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Apoio acadêmico 1 ÁREA TEMÁTICA: PRODUÇÃO MAIS LIMPA TOMADA DE DECISÕES DE PROJETO DE EDIFICAÇÕES RESIDENCIAIS VERTICAIS NA ÓTICA DO CONCEITO DE PRODUÇÃO MAIS LIMPA Ana Cláudia Lemos Ramão1 (ana.ramao@gmail.com), Marilise Garbin1 (mgarbin@edu.unisinos.br), Carlos Alberto Mendes Moraes1(cmoraes@unisinos.br), Andrea Parisi Kern1 (apkern@unisinos.br) 1 PPG Engenharia Civil - UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS – UNISINOS RESUMO O artigo apresenta uma análise de três trabalhos a cerca dos impactos ambientas causados em virtude das tomadas de decisão de projetos desenvolvidos em dissertações de mestrado, cujos objetivos foram baseados em estudos de projetos arquitetônicos de edificações residenciais. Ao aprofundar as questões envolvendo a geração de resíduos que abrange a elaboração do projeto e os resíduos gerados não etapa de produção estes trabalhos buscaram reduzir o consumo de material para construções do mesmo segmento no país. Os trabalhos tiveram como objetivo principal minimizar, quantificar e estabelecer indicadores, metas e melhorias, a fim de estimar e avaliar a geração de resíduos e a relação com as decisões de projeto. Através da dissertação que estuda um modelo estatístico para identificar qualitativamente as características do projeto que geraram resíduo nesta etapa, como por exemplo: índice econômico de compacidade; também foi analisado outro trabalho que propôs o índice econômico de compacidade (relação entre área e perímetro da edificação) na relação de consumo de material e na geração de CO2 e energia incorporada, resultante dos materiais de construção empregados e por fim o estudo de caso que simulou a partir da compacidade do projeto a relação com os três sistemas construtivos distintos, avaliando custos, energia incorporada (EI) e emissão de CO2, com o objetivo de avaliar a melhor alternativa de projeto a ser adotado. Estas três pesquisas indiretamente empregaram o conceito de produção mais limpa, pois propuseram alternativas de projeto que visaram minimizar a geração de resíduos da construção civil. Os resultados e comparações contribuíram para o seguimento em pesquisas que visam buscar indicadores, índices e/ou um conjunto de parâmetros capaz de identificar e orientar a tomada de decisão durante a etapa de projeto em especial na necessidade de aplicar a prevenção da poluição nas obras. Palavras-chave: Decisões de projeto; Geração de resíduos; Produção mais Limpa; redução na fonte. DECISION MAKING OF CIVIL CONSTRUCTION PROJECT IN THE OPTICAL CONCEPT OF CLEANER PRODUCTION ABSTRACT The article presents an analysis of three master's dissertations, whose objectives are based on studies of architectural design of residential buildings, deepening the questions based on the generation of waste that covers the elaboration of the project and the residues generated not stage of production in order To reduce the consumption of material for constructions of the same segment in the country. The main objective of the work is to minimize, quantify and establish indicators, targets and improvements, in order to estimate and evaluate the generation of waste and the relation with the design decisions. Through the dissertation that studies a statistical model to identify qualitatively the characteristics of the project that generate residual in this step, as for example: economic index of compactness; Another study that proposes the economic index of compactness (relation between area and perimeter of the building) in the relation of material consumption and in the generation of CO2 and incorporated energy, resulting from the construction materials used, and finally the case study that Simulates from the compactness of the mailto:sheila.castro@dana.com mailto:cmoraes@unisinos.br Apoio acadêmico 2 project the relation with the three different constructive systems, evaluating costs, embedded energy (EI) and CO2 emission, with the objective of evaluating the best project alternative to be adopted. These three surveys indirectly employ the concept of cleaner production, which proposes design alternatives that aim to minimize the generation of construction waste. The results and comparisons contribute to the follow-up in research that seeks to find indicators, indexes and / or a set of parameters capable of identifying and guiding decision making during the project stage. Keywords: Decisions on design; Waste generation; Cleaner production; Reduction at source. 1. INTRODUÇÃO A importância nas decisões de projeto norteia o sucesso ou insucesso do empreendimento, visto ser a base para o planejamento da obra contemplando as etapas de aquisição de materiais, contratação de mão de obra, o controle de execução dos serviços e entrega do produto final. Soluções de projeto otimizam tempo, custo e recursos necessários para sua elaboração (KERN,2005). Nesse contexto, a eficiência na produção passou a ser fator preponderante para o sucesso dos empreendimentos em construção, devendo buscar-se, ao mesmo tempo, redução de custo e melhoria da qualidade. (ASSUMPÇÃO, 2003). De acordo com Carvalho e Sposto (2012), o projeto é um dos elementos fundamentais do processo de produção no setor da construção. É nesta fase que o produto é concebido e os materiais e as técnicas construtivas são especificados. Logo, a falta de projetos detalhados, com especificações incompletas de materiais e procedimentos, ocasiona tomada de decisões que podem gerar, na etapa de produção, mais custos e desperdício de materiais. (KERN, 2005). Dias (2013) investigou a influência do projeto em sistemas construtivos analisando o índice de geração dos resíduos da construção civil através de modelo estatístico. Dentre as variáveis encontradas em sua pesquisa, as maiores influências na geração de resíduos estão relacionadas ao tipo/total de pavimentos; reaproveitamento de resíduos no canteiro; índice de compacidade; sistema produtivo e área do pavimento tipo. Estas variáveis estão relacionadas diretamente a elaboração do projeto, portanto concluiu-se que a geração de resíduos na fase de produção da obra tem uma forte relação com o projeto da edificação (tipologia, coordenação modular), sistema construtivo (racionalização), gerenciamento (planejamento, controle, gestão), organização de canteiro e capacitação da mão de obra. De acordo com Lima (2005), a implantação metodológica de elaboração de projeto e gestão que considere as possibilidades tecnológicas e suas interfaces, buscando utilizar experiências reais das obras, visa reduzir custos e auxiliam na definição das soluções tecnológicas e especificações. Carvalho e Sposto (2012) desenvolveram uma metodologia, baseada na avaliação sustentável de projetos por meio de elementos fundamentais do processo de produção no setor da construção, que consiste em apresentar em um único índice resultados referente aos aspectos ambientais, socioculturais e econômicos, possibilitando a identificação de possíveis melhorias nos projetos assim permitindo novos indicadores. Segundo com Schneck (2013), o elevado número de habitações construídas são causas de impactos ambientais devido ao consumo de material empregado e/ou descarte dos resíduos oriundos das atividades. Logo, no setor das construções residenciais verticais há a tendência de edificações cujo tipo arquitetônico utilizado (tipo H) é mais oneroso do que outras formas geométricas de edificações, como por exemplo, quadrada ou retangular. O tipo arquitetônico H, além de reduzir a metragem quadrada das unidades habitacionais, geram inúmeros recortes devido sua forma. A facilidade e eficiência na execução deve ser um aspecto relevante no que diz respeito à otimização no uso dos recursos naturais e financeiros. Logo, o aumento do índice econômico de compacidade (IeC) permite reduzir o consumo de material e consequentemente diminuir o custo na produção do edifício. Devem ser considerados os elementos construtivos, energia incorporada, emissão de CO2 na fabricação dos mesmos. Portanto, o aumento do índice econômico de Compacidade (IeC) diminui o custo de produção do edifício devido à redução de materiais entre outros. Devendo ser considerados os elementos construtivos e suas relações referentes à forma do edifício, custo, energia incorporada, emissão de CO2. Apoio acadêmico 3 Souza e Deanna (2007) apontam a relação direta com a compacidade citada como a falta de modulação, obrigando a quebra de peças e gerando resíduos e custos. Mascaró (2010) também aponta que uma relação que pode ser estabelecida é a compacidade do projeto e a geração de resíduos, visando um maior ou menor consumo de materiais. Postay (2015) aponta que ações voltadas à economia e otimização da construção na fase de projeto até a execução são importantes. O projeto tem papel fundamental na racionalização da construção, pois detalha os materiais a serem empregados e as decisões que influenciam diretamente no consumo destes e nos impactos associados. Avaliando o consumo de material e a compacidade, os resultados obtidos mostraram que projetos mais compactos, isto é, com maior índice econômico de compacidade, necessitam de quantidade menor de material empregado, consequentemente minimizando a geração de energia incorporada ao produto e as emissões de CO2, Osmani (2011) descreve em seus estudos e pesquisas, acerca da geração de resíduos, que investimentos destinados à preservação de geração de resíduos de construção é um ponto importante da cadeia de gestão, nas etapas de projeto, aquisição e encargos. A etapa de projeto é a que mais influência os demais processos, Mália (2010) conclui que embora os resíduos só apareçam, fisicamente, no inicio da construção, eles já começam a ocorrer nas decisões tomadas na fase de concepção e projeto. Neste contexto, estudos em Produção mais Limpa (P+L) realizados pelo Centro Nacional de Tecnologias Limpas (CNTL, 2003), propõem um programa com o intuito de minimizar a geração de resíduos no setor industrial, inclusive na construção civil, através da sua implementação, salientando que a prevenção da poluição é elemento chave da metodologia. Conforme o CNTL, a P+L consiste na aplicação contínua de uma estratégia ambiental de prevenção da poluição na empresa, focando em produtos e processos, visando otimizar o uso de matérias primas, de modo a não gerar ou a minimizar a geração dos resíduos, reduzindo os riscos ambientais para os seres vivos e trazendo benefícios econômicos para a empresa. Segundo Matossinho (2009), a P+L tem foco na redução da poluição através de medidas de prevenção na fonte e na adoção de projeto a que contemplem todo o processo produtivo, desde o surgimento do produto até o seu descarte. De acordo com o Manual de Implementação de Programas de Produção mais Limpa (CNTL, 2003), a P+L deve ser aplicada após a realização das analises das causas de geração de resíduos, sendo caracterizada por ações que privilegiem o Nível 1, que possam apresentar medidas que evitem a geração de resíduos na fonte, seguidas do Nível 2 e Nível 3, conforme apresentado na Figura 1. A metodologia apresentada no fluxograma da Figura 1 descreve o caminho que auxilia na identificação das oportunidades de melhoria dos processos, que no caso deste estudo, consiste em analisar por meio do projeto arquitetônico, ou seja, das decisões de projetos adotadas. Apoio acadêmico 4 Figura 1. Fluxograma de analise de oportunidades P+L Fonte: Adaptado de CNTL (2003) 2. OBJETIVO Este artigo tem como objetivo analisar os critérios estabelecidos em pesquisas desenvolvidas que visam reduzir o consumo de materiais, minimizando a utilização dos recursos naturais, e a geração dos resíduos nas edificações (residências verticais) a fim de identificar a influência das tomadas de decisões de projeto, identificando os impactos gerados e avaliando ações de melhorias na ótica dos conceitos da Produção mais Limpa. 3. METODOLOGIA Para realização deste trabalho foram avaliados três pesquisas, Schneck (2013), Dias (2013) e Postay (2015), enumeradas 1, 2 e 3 respectivamente, que contemplaram 27 edificações residenciais verticais e buscam através do projeto arquitetônico identificar a relação da compacidade do projeto no consumo de materiais e geração de resíduos reduzindo assim os impactos ambientais devido ao consumo e desperdício de material em virtude da tomada de decisão de projeto. As análises foram baseadas nos métodos de cada pesquisa e resultados obtidos, buscando a relação com a implantação do programa de Produção mais Limpa. No Quadro 1 são apresentadas as pesquisas avaliadas no presente estudo e os objetivos propostos pelos autores. Quadro 1: Autores avaliados no estudo Autor (ano) Objetivo geral Schneck (2013) Investigar a influência do tipo arquitetônico em impactos ambientais, no custo e em quesitos de habitabilidade em empreendimentos habitacionais de interesse social (EHIS). Dias (2013) Propor um modelo para estimar a geração de resíduos durante o processo de produção de obras residências verticais a partir de características do projeto arquitetônico e sistemas produtivos. Postay (2015) Investigar a correlação entre compacidade, energia incorporada e emissão de CO2 em projetos de habitações de interesse social. Fonte: Elaborado pelos autores (2018) Apoio acadêmico 5 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Avaliação 1: Buscar as oportunidades de P+L na metodologia aplicada por Schneck (2013) que simula diferentes tipos arquitetônicos, resultando no índice de compacidade. Na Tabela 1 são apresentadas as diferentes formas da edificação (geometria) resultando no índice econômico de compacidade (IeC). Na Tabela 2, a influência da IeC na quantidade (consumo) de material empregado no sistema de vedação (paredes) e na Tabela 3 tem-se o comparativo de custos referente ao material empregado para diferentes IeC. Na relação com a P+L em nível 1 a redução na fonte corresponde a melhoria do projeto antes dão planejamento ou execução da obra, podendo assim planejar os insumos evitando assim consumo elevado de material. Salientando que a mudança na tipologia do projeto não alterou a área nas unidades habitacionais. Tabela 1 – Projeto, tipo arquitetônico e IeC calculado PROJETO TIPO ARQUITETÔNICO IeC Projeto -base Planta em forma H, circulação centralizada e fechada. 49,4% Projeto- proposto A Planta em forma de barra, circulação lateral aberta protegida. 72,1% Projeto- proposto B Planta em forma de barra, circulação mista (lateral e centralizada). 62,8% Fonte: Adaptado de SCHNECK (2013) Tabela 2 – Área das alvenarias Projeto Paredes Externas (m²) Paredes Internas (m²) Área Construída (m²) Relação paredes/ superfície Projeto-base 967 759 1020 1,69 Projeto- proposto A 625 752 1020 1,35 Projeto- proposto B 825 671 1020 1,46 Fonte: Adaptado de SCHNECK (2013) Tabela 3 – Estimativa de custos dos projetos Estimativa de custos dos projetos (em R$) Projeto-base Projeto-proposto A Projeto-proposto B R$ % R$ % R$ % Índice Econômico de Compacidade (Iec) 49,40% 72,10% 62,80% Total (R$) 900.871,21 838.707,44 855.078,22 Custo unid. Habitacional (R$) 45.043,56 41.935,37 42.753,91 Fonte: Adaptado de SCHNECK (2013) Com base nas tabelas apresentadas é possível identificar que a geração de emissão de CO2 e energia incorporada para elementos construtivos de vedação confirma o pressuposto de que o aumento do IeC reduziu os impactos ambientais através dos quesitos analisados, em função do menor consumo de materiais aplicados a obra e obteve-se uma redução de 7% da EI e de 8% de Apoio acadêmico 6 emissão de CO2 entre o projeto-base e o projeto-proposto. Nas Figuras 1 e 2 são apresentados gráficos resultantes do estudo de Schneck (2013), onde Gráfico A mostra a relação IeC com percentual de energia incorporada referente ao consumo de material empregado na construção e o Gráfico 2, a relação do IeC e emissão de CO2 emitido para fabricação dos materiais. Quanto maior o índice econômico de compacidade, isto é um projeto compacto, resulta em menos emissão e energia para fabricação dos materiais. Avaliação 2: No segundo trabalho avaliado, Dias (2013) analisou a tipologia das edificações residência verticais mais empregadas no Brasil (forma H), isto é, maior índice de compacidade e a relação do consumo de material empregado. Os critérios adotados estabelecem a relação de custo e demonstram resultados importantes para tomada de decisão de projeto, sendo avaliados sistemas construtivos, consequentemente custos economicamente e ambientalmente mais viáveis. Dias (2013) compara através das referências bibliográficas de Pinto (1999), Mália et al. (2011) e Saéz et al. (2012), as quais obtiveram indicadores capazes de quantificar os resíduos gerados durante o processo de produção, as características de projeto, sistema construtivos, sistema de gestão e a relação com a ocorrência de perdas. Nos resultados encontrados as variáveis que demonstraram maior influência sobre a geração de resíduos na tipologia de edifício residencial vertical foram o percentual de participação dos pavimentos tipo sobre o total de pavimentos do edifício (tipo/total), reaproveitamento de resíduos no canteiro, índice econômico de compacidade, sistema produtivo e área do pavimento tipo. O método adotado foi modelo estatístico, analise de regressão que obteve grau de significância α = 0,05. Com este modelo torna-se possível estimar o volume de resíduo gerado em função das variáveis de projeto mencionadas. O modelo contribui para decisões de projeto que geram menos impactos ambientais devido ao consumo e descarte de material. Na tabela 4 são apresentados os resultados de volume de resíduo gerado em obra e o estimado pelo modelo estatístico. Figura 1 – Gráfico A, relação IeC , energia incorporada e emissão de CO2 Fonte: Schneck (2013) Figura 2 – Gráfico B, relação IeC , energia incorporada e emissão de CO2 Fonte: Schneck (2013) Apoio acadêmico 7 Tabela 4 – Comparativo entre os resultados obtidos de geração de resíduo pelo modelo proposto com o volume de resíduos informado pelas empresas. ID Volume de resíduo informado pela empresa (m²) Modelo de estimativa proposto no trabalho Volume estimado (m²) Diferença (%) em relação ao volume informado 1 1410 1604,5 13,79% 2 1890 1501,2 -20,57% 3 840 587,7 -30,51% 4 1074 1030,5 -4,05% 5 1074 961,1 -10,51% 6 872 1000,2 14,70% 8 420 600,5 42,98% 10 612 501,4 -18,08% 11 736 662,9 -9,93% 12 1952 1414,8 -27,52% 13 1188 1224,6 3,08% 14 1512 1762,5 16,57% 15 2164 2197,1 1,53% 16 876 1125,1 28,44% 17 1012 1031,9 1,97% 18 712 1164,1 63,50% 19 1165 1410,8 21,10% 20 2252 1985,2 -11,85% Fonte: Adaptado de Dias (2013) A relação do IeC com os resíduos gerados, neste caso, não podem ser comparadas pois são de edificações e áreas diferentes. A comparação somente é possível quando se mantém mesma área. Analisando a pesquisa a partir dos conceitos de P+L, é possível verificar que o estudo utiliza indiretamente a minimização dos resíduos, conforme Nível 1- redução na fonte/modificações no produto do fluxograma CNTL, visto que as empresas tem interesse na quantificação dos resíduos gerados, pois deverão ser encaminhados para destinação adequada, conforme legislação, acarretando custos indiretos. Avaliação 3: Postay (2015) relaciona a redução do consumo de material à correlação da compacidade, energia incorporada (EI) e emissão de CO2. Foram analisados dados de cinco prédios, considerando, para cada um, três sistemas construtivos: alvenaria estrutural de blocos cerâmicos (A), alvenaria estrutural de blocos de concreto (B) e, o terceiro, paredes de concreto (C). As edificações muito similares em termos de áreas de construção (total e das unidades autônomas) e em termos de programa dos apartamentos tiveram variações em termos de forma arquitetônica do prédio, que foi analisada em termos de índice econômico de compacidade. Os resultados obtidos na análise de consumo de materiais mostram que os projetos mais compactos (maiores índices econômicos de compacidade) necessitam de menos massa de materiais, apresentando diferença em torno de 20% em massa na comparação entre o maior e menor índice de compacidade. A diferença no consumo de materiais entre os projetos estudados chegou a 30% na comparação entre os três sistemas construtivos analisados. Salienta-se, que decisões de projeto com relação à forma do tipo arquitetônico, relacionadas à compacidade do projeto e escolha do sistema construtivo causam reflexos diretamente relacionados a impactos ambientais, tanto quanto à energia incorporada quanto às emissões de CO2 dos materiais empregados no projeto. (POSTAY, 2015). A Tabela 5 apresenta os valores quantificados de material empregado devido ao sistema construtivo escolhido e sua relação com índice de compacidade. Apoio acadêmico 8 Tabela 4 – Estimativa de custos dos projetos QUANTIDADE DE MATERIAIS REFERENTE AO SISTEMA CONSTRUTIVO IeC 49,4 54,44 62,71 64,21 72,12 Sistema construtivo P1A P2A P3A P4A P5A Total kg Total kg Total kg Total kg Total kg TOTAL 1.010.541,34 906.774,76 876.064,97 848.363,42 808.914,93 Sistema construtivo com bloco de concreto P1B P2B P3B P4B P5B Total kg Total kg Total kg Total kg Total kg TOTAL 1.147.631,66 1.111.196,95 1.070.143,93 964.600,50 917.125,11 Sistema construtivo com painel de concreto P1C P2C P3C P4C P5C Total kg Total kg Total kg Total kg Total kg TOTAL 1.008.580,21 909.580,70 841.192,49 853.394,98 809.247,25 Fonte: Adaptado de Postay (2015) Através dos dados avaliados é possível comprovar que a escolha do sistema adotado e a analise de um projeto mais compacto, evita o desperdício de materiais e consequentemente a redução de matéria prima. As Figuras 3, 4 e 5 apresentam os resultados da relação do índice econômico de compacidade (IeC) e a energia incorporada e emissão de CO2 para cada sistema construtivo adotado. Observa-se que o sistema construtivo de maior impacto é o bloco cerâmico, portanto analisar a especificação dos materiais é importante quando segue a análise baseado em P+L no que diz respeito também às emissões de CO2. Apoio acadêmico 9 Figura 3 - Correlação IeC, EI e emissão CO2- `Projetos com alvenaria de bloco cerâmico(A) Fonte: Postay (2015) Figura 4 - Correlação IeC, EI e emissão CO2- `Projetos com alvenaria de bloco de concreto (B) Fonte: Postay (2015) Figura 5 - Correlação IeC , EI e emissão CO2- `Projetos com Painel de concreto(C) Fonte: Postay (2015) 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Dentro do que foi apresentado observa-se que no Brasil os projetos de empreendimentos residenciais verticais buscam timidamente minimizar os impactos ambientais nas decisões de projeto buscando fontes alternativas de energia e uso racional de água com o uso de medidores individualizados, o reuso da água de chuva para área externas e, em alguns casos, o tratamento de águas cinza. As soluções adotadas visam à redução dos impactos na fase de operação da edificação, muitas pesquisas mostram também alternativas de melhoria de processos capazes de reduzir o consumo e /ou evitar o desperdício da matéria-prima na etapa de projeto e produção (construção). As três pesquisas apresentaram diferentes soluções, mas com o mesmo objetivo de avaliar a geração de resíduos através da concepção de projeto. Diversos estudos apontam o projeto como sendo a fonte de geração de resíduos e buscam indiretamente através dos conceitos de Produção mais Limpa (P+L), a melhoria de seus processos construtivos e redução de desperdício. Através de propostas que visam à redução na fonte, na fase de concepção de projetos, seguindo o fluxo de controle na fonte, Schneck (2013) e Dias (2013) mostraram em seus trabalhos a relação da tipologia da edificação. As mudanças nos insumos (substituição de matérias-primas) como apresentados no trabalho de Postay (2015) e mudanças na tecnologia – mudança de layout, processo e condições operacionais, apresentadas nos demais trabalhos direcionam-se no caminho pela busca de otimizar seu processo e reduzir desperdícios, ocasionados pela atividade Apoio acadêmico 10 da construção civil, tais como: emissão CO2, energia incorporada, determinação da quantidade de resíduos por etapa de obra. Neste seguimento há muitas oportunidades de estudo e pesquisa com foco nas decisões de projetos na geração de impactos ambientais, aprimorando as condições de concepção e produto final, e assim incorporado não somente o conceito de produção mais limpa, mas de prevenção da poluição. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a CAPES pela bolsa de mestrado, e ao CNPq pela bolsa de produtividade DT. REFERÊNCIAS ARAUJO, Alexandre Feller 2002. A aplicação da metodologia de produção mais limpa: estudo em uma empresa do setor de construção civil. Florianópolis, SC. Dissertação de Mestrado Universidade Federal de Santa Catarina, 121p. ASSUMPÇÃO, J.F.P. Análise de investimentos na construção civil. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GESTÃO E ECONOMIA DA CONSTRUÇÃO, 3. São Carlos, 2003. (Apostila de mini curso). CARVALHO, Michele Tereza Marques e SPOSTO, Rosa Maria 2012.Metodologia para avaliação da sustentabilidade de habitações de interesse social com foco no projeto. 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