrutural, etc) e do engenheiro construtor. Para as construções populares, toda esta tarefa pode ser ainda mais simplif icada. Deseja-se tratar da construção de casa populares, que apontam no Brasil para um enorme déficit na demanda. É possível estabelecer soluções arquitetônicas padronizadas, como de fato já é feito, porém em caráter regional. O estabelecimento de polít icas Nacionais, com configurações padronizadas no processo construtivo, mesmo que com soluções arquitetônicas variadas, pode ser implantado de forma regional (Estadual ou Municipal), obedecendo-se às peculiaridades do local. As peculiaridades são múltiplas : disponibil idade de uma certa espécie de madeira, solução de fundação, clima, temperaturas médias anuais, terrenos maiores ou menores, relevo (plano ou inclinado), e muitos outras. Sabe-se que no Brasil, os programas habitacionais padecem de um reconhecimento claro por parte da população em relação à sua 15 autoria. Mesmo que esta premissa seja um vetor a ser abolido, em uma polít ica habitacional séria, é possível imprimir um aspecto de autoria a tais projetos, na forma da configuração arquitetônica das fachadas individuais, por exemplo. Este aspecto de autoria acaba sendo uma ferramenta que leva a população a reconhecer a vontade de uma certa administração em dar ênfase à solução habitacional. Se não for um aspecto meramente eleitoral, contribui no seu aspecto global a motivar as pessoas para esta polít ica. Este projeto tem uma conotação de causa social, e não apenas de polít ica habitacional, dada a gravidade do problema no Brasil. Simplif icar o processo como se pretende, é reduzir o custo das habitações, é estimular o aumento do atendimento da população, é criar um círculo virtuoso de ações que levam à solução de outros problemas sociais também. O déficit habitacional na área da população de baixa renda deve merecer solução que mesmo comprometendo recursos acentuados, seja efetivamente implementada, pois desafoga em curto e médio prazo outros setores de governo que são altamente solicitados, tais como a criação de emprego e a área da saúde. 2.4. Requisitos da madeira para uso na construção de habitações. São bem conhecidas as propriedades da madeira, no seu aspecto geral, pela população, e perfeitamente definidas as metodologias para reconhecimento numérico de tais propriedades, por parte da comunidade técnica e científ ica. A Norma Brasileira correspondente, Projeto de Estruturas de Madeira, NBR–7190, ABNT, agosto/1997, especif ica com propriedade tais procedimentos. Está disponível no Brasil uma norma de Estruturas de Madeira que se configura como absolutamente compatível com suas similares nos países desenvolvidos, não se encontrando portanto obstáculos a adaptar um processo construtivo de tanto sucesso no exterior, como é o “LIGHT 16 WOOD FRAME”. Pode ser criada uma referência ao sistema com termos na nossa língua, o Português, e a sugestão é “Sistema Leve de Casas de Madeira”. O termo “leve” é estimulador da idéia de que se trocará um sistema “pesado” por outro “leve”, mas tão ef iciente quanto o outro, o que sugere um custo menor. O que também pode ser posto nesta discussão é o fato de que as madeiras uti l izadas em países do exterior para a construção de casas apresentam propriedades (ver tabela 1, na pg. 20) muito similares às madeiras que dispomos no Brasil. As principais madeiras de ref lorestamento no Brasil são o PINUS, madeira oriunda dos Estados Unidos e o EUCALIPTO, madeira oriunda da Austrália, trazidas e adaptadas ao nosso ambiente com muita competência pela comunidade técnica e científ ica Brasileira da área Florestal. De maneira objetiva, podemos apontar os principais requisitos da madeira para uso na construção de habitações : 2.4.1- Propriedades Físicas da Madeira A Norma NBR–7190, ABNT, 1997, aponta no seu Anexo “B”, a metodologia para a determinação das principais propriedades físicas : a umidade, a densidade, a estabil idade dimensional ou retratibil idade, e a dureza. 2.4.1.1- Umidade A umidade contida no interior das peças de madeira é um dos principais inconvenientes, típicos do material, para a construção. Não só o aspecto da presença da umidade, como também a característica inconveniente da variação do volume da madeira em função da presença em maior ou menor quantidade de umidade. A presença da umidade, gera na madeira uma série de problemas. Um dos mais importantes é o ambiente propício ao aparecimento e desenvolvimento de fungos e insetos, inclusive o do apodrecimento,com todas a suas conseqüências. É um fator que muitas vezes, para o leigo, atrapalha a visão que se possa ter da madeira como um material efetivo de construção, com os respectivos atributos de resistência e durabil idade. Trata-se de adequar o produto, 17 através de processos de secagem e estabil ização adequados, para que o mesmo possa oferecer o desempenho esperado. 2.4.1.2- Densidade A densidade é a propriedade que vai estipular o peso da construção de madeira, em função do volume empregado de material. Todas as madeiras conhecidas apresentam densidades diferentes entre si, o que dif iculta um pouco o processo de avaliação. Não é possível uma padronização de parâmetros, tal como se faz com o aço e o concreto. Entretanto, é razoável estabelecer que ao estipular um processo como o que pretende este projeto, trabalhe-se com um universo de espécies de madeira muito reduzido, abrangendo duas, três ou no máximo quatro espécies diferentes de madeira. 2.4.1.3- Retratibil idade A retratibil idade da madeira é o atributo que a mesma possui de variar o seu volume, em função da variação do teor interno de umidade. Sabendo-se que mesmo o ambiente normal de uti l ização das construções possui graus variáveis de umidade no ar, tais variações podem ser incorporadas ou desincorporadas à madeira, propiciando variações de volume. No entanto, é um atributo que pode ser controlado devidamente, por meio do estabelecimento de um teor adequado prévio, através de secagem natural ou artif icial, e tornado constante, pela estabil ização das superfícies, por meio de pintura ou tratamentos equivalentes. 2.4.1.4- Dureza A dureza é a propriedade que ref lete o comportamento da madeira, quando solicitada por ações que tendem a deformá-la dimensionalmente. É como outras propriedades, indicativa de usos que se pretendem dar à madeira, esperando um desempenho adequado naquelas circunstâncias. 18 Existem ainda outras propriedades físicas da madeira, que variam de espécie para espécie, e que seu conhecimento contribui para um uso racional da mesma. São elas: 2.4.1.5- Resistência ao fogo Resistência da madeira ao fogo, cuja atribuição nem sempre é reconhecida pelos usuários da madeira, leigos ou técnicos. A madeira possui boa capacidade de resistir às temperaturas elevadas, contribuindo em certas circunstâncias de incêndio, para promover a ocorrência de um tempo razoável entre o começo do mesmo e a ruína do material. Por menor que seja este intervalo, se ele ocorrer, pode propiciar a evacuação da construção. Nas casas de madeira, talvez a maior preocupação de caráter técnico existente, nos países que já consagraram esta solução, está relacionada à possibil idade de fogo. As instalações elétricas, se forem sobrecarregadas, podem induzir a ocorrência de altas temperaturas que em seqüência levam ao incêndio. Desde logo, é posit ivo relatar que a sobrecarga na rede elétrica é conseqüência de desinformação do usuário : mantidas as previsões iniciais do projeto, o uso da eletricidade não deve ocasionar maiores problemas, as alterações e incremento de util i tários na construção é que promovem a ocorrência de problemas. Não temos no Brasil uma cultura adequada de manutenção das construções, muito menos de adequação a alterações promovidas no uso das mesmas. É um problema que deve ser resolvido de forma técnica : como são imóveis de caráter popular, e que terão um correspondente f inanciamento, o uso do imóvel originalmente projetado, com as f inalidades previstas deve ser f iscalizado, não só no sentido de promover uma consciência de manutenção, para garantir a sua durabil idade, mas também educativa, ressaltando a inconveniência de eventuais ampliações ou alterações não controladas. O trabalho “Análise de Normas de Projeto para Estruturas de Madeira considerando a resistência ao fogo” MORAES et al, 2000, mostra a comparação entre os critérios de Normas Internacionais 19 (Francesa, Americana, Britânica e Australiana), para a consideração do efeito do fogo. No Brasil, estas Normas são inexistentes, mas f ica demonstrado no trabalho referido a possibil idade de adoção daqueles critérios em nosso país. 2.4.1.6- Resistência química Resistência química, que tem se revelado um atributo muito conveniente da madeira, principalmente nas aplicações industriais, em que a presença de gases ácidos atacam as estruturas que não são de madeira. Esta qualif icação natural da madeira a coloca como fator decisivo na escolha do material, em determinadas construções. 2.4.1.7- Durabil idade natural Durabil idade natural, que pode ser assegurada através de um manejo adequado do material em termos de Engenharia Florestal, cuja comunidade científ ica domina o conhecimento do comportamento das várias espécies existentes no Brasil. Tratamentos preservativos aumentam consideravelmente tal propriedade, assim como uma grande ajuda pode ser dada quando o projeto torna as situações crít icas em termos de durabil idade da madeira menos vulneráveis. É um bom exemplo desta situação o projeto adequado de paredes e acabamentos externos que encaminham naturalmente eventuais acúmulos de água da chuva, aumentando a durabil idade. 2.4.2- Propriedades Mecânicas da Madeira A Norma Brasileira também aponta no seu Anexo “B”, a metodologia para a determinação das principais propriedades mecânicas, a saber : resistências à compressão paralela e normal às f ibras, resistências à tração paralela e normal às f ibras, resistência ao cisalhamento, fendilhamento, f lexão e embutimento. A tabela 1, na página 20 e gráf icos 1 a 4, na página 20, mostram as respectivas propriedades mecânicas de duas espécies de PINUS e duas espécies de EUCALIPTO. 20 fcok (daN/cm2) ftok (daN/cm2) fvok (daN/cm2) Ecom (daN/cm2) Pinus taeda 310 580 54 133.040 Pinus ell iott i 282 462 52 118.890 Eucalyptus citriodora 434 865 75 184.210 Eucalyptus grandis 282 491 49 128.130 TABELA 1 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DE MADEIRAS 0 100 200 300 400 500 fcok - daN/cm2 (RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO) GRÁFICO 1 pinus taeda pinus elliottii eucalytus citriodora eucalyptus grandis 0 200 400 600 800 1000 ftok - daN/cm2 (RESISTÊNCIA À TRAÇÃO) GRÁFICO 2 pinus taeda pinus elliottii eucalyptus citriodora eucalyptus grandis 0 10 20 30 40 50 60 70 80 fvok - daN/cm2 (RESIST. AO CISALHAMENTO) GRÁFICO 3 pinus taeda pinus elliottii eucalyptus citriodora eucalyptus grandis 0 50.000 100.000 150.000 200.000 Ecom - daN/cm2 (MÓDULO DE ELASTICIDADE) GRÁFICO 4 pinus taeda pinus elliottii eucalyptus citriodora eucalyptus grandis fonte : NBR-7190 ,ABNT,1997 2.4.2.1-Resistências à compressão As resistências à compressão paralela e normal às f ibras, e que servem de base para o cálculo da resistência à compressão inclinada às f ibras, são uma das propriedades mecânicas mais mobilizadas no tipo de construção que abordamos, as unidades habitacionais pelo processo construtivo “LIGHT WOOD FRAME”. O processo trabalha com montantes de pequena seção transversal, mas que recebem cargas reduzidas, dada a distribuição das mesmas por todas as paredes. Estes montantes são solicitados à compressão paralela às f ibras. A ação do vento, que é transversal, é dimensionada para ter estabil idade à 21 compressão e tração das paredes verticais, consideradas como um painel, devidamente amarradas nos seus cantos. 2.4.2.2- Resistências à f lexão e cisalhamento As resistências à f lexão e cisalhamento serão mobilizadas pelas peças componentes das lajes, ou seja, caibros ou vigas e painéis, funcionando predominantementeà estas solicitações. 2.4.2.3- Resistência ao embutimento A resistência ao embutimento, que é a resistência ao esmagamento da madeira nas ligações, na área de contato com os pinos das mesmas, será uti l izado no critério de dimensionamento das uniões. Todas estas propriedades mecânicas são suf icientemente elevadas, para resistir às tensões que se geram nas peças das construções. A propósito destas af irmações, uma comprovação matemática é mostrada no item 4.1, pg. 53, deste trabalho. De qualquer modo, saliente-se que a classe de resistência estabelecida na norma NBR-7190 , ABNT, 1997, para as Coníferas, na sua classif icação mais baixa, ou seja, classe C-20 , fornece valores característicos de resistência à compressão paralela às f ibras, da ordem de 20 Mpa (200 daN/cm2). São valores consideráveis, levando em conta que o concreto, também na sua classif icação de resistência mais baixa, é da mesma ordem : C-20 (200 daN/cm2). 2.4.3- Propriedades Térmicas da Madeira A madeira tem reconhecidas propriedades de condutibil idade térmica, quando comparada com outros materiais. Para as Coníferas, valores médios para a condutibil idade térmica são equivalentes a )C.hora.mkcal(100,0 o2 . O concreto tem valores da ordem de )C.hora.mkcal(200,1 o2 , enquanto que o material cerâmico apresenta 22 )C.hora.mkcal(700,0 o2 . Como se vê, são valores muito signif icativos os da madeira. O que não se compara muitas vezes são as espessuras construtivas equivalentes. Uma parede de alvenaria de quinze centímetros de espessura não pode ser comparada a uma parede de tábuas de dois centímetros. No processo construtivo em foco, “LIGHT WOOD FRAME”, as paredes são duplas, com painéis externos e internos, separados por um vão livre da ordem de 10 centímetros, que pode eventualmente até ser preenchido com materiais que aumentem consideravelmente o isolamento. Nos países em que este sistema construtivo é adotado, a injeção de espuma de poliuretano, entre outros materiais, proporciona conforto térmico interno adequado, mesmo para temperaturas externas da ordem de vinte graus centígrados negativos ou até menos. Efetivamente, conforto térmico não é um problema incontornável nas construções de madeira. De acordo com SUGINOHARA,1985, é possível estabelecer condições físicas na construção da casa de madeira, que melhoram em muito as condições de conforto interno, em função das condições climáticas do local de implantação. 2.4.4- Propriedades Acústicas da Madeira A madeira não apresenta propriedades de isolamento acústico tão acentuados como outros materiais uti l izados nas construções convencionais aqui no Brasil. Talvez esta característica venha a ser o maior desafio para implantação do processo que este projeto propõe. No entanto, a f inalidade deste trabalho é a busca por solução para moradias populares, que se constituem na grande demanda existente no país, e que esta parcela da população, hoje habita construções muito precárias, até mesmo em favelas, onde barracos improvisados são a solução que está estabelecida para tal população. Tais habitações oferecem, efetivamente, isolamento acústico precário. Não se trata de justif icar uma má solução baseados na existência de uma situação anterior que já é inadequada, mas apenas de buscar 23 caracterização para o problema, tornando o fato aceitável ou não, baseados em premissas, tais como, a referência das construções praticadas no exterior, que não consideram este fator como obstáculo preponderante. Há, nos países do exterior, uma aceitação cultural deste inconveniente, e que se resolve através de auto-educação ou educação dirigida, no nosso país, indispensável ao sucesso do projeto. Também é importante assinalar que a solução proposta vai incorporar uma delimitação de espaços internos (através da arquitetura) que já é um grande salto na qualidade de vida das pessoas que compõem a faixa de renda a que se destinam estas moradias. Quase sempre, esta população convive em unidades familiares em que f i lhos de idades muito diferentes convivem em um mesmo dormitório, até mesmo com o casal. A simples delimitação da família em espaços mais apropriados já traz uma grande evolução no aspecto da convivência, sendo que a solução acústica, pode perfeitamente ser postergada para uma fase posterior da implantação deste projeto. A solução oferecida contempla anseios de melhoria na acomodação das famílias de baixa renda. 2.5. A madeira como alternativa na construção de habitações. A madeira é uma alternativa econômica na construção de moradias no Brasil; tanto isto é verdade que muitas vezes, a primeira casa de uma família das classes de renda mais baixas no Brasil é uma casa de madeira. Em outras faixas de renda, há uma opção pelo aluguel de um imóvel, de padrão mais elevado, em detrimento da aquisição da casa própria. Não se pode esquecer que, em um passado não muito distante, a maioria das casas no Brasil eram de madeira, e somente as famílias abastadas desfrutavam da solução das casas de alvenaria. A modernização do estilo de vida e da produção no Brasil, encarregaram-se de refutar a solução da casa de madeira, sob a pretensa alegação de que não seria possível industrializar a construção. Esta motivação é infundada, o processo industrializado de 24 construção de casas de madeira é muito mais rápido, l impo, ef iciente e econômico que o processo das casas de alvenaria. Nos Estados Unidos, país onde o desenvolvimento da solução da casa em madeira mais se desenvolveu, de acordo com DOMEL JR,1997, mais do que duas em três casas são de madeira. A casa de madeira é muito mais leve do que a construção convencional de alvenaria de ti jolos, da ordem de 70%, o que possibil ita soluções de fundação muito mais econômicas. Levando em conta o fato de que os terrenos que são destinados às moradias populares no Brasil são as áreas mais desvalorizadas, em terrenos baixos quanto à sua topograf ia, com presença de umidade, o pequeno peso passa a ganhar uma conotação ainda mais signif icante no aspecto econômico. No Brasil, os principais processos construtivos em madeira são, em primeiro lugar, o sistema tradicional de paredes de tábuas justapostas, seladas por uma ripa de vedação, colocadas verticalmente. Em segundo lugar, vem o sistema de pré-fabricação de colocação de montantes preenchidos por tábuas horizontais (sistema canadense). A f igura a seguir i lustram tais soluções : FIGURA 2 PRINCIPAIS PROCESSOS CONSTRUTIVOS EM MADEIRA 25 O primeiro proceso é o mais uti l izado no Brasil para a construção de casas de madeira. Apresenta como grande inconveniente a pequena espessura das paredes, o que não permite um adequado isolamento térmico, imprescindível no clima variado do Brasil : temos temperaturas variando de altas a baixas, dependendo da estação e da localização, o que requer soluções mais consistentes. Um aspecto desta solução, que também ajudou a rotulá-la como solução “pobre”, foi o fato de que sempre se uti l izou a madeira bruta simplesmente serrada, sem qualquer t ipo de preocupação com a durabil idade, com um tratamento preservativo qualquer. Após pequeno tempo de uso, o apodrecimento da madeira, que recebe o contato direto da chuva, começa a acontecer. O segundo sistema é uma adaptação do sistema praticado em outros países, conhecido como “canadense” em que se usam troncos maciços. É um sistema muito superior ao mostrado anteriormente, que fornece um razoável isolamento, em que os espaços entre peças são vedados, mas que no Brasil não é construído com madeira tratada: usam-se Dicotiledôneas, para tentar evitar o tratamento da madeira, e com isto aparecem uma série de inconvenientes:empenamentos, cheiro desagradável de algumas espécies, dif iculdade de funcionamento de esquadrias, causada pela retratibil idade da madeira ao secar naturalmente, dentre outros. Não se trata de denegrir soluções existentes, mas de caracterizar adequadamente sob o ponto de vista técnico, os processos construtivos existentes no país, na busca de soluções mais adequadas às nossas necessidades. No exterior, os principais sistemas construtivos são os já mencionados, “LIGHT WOOD FRAME” e “LOG HOUSE”, respectivamente “estrutura leve de madeira” e “casa de troncos”, numa tentativa de tradução literal. O grande diferencial de tais sistemas em relação aos que são praticados no Brasil é o uso de Coníferas tratadas e preservadas, além de se constituírem exclusivamente em espécies ref lorestáveis. Como o peso das construções de madeira é signif icativamente mais baixo, a resistência das peças estruturais de 26 madeira não necessita ser muito elevada, o que vem perfeitamente ao encontro dos atributos das Coníferas. FIGURA 3- ASPECTOS DA PAREDE ESTRUTURAL DA CONSTRUÇÃO NO PROCESSO “FRAME” 2.6. Vantagens e Desvantagens do Processo Constru- tivo em Madeira. A construção de madeira apresenta muitas vantagens em relação ao sistema convencional de alvenaria de ti jolos : A principal delas é o fator econômico, a casa de madeira produzida industrialmente pode ser signif icativamente mais barata que a convencional. Apesar da necessidade de secagem adequada e tratamentos preservativos, a produção em série revela-se economicamente viável. Uma outra vantagem de enorme valia é a praticidade da adaptação da casa para novas configurações, como por exemplo, a 27 inclusão de mais um cômodo. É uma operação que não implica nos transtornos habituais na solução de alvenaria de ti jolos : além de rápida, a intervenção causa menos resíduos. Este aspecto pode parecer irrelevante mas deve ser avaliado com bastante cuidado : a população de baixa renda apresenta estatisticamente uma tendência a constituir famílias maiores, e a oportunidade da aquisição da casa própria nem sempre contempla a solução desejada de espaços, tanto no presente como no futuro. As classes economicamente mais privilegiadas podem dar solução a este problema com relativa facil idade, como a troca do imóvel por outro maior, o que já não ocorre com as demais. Como se percebe, a questão habitacional deve ser encarada como fator de promoção social, de cidadania, e não apenas como foco de interesse comercial, pela sociedade organizada. Uma característica muito relevante, apontada como vantagem, é a possibil idade de manutenção ser feita pelos próprios usuários nas construções de madeira : eventuais trocas de revestimento ou esquadrias podem ser executadas com facil idade por leigos, especialmente quando se tratarem de edif icações padronizadas, e que possuam por esta característica peças de reposição à disposição dos mesmos com certa facil idade e a preços acessíveis. Com especial interesse podemos apontar a facil idade de transporte que apresentam os produtos de madeira para a manutenção das casas : sendo leves, podendo vir desmontados, veículos convencionais podem servir de meio de transporte até o local. Outro aspecto importante do desenvolvimento de uma polít ica habitacional que use o processo construtivo em madeira, é o aparecimento de muitos prof issionais carpinteiros, o que eleva sensivelmente o nível prof issional dos trabalhadores na construção. É muito freqüente na mídia a informação de que a construção civil é uma grande empregadora de mão de obra desqualif icada, no sentido de que é fácil criar muitos empregos com o estímulo da mesma. É fácil criar muitos empregos porque os salários na Construção Civil são baixos. Esta idéia é uma distorção que se apregoa relativamente a polít icas de 28 emprego e promoção social no Brasil. É muito característica a circunstância que pode ser observada nos trabalhadores da Construção Civil em países desenvolvidos : sua condição social e econômica é compatível com trabalhadores de outros setores também muito importantes da Economia, como o comércio e a indústria, fato que não se observa no Brasil. Uma vantagem que também não é desprezível é a grande diferença de cargas para a fundação na solução de madeira, comparativamente à solução convencional. As cargas na fundação da casa de madeira são da ordem de 150 quilos por metro quadrado, contra 400 quilos por metro quadrado na solução convencional. Sabe- se muito bem que a característica dos terrenos destinados à construções populares no Brasil são, via de regra, terrenos com características menos favoráveis em termos de solução de fundação, razão pela qual, uma substancial redução de cargas ajuda grandemente. Tais terrenos são geralmente menos favoráveis porque os melhores terrenos são sempre escolhidos para empreendimentos destinados a faixas da população com poder aquisit ivo mais elevado. A solução de fundação que se pretende padronizar é o radier, ou seja uma laje de pequena espessura, que além de promover baixas tensões de contato com o terreno, favorecendo a fundação, também traz para a obra uma limpeza muito favorável para as etapas seguintes da mesma. A ausência de terra entre os baldrames ou sapatas corridas, que se constituem na solução convencional, faz com que a execução das paredes, que se constituem também na estrutura principal da casa, possa ser executada com grande facil idade. 29 Outra grande vantagem que aparece no processo construtivo de madeira é a própria confecção das paredes, que são pré-montadas através dos painéis constituídos dos montantes e peças da base e do topo, conforme se observa na Figura 4. FIGURA 4- TÉCNICA DE CONFECÇÃO DE PAREDES EM PAINÉIS A montagem é feita com a f ixação na base e amarração lateral entre painéis paralelos e transversais. A fase seguinte é a f ixação dos painéis externos aos montantes. O fechamento interno só é feito após as instalações elétrica e hidráulica terem sido executadas. Não há necessidade de quebrar a parede executada, como na solução convencional, bastando instalar os dutos hidráulicos, passantes pelos montantes, e a f iação elétrica, que não requer os eletrodutos. A construção de madeira não necessita do tempo de cura para as partes de concreto, de alvenaria, e dos respectivos revestimentos, tais como emboço, reboco e calf ino, para só depois aplicar a pintura. Todo este tempo ganho reverte como uma aceleração sensível no processo construtivo. As sobras de material no processo em madeira são muito pequenas (provindas de furos nos montantes e no gesso, que se 30 constitui no acabamento interno das paredes), e é facilmente removível, o que não acontece com as sobras de concreto, emboço, reboco e calf ino do processo convencional. O recorte das chapas e da madeira maciça pode ser feito em fábrica e os restos, reaproveitados. É signif icativo o fato de que as amarrações entre painéis e instalação das placas externas se faz por pregação com ferramentas, e não manualmente, acelerando o processo. Enumerando as vantagens do processo construtivo em madeira, salientamos o impacto ecológico favorável da solução, em relação à construção com concreto e alvenaria, já que a madeira a ser usada é o PINUS OU EUCALIPTO, ref lorestáveis e já disseminados em nosso estado. O processo convencional usa o cimento, a brita e o aço para confecção do concreto, materiais que causam enorme impacto ambiental negativo, com dispêndio muito grande de energia. No caso dos ti jolos não é menos importante o impacto ecológico negativo. As plantações de PINUS e EUCALIPTO para reposição f lorestal são uma disciplina que dispõe de vasta tecnologia e experiência por parte da comunidadef lorestal no Paraná, o que não representa entrave, mas pelo contrário, constitui-se em fator de desenvolvimento de aptidões nesta matéria. Existe uma aspiração antiga, no interior das instituições que estão afetas à construção de moradias populares no Paraná, tal como a Companhia de Habitação do Paraná – COHAB, de encontrar uma solução em madeira para elas. Até agora, não se configurou nos estudos desenvolvidos uma solução que tivesse os requisitos pretendidos para tais moradias, principalmente a durabil idade. A durabil idade é fator preponderante para um imóvel que será f inanciado em períodos de até vinte e cinco anos. A solução que este estudo oferece é com o uso de madeira autoclavada, tratada adequadamente, no sentido de garantir a durabil idade desejada, tal como se faz na América do Norte e Europa, nos países que usam esta solução como padrão para as moradias. O processo de tratamento e secagem da madeira é um processo que pode ser inclusive certif icado, para dar margem a aceitação do produto f inal por parte de instituições como a 31 própria Caixa Econômica Federal, que é o orgão repassador de recursos para a maioria dos empreendimentos que envolvem programas de habitações populares. Os painéis estruturais de fechamento externo, que podem ser os painéis OSB (Oriented Strand Board) ou chapas de madeira compensada, podem ter a sua certif icação de qualidade quanto ao processo industrial, o que facil itaria grandemente a aceitação por parte da Caixa Econômica Federal. Todos os demais produtos a serem usados têm a mesma configuração que os produtos da solução convencional, o que não pode representar novos obstáculos. Mais importante ainda, é o fato de que alguns dos materiais que são usados na solução convencional, tais como a madeira da estrutura de cobertura, ou a madeira das esquadrias, não são madeiras tratadas, portanto não certif icadas, mas são aceitas não só pela Caixa Econômica Federal como também pelos órgãos of iciais, tais como a COHAB. Êste fato, da maior importância, não deve ser explorado como falha de procedimento, é muito mais uma contribuição ao aprimoramento de uma metodologia que se reveste da maior nobreza no contexto polít ico das ações governamentais. Outra vantagem que não deve ser menosprezada é o fato de que a solução em madeira oferece à grande maioria dos usuários, a facil idade de promover pequenos consertos, e até mesmo ampliações, por ser um processo que é “aprendido” pela simples observação. Havendo uma realização maciça de construções do tipo “Frame”, certamente haverá um comércio paralelo de produtos inerentes ao processo, que se agregará ao cotidiano dos usuários, tal como acontece nos bairros de periferia, onde pequenas lojas de comércio de material de construção sempre estão presentes em grande quantidade, o que facil itará os procedimentos que acabamos de apontar. Além disto, os materiais básicos requeridos, que são de madeira, são de pequeno peso, comparados aos materiais da construção convencional, que exige muitas vezes até transporte específ ico. 32 Como grande vantagem ainda, pode-se apontar a possibil idade de se fazerem melhorias signif icativas no desempenho da construção em termos de isolamento térmico, fato que não se verif ica na mesma amplitude na construção convencional. Havendo em certas regiões gradientes de temperaturas que escapam para cima ou para baixo das médias previstas, é possível a introdução de materiais isolantes, por aplicação através de pequenas aberturas, no vazio gerado entre os fechamentos externo e interno das paredes. Isto pode ser feito até mesmo tempos depois da construção da casa, na busca por melhorias da edif icação. Esta possibil idade é praticamente inexistente na solução convencional, a não ser na região da cobertura, onde isolantes térmicos podem ser aplicados sob as telhas, sobre o forro. É possível melhoria das condições de um dos cômodos apenas, com a aplicação respectiva do isolante. No quadro da Saúde Pública, é um fator de grande exigência de recursos o tratamento de tais doenças, nas camadas de baixa renda. É possível até mesmo estabelecer parâmetros f inanceiros que relacionem o custo de tais melhorias na habitação, com os custos de tratamento de moradores de casas populares. 2.7. Uso de Painéis de Madeira Reconstituída para Edi- ficações. O uso de painéis de madeira nas construções é uma util ização largamente verif icada nos dias atuais. No Brasil, o começo do uso deu- se através da implantação de indústrias de chapas de madeira compensada, produto que se disseminou no mercado, dadas as suas características de praticidade e agil ização da Construção Civil. É um produto que depende de toras com diâmetro suf icientemente grande para possibil itar a retirada das lâminas, através do processo de desdobro em tornos laminadores. Não é de se desprezar, no entanto, o fato de que existem pelo menos trezentas indústrias no país, produzindo chapas com um grau de qualidade compatível com as necessidades que são bastante variadas : desde chapas para uso como 33 formas de concreto até compensados navais. Sendo assim, a indústria da Construção Civil está impregnada pela solução vigente, e nota-se uma certa relutância em substituir o produto por outro mais contemporâneo. Trata-se de algo muito semelhante com o que acontece com as habitações de madeira em relação às de alvenaria de ti jolos. Mesmo que novas soluções revelem-se mais ef icazes, o mercado reluta em adotá-las. A solução que é o objeto deste estudo, comporta perfeitamente o uso de chapas de madeira compensada no fechamento externo das paredes. Aliás, esta foi a solução que se adotou até recentemente, nos países que usam o sistema “LIGHT WOOD FRAME”, sem que as chapas apresentassem qualquer problema de desempenho que não pudesse ser adequadamente resolvido. Há uma variedade bastante grande de espécies de madeira que são util izadas na fabricação de chapas de madeira compensada: desde as Dicotiledôneas até Coníferas, que possuem vastas áreas de plantio no Brasil. Também é indispensável que se qualif ique o tipo de cola empregado : colas naturais e sintéticas, com especif icações variadas, dependendo do uso a ser dado às chapas, devem ser escolhidas em concomitância ao tipo de madeira. A estabil idade das colas é fator determinante da qualidade do produto f inal : é a propriedade que a colas possuem de não sofrerem perda de capacidade quando da presença de umidade. Um exemplo bastante signif icativo destas questões é o compensado naval, fabricado com madeira resistente e cola estável e resistente, suf iciente para que a chapa possa até ser usada submersa, sem perda de suas características estruturais. Já as placas OSB (Oriented Strand Board), são painéis que surgiram para ocupar espaços que as chapas de madeira compensada não conseguiram, especialmente na questão matéria-prima : a produção de OSB usa partículas de madeira de pequenas dimensões, sem a necessidade de se contar com diâmetros suf icientemente grandes para atender ao processo de corte de lâminas. Este tipo de painel começou a ser uti l izado no Brasil somente a partir de 1990, através da importação da Argentina e Chile principalmente, vizinhos 34 próximos do Brasil. A partir do f inal de 2001 tivemos o início da produção no Brasil de tais chapas, e imediatamente foi possível observar uma crescente adesão do mercado ao novo produto, dadas as suas aptidões quanto ao desempenho, se comparado com a chapa de madeira compensada. Os painéis OSB revelam-se gradualmente, à medida que aumenta a escala de produção, cada vez mais convenientes economicamente. Os atributos de desempenho a que nos referimos são a sua estabil idade dimensional (não há variações signif icativas nas suas dimensões), capacidadeestrutural (resistências mecânicas), resistência ao fogo, resistência aos ataques de fungos e insetos, isolamento térmico e acústico. Mantém-se em comum com os demais t ipos de chapas a facil idade em trabalhar, desdobrar e demais operações. Por sua vez, as placas cimentícias, que são compostas por uma mistura de cimento especial e partículas de madeira, apresentam características superiores às demais, quanto ao seu desempenho. São uma ótima solução para a casa de madeira, nas áreas molhadas, onde o desempenho frente à umidade é superior aos demais t ipos de painéis. O seu custo, no entanto, é bastante elevado, por ser um produto importado, que ainda não é fabricado no país. Outros tipos de painéis de madeira existem, são também fabricados no Brasil, mas como é o caso das chapas de aglomerado, dadas as suas más características estruturais e de estabil idade, acabam não tendo aplicação na Construção Civil. Os painéis de madeira mencionados anteriormente têm sua util ização configurada na casa de madeira não só como fechamento externo de paredes (função estrutural de amarração dos “frames”), como também na composição de lajes de piso, apoiadas em vigas, quando se tratarem de construções de dois pavimentos ou mais. Este estudo está focado na casa de madeira popular, em que a solução na maioria das vezes corresponde a casa térrea, mas isto pode eventualmente não acontecer, notadamente nos casos em que as áreas 35 de terrenos destinadas à implantação das mesmas têm dimensões reduzidas. Outro elemento que deve ser considerado na solução de lajes de piso é a uti l ização de perf is “I”, compostos de madeira. Já existe no mercado Brasileiro este produto, que acabará trazendo praticidade ao sistema construtivo em madeira, já que os perf is são completos, compostos por laminas de madeira coladas longitudinalmente, com as f ibras no mesmo sentido. 36 3. Materiais e Métodos 3.1. O Projeto de Casa Popular de Madeira. Será apresentado a seguir a def inição do projeto para casas populares, destinadas a população de baixa renda, incorporando os conhecimentos que já estão consagrados no Estado do Paraná, tais como organização dos espaços internos e aspecto externo (arquitetura). Será adotado como referência o sistema praticado principalmente nos Estados Unidos, onde a técnica vem se desenvolvendo há mais de cem anos, conhecido como “LIGHT WOOD FRAME”. São conhecidos muitos estudos que já se f izeram no sentido de aproveitar a grande vocação que nosso país tem para a uti l ização da madeira na Construção Civil, sem que tenha havido uma repercussão adequada. Consideramos que não houve até aqui a caracterização nos estudos realizados, de um enfoque marcadamente sob o ponto de vista da Engenharia Civil, fato pelo qual escolhemos este tema, retomando um assunto que muitas vezes é considerado nos meios of iciais, nos diversos organismos habitacionais of iciais, como assunto recorrente, sem perspectiva de viabil ização econômica. Foram exceções estudos como o realizado no Instituto de Pesquisas Tecnológicas – IPT, do Estado de São Paulo, para a cidade de Campos do Jordão, LIMA,1988. O estudo foi feito para suprir a demanda por habitações de interesse popular, naquela cidade, devido à grande demanda existente. Resultou o estudo em um grande projeto de implantação efetiva de unidades habitacionais construídas com madeira de PINUS autoclavada e tratada. O processo construtivo adotado foi o chamado sistema de vedação, com painéis estruturando as paredes, e revestidos externa e internamente por tábuas. Uma peculiaridade do projeto é a acentuada irregularidade nos níveis topográf icos dos terrenos de implantação, o que gerou uma arquitetura com vários níveis diferentes no piso interno das casas. Acompanhando a arquitetura, a estruturação da construção também requereu solução em níveis 37 variados. Esta referência é importante para se salientar que mesmo em implantações com dif iculdades de ordem topográf ica, o processo construtivo em foco provê soluções adequadas. Este projeto, pelo seu pioneirismo, é referência importante nos estudos que se façam da solução de casa de madeira, porque mostrou, através da construção em grande escala, a sua viabil idade técnica e econômica. O que se observa dos estudos que já foram feitos da casa de madeira, é a decisão de determinadas administrações atenderem às expectativas que cada vez mais estão se criando na consciência ecológica das pessoas : como usar a madeira na Construção Civil, para o atendimento da questão da moradia de interesse social. Mas o que tem efetivamente impedido a implantação de programas habitacionais com esta solução é a falta de uma comprovação nos dias atuais, da viabil idade técnico-econômica, e não apenas ecológica da construção de madeira. É notável que na grande maioria dos estudos já realizados, a participação principal é de Arquitetos ou Engenheiros Florestais, que demonstraram a viabil idade técnica, mas com falta de conclusão econômica, que possivelmente o engenheiro Civil pode trazer. Repita- se que em absoluto não se trata de diminuir o mérito de trabalhos anteriores com as características apontadas. Tais trabalhos efetivamente são a base de nosso estudo, partindo das conclusões a que já se chegou, e implementando uma solução que atenda não só os requisitos de Arquitetura, mas também oferecendo a solução de Engenharia, estrutural e construtiva, com um custo que possa se equiparar ao da construção praticada como convencional atualmente no Brasil. Este trabalho mostra a viabil idade técnica e econômica que por diversas razões, anteriormente não foi possível encontrar. A conclusão é que dispomos hoje de processos construtivos e principalmente produtos que possibil itam a casa de madeira viável economicamente. Será descrita, a partir deste ponto, a configuração relativa a uma casa popular de madeira, tomando por base uma solução que já existe na COHAPAR, Companhia de Habitação do Paraná, e já está 38 consagrada como solução arquitetônica adequada, sob a especif icação de CF-40 . Trata-se de uma casa com dois dormitórios, banheiro, sala/cozinha e uma varanda frontal, totalizando quarenta metros quadrados aproximadamente. Tomaremos como referência esta configuração, dentre outras existentes na COHAPAR, por julgá-la representativa de casa para uma família de baixa renda. A conclusão obtida, é passível de ser extrapolada para outras configurações. Pretende-se um estudo e principalmente uma conclusão que tenha um caráter regional (o Estado do Paraná, na versão da COHAPAR), e que possa ser extrapolado para outras regiões do país. Sem dúvida, esta abrangência para outras regiões do país não se faz sem alteração nas configurações : regiões muito frias ou muito quentes deverão contemplar nas suas soluções providências que atenuem ou contornem as dif iculdades decorrentes. Mas esta adequação, de qualquer modo, é uma adequação que sempre terá que ser feita nas respectivas regiões do país. Mostra-se a seguir, na f igura 5, a planta da casa padrão CF-40 da COHAPAR, composta por dois dormitórios, banheiro, cozinha e salas conjugadas, além de uma pequena varanda frontal. A escolha deste modelo foi feita pela grande abrangência que o projeto arquitetônico pode proporcionar a famílias de baixa renda ou carentes, não esquecendo que muitas vezes tais famílias podem conter um número razoavelmente maior de componentes que esta solução propicia. A discussão do tamanho das famílias, a conveniência de uma casa com apenas dois quartos, e outras questões sociológicas não são o foco da argumentação desenvolvida. É importante ressaltar que os próprios programashabitacionais of iciais não contam apenas com a solução de dois quartos nas casas populares. O que é mais importante discutir e chegar a uma conclusão, é o fato de que deseja-se encontrar a resposta para a pergunta : “É possível construir casas de madeira de interesse social a custos inferiores aos da solução com alvenaria de tijolos?” 39 A resposta a esta pergunta não se esgota na af irmativa que obteremos ao f inal deste trabalho, é importante cercar a mesma de outras informações : “É possível construir a casa de madeira popular de madeira, com características técnicas equivalentes de habitabilidade à solução de tijolos ?” Para que se consiga determinar com precisão a resposta pretendida, passa-se a detalhar alguns dos aspectos que caracterizam a solução escolhida como referência para este trabalho. Não se trata em absoluto de uma casa com luxo e conforto. O que se estabelece como parâmetros fundamentais é a existência de uma organização razoável de espaços, dentro de uma limitação de área necessária para atingir um baixo custo por unidade, no sentido de que se consiga implantar o maior número possível de unidades para disponibil izar à população-alvo. O que se observa na planta geral da casa, na f igura 5, é a existência de disposit ivos mínimos de util i tários : tanque externo de lavar roupa, chuveiro no banheiro, pia na cozinha e alguns poucos pontos elétricos distribuídos na mesma. A existência da varanda é um aspecto que valoriza muito a habitabil idade e a auto-estima dos ocupantes, fatores que incrementam a cidadania dos mesmos. O objeto de discussão é uma solução que muitas vezes servirá para retirar famílias de habitações muitíssimo precárias sob qualquer ponto de vista, tais como “barracos” de favela ou até mesmo abrigos sob pontes e viadutos. É neste sentido que relevamos o fator cidadania, que a obtenção de uma moradia tão simples deve trazer aos seus ocupantes. 40 FIGURA 5- PLANTA GERAL DA CASA CF-40 DA COHAPAR Pode-se observar no orçamento comparativo, na tabela 2 , localizada no ítem 4.2, pg. 58, muitas das especif icações que cercam tal construção. Na construção desta planta com madeira, no caso deste estudo, a madeira de PINUS, com oferta razoável no Estado do Paraná, serão adotadas especif icações semelhantes, como se pode observar inclusive pela igualdade de preços de um número muito grande de materiais. As diferenças mais importantes estão localizadas nas paredes da casa, que ao invés de serem construídas com ti jolos e cintas de concreto, o são com painéis de caibros de PINUS e chapas de revestimento externas e internas respectivamente de madeira e de gesso acartonado. 41 3.1.1. FUNDAÇÃO DA CASA DE MADEIRA A fundação destas casas de madeira vêm atender um requisito que se julga da maior importância na execução de conjuntos residenciais com número grande de unidades, ou seja, uma execução padronizada. A solução é de um radier, que é uma laje única apoiada diretamente sobre o terreno, com a geometria que se observa na f igura 6 : FIGURA 6- ASPECTO DO “RADIER” DE FUNDAÇÃO No contorno da laje de fundação, executa-se uma viga com trinta centímetros de altura, para criar o desnível do interior da casa para o exterior, evitando-se a percolação de água. Já a laje interna é executada com dez centímetros de altura, apoiada diretamente sobre o terreno, tal como a viga de contorno, com o substrato devidamente preparado e compactado. A tubulação de esgoto f ica sob tal laje de concreto, tal como na solução atualmente praticada nos empreendimentos da COHAPAR, que f ica sob o contra-piso. Esta fundação única elimina toda a presença de sujeira na obra, para as fases subseqüentes. É um fator de grande praticidade e agil ização do processo construtivo. A solução convencional, orçada em setembro de 2003, na planilha contida na tabela 2 , no item 4.2, pg. 58 deste trabalho, contempla a execução de baldrames sobre estacas, em uma das alternativas, e 42 sapatas corridas sob todas as paredes estruturais. Percebe-se claramente na referida planilha uma diferença importante de custo a menor para a solução convencional, em torno de quatrocentos e cinqüenta reais, desfavorável à solução de madeira. Esta diferença será recuperada com folga ao serem montados os orçamentos com BDI (Benefícios e Despesas Indiretas), razão pela qual foi mantida a solução no orçamento. O ganho com supervisão, medições, tempo de execução compensará o acréscimo de custo correspondente. Outra questão de grande importância é a das cargas a serem transmitidas às fundações por um sistema e outro. No caso da construção convencional, as cargas totais, que são da ordem de quatrocentos quilogramas-força para cada metro quadrado (~400 kgf/m2), reduzem-se para cento e cinqüenta quilogramas-força para cada metro quadrado (~150 kgf/m2), o que representa uma diferença considerável, especialmente se for levado em conta que no caso da casa de madeira, estas cargas são distribuídas uniformemente por toda a área da casa, enquanto que na solução convencional, as cargas serão concentradas apenas nas faixas correspondentes às paredes. Pode acontecer que alguns terrenos necessitem de sapatas corridas mais robustas, com área de contato com o solo maiores que as constantes do projeto-padrão, para que as tensões sejam reduzidas. No caso de se uti l izarem estacas, poderão ser encontradas dif iculdades quanto à presença de umidade excessiva no terreno, o que pode até impossibil itar a solução. O radier vai estabelecer uma taxa de contato com o terreno da ordem de cinqüenta gramas-força para cada centímetro quadrado, o que signif ica em termos práticos que a grande maioria dos terrenos de implantação das casas pode oferecer tal capacidade sem a menor dif iculdade. Este aspecto generaliza a solução não só no âmbito regional como também nos demais Estados Brasileiros, o que pode efetivamente dar margem a uma repercussão maior deste trabalho. 43 Esta generalização dá margem inclusive a uma sistematização de execução de fundações, através do uso de réguas metálicas e níveis, o que não se consegue nas soluções com sapatas corridas ou estacas. Todos estes ganhos têm que ser incorporados no orçamento completo das obras, o que só não foi feito porque este trabalho tem a conotação de não estabelecer quantidades de casas e também não especif ica localização. 3.1.2. PISO DA CASA DE MADEIRA A questão relativa aos pisos nas duas soluções enfocadas traz uma grande vantagem para a casa de madeira : a solução convencional estabeleceu custo para terreno apiloado no interior de toda a casa seguida de execução de contra-piso, enquanto que na casa de madeira, a laje do radier (f igura 6), com previsão de lona preta sob a mesma estabelece uma fronteira absolutamente superior na questão relativa à salubridade ambiental. Já se grifou anteriormente neste trabalho o compromisso que a solução que estudamos não se limita a definir parâmetros exclusivamente de custos para as casas populares, mas também buscar a melhoria de outras condições, até mesmo de saúde, no sentido de se atingir patamares de cidadania mais elevados, que não deixa de ser o objetivo primordial de qualquer programa habitacional. Foi mencionada inclusive a expectativa de diminuição de gastos na área de saúde pública, com o aprimoramento das condições de moradia das populações carentes. Fica neste ponto um alerta para que outros estudiosos, das áreas sociais, cuidem de estabelecer parâmetros numéricos para os benefícios apontados. 3.1.3. ESTRUTURA DA CASA DE MADEIRA A estrutura da casa de madeira do tipo “LIGHT WOOD FRAME” é composta por montantes verticais de madeira, com seção de 5 X 10 centímetros,
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