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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS CAMPUS APARECIDA DE GOIÂNIA DEPARTAMENTO DE ÁREAS ACADÊMICAS CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL SUSTENTABILIDADE NA FABRICAÇÃO DO TIJOLO SOLO-CIMENTO: ESTUDO COMPARATIVO COM BLOCOS CONVENCIONAIS CRISTINE RIBEIRO CORDEIRO VANESSA CAIRES MACHADO APARECIDA DE GOIÂNIA 2017 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS CAMPUS APARECIDA DE GOIÂNIA DEPARTAMENTO DE ÁREAS ACADÊMICAS CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL CRISTINE RIBEIRO CORDEIRO VANESSA CAIRES MACHADO SUSTENTABILIDADE NA FABRICAÇÃO DO TIJOLO SOLO-CIMENTO: ESTUDO COMPARATIVO COM BLOCOS CONVENCIONAIS Trabalho de Conclusão de Curso de graduação apresentado ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás - Campus Aparecida de Goiânia como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil e desenvolvido na linha de pesquisa Materiais e Tecnologias sob orientação da Profa. Ma. Francielle Coelho dos Santos e coorientação da Profa. Esp. Lorrayne Correia Sousa. APARECIDA DE GOIÂNIA 2017 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) C794 Cordeiro, Cristine Ribeiro Sustentabilidade na fabricação do tijolo solo-cimento: estudo comparativo com blocos convencionais / Cristine Ribeiro Cordeiro; Vanessa Caires Machado. – Aparecida de Goiânia, 2017. 72 f..: il. Orientador: Profa. Me. Francielle Coelho dos Santos. Trabalho de conclusão de curso (graduação) – Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Goiás: Campus Aparecida de Goiânia, Bacharelado em Engenharia Civil, 2017. 1. Tijolo solo-cimento. 2. Sustentabilidade. 3. Bloco cerâmico. 4. Bloco concreto. I. Machado, Vanessa Caires. II. Título. CDD 691 Catalogação na publicação: Thalita Franco dos Santos Dutra – CRB 1/2186 RESUMO CORDEIRO, C. R.; MACHADO, V. C. Sustentabilidade na fabricação do tijolo solo- cimento: estudo comparativo com blocos convencionais. 2017, 75f. Trabalho de Conclusão de Curso (graduação em Engenharia Civil) – Departamento de Engenharia Civil, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás, Câmpus Aparecida de Goiânia, 2017. O tijolo de solo-cimento, também conhecido como ecológico, surgiu como um elemento que busca atender ao desenvolvimento sustentável da Engenharia Civil. O estudo deste material é um caminho para promover uma visão ecológica, social e econômica, fundamental para este setor. O presente trabalho tem como objetivo principal analisar a sustentabilidade no processo de fabricação do tijolo de solo-cimento em comparação aos blocos convencionais. A pesquisa é de enfoque metodológico qualitativo, realizada através de um estudo de caso, no qual foram determinadas as fábricas para diagnóstico do processo de fabricação dos materiais estudados. A fábrica de tijolo de solo-cimento apresentou diferenciais significativos relacionados à preocupação ecológica, no que diz respeito ao reaproveitamento de resíduos de outros setores ligados à construção civil (construtoras e empresas extratoras de areia) como matérias-primas principais. No entanto, seu processo produtivo apresentou questões que inviabilizavam a sustentabilidade, como locais improvisados de armazenamento das matérias-primas, gerando desperdícios, além do destino inadequado de parte dos sacos de cimento utilizados, levando à degradação ambiental por meio da queima desses materiais. Verificou-se que as fábricas dos blocos convencionais possuem características de sustentabilidade não encontradas na fábrica do tijolo de solo-cimento, obtendo maior viabilidade neste quesito. Pontos de melhoria quanto à organização e limpeza na linha de produção do tijolo de solo-cimento poderão ser executados para que sua fabricação seja, de fato, mais viável do que dos blocos convencionais, contribuindo para um futuro mais sustentável à construção civil. Palavras-chave: Tijolo solo-cimento. Sustentabilidade. Bloco Cerâmico. Bloco de Concreto. ABSTRACT CORDEIRO, C. R.; MACHADO, V. C. Sustainability in the soil-cement brick manufacturing process: comparative study with conventional blocks. 2017, 75l. Undergraduate thesis (Degree in Civil Engineering) – Civil Engineering Department, Federal Institute of Education, Science and Technology of Goias, Campus Aparecida de Goiania, 2017. The soil-cement brick, also known as ecological, appears as an element that concerns to meet the sustainable development of Civil Engineering. The study of this material is a way to promote an ecological, social and economic view, essencial for this sector. This study has as main purpose analyze the sustainability in the soil-cement brick manufacturing process in comparison to conventional blocks. The research is a qualitative methodological approach, carried out through a case study, in which the factories were determined to diagnose the manufacturing process of the studied materials. The soil-cement brick factory has resulted in significant differentials related to the ecological concerning to the reuse of waste from other construction-related sectors (builders and sand extractors) as the main raw materials. However, their production process presented issues that made sustainability unfeasible, such as improvised storage sites for raw materials, generating waste, besides the inadequate destination of part of the cement bags used, leading to environmental degradation by burning these materials. It was verified that the conventional blocks factories had sustainability characteristics not found in the cement-brick factory, obtaining greater viability about that. Improvement points regarding the organization and cleaning in the soil-cement brick production line can be performed so that its manufacturing becomes, in fact, more viable than the conventional blocks, contributing for a more sustainable future to the civil construction. Keywords: Soil-cement brick. Sustainability. Ceramic Block. Concrete block. LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 - Fluxograma do Plano de Pesquisa. ....................................................................... 14 Figura 2.1 - Esquema dos horizontes de formação do solo.. .................................................... 20 Figura 2.2 - Prensa automática para produção de tijolo de solo-cimento................................. 24 Figura 2.3 - Esteira transportadora.. ......................................................................................... 25 Figura 2.4 – Multiprocessador. ................................................................................................. 25 Figura 2.5 - Tijolo maciço de solo-cimento (dir.) e tijolo vazado de solo-cimento (esq.).. ..... 26 Figura 2.6 - Bloco cerâmico de vedação com furos na horizontal (direita) e bloco cerâmico de vedação com furos na vertical (esquerda). ............................................................................... 28 Figura 2.7 - Camadas de argila.. ............................................................................................... 28 Figura 2.8 - Processamento da argila. ...................................................................................... 30 Figura 2.9 - Laminador da argila.. ............................................................................................ 31 Figura 2.10- Massa de argila saindo da máquina extrusora. ................................................... 31 Figura 2.11 - Palete com blocos cerâmicos. ............................................................................. 32 Figura 2.12 - Bloco vazado de concreto simples.. .................................................................... 33 Figura 2.13 - Recebimento do cimento. ................................................................................... 35 Figura 2.14 - Vibro prensa pneumática. ................................................................................... 36 Figura 2.15 - Cura dos blocos.. ................................................................................................. 36 Figura 2.16 - Paletização dos blocos. ....................................................................................... 37 Figura 3.1 - Selo de Qualidade e Excelência. ........................................................................... 40 Figura 4.1 – Armazenamento dos tijolos na calçada da fábrica. .............................................. 42 Figura 4.2 - Chegada do solo na Fábrica A. ............................................................................. 43 Figura 4.3 - Depósito de materiais. .......................................................................................... 43 Figura 4.4 - Caçamba carregada com solo. .............................................................................. 44 Figura 4.5 - Misturador. ............................................................................................................ 44 Figura 4.6 - Solo-cimento sendo despejado na prensa. ............................................................ 45 Figura 4.7 - Tijolo de solo-cimento saindo da prensa. ............................................................. 45 Figura 4.8 - Tijolos quebrados após saírem da prensa. ............................................................ 46 Figura 4.9 - Paletes com tijolos de solo-cimento.. ................................................................... 46 Figura 4.10 – Armazenamento da matéria-prima na nova Fábrica A. ..................................... 47 Figura 4.11 – Cura dos tijolos de solo-cimento produzidos com saibro, sob tenda de lona. ... 47 Figura 4.12 – Destorroador do solo. ......................................................................................... 48 Figura 4.13 - Argila Laminada. ................................................................................................ 49 Figura 4.14 - Fôrmas de blocos cerâmicos. .............................................................................. 49 Figura 4.15 - Moldagem e corte dos blocos. ............................................................................ 50 Figura 4.16 - Blocos sendo cortados (esteira) e blocos defeituosos retirados para nova moldagem. ................................................................................................................................ 50 Figura 4.17 - Blocos sendo conduzidos por esteira (esquerda) e robô (centro) até prateleiras (fundo à direita) para secagem. ................................................................................................ 51 Figura 4.18 - Robô retirando os blocos do local de secagem para introdução nos fornos. ...... 51 Figura 4.19 - a) Blocos cerâmicos crus entrando no Forno Contínuo. b) - Blocos cerâmicos prontos, na saída do Forno Contínuo. ....................................................................................... 52 Figura 4.20 - Blocos cerâmicos paletizados. ............................................................................ 52 Figura 4.21 - Baias de armazenamento dos agregados (brita e areia). ..................................... 53 Figura 4.22 - Silos alimentadores da linha de produção de blocos de concreto. ...................... 54 Figura 4.23 - Misturadores para produção de concreto. ........................................................... 54 Figura 4.24 - Vibro-prensa e moldagem dos blocos de concreto. ............................................ 55 Figura 4.25 - Blocos de concreto nas baias de cura.................................................................. 55 Figura 4.26 - Amostras de blocos de concreto e corpos de prova para testes. ......................... 56 LISTA DE QUADROS Quadro 2.1 - Classificação do tamanho das partículas ............................................................. 20 Quadro 2.2 - Tipos e dimensões nominais ............................................................................... 25 Quadro 2.3 - Tipos e dimensões dos tijolos de solo-cimento produzidos no Brasil.. .............. 26 Quadro 2.4 - Dimensões de fabricação de blocos cerâmicos de vedação.................................30 Quadro 2.5 - Dimensões nominais de blocos de concreto....................................................... 35 Quadro 3.1 - Identificação das etapas de produção. ................................................................. 41 Quadro 4.1 - Identificação das etapas de produção. ................................................................. 58 LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas AMMA Agência Municipal do Meio Ambiente CEPED Centro de Pesquisas e Desenvolvimento do Estado da Bahia CIB Conselho Internacional da Construção CP Cimento Portland DAIAG Distrito Agroindustrial de Aparecida de Goiânia FGV Fundação Getúlio Vargas ICQ Instituto de Certificação Qualidade IFG Instituto Federal de Goiás INMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial ITP Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo NBR Norma Brasileira PCA Portland Cement Association (Associação de Cimento Portland) QLT Qualidade de Lajes Pré-Fabricadas RCV Resíduos de Construção e Demolição SEBRAE Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO..........................................................................................................12 1.1 JUSTIFICATIVA E IMPORTÂNCIA DO TEMA ....................................... 12 1.2 OBJETIVOS ..................................................................................................... 13 1.2.1 Objetivo Geral .................................................................................................. 13 1.2.1.1 Objetivos Específicos ......................................................................................... 13 1.3 METODOLOGIA ADOTADA NA PESQUISA ............................................ 14 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO ..................................................................... 15 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................... 16 2.1 SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL .................................. 16 2.2 TIJOLO ECOLÓGICO DE SOLO-CIMENTO ........................................... 17 2.2.1 Fundamentos Históricos do solo-cimento ....................................................... 18 2.2.2 Composição do tijolo de solo-cimento ............................................................. 19 2.2.2.1 Características do solo para fabricação do tijolo de solo-cimento ..................... 19 2.2.2.2 Características do cimento para fabricação do solo-cimento ............................. 22 2.2.3 Processo de Fabricação do tijolo de solo-cimento modular .......................... 23 2.3 BLOCOS CONVENCIONAIS ........................................................................26 2.3.1 Bloco Cerâmico ................................................................................................. 27 2.3.1.1 Histórico e Composição ..................................................................................... 27 2.3.1.2 Fabricação ........................................................................................................... 30 2.3.2 Bloco de Concreto ............................................................................................. 32 2.3.2.1 Histórico e Composição ..................................................................................... 32 2.3.2.2 Fabricação ........................................................................................................... 35 3 METODOLOGIA ........................................................................................................ 38 3.1 CARACTERIZAÇÃO DA PESQUISA .......................................................... 38 3.2 CARACTERIZAÇÃO DAS FÁBRICAS VISITADAS ................................ 39 3.2.1 Fábrica A – Tijolos de solo-cimento ................................................................ 39 3.2.2 Fábrica B – Blocos Cerâmicos ......................................................................... 40 3.2.3 Fábrica C – Blocos de Concreto ...................................................................... 41 3.3 DIAGNÓSTICO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO ............................... 41 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES .............................................................................. 42 4.1 FÁBRICA A - TIJOLO ECOLÓGICO ......................................................... 42 4.2 FÁBRICA B - BLOCO CERÂMICO ............................................................. 48 4.3 FÁBRICA C - BLOCO DE CONCRETO ...................................................... 53 4.4 ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE OS MATERIAIS ............................. 56 5 CONCLUSÕES ............................................................................................................ 59 5.1 DIRETRIZES PARA MELHORIA NA PRODUÇÃO DO TIJOLO DE SOLO-CIMENTO .............................................................................................................. 60 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 62 APÊNDICE A ......................................................................................................................... 67 APÊNDICE B .......................................................................................................................... 68 12 1 INTRODUÇÃO 1.1 JUSTIFICATIVA E IMPORTÂNCIA DO TEMA Segundo o Conselho Internacional da Construção (CIB, 2002), a construção civil é uma das atividades que mais gera impactos ambientais, consumindo recursos naturais desde o processo de fabricação dos materiais até a execução da obra e sua operação. Um levantamento realizado por Ângulo et al. (2004) detectou que o volume de entulhos de construção e demolição gerado é até duas vezes maior que o volume de lixo sólido urbano. Visando amenizar os impactos ambientais gerados pela construção civil, se torna necessária a busca por novas soluções construtivas que estabeleçam uma relação de sustentabilidade com o meio ambiente, sem afetar o consumo de mercado e os limites de mão de obra. Salvador Filho (2007) afirma que, no setor da construção civil brasileira, as técnicas “tradicionais” normalmente estão ligadas a uma imagem significativa de qualidade, durabilidade e economia. Assim, o desafio neste setor é fazer com que a inovação se defina e demonstre superioridade em relação à tradição. O autor argumenta ainda a importância em se estabelecer meios para que os consumidores, no caso os construtores, tenham a certeza de que existem estudos sérios e precisos como suporte para produtos inovadores. Muitas vezes, a falta de certificação leva ao desconhecimento e insegurança a respeito das vantagens de materiais e sistemas inovadores da construção civil. A norma técnica sobre desempenho de edificações habitacionais, ABNT NBR 15575-1:2013 – Edificações habitacionais - Desempenho, recomenda que a construção de empreendimentos ocorra mediante exploração e consumo racionalizado dos recursos naturais, buscando a menor degradação ambiental possível, com diminuição do consumo de água, de energia e de matérias- primas. O documento destaca ainda a importância de se privilegiar os materiais que causem menor impacto ambiental, desde as fases de exploração dos recursos naturais até sua utilização final. Dessa forma, o tijolo de solo-cimento, conhecido como um tipo de tijolo modular ou ecológico, surge como um elemento que busca atender à demanda de construção sustentável. Esse tijolo é produzido a partir da prensagem de solo, cimento e água, destacando-se por apresentar uma menor agressão ao meio ambiente na sua fabricação, quando comparado aos tipos de blocos mais utilizados – blocos de concreto e blocos cerâmicos. Grande (2003) afirma que os tijolos 13 de solo-cimento representam uma sintonia com as diretrizes do desenvolvimento sustentável, pois requerem baixo consumo de energia na extração da matéria prima, dispensam o processo de queima e reduzem a necessidade de transporte, uma vez que, quando possível, os tijolos podem ser produzidos com o solo do próprio local da obra. O déficit habitacional tem se mostrado um dos graves problemas sociais do Brasil, principalmente nas cidades grandes. Isso, devido ao crescimento desordenado das cidades, gerando habitações precárias em suas periferias, como: favelas, ocupações de terra, loteamentos irregulares e cortiços (COSTA, 2005). Além do déficit de moradias estimado em cerca de 5 milhões de domicílios, sendo que 90% se concentra na população de baixa renda, o Brasil deverá proporcionar habitações adequadas para mais de 20 milhões de famílias até 2024. Isso porque, segundo estudo da Fundação Getúlio Vargas (FGV) publicado em 2014, em 2024 o país terá cerca de 16,8 milhões de novos núcleos familiares, 10 milhões com renda entre um e três salários mínimos (ROCKMANN, 2015). Além de buscar minimizar os impactos ambientais, o uso do tijolo de solo-cimento pressupõe a redução de custos na construção civil, devido a abundância de sua matéria-prima. Assim, este material pode facilitar o acesso a habitações populares pelas camadas de baixa renda, contribuindo para o desenvolvimento econômico da população. Desse modo, o estudo de métodos como o uso do tijolo de solo-cimento é um caminho para encontrar maneiras de como promover uma visão ecológica, social e econômica, fundamental para o desenvolvimento sustentável no âmbito da Engenharia Civil. 1.2 OBJETIVOS 1.2.1 Objetivo Geral A presente pesquisa tem como objetivo principal analisar a sustentabilidade no processo de fabricação do tijolo de solo-cimento em comparação aos blocos convencionais. 1.2.1.1 Objetivos Específicos ● Analisar o processo de fabricação dos tijolos de solo-cimento; ● Identificar as vantagens/desvantagens do uso do tijolo de solo-cimento; 14 ● Comparar com o processo de fabricação dos blocos cerâmicos e blocos de concreto. ● Identificar pontos de melhoria, a fim de aumentar a popularidade do tijolo de solo- cimento. 1.3 METODOLOGIA ADOTADA NA PESQUISA O plano de pesquisa é apresentado na Figura 1.1 e envolveu inicialmente uma revisão bibliográfica, buscando embasamento teórico sobre o tema a partir de artigos, dissertações, teses acadêmicas, normas técnicas, entrevistas com profissionais e dados fornecidos pelas fábricas. Em seguida, foi realizada a seleçãodas fábricas a serem analisadas, respectivamente, de produção do tijolo de solo-cimento, bloco cerâmico e bloco de concreto, para visita e elaboração de planilhas para a coleta de dados, observando os processos produtivos e entrevistando os responsáveis pelas fábricas. De posse dos dados coletados, um estudo comparativo dos processos de fabricação deu seguimento à pesquisa, levando em consideração a sustentabilidade dos métodos avaliados. Após isto, foram propostas diretrizes com base na análise dos dados obtidos, buscando tornar os processos produtivos mais sustentáveis e determinando o método mais adequado ecologicamente e financeiramente na construção de edificações. Por último, foram feitas as conclusões a partir dos resultados alcançados através da pesquisa e do referencial teórico adotado. Figura 1.1 - Fluxograma do Plano de Pesquisa. Fonte: Autoria própria. 15 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO O trabalho está estruturado em 5 capítulos, que contemplam desde o problema inicial até os resultados e conclusões finais do estudo. Os assuntos abordados em cada capítulo estão brevemente descritos a seguir: O capítulo 1 abrange a introdução da pesquisa, contemplando a justificativa, objetivos e o Delineamento da mesma. Neste capítulo, é apresentado o cenário da construção civil no que se refere aos impactos ambientais causados pela geração de resíduos. Dessa forma, destaca-se a importância de privilegiar materiais que causem menor impacto ao meio ambiente. O capítulo 2 apresenta a Revisão Bibliográfica do trabalho, que abrange o conceito de sustentabilidade e as características dos materiais estudados, como histórico, composição e processo de fabricação dos mesmos. Já o capítulo 3, aborda a Metodologia adotada na pesquisa, descrevendo como serão coletados os dados nas fábricas e a forma como serão organizados em planilhas. No capítulo 4, são apresentados os Resultados e Discussões da pesquisa, analisando o processo de fabricação dos materiais, principalmente no que se refere a sustentabilidade das fabricas, organização, limpeza, etc. Por fim, o capítulo 5 contempla a Conclusão do trabalho, respondendo a questão principal do estudo, que gira entorno da viabilidade do processo de fabricação do tijolo de solo-cimento modular como método sustentável na construção civil. Ainda neste capítulo, são propostas melhorias para o processo produtivo das fábricas. 16 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL O conceito de sustentabilidade foi levantado pela primeira vez em 1972, durante a primeira Conferência Internacional das Nações Unidas sobre o Ambiente Humano (United Nations Conference on the Human Environment), em Estocolmo, quando as Nações Unidas se reuniram para debater questões globais com vistas à busca de soluções para os problemas de ordem ambiental. Tal conferência chamou a atenção para os sérios danos ao meio ambiente e riscos ao bem-estar e sobrevivência da humanidade, causados pela ação humana (CIB, 2002). Sustentabilidade é um termo usado para definir ações e atividades humanas que visam suprir as necessidades atuais dos seres humanos, sem comprometer o futuro das próximas gerações. Ou seja, a sustentabilidade está diretamente relacionada ao desenvolvimento econômico e material sem agredir o meio ambiente, usando os recursos naturais de forma inteligente para que eles se mantenham no futuro (FERMENTEC, 2017, p.2). Desse modo, para que uma empresa seja considerada sustentável ambientalmente e socialmente, ela deve adotar atitudes éticas e práticas que visem seu crescimento econômico – visto que sem isso ela não sobrevive – sem agredir o meio ambiente, e colaborando para o desenvolvimento da sociedade. De acordo com Barbieri (2007), a solução dos problemas ambientais exige uma nova atitude dos empresários e administradores, que devem passar a considerar o meio ambiente em suas decisões e adotar concepções administrativas e tecnológicas que contribuam para ampliar a capacidade de suporte do planeta. Até a década de 50, as empresas buscavam atingir seus lucros sem se importar com os danos que causariam ao meio ambiente. Esse pensamento vem mudando desde então, uma vez que as empresas passaram a ver a prática sustentável como um meio de agregar valor aos seus produtos, garantindo uma imagem positiva perante a sociedade e mantendo uma vantagem competitiva com relação aos seus concorrentes. Nesse contexto, a quantidade de resíduos gerados por construções, tornou-se um dos centros das discussões da sustentabilidade (YEMAL et al., 2011). Sendo assim, várias ideias de projetos industriais e empresariais que se baseiam em critérios sustentáveis começaram a se difundir, refletindo diretamente na qualidade de vida da 17 população, que antes tinha a saúde afetada pela poluição industrial. Isso porque, além de contaminar rios e lagos, reduzir a qualidade do solo e contribuir para o aquecimento global, a poluição gerada pelas indústrias polui o ar, podendo causar ao ser humano incontáveis doenças respiratórias, como bronquite, rinite alérgica, alergias e asma, levando milhares de pessoas aos hospitais todos os anos. Embora algumas empresas adotem práticas sustentáveis somente com o intuito de melhorar sua imagem, muitas realizam projetos sociais verídicos, com propósitos realistas para a sociedade. Para Corrêa (2009), a noção de construção sustentável deve estar presente em todo o ciclo de vida do empreendimento, desde sua concepção até sua requalificação, desconstrução ou demolição1. Para ser sustentável, o empreendimento deve atender a quatro requisitos básicos: adequação ambiental; viabilidade econômica; justiça social; e aceitação cultural. O tijolo de solo-cimento busca atender ao critério de adequação ambiental, visto que tem como princípio menor degradação do meio ambiente, quando comparado aos métodos convencionais. Busca viabilidade econômica, pressupondo redução de custos na construção civil devido a abundância de sua matéria-prima e a outros fatores, como redução de desperdícios de materiais durante sua produção e, até mesmo, execução da obra. Além disso, o tijolo de solo-cimento busca justiça social, ao contribuir para a redução do déficit habitacional, geração de renda, e para a disseminação dos conceitos de sustentabilidade e, consequentemente, para um futuro melhor para as próximas gerações. 2.2 TIJOLO DE SOLO-CIMENTO Segundo Silva (2015), o tijolo de solo-cimento, conhecido como tijolo ecológico, tem se destacado por possuir grandes vantagens ambientais, devido sua matéria-prima abundante e de baixo custo, além de não precisar ser queimado, proporcionando economia de energia em seu processo de fabricação. 1 “A desconstrução de um edifício é um processo que se caracteriza por seu desmantelamento cauteloso, de modo a possibilitar a recuperação de materiais e componentes da construção, promovendo a sua reutilização e reciclagem.” (COUTO. et al., 2006) “A fase de demolição de um produto diz respeito a inutilização deste, representado pelo fim de sua vida útil, que levará a um processo de desmonte” (RIOS, 2014). 18 2.2.1 Fundamentos históricos do solo-cimento Segundo Lima (2010), desde os primórdios da humanidade o solo tem sido utilizado em construções por ser um material abundante na natureza e de fácil aquisição, sendo o uso do solo melhorado um dos mais antigos métodos populares de construção. Já o solo-cimento teve seus primeiros relatos de utilização no ano de 1915 nos Estados Unidos, quando o engenheiro Bert Reno empregou uma mistura de conchas marinhas,Cimento Portland2 e areia de praia na pavimentação de uma rua. Entretanto, este material passou a ser estudado apenas em 1935, pela Portland Cement Association (PCA), que deu início a um intenso programa de pesquisa sobre o solo estabilizado com cimento destinado à construção de rodovias, e posteriormente, à construção de casas, de acordo com Abiko3 (1983 apud GRANDE, 2003, p.27). No Brasil, cidades históricas como Ouro Preto, Diamantina e Paraty têm em comum cerca de 400 anos de uso intensivo da taipa-de-pilão, do adobe, e da taipa-de-sopapo ou pau-a-pique, sendo que os métodos de construção utilizando solo foram intensamente empregados nos séculos XVII e XIX. A partir de meados do século XIX, o solo começou a ser visto como material de segunda categoria e passou a ser utilizado, quase que exclusivamente, nas áreas rurais (LIMA, 2010). De acordo com Battagin (2009), estudos relacionados à fabricação do cimento Portland tiveram início no país em 1888, com a instalação de uma fábrica na fazenda Santo Antônio, situada em Sorocaba-SP. Desde então, diversas tentativas de produção de cimento foram realizadas no Brasil, até que em 1924 a Companhia Brasileira de Cimento Portland implantou uma fábrica em Perus, Estado de São Paulo, cuja construção pode ser considerada como o marco da implantação da indústria brasileira de cimento. As primeiras toneladas foram produzidas e colocadas no mercado em 1926. Somente a partir da década de 1970 o solo-cimento passou a ser objeto de pesquisas no Brasil, sobretudo da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), do Centro de Pesquisas e Desenvolvimento do Estado da Bahia (CEPED) e do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do 2 Composto por clínquer e adições, o Cimento Portland é um pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob ação da água (ABCP, 2002). 3 ABIKO, A. K. (1983). Solo-cimento: tijolos, blocos e paredes monolíticas. In: Construção São Paulo n.1863. Pini – SP. 19 Estado de São Paulo (IPT), segundo Mercado4 (1990 apud GRANDE, 2003, p.27). Antes disso, tem-se poucos registros de sua utilização no País, como na cidade de Petrópolis (RJ) em 1948, com a construção de casas residenciais e em Manaus (AM) em 1953, com a construção de um hospital totalmente em paredes de solo-cimento. 2.2.2 Composição do tijolo de solo-cimento Segundo a ABNT NBR 12023:1992 - Solo-Cimento: ensaio de compactação, o solo-cimento é um produto endurecido, formado a partir da cura de uma mistura compactada de solo, cimento e água. Motta et al. (2014), classifica o tijolo de solo-cimento como um material composto por mistura de solo-cimento compactada e curada à sombra também conhecido como tijolo ecológico, isto porque sua matéria-prima principal é encontrada em abundância na natureza. Além disso, Pisani (2002) afirma que este é um produto que não consome energia para ser queimado - como na fabricação dos tijolos cerâmicos convencionais, e possui características isolantes que, proporcionam ambientes confortáveis térmica e acusticamente, gerando redução de gastos energéticos nas construções. De acordo com Souza (2010), com a finalidade de se obter propriedades específicas ao solo, têm-se os processos de estabilização, em que as características do sistema solo – água – ar podem ser modificadas, por meio de agentes estabilizadores como o cimento, a cal, aditivos químicos, ou ainda através das estabilizações granulométricas e mecânicas. 2.2.2.1 Características do solo para fabricação do tijolo de solo-cimento Grande (2003) afirma que conhecer o perfil dos solos e seus horizontes possibilita análises importantes quanto à utilização do solo-cimento. De acordo com Pinto (2006), o tamanho das partículas dos solos é uma característica fundamental para diferenciar seus tipos, sendo que determinações específicas são empregadas para as diversas faixas de tamanho de grãos. Os limites destas faixas estão apresentados no Quadro 2.1 e variam de acordo com o sistema de classificação adotado. 4 MERCADO, M.C. Solo-cimento: alguns aspectos referentes à sua produção e utilização em estudo de caso. Dissertação de Mestrado, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1990. 20 Em relação ao preparo do solo-cimento e a granulometria do solo utilizado, Grande (2003) expõe que: Pedregulhos e areias fornecem ao solo atrito interno. São grãos constituídos por minerais resistentes ao intemperismo, em geral, o quartzo (SiO2 cristalina) é o mais comum. É fato que solos arenosos necessitam de menores teores de cimento para sua estabilização, pois apresentam melhor comportamento mecânico. (GRANDE, 2003, p.9) Tipos5 Tamanho (mm) Pedregulho 60 a 2 Areia 2 a 0,06 Silte 0,06 a 0,002 Argila < 0,002 Quadro 2.1 - Classificação do tamanho das partículas. Fonte: ABNT NBR 6502:1995 - Rochas e solos. Em relação ao perfil geotécnico do solo, considera-se que a superfície da crosta terrestre apresenta três camadas distintas, chamadas horizontes (Figura 2.1), segundo Macêdo (2004). Figura 2.1 - Esquema dos horizontes de formação do solo. Fonte: Macêdo (2004). Segundo Azambuja6 (1979 apud GRANDE, 2003, p.6), solos provenientes do Horizonte A apresentam geralmente quantidade considerável de celulose, substância inerte quimicamente, e húmus, material que age como um ácido orgânico podendo reagir com a cal livre (CaO) liberada 5 De acordo com a ABNT NBR 6502:1995, pedregulho é um solo composto por minerais ou partículas de rochas de maior granulometria e que, quando arredondado, é chamado de cascalho ou seixo, e areia como um tipo de solo não coesivo e não plástico. Já o silte se caracteriza por ter baixa ou nenhuma plasticidade e baixa resistência quando seco, e a argila como um solo que apresenta partículas finas, de maior coesão e plasticidade. 6 AZAMBUJA, M. A. (1979). Geologia aplicada à solo-cimento. Publicações ABCP. São Paulo. 21 na hidratação do cimento, sendo assim não recomendável para produção de solo-cimento, pois pode reduzir a resistência do produto. O Horizonte A é uma camada superficial provida de atividade biológica e com presença de matéria orgânica. Macêdo (2004) descreve que o horizonte B caracteriza-se como uma zona de transição, onde normalmente são depositadas substâncias solúveis transportadas para esta camada conforme a permeabilidade e profundidade do solo. Segundo Grande (2003), solos que compõem o Horizonte B também geram dificuldades para serem usados em misturas de solo-cimento, tendo em vista a predominância de argilas, que dificultam a pulverização do solo e consequentemente a homogeneização do material produzido. Já o horizonte C é uma camada subjacente, na qual o solo não apresenta contaminação ou grande alteração de sua composição, conforme descreve Macêdo (2004). De acordo com Grande (2003), solos do horizonte C possuem configuração arenosa, sendo preferíveis no preparo do solo-cimento, o que não exclui a necessidade de realizar um estudo de dosagem antes da utilização. Lopes (2002) descreve que o tijolo de solo-cimento apresenta 85% de solo em sua composição, sendo que a maioria dos tipos de solo podem ser usados para produzir este material, apesar de que os tipos de solo que necessitam de baixos teores de cimento e execução em grande escala facilitada sejam os viáveis economicamente.Macêdo (2004) afirma que, em casos gerais, a estabilização com cimento pode ser aplicada a qualquer tipo de solo, desde que se verifique a relação custo-benefício, tendo em vista fatores como solos muito finos, em que pode haver necessidade de maior quantidade de aglomerante. Ainda segundo a autora, em algumas situações, a mistura do solo original com materiais arenosos ou granulares possibilitará a redução do teor de cimento e a melhoria das condições de manuseio e compactação da mistura, favorecendo sua utilização como solo-cimento. De acordo com a Associação Brasileira de Cimento Portland – ABCP (2000), de fato os solos arenosos necessitam, normalmente, de menores quantidades de cimento do que os argilosos e siltosos. Entretanto, a presença de argila na composição do solo é importante para garantir coesão à mistura de solo e cimento, quando umedecida e compactada, para desmoldagem e manuseio dos tijolos após passarem pela prensagem. Solos que contém matéria orgânica devem ser evitados, já que tal componente influencia na hidratação do cimento e estabilização do solo. 22 Segundo a ABCP (2000), para a fabricação de solo-cimento os solos mais adequados possuem as seguintes características: passa pela peneira ABNT de 4,8mm (nº 4) em sua totalidade da amostra, de 10% a 50% da amostra passa pela peneira ABNT de 0,075mm (nº 200), apresenta limite de liquidez menor ou igual a 45% e índice de plasticidade menor ou igual a 18%. 2.2.2.2 Características do cimento para fabricação do solo-cimento Conforme Grande (2003), o cimento é obtido pela moagem do clínquer, que é o resultado da mistura de calcário, argilas e minério de ferro num processo chamado clinquerização, com adição de gesso para controle do tempo de hidratação do material, além de outras substâncias que irão caracterizá-lo conforme seu tipo. O cimento, ou aglomerante hidráulico, é definido por Vieira (2010) como um material inorgânico finamente moído que forma uma pasta densa e endurecida ao ser misturado com água, passando por reações e processos de hidratação, e se mantém resistente e estável após seu endurecimento ainda que submerso em água. De acordo com Oliveira (2011), existem duas classificações para o material formado da adição de cimento ao solo, sendo estas o solo melhorado com cimento e o solo-cimento. O que varia em tais categorias é o teor de cimento adicionado, de 2% a 4% e de 6% a 10%, respectivamente, cuja finalidade é conferir ao solo condições para diminuição de sua deformação plástica, distribuição granulométrica mais adequada e enrijecimento do material formado, conforme a aplicabilidade desejada. Para Lima (2010), a natureza do cimento e suas diferentes composições levam a comportamentos específicos nas misturas de solo-cimento, bem como em concretos e argamassas, de maneira que deve ser analisada para produzir melhor desempenho destes materiais, podendo interferir, por exemplo, na ocorrência de processos de fissuração por retração. Segundo Grande (2003), a adição de cimento ao solo resulta na estabilidade volumétrica do material quando ocorre ganho ou perda de umidade, o material não se deteriora quando submerso em água, aumenta sua resistência à compressão e aumenta sua durabilidade. Vieira et al., (2007) afirma que o tipo mais adequado de Cimento Portland para a produção de tijolo de solo-cimento é o CP II-Z, pois possui em sua composição 6 a 14% de Pozolana, suas propriedades atendem desde estruturas em concreto armado até argamassas de assentamento e revestimento e é indicado para este material em função do ganho de resistência que deve ser 23 controlado para evitar retração. Segundo Lima (2010), o cimento Portland, CP II-F-32, apresenta características químicas, físicas e mecânicas mais compatíveis para elaboração de tijolos modulares de solo-cimento. 2.2.3 Processo de Fabricação do tijolo de solo-cimento modular De acordo com a ABCP (2000), a fabricação de tijolos de solo-cimento com a utilização de prensas manuais tem início na etapa de preparação do solo, na qual o solo contendo baixa umidade é retirado da jazida e transportado para um depósito. Faz-se o destorroamento do material, seguido de peneiramento, através de peneira ABNT 4,8mm com a eliminação do que ficar retido. Na sequência o solo é espalhado em superfície lisa, numa camada de no máximo vinte centímetros de espessura, sobre a qual é distribuído o cimento, procedendo-se com a mistura dos materiais através de pás e enxadas, até que seja atingida a umidade ideal, adicionando água se necessário. Em seguida, é realizada a prensagem do solo-cimento, conforme a regulagem determinada da prensa, onde a mistura é disposta nos moldes, prensando-os e produzindo os tijolos. Além disso, a ABCP (2000) estabelece também um período de cura de sete dias, em que os tijolos serão constantemente umedecidos. Até atingir a cura necessária do material. De acordo com o Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas (SEBRAE, s.d.), a fabricação automatizada de tijolos de solo-cimento segue basicamente as mesmas etapas de produção manual, e utiliza equipamentos como betoneira, peneira vibratória e prensas. As etapas principais consistirão em: peneiramento do solo e areia; medição de volume e/ou massa dos componentes; alimentação da betoneira para realizar o processo de mistura; adição de água; alimentação das prensas e operação de prensagem; retirada dos moldes e colocação em mesas de transporte; acomodação das peças em local apropriado para a secagem. Segundo Silva (2007), os tijolos devem ser ensaiados conforme a norma ABNT NBR 8492:2012 - Tijolo de solo-cimento – Análise dimensional, determinação da resistência à compressão e da absorção de água – Método de ensaio, para determinar a resistência à compressão e a absorção de água. Já os índices específicos para aceitação do material estão descritos na ABNT NBR 8491:2012 - Tijolo de solo-cimento – Requisitos, na qual são estabelecidos os valores mínimos de referência para a resistência à compressão dos tijolos, de 2,0 MPa, com idade de 7 dias, não devendo ser inferior a 1,7 MPa, e em relação a absorção de 24 água tem-se que não deve ser superior a 20% de seu volume, não devendo ser maior do que 22%. Segundo dados do fabricante Alroma – fornecedora de máquinas para produção de tijolos de solo-cimento –, as prensas automáticas têm capacidade diária de produção de 3000 unidades de tijolos, com simples execução, e equipamentos de pequenas dimensões, sendo possível instalá- los em áreas de três a cinco metros quadrados e pé direito de dois metros e meio. Além disso, de acordo com Pisani (2002), existem também os destorradores ou trituradores mecanizados, que possibilitam maior homogeneidade da mistura e economia de cimento, já que não há necessidade de peneiramento do solo. O maquinário utilizado no processo de fabricação pode ser desde um simples equipamento de prensagem (Figura 2.2) até unidades de produção compostas de esteira transportadora (Figura 2.3) e multiprocessador contendo triturador, peneira vibratória, funil de armazenamento, sistema de concha para carregamento e padronização da dosagem (Figura 2.4). Figura 2.2 - Prensa automática para produção de tijolo de solo-cimento. Fonte: Autoria própria. 25 Figura 2.3 - Esteira transportadora. Fonte: Autoria própria. Figura 2.4 – Multiprocessador. Fonte: Autoria própria. O mercado brasileiro oferece variados tipos e modelos de tijolos de solo-cimento, que são adotados nas construções conforme o projeto, mão-de-obra, materiais, equipamentos locais,e demais especificidades, explica Pisani (2002). Alguns dos principais tipos são descritos no Quadro 2.2, e podem ser confeccionados tanto para serem revestidos como para serem utilizados à vista, com finalidade de vedação ou estrutural, conforme a dosagem estabelecida e a prensagem aplicada. Tipos Comprimento (C) Largura (L) Altura (H) A 200 100 50 B 240 120 70 Quadro 2.2 - Tipos e dimensões nominais. Fonte: ABNT NBR 8491:2012. 26 A ABNT NBR 8491:2012 determina que os tijolos de solo-cimento devem ter forma de paralelepípedo, nas dimensões (em milímetros) indicadas na Figura 2.5 e no Quadro 2.3. Figura 2.5 - Tijolo maciço de solo-cimento (dir.) e tijolo vazado de solo-cimento (esq.). Fonte: ABNT NBR 8491:2012. Tipo Dimensões Características Maciço comum 5cmx10cmx20cm 5cm x 10cm x 21cm Assentamento com consumo de argamassa similar aos tijolos maciços comuns Maciço com encaixes 5cm x 10cm x 21cm 5cm x 11cm x 23cm Assentamento com encaixes com baixo consumo de argamassa ½ tijolo com encaixes 5cm x 10cm x 10,5cm 5cm x 11cm x 11,5cm Elemento utilizado para que não haja quebras na formação dos aparelhos com juntas desencontradas Tijolo com dois furos e encaixes 5cm x 10cm x 20cm 6,25cm x 12,5cm x 25cm 7,5cm x 15cm x 30cm Assentamento à seco, com cola branca ou argamassa bem plástica. Tubulações passam pelos furos na vertical ½ tijolo com furo e encaixe 5cm x 10cm x 10cm 6,25cm x 12,5cm x 12,5cm 7,5cm x 15cm x 15cm Elemento para acertar os aparelhos, sem a necessidade de quebras Quadro 2.3 - Tipos e dimensões dos tijolos de solo-cimento produzidos no Brasil. Fonte: Pisani (2002). 2.3 BLOCOS CONVENCIONAIS Neste tópico serão apresentados os blocos concretos e cerâmicos. Esses blocos são os mais utilizados na execução de alvenarias, logo, foram escolhidos para o presente estudo, onde serão comparados ao tijolo de solo-cimento. 27 A escolha entre bloco de concreto ou cerâmico se relaciona com a disponibilidade da região da obra, aspecto estético, número de pavimentos da edificação, entre outros. No caso de alvenaria aparente7, alguns construtores preferem utilizar bloco cerâmico. Já para construção de edifícios com um maior número de pavimentos, é comum optarem pelo bloco de concreto, que, diante de suas resistências mais elevadas, mostram-se mais apropriados (CORREÂ8, s.d.). 2.3.1 Bloco cerâmico Os materiais cerâmicos destacam-se por sua durabilidade e por serem de fácil fabricação, haja vista a abundância da matéria-prima que os originam, a argila. Os blocos cerâmicos são produzidos geralmente sob a forma de paralelepípedo, apresentam coloração avermelhada e dispõem de furos ao longo de seu comprimento (TAGUCHI, 2008). 2.3.1.1 Histórico e composição De acordo com Sebrae (2008), o registro mais remoto do tijolo foi descoberto nas escavações arqueológicas em Jericó-Oriente Médio, no período Neolítico inicial. A unidade de alvenaria configurava uma peça grande em forma de pão, seca ao sol, pesando em torno de 15 kg. No Brasil, a utilização de cerâmica vermelha tem seus primeiros registros no período colonial, através da introdução de técnicas rudimentares pelos jesuítas, devido a necessidade de construção de colégios e conventos. Foi a partir de 1549 que se estimulou a produção de materiais de construção para serem utilizados no desenvolvimento das cidades (SEBRAE, 2008). Segundo a ABNT NBR 15270-1:2005 - Componentes cerâmicos, os blocos cerâmicos de vedação constituem as alvenarias externas ou internas sem a finalidade de resistir a outras cargas verticais, além do peso da alvenaria da qual faz parte, e deve ser fabricado por conformação plástica de matéria-prima argilosa contendo ou não aditivos, queimado a elevadas temperaturas. A Figura 2.6 e o Quadro 2.4 apresentam as dimensões de fabricação para os blocos cerâmicos de vedação. 7 “Alvenaria que, para efeito estético, não recebe qualquer camada de revestimento após concluída, deixando aparente a superfície dos tijolos ou blocos” (E-CIVIL - DICIONÁRIO DA CONSTRUÇÃO CIVIL). 8 Redação AECweb / e-Construmarket. 28 Figura 2.6 - Bloco cerâmico de vedação com furos na horizontal (direita) e bloco cerâmico de vedação com furos na vertical (esquerda). Fonte: ABNT NBR 15270-1:2005 A argila usada para produzir os blocos é extraída de diferentes jazidas e estudada em laboratório. Após a extração, a argila fica armazenada em camadas num pátio aberto (Figura 2.7), de seis meses a um ano, antes de ser misturada. Cada cerâmica possui um traço de argila a ser utilizado na mistura, representado pela espessura da camada (GEROLLA, 2012). Figura 2.7 - Camadas de argila. Fonte: GEROLLA (2012) apud CREMONINI (s.d.). 29 Dimensões L x H x C Módulo Dimensional M = 10 cm Dimensões de fabricação cm Largura (L) Altura (H) Comprimento (C) Bloco principal 12 Bloco (1) M x (1) M x (2) M 9 9 19 9 11,5 (1) M x (1) M x (52) M 24 (1) M x (3) M x (2) M 14 19 9 11,5 14 (1) M x (3) M x (52) M 24 (1) M x (3) M x (3) M 29 (1) M x (2) M x (2) M 19 19 9 11,5 14 19 (1) M x (2) M x (52) M 24 (1) M x (2) M x (3) M 29 (1) M x (2) M x (4) M 39 (5/4) M x (5/4) M x (5/2) M 11,5 11,5 24 11,5 (5/4) M x (3/2) M x (5/2) M 14 24 11,5 (5) M x (2) M x (2) M 19 19 9 11,5 14 19 (5) M x () M x (52) M 24 (5) M x (2) M x (3) M 29 (5) M x (2) M x (4) M 39 (3) M x (2) M x (2) M 14 19 19 9 11,5 14 19 (3) M x (2) M x (5) M 24 (3) M x (2) M x (3) M 29 (3) M x (2) M x (4) M 39 () M x (2) M x (2) M 19 19 19 9 11,5 14 19 () M x (2) M x (52) M 24 () M x (2) M x (3) M 29 () M x (2) M x (4) M 39 (5) M x (52) M x (52) M 24 24 24 11,5 14 19 (5) M x (52) M x (3) M 29 (5) M x (52) M x (4) M 39 NOTA Os blocos com largura de 6,5 cm e altura de 19 cm serão admitidos excepcionalmente, somente em funções secundárias (como em “shafts” ou pequenos enchimentos) e respaldados por projeto com identificação do responsável técnico. Quadro 2.4 - Dimensões de fabricação de blocos cerâmicos de vedação. Fonte: ABNT NBR 15270-1:2005. 30 2.3.1.2 Fabricação Estima-se que o processo de fabricação de peças de cerâmica vermelha é comum a todas as empresas desse ramo em geral, havendo pequenas variações, conforme as características particulares de cada matéria-prima ou produto final. Podem ser usados equipamentos rudimentares como também equipamentos mais modernos, de acordo com a empresa (OLIVEIRA, 2011). Segundo Vieira (2009), após a argila ser captada, passa por um processamento (Figura 2.8), no qual ocorrem as fases de laminação (Figura 2.9) e destorroamento, para a diminuição granulométrica do material, bem como a redução de possíveis rompimentos das peças. A pasta formada é levada a uma segunda laminação com adição de água e, se necessário, de aditivos para correção nos aspectos químicos e mineralógicos da massa. Assim, melhora-se as condições de plasticidade da massa para que esta possa ser submetida à conformação, etapa de moldagem em máquinas extrusoras. Figura 2.8 - Processamento da argila. Fonte: ANICER9 (2013, apud NUNES E RESENDE, s.d.). O próximo passona fabricação dos blocos é o corte, em que, de acordo com Oliveira (2011), os cortadores deixam as peças nas dimensões adequadas, podendo ser manuais ou automáticos. A massa sai da boquilha do maquinário ainda úmida, e é levada através de esteira na qual é efetuado o corte na peça (Figura 2.10). 9 ANICER - Associação Nacional da Indústria de Cerâmica. 31 De acordo como Nunes e Resende (2013), após serem cortados os blocos passam pela secagem, que pode ser natural ou artificial. As vantagens do processo natural envolvem um menor custo com geração de calor e o favorecimento dos locais em que as condições climáticas são mais adequadas, ao passo que as desvantagens englobam tempo elevado de secagem, baixa produção, dependência do fator climático e poder afetar a qualidade das peças caso o processo não seja bem controlado. Figura 2.9 - Laminador da argila. Fonte: OLIVEIRA (2011). Figura 2.10 - Massa de argila saindo da máquina extrusora. Fonte: Autoria própria. Quanto ao processo de secagem artificial, Nunes e Resende (2013) descreve como vantagens oferecer menor tempo de secagem, maior produtividade, redução de perdas e melhoria da qualidade das peças, simultaneamente às desvantagens do custo com geração de calor, maior conhecimento técnico do operador, maior número de equipamentos e controles. 32 Por fim, as peças são cozidas a temperaturas que variam entre 800 e 1.000°C e, após o resfriamento, podem ser submetidas à esmaltação e decoração. Em algumas indústrias, são estocados em paletes e protegidos por filme plástico, conforme explica Silva (2009), como apresentado na Figura 2.11. Figura 2.11 - Palete com blocos cerâmicos. Fonte: Autoria própria. 2.3.2 Bloco de concreto Segundo a Revista Téchne (1998), o bloco de concreto foi o primeiro a possuir uma norma brasileira para cálculo de alvenaria estrutural. Tal bloco destaca-se por apresentar uma boa resistência a compressão, visto que alguns fabricantes chegam a produzir blocos com mais de 16 Mpa e o mínimo exigido pelas normas é 4.5 Mpa. 2.3.2.1 Histórico e composição Segundo Medeiros (1993), foi por volta de 1900, nos Estados Unidos, que surgiram os primeiros blocos de concreto. A primeira máquina semiautomática destinada à produção desses blocos data de 1904, apenas quatro anos depois. De acordo com Barbosa (2004), no Brasil, o início da produção dos blocos se deu na década de 1950, quando as máquinas de produção chegaram ao país, importadas dos Estados Unidos. De acordo com a ABNT NBR 6136:2014 - Blocos vazados de concreto simples para alvenaria, o bloco vazado de concreto (Figura 2.12) se define como um elemento de alvenaria, com ou 33 sem função estrutural, vazado nas faces superior e inferior, cuja área líquida10 é igual ou inferior a 75% da área bruta11. Figura 2.12 - Bloco vazado de concreto simples. Fonte: ABNT NBR 6136:2014. O bloco de concreto é composto basicamente por cimento Portland, agregados miúdos (areia e/ou pó de pedra), agregados graúdos (pedrisco), e água, mas pode se empregar outros componentes na sua mistura, tais como adições minerais, pigmentos e outros aditivos (IZQUIERDO, 2011). A resistência à compressão do material pode variar de acordo com a finalidade e a carga do edifício. A classe A dos blocos estruturais, recomendada para obras acima ou abaixo do solo, deve ter resistência mínima de compressão de 6,0 MPa. As classes B e C, indicadas para obras acima do solo, devem ter resistência mínima de 4,0 MPa e 3,0 MPa, respectivamente. Já os blocos de vedação, classe D, devem possuir resistência entre 2,0 MPa e 3,0 MPa ABNT NBR 6136:2014. As dimensões nominais para os blocos vazados de concreto, modulares e submodulares, estão representadas no Quadro 2.5. 10 Área bruta: “Área da seção perpendicular aos eixos dos furos, sem desconto das áreas dos vazios” ABNT NBR 6136:2014. 11 Área líquida: “Área média da seção perpendicular aos eixos dos furos, descontadas as áreas médias dos vazios”. ABNT NBR 6136:2014. 34 Família 20x40 15x40 15x30 12,5x40 12,5x25 12,5x37,5 10x40 10x30 7,5x40 M ed id a N o m in a l (m m ) Largura 190 140 115 90 65 Altura 190 190 190 190 190 190 190 190 190 C o m p ri m e n to Inteiro 390 390 290 390 240 365 390 290 390 Meio 190 190 140 190 115 - 190 140 190 2/3 - - - - - 240 - 190 - 1/3 - - - - - 115 - 90 - Amarração "L" - 340 - - - - - - - Amarração "T" - 540 440 - 365 - - 290 - Compensador A 90 90 - 90 - - 90 - 90 Compensador B 40 40 - 40 - - 40 - 40 Canaleta inteira 390 390 290 390 240 365 390 290 - Meia canaleta 190 190 140 190 115 - 190 140 - NOTA 1 As tolerâncias permitidas nas dimensões dos blocos indicados neste Quadro são de +- 2,0mm para a largura e +- 3,0mm para a altura e para o comprimento. NOTA 2 Os componentes das famílias de blocos de concreto têm sua modulação determinada de acordo com a ABNT NBR 15873. NOTA 3 As dimensões da canaleta J devem ser definidas mediante acordo entre fornecedor e comprador, em função do projeto. Quadro 2.5 - Dimensões nominais de blocos de concreto. Fonte: ABNT NBR 6136:2014. Conforme Salvador Filho (2007), na produção de blocos de concreto as propriedades dos agregados são de suma importância, já que interferem diretamente na aderência com a pasta de cimento, modificando a homogeneidade e resistência do concreto. Segundo a ABNT NBR 6136:2014, “a dimensão máxima característica do agregado deve ser inferior à metade da menor espessura da parede do bloco”. Os agregados podem ser classificados quanto à origem – entre naturais e artificiais; quanto à massa unitária – como leves, normais ou pesados; e quanto às dimensões de suas partículas, explica Salvador Filho (2007). Esta classificação denomina os agregados da seguinte forma: fíler – partícula inferior à malha de 75 μm; areia – material natural que passa na peneira 4,8mm; pó de pedra (areia de brita ou areia artificial) – material de rocha fragmentada que passa na peneira de 4,8mm; seixo rolado – material natural que fica retido na peneira 4,8mm; brita – material de rocha triturada retido na peneira 4,8mm. As britas são classificadas quanto à normalização e designação comercial, como: pedrisco (de 4,8 a 9,5mm), brita 1 (de 9,5 a 19mm), brita 2 (de 19 a 38mm), brita 3 (de 38 a 76mm) e pedra-de-mão (maior que 76mm). 35 2.3.2.2 Fabricação Segundo Salvador Filho (2007), após a chegada dos materiais, os mesmos são estocados em baias de armazenagem. O cimento deve ser armazenado em local seguro e livre de umidade, preferencialmente em silos metálicos, como mostra a Figura 2.13. Os demais materiais, tais como aditivos, adições e pigmentos, devem ser armazenados de acordo com as especificações dos fabricantes. Figura 2.13 - Recebimento do cimento. Fonte: Randon Implementos (IMPLEMENTOS RODOVIÁRIOS). O traço deve ser definido de acordo com as especificidades projetadas para cada bloco e deve ser ajustado conforme a umidade dos agregados, que seguem por esteira ou carrinho até o misturador. No misturador, são adicionados cimento, água, aditivos e pigmentos. Os sistemas de medição e determinação da massa dos materiais irão variar de acordo com a fábrica (SALVADOR FILHO, 2007). Depois de preparado, o concreto é levado até a vibro prensa (manual ou mecânica), conforme Figura 2.14 por caçambas, onde os blocos tomam forma TAMAKI (2010). O concreto fresco é levado ao molde, onde é vibrado e prensado pelos extratoresna direção vertical. Em seguida, o molde é suspenso enquanto os pentes permanecem parados mantendo os blocos sobre o palete12. Os extratores são elevados, permitindo que o palete seja retirado com as unidades recém moldadas, e outro palete seja colocado no local, repetindo o ciclo (SALVADOR FILHO, 2007). 12 “Estrado, geralmente de madeira ou plástico, usado para empilhar e transportar materiais, que pode ser movimentado por uma empilhadeira” (DICIONÁRIO PRIBERAM DA LÍNGUA PORTUGUESA). 36 Figura 2.14 - Vibro prensa pneumática. Fonte: SOLUÇÕES INDUSTRIAIS - CASA MACIEL MÁQUINAS. Para se obter boas propriedades dos blocos de concreto e evitar a perda de água durante as primeiras fases do endurecimento, a cura deve ser realizada em ambiente saturado logo após a fabricação dos blocos (Figura 2.15). Dessa forma, uma empilhadeira leva os blocos até uma câmara a vapor, em geral, a 80ºC e umidade a 100%, que acelera o processo de cura. Lá, os blocos ficam por 12 horas, até atingirem a resistência ideal (TAMAKI, 2010). Após a moldagem e cura, os blocos de concreto ficam estocados sobre paletes, de madeira ou aço, antes de serem comercializados (TAMAKI, 2010), conforme representado na Figura 2.16. Figura 2.15 - Cura dos blocos. Fonte: TAMAKI (2010). 37 Figura 2.16 - Paletização dos blocos. Fonte: MEK 18 - INDÚSTRIA E COMÉRCIO DE BLOCOS DE CONCRETO (s.d.). 38 3 METODOLOGIA Visando uma melhor compreensão e embasamento teórico a respeito da sustentabilidade na construção civil, a partir de materiais que prejudiquem menos o meio ambiente, como é o caso do tijolo de solo-cimento, o projeto foi realizado com o intuito de situar o leitor sobre as vantagens do material em relação ao bloco cerâmico e de concreto, quanto à sustentabilidade. A pesquisa é de enfoque metodológico qualitativo, iniciada a partir de um levantamento bibliográfico. Após o levantamento bibliográfico, foi desenvolvido o estudo de caso, no qual foram determinadas as fábricas para análise e em seguida, foi realizado o diagnóstico do processo de fabricação, visando constatar o quanto o tijolo se apresenta como um material ecológico quando comparado ao processo de fabricação dos blocos convencionais. A busca de informações foi feita por meio de artigos, dissertações, teses acadêmicas, entrevistas com profissionais (conforme Apêndice A), dados fornecidos pelas fábricas, dentre outros documentos que serviram como complementação aprofundada ao assunto. Além disso, a pesquisa foi complementada com imagens de autoria dos pesquisadores, mostrando os principais processos de fabricação do tijolo de solo-cimento e dos blocos convencionais aos quais foi comparado. 3.1 CARACTERIZAÇÃO DA PESQUISA Gil (2002) define pesquisa como o procedimento racional e sistemático que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que são propostos. Ela é requerida quando não se dispõe de informação suficiente para responder ao problema ou quando a informação encontra-se em tal estado de desordem que não possa ser relacionada. A estratégia de pesquisa adotada neste trabalho foi o estudo de caso, no qual Yin (2010) define como uma investigação empírica que investiga um fenômeno contemporâneo em profundidade e em seu contexto de vida real, especialmente quando os limites entre o fenômeno e o contexto não são claramente evidentes. Os dados para o estudo de caso, de acordo com Yin (2010), podem ser obtidos por meio de diversas formas e, para utilizar cada uma das possíveis fontes, são necessários procedimentos metodológicos distintos. Dentre elas, as mais utilizadas são documentos e publicações, 39 estatísticas em arquivo, entrevistas, observação direta, observação participativa e objetos ou artefatos. A observação direta traz ao pesquisador a oportunidade não apenas de observar, como também de registrar acontecimentos em tempo real e de, dessa forma, retratar o contexto de um evento. Com relação aos procedimentos, as observações podem variar das atividades de coleta de dados formais às informais (YIN, 2010). A evidência observacional é frequentemente útil para proporcionar informação adicional sobre o tópico sendo estudado. As observações podem ser tão valiosas que pode até mesmo considerar os registros fotográficos do local de estudo. No mínimo, essas fotografias ajudam a transmitir importantes características do caso aos observadores externos (YIN, 2010). 3.2 CARACTERIZAÇÃO DAS FÁBRICAS VISITADAS Com base nos três diferentes tipos de materiais estudados, foram determinadas as fábricas para análise dos processos de produção do tijolo de solo-cimento, bloco cerâmico e bloco de concreto com foco para a produção de alvenaria de vedação. 3.2.1 Fábrica A – Tijolos de solo-cimento A fim de analisar o processo de fabricação do tijolo de solo-cimento, optou-se pela escolha de uma fábrica que fosse referência na produção desse material em Goiânia. A Fábrica A se destaca pela qualidade e alcance do produto ofertado, que já aparece em diversas obras do Brasil. A empresa atua no mercado desde 2012 e já possui quatro certificados de qualidade no segmento de tijolos ecológicos: Prêmio Destaque Empresarial & Comercial13 em 2014 e três certificados da MultiTOP (Bronze, Prata e Nacional Integrado) de Qualidade & Excelência14 em 2016 (Figura 3.1). 13 O Troféu Destaque Empresarial tem como objetivo reconhecer e identificar empresas que se destacam no mercado pela qualidade, eficiência, compromisso e respeito que apresentam para com seus clientes e colaboradores (Prêmio Destaque Empresarial & Comercial, 2014). 14 O Selo de Qualidade & Excelência da MULTI TOP tem como objetivo a qualificação das empresas mais populares, por meio de um comparativo de gráficos entre empresas do mesmo ramo de atividade no quesito Qualidade & Excelência em Atendimento nos serviços prestados (MultiTOP). 40 Figura 3.1 - Selo de Qualidade e Excelência. Fonte: MultiTOP. A ideia de fundação da fábrica surgiu a partir de um problema de saúde enfrentado por um dos proprietários, que atuava como escritor, e por recomendação médica não poderia mais viajar ministrando cursos e palestras. Devido ao interesse no ramo sustentável (seus antigos livros eram ecologicamente corretos), ele iniciou a busca por algo que, além de retorno financeiro, proporcionasse menor impacto ambiental, e, após muitas pesquisas, decidiu ingressar no ramo de tijolos ecológicos. Hoje, a Fábrica A conta com dois proprietários. As principais dificuldades encontradas no início da comercialização do tijolo de solo-cimento giraram entorno da aceitação do material, tanto por parte dos clientes finais, como por parte de alguns profissionais de engenharia. Segundo os proprietários da fábrica, essa resistência se deve à falta de conhecimento de algumas pessoas, que não depositam confiança na forma de construção modular. A Fábrica A oferece duas opções de tijolos de solo-cimento: o tijolo vermelho (terra), cuja matéria prima é extraída da cidade de Goiânia e Senador Canedo, e o tijolo de saibro, solo de cor mais clara, extraído da região de Cocalzinho. 3.2.2 Fábrica B – Blocos cerâmicos Para análise do processo de fabricação do bloco cerâmico foi escolhida a Fábrica B, tradicional nesse setor na região metropolitana de Goiânia. A empresa atua no mercado desde 1985, ano em que emergia no distrito Rodrigues Nascimento/Anápolis (hoje Campo Limpo/GO), quando fabricava apenas produtos do tipo tijolo convencional de 8 furos, sendo que hoje possui diversosprodutos em sua linha de vendas. Em sua história, a fábrica se destaca por ter sido a pioneira na automatização do processo de carga e descarga na produção, além do forno contínuo, não necessitando de seus colaboradores 41 para o manuseio interno no forno, reduzindo o risco de acidentes e melhorando a qualidade dos produtos, pois não necessita do manuseio direto dos operadores nas peças, evitando defeitos ou quebras. Outro diferencial da empresa é o reflorestamento próprio de eucaliptos, madeira utilizada no funcionamento dos fornos contínuos, contribuindo para a visão sustentável da fábrica. 3.2.3 Fábrica C – Blocos de concreto No mercado desde 1986, a Fábrica C, localizada no município de Aparecida de Goiânia (Distrito Agroindustrial – DAIAG), produz artefatos de concreto pré-moldado, tendo sido escolhida para análise do processo de fabricação dos blocos de concreto. A empresa produz blocos, canaletas, painéis treliçados, pisos intertravados, telhas, galpões, postes e tubos de concreto, estando há mais de 50 anos no mercado como uma das maiores e mais modernas fábricas do Centro-Oeste. Os pré-fabricados já vinham com grandes expectativas no mercado e foi daí a ideia de ingressar neste ramo. As dificuldades são as mesmas ainda encontradas hoje. Muitos profissionais, pela falta de conhecimento e planejamento, optaram por trabalhar de forma convencional. 3.3 DIAGNÓSTICO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO Tendo em vista a realização de um estudo comparativo entre as fábricas, foi elaborado um roteiro para levantamento dos dados, conforme apresentado no Quadro 3.1. Material TIJOLO DE SOLO- CIMENTO BLOCO CERÂMICO BLOCO DE CONCRETO Equipamentos Matéria-prima Etapas Tempo de produção Produção mensal Tipos Produzidos Quadro 3.1 - Identificação das etapas de produção. Fonte: Autoria própria. 42 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES A partir das visitas realizadas nas fábricas dos materiais a serem analisados, foram coletados os dados apresentados nos tópicos a seguir. 4.1 FÁBRICA A - TIJOLO DE SOLO-CIMENTO A primeira visita realizada foi na Fábrica A (tijolo de solo-cimento). Vale ressaltar que, no decorrer da pesquisa, houve uma mudança de local físico da fábrica e, portanto, a visita foi realizada também no novo endereço, sendo que todas as alterações foram registradas neste trabalho. Segundo os proprietários, a procura por um novo endereço se iniciou após transtornos ocasionados por uma intervenção realizada na rua que daria acesso à fábrica, somados à necessidade de expansão do espaço destinado ao armazenamento dos tijolos, que eram dispostos na calçada do antigo local, como mostra a Figura 4.1. Tal forma de armazenamento era totalmente inapropriada, expondo os produtos às condições adversas como chuva e poluição, e até mesmo à possíveis furtos do material, além de poluir visualmente a rua. Figura 4.1 – Armazenamento dos tijolos na calçada da fábrica. Fonte: Autoria Própria O processo de fabricação se iniciava a partir da chegada do solo na fábrica, por meio de caminhões, e seguia para depósito interno como apresentado na Figuras 4.2. O material era descarregado também no ambiente externo da fábrica, causando um comprometimento da via 43 pública, de acordo com a Figura 4.3, demonstrando falhas na logística de funcionamento da fábrica. Figura 4.2 - Chegada do solo na Fábrica A. Fonte: Autoria própria Figura 4.3 - Depósito de materiais. Fonte: Autoria própria Além disso, tanto no antigo como no novo endereço da Fábrica A, os locais de armazenamento das matérias-primas utilizadas eram improvisados, gerando desperdícios. Estes ambientes dispunham os solos (terra vermelha e saibro) e a areia, sem haver separação através de baias de armazenamento. Tal atitude ocasionava a perda de material, através do vento e do espalhamento no depósito, ocorrendo ainda a mistura entre matérias-primas diferentes. Em seguida, uma caçamba mecânica era preenchida com o solo por um dos funcionários, conforme Figura 4.4, utilizando um balde como instrumento de medida dos materiais. 44 Posteriormente, o material era despejado no misturador, Figura 4.5, onde eram adicionados os outros componentes de fabricação do solo-cimento – areia, cimento e água. Figura 4.4 - Caçamba carregada com solo. Fonte: Autoria própria. Figura 4.5 - Misturador. Fonte: Autoria própria. Alguns dos sacos de cimento utilizados na produção do tijolo tinham um destino final inadequado, havendo mais um déficit em relação à sustentabilidade. Como foi informado pela Fábrica, esses sacos eram queimados, ao invés de serem recolhidos pelo fabricante, que era o destino usual. Tal solução adotada para o descarte dos sacos envolvia a degradação ambiental por meio da queima destes materiais, configurando um comportamento ecologicamente incorreto de um material intitulado como ecológico. No entanto, a fábrica A apresentou alguns diferenciais significativos relativos à preocupação ecológica, como o uso do solo retirado de escavações e uso de resíduos de lavagem de areia, 45 ambos gerando o reaproveitamento de resíduos de outros setores ligados à construção civil (construtoras e empresas extratoras de areia). A fábrica utilizava 1/4 de um balde de água, 18 baldes de solo, 1 saco de cimento de cimento CP- V (50 quilogramas) e 1/2 balde de areia, para produção de aproximadamente 135 tijolos. A mistura formada era levada por meio de uma esteira até uma prensa (Figura 4.6) na qual o solo-cimento passava por prensagem e moldagem, conforme Figura 4.7. Figura 4.6 - Solo-cimento sendo despejado na prensa. Fonte: Autoria própria Figura 4.7 - Tijolo de solo-cimento saindo da prensa. Fonte: Autoria própria Durante o processo de moldagem, se algum tijolo saísse da prensa quebrado ou deformado (Figura 4.8), este era imediatamente retornado ao misturador contendo mistura de solo-cimento, para nova moldagem, remetendo à uma preocupação sustentável quanto ao desperdício de 46 produtos defeituosos. A etapa posterior é aguardar o período de cura de três a quatro dias, com os tijolos dispostos em paletes em temperatura ambiente, como mostra a Figura 4.9. Figura 4.8 - Tijolos quebrados após saírem da prensa. Fonte: Autoria própria. Figura 4.9 - Paletes com tijolos de solo-cimento. Fonte: Autoria própria. Durante a segunda visita, realizada no novo endereço da Fábrica A, registrou-se as mudanças no layout do local de produção dos tijolos. As matérias-primas são armazenadas sob uma tenda de lona com quatro metros de altura, ao ar livre, como pode ser observado na Figura 4.10. 47 Figura 4.10 – Armazenamento da matéria-prima na nova Fábrica A. Fonte: Autoria própria O diferencial do novo endereço da Fábrica A foi o local destinado à secagem e cura dos tijolos, que passou a ser sob uma tenda ao ar livre, com altura de quatro metros, de acordo com a Figura 4.11, que teve suas laterais vedadas por uma lona, produzindo-se um ambiente semelhante ao de uma estufa. Segundo os proprietários, esta mudança trouxe ganhos à resistência adquirida pelo material e, principalmente, reduziu o tempo necessário para a cura do tijolo, de quatro para dois dias apenas. Figura 4.11 – Cura dos tijolos de solo-cimento produzidos com saibro, sob tenda de lona. Fonte: Autoria própria. 48 4.2 FÁBRICA B - BLOCO CERÂMICO A segunda fábrica visitada foi a Fábrica
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