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UNIVERSIDADE VEIGA DE ALMEIDA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL GABRIEL TAVARES CARDOSO DE GÓIS CARACTERÍSTICAS E EMPREGABILIDADE DA TECNOLOGIA BUBBLEDECK COMO FATOR COMPETITIVO ECONÔMICO E AMBIENTAL RIO DE JANEIRO – RJ NOVEMBRO/2016 GABRIEL TAVARES CARDOSO DE GÓIS CARACTERÍSTICAS E EMPREGABILIDADE DA TECNOLOGIA BUBBLEDECK COMO FATOR COMPETITIVO ECONÔMICO E AMBIENTAL Monografia de Graduação do aluno Gabriel Tavares Cardoso de Góis, apresentado ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Veiga de Almeida, como requisito parcial para obtenção do Título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. D.Sc. Glauco José de Oliveira Coordenador: Prof. M.Sc. Marcio Alves Suzano RIO DE JANEIRO – RJ NOVEMBRO/2016 GABRIEL TAVARES CARDOSO DE GÓIS CARACTERÍSTICAS E EMPREGABILIDADE DA TECNOLOGIA BUBBLEDECK COMO FATOR COMPETITIVO ECONÔMICO E AMBIENTAL Monografia de Graduação do discente Gabriel Tavares Cardoso de Góis, apresentado ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Veiga de Almeida, como requisito parcial para obtenção do Título de Bacharel em Engenharia Civil. Aprovada em ___, de___________ de 2016. COMISSÃO EXAMINADORA: ___________________________________________ Prof. D.Sc. Glauco José de Oliveira Universidade Veiga de Almeida - UVA Orientador ___________________________________________ Prof. M.Sc. Danielle Malvaris Ribeiro Universidade Veiga de Almeida - UVA Examinador ___________________________________________ Prof. M.Sc. Alan da Silva Sirqueira Universidade Veiga de Almeida - UVA Examinador “A tarefa não é tanto ver aquilo que ninguém viu, mas pensar o que ninguém ainda pensou sobre aquilo que todo mundo vê.” (Arthur Schopenhauer) AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus que me deu forças para enfrentar meus desafios. A minha mãe por ser tudo na minha vida e por me apoiar em todos os momentos. A minha namorada por me motivar e me dar alegria nos momentos difíceis. Ao meu orientador pelo seu empenho e excelente suporte. E a todos que contribuíram de alguma forma para conclusão deste trabalho. RESUMO Neste trabalho é apresentado o sistema de lajes Bubbledeck, que se mostra uma tecnologia recente no mercado nacional apesar de décadas de estudos e aplicação internacional. São expostas as características técnicas, detalhes construtivos, etapas produtivas, normas e as vantagens desta tecnologia em comparação com estruturas de concreto usuais utilizadas nacionalmente. Sob o enfoque nos aspectos econômicos e ambientais, são feitas diversas análises que demonstram como as lajes Bubbledeck se mostram uma solução que proporciona vantagem competitiva a partir da redução da utilização de materiais junto de uma expressiva redução no tempo de construção, alinhados a um reduzido impacto ambiental que confere fortalecimento do compromisso ambiental das empresas que a aplicam. Também são expostos exemplos de aplicações nacionais e internacionais que reforçam o potencial econômico e ambiental desta tecnologia. Ao final, conclui-se consolidando as reflexões e análises feitas durante este trabalho. Palavras Chave: (Bubbledeck; Lajes) ABSTRACT In this work, the system of Bubbledeck Slabs is presented, which shows a recent technology in the national market despite decades of studies and International application. The technical characteristics, constructive details, production steps, norms and the advantages of this technology are presented in comparison with the usual concrete structures used nationally. Under the focus on economic and environmental aspects, several analyzes are carried out to demonstrate how Bubbledeck slabs are a solution that provides a competitive advantage by reducing the use of materials along with a significant reduction in construction time, in line with a reduced environmental impact, that reinforces the environmental commitment of the companies that apply it. Also, examples of national and International applications are presented that reinforce the economic and environmental potential of this technology. At the end, it concludes by consolidating the reflections and analyzes made during this work. Keywords: (Bubbledeck; Slabs) LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Laje Bubbleck com suas esferas posicionadas ....................................... 14 Figura 2 - Corte ilustrando arranjo das esferas ....................................................... 16 Figura 3 - Fachada da Millenium Tower .................................................................. 17 Figura 4 - Distribuição de esforços da laje sob carregamento ................................. 19 Figura 5 - Disposição do sistema: Esfera, armaduras e camada de concreto ......... 20 Figura 6 - Seção e ilustração do Tipo A – Pré-lajes ................................................ 27 Figura 7 - Seção e ilustração do Tipo B - Módulos .................................................. 28 Figura 8 - Seção e ilustração do Tipo C - Painéis Acabados ................................... 29 Figura 9 - Seção da laje com esferas BD230 .......................................................... 30 Figura 10 - Detalhamento da seção da laje com esferas BD230 ............................. 30 Figura 11 - Seção e detalhamento da laje com esferas BD280A ............................ 31 Figura 12 - Seção e detalhamento da laje com esferas BD340A ............................ 32 Figura 13 - Seção e detalhamento da laje com esferas BD390A ............................ 33 Figura 14 - Seção e detalhamento da laje com esferas BD450A ............................ 34 Figura 15 - Seção e detalhamento da laje com esferas BD600 ............................... 35 Figura 16 - Tipo A – Pré-laje sendo içada ............................................................... 36 Figura 17 - Esferas de Polietileno reciclado em pátio de planta .............................. 36 Figura 18 - Armador amarrando os reforços entre as telas ..................................... 37 Figura 19 - Formas com desmoldante aplicado ....................................................... 38 Figura 20 - Equipamento de concretagem em linha de produção ........................... 38 Figura 21 - Vibração após lançamento do concreto ................................................ 39 Figura 22 - Pré-laje estocada após atingir resistência necessária ........................... 39 Figura 23 - Transporte do elemento pré-laje de Bubbledeck ................................... 40 Figura 24 - Içamento do elemento pré-laje de Bubbledeck ..................................... 40 Figura 25 - Elemento de pré-laje sendo acomodado na estrutura ........................... 41 Figura 26 - Armador realizando reforço entre os módulos de pré-laje ..................... 41 Figura 27 - Conduítes embutidos na laje ................................................................. 42 Figura 28 - Passagem para instalações prediais ..................................................... 42 Figura 29 - Sistema de piso radiante à agua quente ............................................... 43 Figura 30 - Mangueira conduz água em elevadas temperaturas ............................. 43 Figura 31 - Concretagem após todas etapas estarem verificadas ........................... 44 Figura 32 - Planta de arquitetura e de forma (Pavimento tipo) ................................ 50 Figura 33 - Painéis Bubbledeck ...............................................................................52 Figura 34 - Canteiro de obra do Centro Administrativo do Distrito Federal ............. 65 Figura 35 - Layout da estrutura logística e produtiva no CADF ............................... 66 Figura 36 - Otimização de espaços a partir de longos vãos .................................... 67 Figura 37 - Mona Campbell Building – Dalhousie University ................................... 70 Figura 38 - Le Coie Housing .................................................................................... 76 Figura 39 - Millenium Tower .................................................................................... 77 Figura 40 - WP Hotel ............................................................................................... 78 Figura 41 - Novo Centro Administrativo do Distrito Federal ..................................... 79 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - Resultados obtidos da Resistência ao Esforço Cortante entre lajes ...... 23 Gráfico 2 - Capacidade do Bubbledeck por diferentes vãos e espessura de laje .... 23 Gráfico 3 - O benefício da Inovação ........................................................................ 47 Gráfico 4 - Comparativo carga permanente e capacidade de carga relativa ........... 48 Gráfico 5 - Comparativo carga permanente e capacidade de carga absoluta ......... 49 Gráfico 6 - Ciclo Rápido de concretagem em horas (Escoramento não incluso) ..... 64 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Percentual do custo médio das fases da obra ........................................ 15 Tabela 2 - Tipos de lajes ......................................................................................... 20 Tabela 3 - Dados técnicos por tipo de esfera .......................................................... 21 Tabela 4 - Comparativo da Resistência ao esforço cortante entre lajes (1) ............ 22 Tabela 5 - Comparativo da Resistência ao esforço cortante entre lajes (2) ............ 22 Tabela 6 - Comparativo de capacidade de carga, rigidez e volume ........................ 24 Tabela 7 - Resistência ao fogo da laje em função do cobrimento ........................... 24 Tabela 8 - Resultado de teste de Isolamento Acústico ............................................ 25 Tabela 9 - Resultado de teste de Isolamento Térmico ............................................ 25 Tabela 10 - Comparativo de taxas de armadura e esforços máximos ..................... 51 Tabela 11 - Comparativo do volume de concreto e flechas máximas...................... 51 Tabela 12 - Comparativo do volume de concreto total entre lajes ........................... 54 Tabela 13 - Custo do m³ de concreto usinado (SINAPI/Agosto 2016) ..................... 56 Tabela 14 - Comparativo do custo para lançamento e bombeamento de concreto . 57 Tabela 15 - Comparativo da demanda de trabalho em função do volume .............. 58 Tabela 16 - Custo da mão de obra para concretagem (incluindo vibrador) ............. 58 Tabela 17 - Mão de Obra para concretagem da laje maciça de 18cm .................... 59 Tabela 18 - Mão de Obra para concretagem da laje maciça de 23cm .................... 59 Tabela 19 - Mão de Obra para concretagem da laje Bubbledeck (BD230) ............. 60 Tabela 20 - Comparativo de fornecimento c/ bombeamento e mão de obra ........... 60 Tabela 21 - Horas calculadas decorrentes da produtividade assumida................... 61 Tabela 22 - Vãos máximos por tipo de laje e seus preços correspondentes ........... 62 Tabela 23 - Emissão de CO2 e Energia Incorporada por tipo de laje ...................... 71 Tabela 24 - Parametrização de cálculo para neutralização de CO2 ........................ 72 Tabela 25 - Árvores necessárias para neutralização ............................................... 72 Tabela 26 - Dificuldades enfrentadas na obra do CADF ......................................... 74 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas SINAPI Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil TCPO Tabelas de Composições de Preços Para Orçamento SUMÁRIO 1 JUSTIFICATIVA ................................................................................................. 13 2 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 14 2.1 História da Tecnologia Bubbledeck ............................................................... 16 2.2 Aplicação ao redor do mundo ....................................................................... 17 3 OBJETIVO .......................................................................................................... 18 4 TECNOLOGIA BUBBLEDECK .......................................................................... 19 4.1 Conceito ........................................................................................................ 19 4.2 Composição e Especificações Técnicas ....................................................... 20 4.2.1 As Esferas ........................................................................................... 20 4.2.2 Resistência ao Esforço Cortante ......................................................... 21 4.2.3 Resistência ao Momento Fletor ........................................................... 23 4.2.4 Resistência ao Fogo ............................................................................ 24 4.2.5 Isolamento Acústico ............................................................................. 25 4.2.6 Isolamento Térmico ............................................................................. 25 4.3 Aprovações e Normatização ......................................................................... 26 4.4 Apresentações dos Elementos ..................................................................... 27 4.4.1 Tipo A – Pré-lajes ................................................................................ 27 4.4.2 Tipo B – Módulos ................................................................................. 28 4.4.3 Tipo C – Painéis Acabados ................................................................. 29 4.5 Detalhamento de Projeto .............................................................................. 30 4.6 Etapas Produtivas e Método Construtivo ...................................................... 36 4.7 Vantagens Competitivas ............................................................................... 45 5 ESTUDO DE ANÁLISE COMPARATIVA SOB ENFOQUE ECONÔMICO E AMBIENTAL ............................................................................................................. 47 5.1 Aspectos Econômicos ................................................................................... 47 5.1.1 Eficiência do concreto .......................................................................... 48 5.1.2 Cálculo do consumo de concreto ......................................................... 50 5.1.2.1 Impacto nos Custos ................................................................ 55 5.1.2.2 Custo vs Performance............................................................. 61 5.1.3 Produtividade e Ciclo de concretagem ................................................ 63 5.1.4 Planejamento Logístico de Canteiro .................................................... 65 5.1.5 Condições Arquitetônicas .................................................................... 67 5.2 Aspectos Ambientais ..................................................................................... 68 5.2.1 Compatibilidade para obtenção de certificações verdes e suas vantagens ..................................................................................................... 68 5.2.2 Emissão de CO2 e EnergiaIncorporada .............................................. 70 5.2.3 Utilização do Plástico ........................................................................... 73 5.3 Dificuldades e desafios no mercado brasileiro .............................................. 74 6 CASES................................................................................................................ 76 6.1 Internacional ................................................................................................. 76 6.2 Brasil ............................................................................................................. 79 6.3 Reconhecimentos e Premiações................................................................... 80 7 CONCLUSÕES ................................................................................................... 81 8 SUGESTÃO PARA NOVOS TRABALHOS ....................................................... 82 9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 83 13 1 JUSTIFICATIVA O interesse pelo desenvolvimento de um estudo sobre lajes Bubbledeck decorreu-se pelos efeitos que esta tecnologia proporciona, indo de encontro com tendências ambientais e econômicas do século XXI, momento este em que empresas, governos e sociedade buscam serviços e produtos de custo reduzido que promovam qualidade e baixo impacto ambiental. 14 2 INTRODUÇÃO Como um dos maiores setores econômicos do país, a construção civil se evidencia um setor de altíssima importância na economia, que além de gerar muitos empregos, produz uma larga receita tributária e trabalhista. Tendo em vista elevados gastos e a constante necessidade de evolução, a área cada vez mais investe em inovações que possam: agregar qualidade ao produto final, viabilizar os custos de produção, ser altamente produtivas, e tudo isso visando ser ambientalmente sustentável. A construção civil também se caracteriza como uma das áreas mais férteis e propícias a inovações, muitas tecnologias que apresentem boa performance aos olhos de grandes empreiteiras são absorvidas rapidamente, no entanto, outras são vistas com certo ceticismo e “medo de se aventurar” no pouco explorado. Figura 1 - Laje Bubbleck com suas esferas posicionadas Fonte: www.licogi168.com O conceito da laje Bubbledeck entra nesse contexto, uma vez que, estruturas de concreto são uma das linhas de custos mais onerosas de uma obra. A seguir, na Tabela 1, se evidencia a importância das estruturas no orçamento, a partir de um levantamento da curva ABC junto de outros serviços que 15 são comumente encontrados em obras civis, A tabela não engloba todas as etapas de uma obra. Tabela 1 - Percentual do custo médio das fases da obra Fase da Obra % em relação ao custo total Estruturas 19,34 Gerenciamento 10,35 Revestimento de paredes e forros 8,68 Esquadrias de alumínio 6,67 Alvenaria 6,55 Pisos Internos 5,84 Aparelhos, louças e metais 2,04 Esquadrias de ferro 1,77 Isolamento térmico 1,41 Escavação 1,16 Impermeabilização e tratamentos 1,07 Vidros 0,82 Ferragens 0,28 Fonte: Custos médios dos serviços em edificações baseados em série histórica de orçamentos reais, 5º Encontro de engenharia e tecnologia dos campos gerais. [3] De acordo com o Ministério do Meio Ambiente[1], “[...]o setor da construção civil tem papel fundamental para a realização dos objetivos globais do desenvolvimento sustentável. O Conselho Internacional da Construção – CIB aponta a indústria da construção como o setor de atividades humanas que mais consome recursos naturais e utiliza energia de forma intensiva, gerando consideráveis impactos ambientais.” O MMA, ainda aborda sobre os desafios do setor “[...]em síntese, consistem na redução e otimização do consumo de materiais e energia, na redução dos resíduos gerados[...], posteriormente listando recomendações como: busca de 16 soluções que potencializem o uso racional de energia ou de energias renováveis, redução do uso de materiais com alto impacto ambiental e a redução da construção com modulação de componentes para diminuir perdas e especificações que permitam a reutilização de materiais que vão de encontro com as premissas que envolveu o invento da tecnologia Bubbledeck. 2.1 História da Tecnologia Bubbledeck Na década de 50, o surgimento das lajes alveolares deu origem às estruturas de concreto mais leves. Com certa semelhança como ocorre nas lajes alveolares e nervuradas, as lajes de concreto com esferas plásticas, conhecidas como “Voided biaxial slab” na literatura internacional, substituem o concreto nas regiões centrais da laje por esferas plásticas de alta densidade que tem como objetivo criar vazios na região interna, dispensando o concreto que existiria ali que por sua vez aumenta a eficiência da estrutura. Isso é possível devido à baixa incidência de esforços de tração e compressão nesta região da laje. Conhecidas pelo nome de Bubbledeck, uma metonímia onde produtos são reconhecidos pela marca, assim como ocorre com Laminas de Barbear (Gillete), Hastes de Algodão (Cotonete), Esponja de aço (Bombril). A tecnologia começou a ser desenvolvida pelo engenheiro dinamarquês Jorgen Breuning na década de 80 a partir de um concurso do governo dinamarquês em promover novas técnicas construtivas que fossem ecológicas e sustentáveis com possibilidade de produção em larga escala. Figura 2 - Corte ilustrando arranjo das esferas Fonte: https://patents.google.com/ (Patent Number: US5396747A), Breuning 17 2.2 Aplicação ao redor do mundo Com aplicação mundial crescente, a tecnologia se mostra presente em todos os continentes, sendo mais de 400 edificações que totalizam mais de 2.000.000 m² executados. Grandes projetos que demandaram velocidade, economia e sustentabilidade, são eles: hotéis, prédios governamentais e residenciais, universidades, teatros, museus, aeroportos, muitos com certificações e reconhecimentos em eficiência energética. O primeiro projeto de um edifício arranha céu utilizando a tecnologia Bubbledeck foi executado em Rotterdam, chamado Millennium Tower, trata-se de um empreendimento que agrega hotelaria, apartamentos e escritórios. Figura 3 - Fachada da Millenium Tower Fonte: Bubbledeck International Em menor presença, na América do Sul, a tecnologia Bubbledeck está presente em três edificações no Brasil, são elas: Novo Centro Administrativo do Distrito Federal localizada em Brasília, Ampliação do Aeroporto Tom Jobim no Rio de Janeiro e a ampliação da Sede da Construtora Norberto Odebrecht em Salvador. 18 3 OBJETIVO Este trabalho tem como objetivo: analisar as vantagens deste sistema que se mostrem competitivas economicamente e ambientalmente ao mercado através de sua utilização. Economicamente, visa-se a partir de comparações, levantamentos, estimativas de custos e dados de produtividade, criar uma reflexão sobre uma oportunidade de se obter um menor custo produtivo com a aplicação deste sistema de lajes otimizadas. Ambientalmente, tem-se como ponto essencial, abordar as características ecológicas e seus impactos em paralelo com as tendências ambientais da atualidade, conduzindo a um raciocínio que demonstre o sistema como uma solução diferenciadora num mercado que cada vez mais se busca por alternativas que fortaleçam o compromisso ambiental das empresas. 19 4 TECNOLOGIA BUBBLEDECK 4.1 Conceito O Bubbledeck é um sistema construtivo que se baseia na utilização de esferas plásticas, geralmente recicladas, contidas entre uma pré-laje de concreto e umatela armada superior e inferior, tem por objetivo criar cavidades internas na laje onde o concreto não exerce função estrutural, de modo que alivie a carga de peso próprio da laje que compõe as cargas permanentes. Dessa maneira é gerado uma economia de concreto e um melhor aproveitamento da capacidade da estrutura, além dos ganhos em produtividade, sustentabilidade e demais que serão abordados a frente deste trabalho. Segundo Breuning[2], a carga permanente dessas regiões estruturalmente inativas, são usualmente 2-4 vezes mais pesadas que a capacidade de carga útil das regiões onde o concreto é solicitado. Esta situação resultou em inúmeras tentativas em tornar as construções mais leves, na maioria das vezes criando-se cavidades internas. Com a aplicação do Bubbledeck, o projeto permite inúmeras possibilidades arquitetônicas a partir de vãos maiores, menor consumo de materiais (concreto, formas, escoras) e menores cargas sobre as fundações. Figura 4 - Distribuição de esforços da laje sob carregamento Fonte: Bubbledeck Internacional, 2016 20 4.2 Composição e Especificações Técnicas 4.2.1 As Esferas As esferas utilizadas no sistema Bubbledeck são feitas de polietileno de alta densidade (HDPE) e podem ser geradas a partir de polietileno reciclado, o que confere um grau de sustentabilidade à tecnologia. Figura 5 - Disposição do sistema: Esfera, armaduras e camada de concreto Fonte: Bubbledeck Malaysia (traduzido) Na Tabela 2, é apresentado os tipos de esferas bem como suas características técnicas. Tabela 2 - Tipos de lajes Esfera Espessura da laje (mm) Diâmetro das Esferas (mm) Vão Livre (m) Carga PP (kgf/m²) Concreto (m³/m²) BD230 230 180 7 a 10 370 0,15 BD280 280 225 8 a 12 460 0,19 BD340 340 270 9 a 14 550 0,23 BD390 390 315 10 a 16 640 0,25 BD450 450 360 11 a 18 730 0,31 Fonte: Bubbledeck Brasil 21 Os modelos das esferas apresentadas abrangem diversos tipos de projetos e necessidades com capacidades distintas. Tabela 3 - Dados técnicos por tipo de esfera Diâmetro da Esfera (cm) 18,00 22,50 27,00 31,50 36,00 40,50 45,00 Mín. Intereixos das Esferas (cm) 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 Máx. Número de Esferas (1/m²) 25,00 16,00 11,11 8,16 6,25 4,94 4,00 Espessura Mínima da Laje (cm) 23,00 28,00 34,00 40,00 45,00 52,00 58,00 Redução de carga p/ Esfera (kN) 0,08 0,15 0,26 0,41 0,61 0,87 1,19 Red. Máx de Carga/m² (kN/m²) 1,91 2,39 2,86 3,34 3,82 4,29 4,77 Fator para Rigidez (-) 0,88 0,87 0,87 0,88 0,87 0,88 0,88 Fator para Cortante (-) 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 Fonte: Bubbledeck International 4.2.2 Resistência ao Esforço Cortante Segundo a NBR 6118, a Força Cortante Resistente é diretamente proporcional a distância d (altura útil), isto é, influenciada pela espessura da laje (maciças), logo, as lajes Bubbledeck por possuir um menor volume de concreto quando comparadas a uma laje maciça de mesma espessura, apresentam uma menor resistência ao cisalhamento. Em geral a capacidade de resistência cortante da laje Bubbledeck é em média 81% da capacidade de uma laje maciça de mesmas características e 91% na Resistência à Punção. No dimensionamento é utilizado um Fator de Redução (-) de 0.6 (-40%) garantindo uma margem de segurança. Na tabela 4, a partir de um estudo realizado pela Eindhoven University of Technology, uma laje maciça é comparada com dois tipos de laje Bubbledeck, um com treliças amarradas e outro com treliças soldadas – espessura de 340mm. A Resistência ao esforço cortante é afetada pela razão da distância da carga até o apoio entre a espessura da laje. 22 Tabela 4 - Comparativo da Resistência ao esforço cortante entre lajes (1) Resistência ao esforço cortante (em % de laje maciça) a/d = 2,15 a/d = 3,0 Laje maciça 100 100 Bubbledeck, treliças soldadas 91 78(81)¹ Bubbledeck, treliças amarradas 77 - Legenda: ¹ Correção para elementos de lajes com maior tempo de endurecimento a – Distância da carga até o apoio d – Espessura da laje Fonte: Eindhoven University of Technology, Bubbledeck UK [5] Em outro estudo realizado pela The Engineering School in Horsens / Denmark, é feita uma análise comparativa entre uma laje maciça e uma laje Bubbledeck sem utilização de treliças, apenas se utilizando de arames recozidos, como mostra a tabela 5. Tabela 5 - Comparativo da Resistência ao esforço cortante entre lajes (2) Resistência ao esforço cortante (em % de laje maciça) a/d = 2,3 Laje maciça 100 Bubbledeck, sem treliças 76 Legenda: a – Distância da carga até o apoio d – Espessura da laje Fonte: The Engineering School in Horsens / Denmark , Bubbledeck UK [5] O Gráfico 1 apresenta, a partir dos resultados obtidos, a recomendação de se dimensionar com fator de redução de 60%, que representa 40% a menos de uma laje maciça. 23 Gráfico 1 - Resultados obtidos da Resistência ao Esforço Cortante entre lajes Fonte: Bubbledeck UK [5] 4.2.3 Resistência ao Momento Fletor As lajes Bubbledeck permitem, de acordo com cada modelo, diferentes tamanhos de vãos livres e momentos fletores, como é ilustrado no Gráfico 2. Gráfico 2 - Capacidade do Bubbledeck por diferentes vãos e espessura de laje Fonte: Bubbledeck Brasil 24 A Tabela 6, resume a eficiência da laje Bubbledeck frente a laje maciça na relação: capacidade de carga e rigidez, como também a utilização do concreto. Tabela 6 - Comparativo de capacidade de carga, rigidez e volume Laje Bubbledeck vs. Laje maciça Em % de laje maciça Mesma capacidade de carga Mesma rigidez Mesmo volume de concreto Capacidade de Carga 100 105 150 Rigidez 87 100 300 Volume de Concreto 66 69 100 Fonte: Bubbledeck UK [18] 4.2.4 Resistência ao Fogo Segundo a Bubbledeck UK [18], a resistência ao fogo da laje depende da capacidade do aço em reter a força suficiente durante um incêndio. A temperatura do aço é controlada pelo fogo e o isolamento do aço, e na medida em que ele é superaquecido, ele perde resistência. Existe um padrão adotado através de testes realizados em que estabelecem o tempo de resistência da laje em função da camada de cobrimento das armaduras, como mostra a Tabela 7: Tabela 7 - Resistência ao fogo da laje em função do cobrimento Cobrimento (mm) Tempo de resistência (min) 20 60 25 90 30 120 Fonte: Bubbledeck UK [18] 25 4.2.5 Isolamento Acústico De acordo com os testes de certificação das autoridades para a supervisão de construções P-SAC 02/IV-065, MPFA Leipzig e. V: Tabela 8 - Resultado de teste de Isolamento Acústico Esfera Índice de redução de som [dB] (Rw) Nível acústico equivalente ao passo [dB] (Ln,w,eg,R) Espessura da laje (mm) Diâmetro da Esfera (mm) BD230 55 77 230 180 BD340 57 73 340 270 Fonte: Bubbledeck Brasil 4.2.6 Isolamento Térmico A resistência térmica é determinada por cálculo de acordo com a norma europeia BS EN ISO 6946:1997, na condição de esferas alocadas num formato cúbico (aproximado) com a mesma área e proporção na comparação entre lajes. Tabela 9 - Resultado de teste de Isolamento Térmico Esfera Espessura da laje (mm) Resistência Térmica (Bubbledeck) m²k/W Resistência Térmica (Laje maciça comum) m²k/W Vantagem Bubbledeck BD230 230 0.1546 0.1111 +39% BD280 280 0.1847 0.1375 +34% BD340 340 0.2102 0.1659 +27% BD390 390 0.2325 0.1905 +22% BD450 450 0.2583 0.2205 +17% Fonte: Bubbledeck International 26 4.3 Aprovações e Normatização Holanda – Em novembro de 2001, Bubbledeck é incorporada a norma Holandesa NEN 6720 pelo CUR (Civiltechnisch Centrum Research en Regelgeving) a partir da CUR Recommendation 86 – Bubbledeck slabs. Reino Unido – De acordo com o CRIC (Concrete Research & Innovation Centre), para efeitos decalculo e dimensionamento, o sistema Bubbledeck pode ser considerado como uma laje maciça comum apoiada sob colunas pela norma BS 8110 que padroniza e regulamenta o uso estrutural do concreto. Dinamarca – O Directorate of Building and Housing, (Municipality of Copenhagen) permite que o Sistema Bubbledeck seja calculado a partir de princípios reconhecidos das normas já existentes. Alemanha – O DIBt (Deutsches Institut fur Bautechnik) reconhece que o Sistema Bubbledeck pode ser dimensionado a partir de técnicas e métodos já existentes, estando aprovada pela norma DIN 1045 Europa – O Sistema Bubbledeck está incorporado diretamente na norma européia EN 13747:2005+A1:2008 Brasil – Atualmente o Brasil não aborda em suas normas o sistema Bubbledeck. Os projetos devem se balizar na norma NBR 6118:2014 (Projeto de Estruturas de Concreto), onde lajes planas convencionais são normatizadas, porém devem sempre estar em alinhamento com as recomendações de normas internacionais que já abrangem o Bubbledeck. No âmbito da utilização, a tecnologia também está de acordo com a norma NBR 15.575/2010 “Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos – Desempenho”, que aborda sobre, entre outros, padrões mínimos para conforto térmico e acústico. 27 4.4 Apresentações dos Elementos As lajes Bubbledeck contam com três tipos de elementos que atendem a diferentes exigências ou mesmo limitações de um determinado projeto, seja por falta de espaço, distância de usinas de concreto, prazo curtos e demais fatores que envolvam o planejamento de uma obra. 4.4.1 Tipo A – Pré-lajes Constituí uma laje previamente armada com telas de aço na parte superior e inferior, com as esferas posicionadas no centro e uma camada de concreto de 60mm na parte inferior do módulo que age como o assoalho de forma para concretagem dispensando o mesmo e necessitando apenas da utilização de longarinas e escoras. Após o lançamento do módulo, deve ser adicionado aço para reforços de junta, pilares e perímetro de acordo com as necessidades do projeto. Necessita de grua/ guindaste para suspensão dos elementos até o local de concretagem. Figura 6 - Seção e ilustração do Tipo A – Pré-lajes Fonte: Bubbledeck International 28 4.4.2 Tipo B – Módulos Trata-se de painéis previamente armados com telas de aço na parte superior e inferior e com as esferas posicionadas no centro, são transportados e içados, sendo lançados no assoalho de formas comuns, as mesmas de uma laje maciça. Após o lançamento do módulo, deve ser adicionado aço para reforço de acordo com as necessidades do projeto. Normalmente são armados em locais que possibilitem o fluxo logístico dos materiais (esferas e aço), isso permite que sejam armados num local predeterminado na obra (caso a mesma disponha do espaço físico) a fim de reduzir custos de frete. Figura 7 - Seção e ilustração do Tipo B - Módulos Fonte: Bubbledeck International 29 4.4.3 Tipo C – Painéis Acabados Baseia-se no mesmo conceito de lajes pré-moldadas, o processo de armação e concretagem é inteiramente realizado numa linha produtiva, seja ela localizada na obra ou não, com infraestrutura adequada, são transportados para o local e içados por gruas/guindastes, como acontece com as lajes Pre-Moldadas, necessita de vigas de apoio ou paredes estruturais como também ocorre com estruturas de concreto pre-moldado usuais. Este tipo de laje Bubbledeck é recomendado para vãos menores e construções com prazos reduzidos. (Bubbledeck-UK). Figura 8 - Seção e ilustração do Tipo C - Painéis Acabados Fonte: Bubbledeck International 30 4.5 Detalhamento de Projeto Para um maior entendimento sobre os características construtivas e as disposições dos elementos que compõe o sistema, neste capítulo serão expostos projetos de detalhamento de alguns tipos de laje Bubbledeck Na figura 9, como exemplo, é ilustrado em detalhe as condições técnicas do sistema BD230, ilustrando as dimensões necessárias do intereixo esférico, recobrimento de concreto inferior/superior, detalhe de chanfro na junta e a camada de 6cm de concreto pré-lançada na parte inferior da laje em conjunto com a união de telas soldadas na parte superior e inferior da laje. Figura 9 - Seção da laje com esferas BD230 Fonte: Bubbledeck International Figura 10 - Detalhamento da seção da laje com esferas BD230 Fonte: Bubbledeck International 31 Figura 11 - Seção e detalhamento da laje com esferas BD280A Fonte: Bubbledeck UK [18] 32 Figura 12 - Seção e detalhamento da laje com esferas BD340A Fonte: Bubbledeck UK [18] 33 Figura 13 - Seção e detalhamento da laje com esferas BD390A Fonte: Bubbledeck UK [18] 34 Figura 14 - Seção e detalhamento da laje com esferas BD450A Fonte: Bubbledeck UK [18] 35 Figura 15 - Seção e detalhamento da laje com esferas BD600 Fonte: Bubbledeck UK [18] 36 4.6 Etapas Produtivas e Método Construtivo Considerando o Tipo A – Pré-laje, a seguir serão descritas as etapas construtivas dos módulos com algumas diferenças para os outros Tipos, B e C, que serão observadas. Figura 16 - Tipo A – Pré-laje sendo içada Fonte: Bubbledeck Brasil O processo de produção das lajes Bubbledeck inicia-se a partir da fabricação das esferas de polietileno de alta densidade reciclado (HDPE) em indústrias petroquímicas. Figura 17 - Esferas de Polietileno reciclado em pátio de planta Fonte: Bubbledeck International 37 As lajes são previamente armadas como módulos em um local apropriado. As esferas são posicionadas simetricamente entre elas na região central da laje, telas de aço são soldadas com reforços, travando e formando a “rede de bolhas” que irá impedir que as regiões de concreto não solicitadas sejam concretadas. Figura 18 - Armador amarrando os reforços entre as telas Fonte: Harvey Mudd College [4] As treliças colaboram com o reforço e travamento das esferas entre as telas. Esta etapa ocorre igualmente para os Tipos B (Módulos de Armação) e C (Painéis Acabados) de lajes Bubbledeck. Com os módulos armados, as formas são limpas e preparadas com desmoldantes químicos na linha de concretagem da fábrica. Esta etapa ocorre para o Tipo A (Painéis Acabados) porém não ocorre no Tipo B (Módulos de Armação), pois as mesmas são encaminhadas diretamente à obra, onde são concretadas in loco. 38 Figura 19 - Formas com desmoldante aplicado Fonte: Harvey Mudd College [4] Figura 20 - Equipamento de concretagem em linha de produção Fonte: BFT International Com as formas prontas, os módulos armados são içados e depois concretados, seja por uma linha com máquinas automatizadas, como é mostrado na Figura 13, ou mesmo manualmente com baldes içados por pórtico. No Tipo C (Painéis Acabados) as lajes são concretadas completamente, como ocorre em elementos pré-moldados comuns, o Tipo A (pré-lajes) é apenas parcialmente concretado até a altura de 6cm, a fim de formar uma camada suficientemente resistente que dispense formas e consiga suportar a carga do concreto lançado in loco com escoramento. Este tipo de elemento apresenta um 39 custo de frete e de operação (içamento, carga útil) menor que o Tipo C (Painéis Acabados) por ser mais leve e de fácil manuseio. Em linhas de produção modernas o concreto é vibrado por equipamentos através de grandes placas vibratórias. Figura 21 - Vibração após lançamento do concreto Fonte: Bubbledeck International Após a vibração, a camada de concreto da pré-laje deve curar até atingir resistência necessária para o armazenamento e transporte, nos dois processos as lajes são empilhadas. Figura 22 - Pré-lajeestocada após atingir resistência necessária Fonte: J3 Engineering Group, LLC 40 O carregamento, transporte e descarga é feito por meio de caminhões com o suporte de gruas/guindastes que içam os módulos através de pontos de ancoragem localizados na Pré-laje próprios para esta operação, que deve ser realizada com muita cautela. Figura 23 - Transporte do elemento pré-laje de Bubbledeck Fonte: http://www.ecopedia.com Figura 24 - Içamento do elemento pré-laje de Bubbledeck Fonte: http://www.treehugger.com Os elementos de pré-laje devem ser acomodados cuidadosamente entre eles e os pilares para que não haja problemas na ancoragem, como mostra na Figura 25. 41 Figura 25 - Elemento de pré-laje sendo acomodado na estrutura Fonte: http://www.nadaaa.com/blog/ A armação da laje deve ser reforçada com barras de aço integrando aos outros elementos para se criar uma laje monolítica, há reforço nas extremidades da laje com grampos e por dentro dos pilares, o reforço é feito de acordo com as especificações de cada projeto. Figura 26 - Armador realizando reforço entre os módulos de pré-laje Fonte: Bubbledeck Malasysia 42 É possível embutir conduítes para instalações elétricas e caixas para passagens de tubulações. Em áreas onde se passam muitos conduítes, pode ser retirado algumas esferas, com o consentimento e aval do projetista calculista. Figura 27 - Conduítes embutidos na laje Fonte: http://www.nadaaa.com/blog/ Figura 28 - Passagem para instalações prediais Fonte: http://www.nadaaa.com/blog/ 43 Em países com clima temperado onde se há variações bruscas de temperatura ao longo do ano, é comum a utilização de sistemas de aquecimento nas residências. A laje Bubbledeck permite a utilização de pisos aquecidos conhecidos também como pisos radiantes à agua quente, como é mostrado na Figura 29 (mangueiras vermelhas). Figura 29 - Sistema de piso radiante à agua quente Fonte: http://www.nadaaa.com/blog/ Figura 30 - Mangueira conduz água em elevadas temperaturas Fonte: https://www.larrysgroj.wordpress.com 44 Concluindo-se todos reforços e implantações exigidas por projetos distintos, a laje deve ser concretada. Não há quaisquer observações ou restrições que a diferencie de uma laje maciça neste ponto. Figura 31 - Concretagem após todas etapas estarem verificadas Fonte: http://www.nadaaa.com/blog/ O vibrador deve passar entre a malha de aço e ser vibrado da mesma maneira que é exigido em uma laje comum. Em virtude de espaços quase enclausurados devido as esferas, a vibração deve ser feita com muita atenção para evitar a ocorrência de brocas no concreto, o que pode vir a afetar negativamente a laje. Para lajes que utilizam o Tipo B – Módulos, quando é apenas a armação sem nenhuma camada de concreto previamente lançado, a laje deve ser concretada em duas etapas para evitar que as esferas façam a armação flutuar. Não é necessário interromper a concretagem, porém o enchimento completo num determinado ponto da laje só deve ser feito após a primeira camada ter dado a pega, ou seja, se apresentando com uma consistência maior que impeça a armadura subir. 45 4.7 Vantagens Competitivas A tecnologia Bubbledeck ganhou notoriedade não só através de seu potencial de tecnologia verde sustentável mas também por outros aspectos muito bem vistos pelo mercado como otimização do tempo de construção e custos devido a sua performance e melhor aproveitamento dos insumos que a compõe. É possível produzir lajes com desempenho semelhante ou superiores a lajes maciças de concreto armado utilizando muito menos concreto. Com base em informações técnicas disponibilizadas pela Bubbledeck International [17] e pelos representantes nacionais, a Bubbledeck Brasil, essas vantagens são inúmeras. No universo de materiais e perdas que são presentes na maioria das obras, temos as seguintes vantagens com a utilização da tecnologia Bubbledeck: 35% em média de redução da utilização de concreto na laje devido às cavidades internas criadas pelas esferas Redução considerável do peso próprio, que permite a redução das seções de vigas, pilares e fundações. Redução de escoramento em 60% em comparação com lajes maciças lisas. A partir da economia na utilização de materiais, há economia nos custos de execução, mas não só oriundos do material como também de serviços indiretos e a mão de obra que o acompanham, como: Menores custos de frete devido ao peso reduzido quando comparado à outros sistemas de lajes Pre-moldadas Equipamentos para içamento com capacidade reduzidas Redução de mão de obra e material para serviços posteriores como acabamento 46 Redução nos custos de execução para Alvenaria e Instalações devido à planicidade do fundo da laje pela ausência de vigas Dispensa/diminui a quantidade de regularizações e arremates Em relação ao tempo, que é um fator que acompanha e influência diretamente os custos de uma obra, é possível: Redução no cronograma de 40% em média do tempo para execução da estrutura devido a menor quantidade de pilares e vigas. Rápida instalação da infraestrutura de instalações elétricas, hidráulicas e especiais devido a planicidade do fundo das lajes. Na abordagem de tecnologias que seguem tendências ecológicas, o sistema Bubbledeck permite: Redução próxima de 41% de emissão de carbono na produção e transporte quando comparado com lajes maciças Possibilidade de implantação de sistema arrefecimento internamente na laje para reduzir o consumo operacional de energia Utilização de plástico (PEAD/HDPE) reciclável Redução da utilização de madeira para formas e retalhos devido à ausência de vigas e assoalhos. 47 5 ESTUDO DE ANÁLISE COMPARATIVA SOB ENFOQUE ECONÔMICO E AMBIENTAL O presente estudo visa comparar e analisar de maneira sucinta e direta a aplicabilidade da laje Bubbledeck com enfoque econômico e ambiental ao compara- la com lajes maciças lisa, que são amplamente utilizadas no Brasil, analisando, a partir de cálculos e citações de estudos, as vantagens apresentadas no capítulo 3.7. 5.1 Aspectos Econômicos Nos aspectos econômicos serão abordadas as virtudes que propiciam vantagens econômicas através de demonstrações e análises parciais dos custos de insumos e da execução, como também de sua produtividade, condições logísticas e arquitetônicas. Segundo Porter [24], a tecnologia como arma competitiva deve trazer de alguma forma uma liderança de custo, uma diferenciação do produto e um novo enfoque no mercado. Gráfico 3 - O benefício da Inovação Fonte: Blog Arquitetura de Soluções [25] 48 O Gráfico 3, apesar de extraído de um contexto da área de TI, vale para qualquer indústria como o mesmo aborda, pois a vantagem competitiva que este estudo tem como um dos objetivos expor, é justamente a diminuição nos custos com a redução de recursos que possibilita e viabiliza a comercialização de unidades de imóveis à preços competitivos comparado com ofertas de outras empresas. 5.1.1 Eficiência do concreto As lajes Bubbledeck são conhecidas majoritariamente pelo seu efeito principal de aumentar a eficiência da utilização do concreto na laje ao se reduzir concreto que não exerce função estrutural. Em números, o Gráfico 4 e o Gráfico 5 compara a carga permanente e a capacidade de carga de uma laje maciça lisa com lajes Bubbledeck, uma com mesma espessura e outra com a mesma capacidade respectivamente. Gráfico 4 - Comparativo carga permanente e capacidade de carga relativa Fonte: Bubbledeck International Como visto anteriormente, a redução de concreto ocorre em regiões onde o concreto não é solicitadosignificativamente para seu devido fim, logo, a laje maciça 49 por ter concreto nestas regiões, compromete em parte a sua capacidade de carregamento. A ausência desta parcela de carga de peso próprio que é o concreto sem função estrutural, permite que a laje aumente sua capacidade de carregamento na mesma grandeza em que foi reduzido o peso, como mostra Grafico 4 pela Laje Bubbledeck de mesma espessura. Há um alívio de 25% de Carga Permanente e um ganho em 25% na Capacidade de carregamento. Na condição de se dimensionar uma laje de mesma capacidade, a laje Bubbledeck permite uma economia de 50% na redução de concreto em média, como será demonstrado mais a frente neste estudo. Em valores absolutos comparados com a laje maciça, as lajes Bubbledeck se mostram expressivas. Gráfico 5 - Comparativo carga permanente e capacidade de carga absoluta Fonte: Bubbledeck International A redução de 35% de concreto da laje maciça permite que a capacidade de carregamento dobre na laje Bubbledeck pelo uso eficiente do concreto que chega a 300% de eficiência quando comparada a uma laje de mesma espessura e 200% em eficiência numa laje de mesma capacidade, que consequentemente teria uma espessura menor. 50 5.1.2 Cálculo do consumo de concreto Como base de estudo, será utilizado o layout de um projeto de pavimento típico de edificação comum com cargas usuais proposto por SILVA [6] como também seus cálculos obtidos que tiveram como objetivo comparar o desempenho de lajes maciças com lajes Bubbledeck. Figura 32 - Planta de arquitetura e de forma (Pavimento tipo) Fonte: SILVA [6] SILVA [6] estabeleceu um estudo comparativo entre a laje Bubbledeck BD230 com espessura de 230mm e lajes maciças com espessura respectivas de 180mm e 230mm. Dados Técnicos em comum de ambas lajes (maciça e Bubbledeck): Concreto Estrutural Fck=30Mpa Aço CA-50 Painéis - 8,0m x 8,0m Pilares - dimensões de 30cm x 30cm com 3,5m de altura Alvenaria - 15cm de espessura Sobrecarga (SC) – 2kN/m² em todo o pavimento 51 Revestimento – 0,5 kN/m² em todo o pavimento Alvenaria - 5,85 kN/m em toda extensão linear da alvenaria Tabela 10 - Comparativo de taxas de armadura e esforços máximos Tipo de laje Armadura inferior do painel Armadura superior entre painéis Armadura superior sobre os pilares Armadura de punção Laje Bubbledeck (BD230) 0,304% (55kN.m/m) 0,219% (41kN.m/m) 0,97% (160kN.m/m) 0,00% (715kN) Laje maciça de 18cm 0,546% (56kN.m/m) 0,436% (43kN.m/m) 2,254% (170kN.m/m) 0,175% (754kN) Laje maciça de 23cm 0,427% (71kN.m/m) 0,341% (58kN.m/m) 1,366% (197kN.m/m) 0,146% (888kN) Fonte: Silva [6] A laje Bubbledeck é menos solicitada por possuir uma combinação de cargas menor quando comparada com as outras duas, devido a seu Peso Próprio reduzido em função das cavidades. O cálculo do volume do concreto foi realizado considerando painéis de 8,0m x 8,0m armados in loco e seu resultado é referente à 1 (um) painel como mostra a Tabela 11. Tabela 11 - Comparativo do volume de concreto e flechas máximas Tipo de laje Volume de concreto (m³) Flecha máxima (cm) Laje Bubbledeck (BD230) 10,08 2,22 Laje maciça de 18cm 12,24 4,05 Laje maciça de 23cm 14,72 2,84 Fonte: SILVA [6] A laje Bubbledeck obteve uma redução de 32% de volume de concreto em relação à laje maciça de 23cm e 18% de redução em relação a laje maciça de 18cm, o que representa uma grande economia. 52 Segundo, Bubbledeck AU [7], as dimensões típicas dos painéis de Bubbledeck, podem variar com larguras de 2,4m à 3,0m e comprimento de 9m até 10m. Reproduzindo o mesmo cálculo, porém, agora somando a laje inteira em módulos de pré-laje de 3,0m x 10,0m. São calculados descontos de 1,8m x 1,8m nas proximidades do pilar e 30 cm nas extremidades da laje e entre painéis como mostra a Figura 33 que são referentes a regiões onde não haverão esferas, apenas concreto maciço. Figura 33 - Painéis Bubbledeck Fonte: SILVA [6] (Modificado) Estes descontos próximos aos apoios ocorrem pelo fato da resistência ao cisalhamento estar intimamente ligada ao volume de concreto na seção, e as proximidades dos apoios normalmente são as regiões mais solicitadas pelo esforço 53 cortante, dessa maneira, as esferas são dispensadas a fim de se criar um maior volume de concreto na região e consequentemente agregar maior resistência cortante neste ponto crítico, quanto as extremidades, ocorre pela necessidade de reforços como grampos ou qualquer outra exigência em projeto. Área da Laje descontando vãos abertos A = 40*24 – (8*8) – (8*4) = 864m² Volume de concreto da laje maciça de 18cm Vlaje maciça18 = 864*0,18 = 155,52m³ Volume de concreto da laje maciça de 23cm Vlaje maciça23 = 864*0,23 = 198,72m³ Cálculo de Volume de Concreto para Laje Bubbledeck BD230 Descontos de regiões maciças próximas aos pilares D = 1,8 * 1,8 (6+(4 * 0,25+8 * 0,5 + 4 * 0,75) = 45,36m² Área para aplicação de esferas, descontado extremidades maciça e pilares Aesferas = (40-0,60)*(24-0,60) – (8*8) – (8*4) = 825,96m² - 45,36m² = 780,6m² 54 Redução de Volume de Concreto A partir da Tabela 3, adota-se para a laje Bubbledeck BD230, a quantidade de 25 esferas/m² para ser multiplicado à área útil de aplicação das esferas. Nesferas = Aesferas * 25 = 780,6*25 = 19.515 Esferas O volume de uma esfera única é de: Vesfera = 4/3 * π * R³= 4/3 * π * (0,09)³ = 0,003054m³ Volume de concreto que será reduzido: Vredução = Nesferas * Vesfera = 19.515 * 0,003054 = 59,6m³ Volume de concreto da laje Bubbledeck BD230 Vlaje Bubbledeck = Vlaje maciça23 – Vredução = 198,72 – 59,6 = 139,12m³ A partir disso, são obtidos os seguintes resultados: Tabela 12 - Comparativo do volume de concreto total entre lajes Tipo de laje Volume de Concreto (m³) Peso Próprio (kN) Peso Próprio (kN/m²) Laje Bubbledeck (BD230) 139,12 3478 4,03 Laje maciça de 18cm 155,52 3888 4,50 Laje maciça de 23cm 198,72 4968 5,75 Fonte: Autoria Própria Logo, calculando com o Tipo A – Pré-lajes em módulos de 3,0m de largura por 10,0m de comprimento e descontando as regiões maciças da laje Bubbledeck, é possível obter uma economia de 30% de concreto. 55 Segundo a NBR 6120, o peso específico do concreto é de 25kN/m³. Multiplicando pelo volume de 59,6m³ que deixou de ser lançado na laje, há um alivio de carga, como mostra a Tabela 12, resultando em solicitações menores como também visto na Tabela 10. Redução do Peso Próprio = Vredução * 25 = 59,6 * 25 = 1490kN Consequentemente, este alívio de carga, permite o dimensionamento de estruturas menos robustas, como vigas, pilares e fundações com menores seções, gerando também uma economia indireta. 5.1.2.1 Impacto nos Custos Os custos e composições apresentados a seguir, se baseiam em dados do Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI) [9] referentes à Agosto/2016 disponíveis no site da Caixa Econômica e na 13ª Edição da Tabela de Composição de Preços para orçamento (TCPO 13) [11]. Segundo a Caixa Econômica, “A gestão do SINAPI é compartilhada entre Caixa e IBGE. A Caixa é responsável pela base técnica de engenharia (especificação de insumos, composições de serviços e orçamentos de referência) e pelo processamento de dados, e o IBGE, pela pesquisa mensal de preço, tratamento dos dados e formação dos índices.”. O TCPO é uma tabela de dados de Composição de Preços da Construção Civil utilizado em todo território brasileiro para orçamentos de obras, disponível em versões digitais e físicas, foi criado e calculado pelo departamento de Engenharia do Grupo PINI.Neste capítulo será dada continuidade ao cálculo do consumo de concreto, porém analisando financeiramente o quantitativo de concreto lançado. O Concreto utilizado é o “Concreto Estrutural C30 (Fck=30Mpa)” como é mostrado no capítulo 4.1.2 deste trabalho e identificado na tabela do SINAPI [10] pelo código “00001525” 56 Tabela 13 - Custo do m³ de concreto usinado (SINAPI/Agosto 2016) Código Descrição do Insumo Unidade Origem do Preço Preço Mediano 00001525 FCK 30MPA e CA50 - CONCRETO USINADO BOMBEAVEL, CLASSE DE RESISTENCIA C30, COM BRITA 0 E 1, SLUMP = 100 +/- 20 MM, INCLUI SERVICO DE BOMBEAMENTO (NBR 8953) M³ CR R$ 316,15 CR – para preço obtido por meio do coeficiente de representatividade do insumo (ver Manual de Metodologia e Conceitos); Fonte: Tabela SINAPI Preço de Insumos [10] Para efeito de cálculo é proposto a adição da seguinte informações do projeto em análise a fim de simular o custo na grandeza de uma obra: Edificação Residencial Multifamiliar com 11 Pavimentos Tipos Cálculo de custos para fornecimento e bombeamento de concreto Laje Bubbledeck BD230 Custo (R$/Pav. Tipo) = 139,12*316,15 = 43.982,79 Laje maciça de 18cm Custo (R$/Pav. Tipo) 155,52*316,15 = 49.167,65 Laje maciça de 23cm Custo (R$/Pav. Tipo) = 198,72*316,15 = 62.825,33 57 Tabela 14 - Comparativo do custo para lançamento e bombeamento de concreto Tipo de laje Volume de Concreto (m³/Pav. Tipo) Custo (R$/Pav. Tipo) Custo Total (R$) Laje Bubbledeck (BD230) 139,12 R$ 43.982,79 R$ 483.810,67 Laje maciça de 18cm 155,52 R$ 49.167,65 R$ 540.844,13 Laje maciça de 23cm 198,72 R$ 62.825,33 R$ 691.078,61 Fonte: Autoria Própria A laje Bubbledeck BD230 em comparação com a laje maciça de mesma espessura produziu uma economia de R$ 207.267,94, apenas no fornecimento e bombeamento de concreto por parte de uma concreteira sem considerar os custos da equipe responsável por lançamento, adensamento e acabamento. Para se calcular o custo de operação da equipe, será utilizada a tabela TCPO 13 [11], onde informa na Pág. 183, que a produtividade da equipe de concretagem composta por 50% ajudantes e 50% oficiais feita utilizando concreto bombeado é descrita numa faixa de: mínimo=0,6Hh/m³, media=1,54Hh/m³ e máximo= 4,23Hh/m³. Logo quanto menor o valor, mais produtivo a equipe é. Esta faixa está parametrizada por situações favoráveis (mínimo) e situações desfavoráveis (máximo). Neste caso, será considerado uma equipe composta por 6 ajudantes e 6 pedreiros para trabalharem no lançamento, adensamento e acabamento da laje numa situação favorável de produção que permita uma produtividade de 0,8Hh/m³, correspondendo a 1,25m³ produzido para cada Homem-hora. Com 9 horas de trabalho diário, cada operário produz 9Hh por dia, totalizando 108Hh da equipe/dia e 135m³/dia. Deve-se lembrar que pelo fato dos módulos pré-laje já possuírem 6cm de concreto pré-lançado de fábrica, o volume à ser concretado é menor, logo: VBBconc = 864*(0,23-0,06) – Vredução = 146,88 – 59,6 = 87,28m³ Este cálculo não engloba operações de montagem dos módulos, esferas, transporte, içamento, ajustes, ou quaisquer outros serviços que não sejam a 58 concretagem (lançamento, adensamento e acabamento de concreto), podendo variar devido a desvios de produtividade, preço ou mesmo eventos não planejados. Os custos referentes ao bombeamento foram previamente calculados junto do fornecimento de concreto. Tabela 15 - Comparativo da demanda de trabalho em função do volume Tipo de laje Volume à ser Concretado (m³) Produtividade (Hh/m³) Hh necessário (Hh) Hh necessário por operário Laje Bubbledeck (BD230) 87,28(*) 0,8 111,30 7,27 Laje maciça de 18cm 155,52 0,8 124,42 10,37 Laje maciça de 23cm 198,72 0,8 158,97 13,25 (*) – Descontado camada de 6cm lançada na fabricação. Fonte: Autoria Própria Tabela 16 - Custo da mão de obra para concretagem (incluindo vibrador) Código Descrição do Insumo Unidade Origem do Preço Preço Mediano 88242 AJUDANTE DE PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES H CR R$ 17,74 88309 PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES H CR R$ 22,12 73331 VIBRADOR DE IMERSAO MOTOR GAS 3,5CV (CP) C/MANGOTE H PROD CR R$ 3,09 CR – para preço obtido por meio do coeficiente de representatividade do insumo (ver Manual de Metodologia e Conceitos); Fonte: Tabela SINAPI Custo de Composições [10] 59 Tabela 17 - Mão de Obra para concretagem da laje maciça de 18cm Descrição do Insumo Qtd Horas Preço (R$/h) Custo Por laje Custo Total AJUDANTE DE PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES 6 10,37 R$ 17,74 R$ 1.103,78 R$ 12.141,61 PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES 6 10,37 R$ 22,12 R$ 1.376,30 R$ 15.139,37 LOCAÇÃO VIBRADOR DE IMERSAO MOTOR GAS 3,5CV (CP) C/MANGOTE 1 10,37 R$ 3,09 R$ 32,04 R$ 352,48 Total R$ 2.512,13 R$ 27.633,46 Fonte: Autoria Própria Tabela 18 - Mão de Obra para concretagem da laje maciça de 23cm Descrição do Insumo Qtd Horas Preço (R$/h) Custo Por laje Custo Total AJUDANTE DE PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES 6 13,25 R$ 17,74 R$ 1.410,33 R$ 15.513,63 PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES 6 13,25 R$ 22,12 R$ 1.758,54 R$ 19.343,94 LOCAÇÃO VIBRADOR DE IMERSAO MOTOR GAS 3,5CV (CP) C/MANGOTE 1 13,25 R$ 3,09 R$ 40,94 R$ 450,37 Total R$ 3.209,81 R$ 35.307,94 Fonte: Autoria Própria 60 Tabela 19 - Mão de Obra para concretagem da laje Bubbledeck (BD230) Descrição do Insumo Qtd Horas Preço (R$/h) Custo Por laje Custo Total AJUDANTE DE PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES 6 7,27 R$ 17,74 R$ 773,82 R$ 8.512,01 PEDREIRO COM ENCARGOS COMPLEMENTARES 6 7,27 R$ 22,12 R$ 964,87 R$ 10.613,62 LOCAÇÃO VIBRADOR DE IMERSAO MOTOR GAS 3,5CV (CP) C/MANGOTE 1 7,27 R$ 3,09 R$ 22,46 R$ 247,11 Total R$ 1.761,16 R$ 19.372,73 Fonte: Autoria Própria Tabela 20 - Comparativo de fornecimento c/ bombeamento e mão de obra Tipo de laje Custo de fornecimento e bombeamento de concreto (R$) Custo de Mão de Obra para concretagem (R$) Custo Total (R$) Laje Bubbledeck (BD230) R$ 483.810,67 R$ 19.372,73 R$ 503.183,40 Laje maciça de 18cm R$ 540.844,13 R$ 27.633,46 R$ 568.477,59 Laje maciça de 23cm R$ 691.078,61 R$ 35.307,94 R$ 726.386,55 Fonte: Autoria Própria Ao final do custo total, houve um acréscimo de economia de 1%, tornando-a 31% mais em conta que a laje maciça de 23cm. Na grandeza de uma obra com 11 pavimentos tipos com a aplicação da laje Bubbledeck BD230 neste exemplo, é possível obter uma economia de R$ 223.203,15 no que diz respeito a fornecimento, bombeamento, lançamento, adensamento e acabamento do concreto da laje. Não foi comparado ou levado em consideração armação, forma e outros custos que compõe a estrutura. 61 Tabela 21 - Horas calculadas decorrentes da produtividade assumida Tipo de laje Horas necessárias p/ se concretar 1 laje com equipe Total de Horas necessárias p/ concretar todas 11 lajes com equipe Total de Horas convertidos em Dias Trabalhados Laje Bubbledeck (BD230) 7,27 79,97 9 Laje maciça de 18cm 10,37 114,07 13 Laje maciça de 23cm 13,25 145,75 17 Fonte: Autoria Própria Além da redução de concreto devido à utilização do Bubbledeck, o Tipo A – Pré-lajes é concretado previamente em fabrica com 6cm de camada inferior, que é utilizado como uma forma de laje permanente. Neste caso, os 6cm de concreto representou 51,84m³ de concreto à menos à ser concretado por laje. Aliado à isso, obteve-se um ganho de aproximadamente 8 dias no cronograma frente a laje maciça de 23cm. 5.1.2.2 Custo vs Performance A redução de custos obtida através da economia de concreto pela utilização da laje Bubbledeck em relação às lajes maciças, evidencioua capacidade de se viabilizar tecnicamente uma laje com mesma capacidade utilizando-se menos recursos. A partir de resultados de pesquisas obtidos pela AEC Consulting Engineers Ltd – Professor M.P. Nielsen, nesta etapa do estudo, será analisado a capacidade de vencer grandes vãos da laje Bubbledeck em comparação com lajes maciças, porém, utilizando-se a mesma quantidade de recursos (concreto e aço) que se utilizaria nas lajes maciças. 62 A Tabela 22, compara através de 5 modelos distintos, os vãos máximos de lajes maciças e lajes Bubbledeck e seus respectivos custos, demostrando a performance da laje Bubbledeck frente à laje maciça, onde ambas possuem: Mesma quantidade de concreto Mesma quantidade de aço Mesma área Portanto; Espessuras diferentes Tabela 22 - Vãos máximos por tipo de laje e seus preços correspondentes Laje maciça Laje Bubbledeck Pilar (m) Vão livre Preço kr/m² Modelo Pilar (m) Vão livre Preço m % kr/m² % 0,30 6,0 498 1 0,30 8,3 +38 413 -17 0,40 7,2 568 2 0,45 10,1 +40 473 -17 0,55 8,5 646 3 0,60 11,9 +40 554 -14 0,75 9,9 724 4 0,85 13,8 +39 618 -15 1,20 12,2 914 5 1,40 16,9 +39 762 -17 Fonte: Report from AEC Consulting Engineers Ltd. / Professor M.P. Nielsen: Bubbledeck International A diferença em porcentagem é calculada por: % = Laje Bubbledeck – Laje Maciça Laje Maciça 63 A moeda utilizada é o kr (Coroa Sueca), referente ao país de origem desta pesquisa, o valor da moeda pode se encontrar desatualizado em razão de índices de correção monetária do país, portanto, não foi realizada nenhuma conversão para o Real (BRL) como também por questões econômicas divergentes entre os países. O custo deve ser analisado em função de proporcionalidade na comparação com a laje maciça. Em média, as lajes Bubbledeck superaram em 39% a distancia entre os apoios, ou seja, suscetíveis a vencerem vãos 39% maiores, possibilitando a redução de pilares e sendo 16% mais baratas. 5.1.3 Produtividade e Ciclo de concretagem A produtividade é uma variável indexada aos custos da obra e que compõe um fator a ser analisado em qualquer estudo de viabilidade, pois uma tecnologia com demanda e custos de insumos relativamente baixos que apresente uma operação complexa e demorada, pode se tornar inviável, portanto, a produtividade é um fator importantíssimo à ser estudado. Segundo a CBIC [14]; “Um conceito mais amplo para a produtividade é obtenção de uma produção maior com uma mesma quantidade de recursos empregados ou, de outra maneira, quando se emprega menos recursos para obter uma mesma produção”. A tecnologia Bubbledeck se enquadra nesta reflexão, uma vez que, sua execução se mostra mais rápida que lajes convencionais com a utilização de recursos como concreto, aço e forma em menor quantidade. O Gráfico 6, exibe o tempo de execução em horas de uma laje Bubbledeck do momento em que ela é içada e acomodada na estrutura provisória (formas e/ou escoras) até a sua concretagem. 64 Gráfico 6 - Ciclo Rápido de concretagem em horas (Escoramento não incluso) Fonte: Bubbledeck International [15] Para ciclos ainda mais agressivos, é possível iniciar a concretagem junto do andamento do reforço de extremidades (dependendo da quantidade de reforços a serem feitos), embora não seja ideal e recomendado por dificultar o controle de qualidade e pelo risco de se interromper a concretagem, é uma prática comum na execução de lajes convencionais a realização de ajustes e reforços horas antes ou durante uma concretagem. Segundo a Bubbledeck International [15], a operação de içamento e acomodação dos elementos é rápida, dada suas produtividades de acordo com o tipo de laje Bubbledeck: Tipo A – Pré-laje Bubbledeck, um guindaste pode içar e acomodar de 8 a 12 elementos por hora. Tipo B – Módulos Bubbledeck, um guindaste pode içar e acomodar de 10 a 15 elementos por hora. 65 5.1.4 Planejamento Logístico de Canteiro Como ocorre em qualquer obra, é imprescindível a realização de um planejamento logístico de modo que a produção flua sem qualquer empecilho ou gargalo produtivo. Segundo a Bubbledeck Brasil [16]; “O método Bubbledeck possibilita uma menor logística de transporte de materiais, o que consequentemente minimiza os riscos operacionais e de segurança de trabalho, já que reduz a força humana”. O canteiro deve dispor de espaço suficiente para estocagem e movimentação, dos insumos que compõe a laje Bubbledeck. Dependendo da solução adotada, o layout do canteiro pode demandar uma parcela de área significativa. Um exemplo prático é o Centro Administrativo do Distrito Federal (CADF), onde os elementos foram produzidos no próprio canteiro por uma linha produtiva com pontes rolantes e uma usina de concreto exclusiva como mostra a Figura 34. Em vermelho a linha produtiva de elementos de pré-laje Bubbledeck e a usina de concreto logo ao lado destacada em amarelo. Figura 34 - Canteiro de obra do Centro Administrativo do Distrito Federal Fonte: Google Maps (2016) 66 Para o caso do Centro Administrativo do Distrito Federal (CADF), a partir de um estudo de caso feito por PARCIANELLO [16], a estrutura logística desta linha produtiva esteve definida como mostra a Figura 35: Figura 35 - Layout da estrutura logística e produtiva no CADF Legenda: 1 – Estocagem, pilhas de 8 peças; 2 – Estoque de esferas; 3 – Administração; 4 – Fabricação 5 – Ponte rolante; 6 – Estoque de armaduras. Fonte: PARCIANELLO [16] De acordo com PARCIANELLO [16], “O depósito dos pré-moldados no pátio deve atender a logística pré-definida pelo gestor da fábrica[...]”. A produção e o armazenamento das lajes não podem interferir na produção da obra e vice-versa, logo, o planejamento logístico é vital para este tipo de solução funcionar corretamente. A decisão de se fabricar os elementos Bubbledeck no próprio canteiro da obra pode se dar por diversos fatores como: distância de fornecedores, tempo de produção, acessos e limitações para entrega na obra, como elementos maiores ou que tragam dificuldade para transporte em carretas e demais casos. Como qualquer decisão, deve envolver um estudo de viabilidade que conduza, a partir de cálculos e análises estratégicas, a melhor decisão de acordo com os objetivos da obra e do cliente. 67 5.1.5 Condições Arquitetônicas A laje Bubbledeck permite atender projetos arquitetônicos ousados, versáteis e mais eficientes, pois com vãos livres maiores e menos pilares se possibilita uma utilização mais eficiente do ambiente, por conta disso o sistema está sendo bastante utilizado na construção de Prédios Garagens e Estacionamentos Verticais. É possível produzir diversas formas atendendo a diferentes tipos de layout. Figura 36 - Otimização de espaços a partir de longos vãos Fonte: http://vitec.net.vn/en/ A ausência de vigas, além de valorizar esteticamente, cria-se um layout mais retilíneo e menos intermitente, facilita as instalações prediais, como elétrica, hidrossanitárias e especiais, dispensa revestimentos regularizadores e permite liberdade em mudanças nos layouts das plantas arquitetônicas, sendo perfeito para edificações comerciais onde constantes alterações são realizadas como ampliações, novas divisões, etc. Esta versatilidade promove também um menor custo e maior agilidade para operação e manutenção da edificação, pois menos materiais são utilizados num plano liso sem obstáculos como se apresenta o fundo das lajes, a exemplo de instalações que necessitam desviar de vigas. 68 5.2 Aspectos Ambientais A redução significativa da utilização do concreto, já demonstrada, como fator competitivo, por si só, contribui significativamente no âmbito ecológico, no entanto, seráabordado neste capítulo as vantagens e a influência da tecnologia na obtenção de certificações verdes como LEED e AQUA-HQE, a reciclabilidade e características do plástico como também as emissões de CO2 provenientes da produção e transporte das lajes. 5.2.1 Compatibilidade para obtenção de certificações verdes e suas vantagens A tecnologia Bubbledeck se destaca também pelo os seus atributos verdes que incluem: aplicabilidade de material plástico reciclado, menor consumo de energia e materiais, emissão de CO2 reduzida e menor uso de transportes. Estes atributos auxiliam e contribuem parcialmente para obtenção de certificados verdes de construções, tornando a solução uma opção mais ecólogica. Uma das certificações mais conhecidas é o LEED. O termo LEED se refere à Leadership in Energy and Environmental Design ("Liderança em Design Ambiental e Energia"). Se trata de uma certificação baseada em uma avaliação de desempenho ambiental. Leva em consideração o impacto causado no meio ambiente em decorrência dos processos relacionados a uma edificação que vai do projeto, passando pela construção, até a sua operação, sendo avaliada em diversas categorias, se assemelhando também à certificação AQUA-HQE. As vantagens promovidas por essas certificações, segundo a própria GBC (Green Building Council) [23], organização não governamental que promove a certificação LEED em território nacional, são diversas e em grande parte são ligadas às próprias tecnologias e práticas que tornaram possível a obra ser certificada, no entanto, analisando as vantagens competitivas decorrente da certificação por si só podemos citar: Diminuição dos riscos regulatórios Valorização do imóvel para revenda ou arrendamento Aumento na velocidade de ocupação Estímulo a políticas públicas de fomento a Construção Sustentável 69 Para Fundação Vanzolini [12], organização responsável pela certificação AQUA-HQE, os benefícios obtidos pela certificação para o empreendedor são: Comprovar a Alta Qualidade Ambiental das suas construções. Diferenciar seu portfólio no mercado. Aumentar a velocidade de vendas ou locação. Manter o valor do seu patrimônio ao longo do tempo. Associar a imagem da empresa à Alta Qualidade Ambiental. Melhorar o relacionamento com órgãos ambientais e comunidades. Ter um reconhecimento internacional Como já expressado anteriormente, esses benefícios são decorrentes da imagem que a certificação agrega ao produto, visto que a maioria dos benefícios como economia de energia, redução no consumo de água, dentre outros, são associados diretamente a tecnologias que promovem estes benefícios e não ao simples fato da construção ser certificada, portanto, foram omitidos alguns, pois o objeto de estudo neste trabalho são Lajes Bubbledeck e seus benefícios ambientais se dá em maior parte durante a construção devido a utilização de menos recursos, no entanto, como já abordado, operações pós obra são beneficiadas com a utilização da laje Bubbledeck que também se refletem em menor consumo de materiais e energia. Como exemplo prático, é possível citar o Campus Mona Campbell Building da Universidade de Dalhousie University[13], localizada no Canada que obteve certificação LEED Gold com a adoção de diversas tecnologias e dispositivos ambientais, e uma dessas medidas incluíam a utilização da tecnologia Bubbledeck em sua estrutura de concreto armado. 70 Figura 37 - Mona Campbell Building – Dalhousie University Fonte: https://www.dal.ca Outra edificação com certificação LEED Gold é o R. Michael Shanahan Center for Teaching & Learning que faz parte do Harvey Mudd College, localizado na Califórnia, Estados Unidos, que também utilizou a tecnologia Bubbledeck em suas lajes de concreto armado. 5.2.2 Emissão de CO2 e Energia Incorporada De acordo com a Bubbledeck International [17], a produção de 1 (uma) tonelada de cimento pode emitir aproximadamente 800kg de CO2 na atmosfera e 1 (um) metro cúbico de concreto produzido é capaz de lançar cerca de 300kg, sem considerar as emissões decorrentes do transporte. A Tabela 23 mostra, a partir de um exemplo em comparação com laje maciça, o potencial ecológico de uma laje Bubbledeck equivalente para o seguinte exemplo: Edificação comercial com vãos multiplos de 7,5 x 7,5m entre pilares. Carga acidental - 4,0kN/m² Energia envolvida no transporte dos materiais 71 o Cimento - 80km; (Transporte para Usina de concreto) o Agregados - 16km; (Transporte para Usina de concreto) o Concreto - 8km (Transporte para obra) Tabela 23 - Emissão de CO2 e Energia Incorporada por tipo de laje Tipo de laje Altura da laje (mm) Volume de concreto (m³/m²) Qtd de concreto (m³) Carga de Peso próprio total (Ton) Energia incorporada (Giga Joules) Emissão de CO2 (Ton) Laje maciça 310 0,31 1395 3376 3278 522 Laje Bubbledeck 230 0,11 495 1758 1707 272 Diferença 80 0,20 900 1618 1571 250 Fonte: Bubbledeck International [17] Neste exemplo, cerca de 250 toneladas de CO2 deixaram de ser emitidas para atmosfera, o que representam aproximadamente 50% das emissões geradas de uma laje maciça de mesma capacidade. À fim de se criar dimensões mais claras e analíticas sobre este resultado, foram coletados parâmetros de dados para conversão desses valores em impacto ambiental real, no caso, árvores necessárias para neutralização de determinada quantidade de CO2, a partir de calculadoras de cálculo de emissão de CO2 de 3 páginas da internet que respaldam seus cálculos em estudos. Estas calculadoras se baseiam em estudos realizados que determinam valores aproximados e médias entre os mais variados cenários, dado que cada tipo de árvore e vegetação possui capacidades distintas para sequestro e neutralização de CO2, logo, este quantitativo para neutralização, deve ser encarado como um dado genérico com menor precisão, dessa maneira, caso seja de interesse uma análise ambiental precisa, é necessário um maior aprofundamento relacionando espécies, regiões, dentre outros dados. Para se obter a capacidade de neutralização de CO2 por árvore, foi utilizado como parâmetro comum nas 3 calculadoras, a utilização de gás, o que não possui 72 qualquer ligação com emissões na produção e transporte de lajes de concreto, como já dito, o intuito nesta etapa é apenas se obter uma relação entre emissão de CO2 e a capacidade de neutralização de uma árvore. Tabela 24 - Parametrização de cálculo para neutralização de CO2 Calculadora Referência: uso de m³ de gás encanado/mês Toneladas de CO2 Emitido no ano Plantio de árvores necessária para neutralização Neutralização tCO2 / Árvore Iniciativa Verde 100 2,4840 16 0,1552 SOSMA 100 2,2674 17 0,1334 TJPR 100 2,2674 16,2 0,1400 Média 100 2,3396 16,4 0,1427 Fonte: Iniciativa Verde[19]; SOSMA[20]; TJPR[21] Logo, 522 tCO ÷ 0,1427 tCO2/Árvore = 3658 árvores 272 tCO ÷ 0,1427 tCO2/Árvore = 1906 árvores 250 tCO ÷ 0,1427 tCO2/Árvore = 1752 árvores Tabela 25 - Árvores necessárias para neutralização Tipo de laje Emissão de CO2 (Ton) Plantio de árvores necessárias para neutralização Laje maciça 522 3658 Laje Bubbledeck 272 1906 Diferença 250 1752 Fonte: Autoria Própria 73 A diferença de cerca de 250 tonelas de CO2 que estariam sendo emitidas à mais, no processo de produção de uma laje maciça, demandaria um plantio de aproximadamente 1752 árvores à mais para ser neutralizado de modo que estas emissões não afetassem negativamente o meio ambiente, logo, o meio ambiente se é poupado com esta redução 5.2.3 Utilização do Plástico O plástico utilizado nas esferas é o Polietileno de Alta Densidade(PEAD) / High-density polyethylene (HDPE), segundo a Bubbledeck International, 1kg deplástico utilizado na laje substitui 100kg de concreto, e possui as seguintes características: Resistente a altas temperaturas; Atóxico Alta resistência à tensão; compressão; tração; Baixa densidade em comparação com metais e outros materiais; Impermeável; Permite ser reciclado Apesar de ser apresentado como polietileno internacionalmente, os projetos realizados em território nacional se basearam na utilização de polipropileno, que possui propriedades que se assemelham bastante ao PEAD sendo também um polímero reciclável. A utilização de plástico reciclável beneficia uma grande cadeia de processos, ao promover uma economia na energia de produção. Segundo a ABIPLAST [22], “Quando pensamos em sustentabilidade é mandatório que o material plástico ao término de sua vida útil retorne à cadeia produtiva, pois assim recursos naturais e energia já utilizados não serão perdidos em aterros ou lixões bem como a extração de novos recursos e o emprego de mais energia serão evitados.” A reciclagem do plástico também é possível numa eventual demolição de uma laje Bubbledeck. 74 5.3 Dificuldades e desafios no mercado brasileiro Por ser uma tecnologia relativamente nova no mercado nacional, com poucas obras executadas, requer capacitação técnica de engenheiros especializados em projetos de estruturas, que não são muitos, e capacidade de fornecimento por fornecedores com preços competitivos e estrategicamente localizados para que se viabilize a adoção desta solução. Como referência, o estudo de acompanhamento realizado por PARCIANELLO [16], sobre o CADF, teve as seguintes dificuldades diretamente ligadas à tecnologia Bubbledeck como mostra a Tabela 26. Tabela 26 - Dificuldades enfrentadas na obra do CADF Dificuldades Causas Soluções adotadas Desenvolver uma esfera no Brasil para compor o sistema Bubbledeck. Insumo essencial para o sistema. Desenvolvimento de esferas em polipropileno com o apoio da Braskem. Encontrar uma parceira que fabrique telas eletrossoldadas com espaçamentos diferentes das telas existentes no mercado, para atender ao sistema Bubbledeck. As telas eletrossoldadas deveriam ter malha com espaçamentos alternados entre 10 e 15cm, o que permitiria a acomodação das esferas nos espaços menores enquanto os espaçamentos maiores garantiriam o afastamento entre elas. Foi fechada uma parceria com a Votoraço onde ela se comprometeu a desenvolver um software e adquirir um equipamento capaz de produzir as telas eletrossoldadas especiais. Encontrar mão de obra qualificada para ser treinada no novo sistema. Sistema novo no mercado. Treinamento da mão de obra para o sistema. Fonte: PARCIANELLO [16] 75 Atualmente existem fornecedores aptos em território nacional para atender o fornecimento da composição do sistema que se resume na resina plástica, malha de aço e sistemas de escoramento. Uma das maiores dificuldades no que se refere à implantação do sistema, se dá no momento da escolha, que, sofre com a cultura da construção civil nacional, pois ainda que existam laudos, estudos e comparações que demonstrem suas vantagens frente aos métodos tradicionais, parte dos construtores, consultores e demais, preferem se limitar a métodos dos quais tem domínio por serem mais comuns. De fato, é difícil denominar ao certo as características e a cultura predominante do mercado da construção civil nacional, pois tanto o conservadorismo como o pioneirismo na aplicação de tecnologias, pode ser encontrado nas construtoras, às vezes até ao mesmo tempo, em serviços/áreas distintas. No entanto, empresas de grande porte que visam destaque e know-how, valorizam, ou pelo menos deveriam, a exploração do novo. 76 6 CASES Com presença em mais de 400 construções no mundo, a tecnologia vem crescendo nos últimos anos junto com os reconhecimentos e premiações. 6.1 Internacional Le Coie Housing – Grã-Bretanha É maior obra com a tecnologia Bubbledeck na Grã Bretanha, São cerca de 7800m² de lajes Bubbledeck apoiadas em pilares de concreto armado. Figura 38 - Le Coie Housing Fonte: http://www.bdkarchitects.com/portfolio/ Obteve aproximadamente €400.000,00 de economia com a incorporação da tecnologia no projeto, totalizando 3% de economia no custo total do projeto, concluindo-se 1 mês e 2 semanas antes do prazo final. 77 Millenium Tower – Holanda Construída em 2000, ostenta o título de segunda maior edificação da Holanda, foi construída a partir de elementos de pré-laje de Bubbledeck. São 34 pavimentos totalizando 131 metros de altura. A escolha do sistema Bubbledeck foi devido a suas vantagens no custo reduzido, tempo de construção, flexibilidade e questões ecológicas. Figura 39 - Millenium Tower Fonte: Bubbledeck International Com a ausência de vigas foi possível a construção de mais dois pavimentos do que o planejado com o mesmo gabarito. Teve também o seu ciclo de concretagem reduzido de 10 para 4 dias, redução de 50% de içamentos por gruas e guindastes e conclusão antes do prazo. 78 WP Hotel - Malásia Foi o primeiro projeto com utilização de lajes Bubbledeck na Malásia, o WP Hotel é um hotel de 4 estrelas que obteve inúmeras vantagens com a utilização do sistema Bubbledeck. Figura 40 - WP Hotel Fonte: http://www.wphotel.com.my/ Redução de 160m³ de concreto para 92m³ por pavimento (Equivalente a 10 caminhões por pavimento) Redução de 40% de mão de obra especializada. Aumento do ciclo de concretagem de 2½ andares por mês para 4 por mês Redução no custo de locação de grua Redução no custo total da obra. 79 6.2 Brasil Novo Centro Administrativo do Distrito Federal (CADF) Em virtude da melhor produtividade, viabilidade econômica e impacto ambiental reduzido, foi escolhida a tecnologia Bubbledeck. Figura 41 - Novo Centro Administrativo do Distrito Federal Fonte: https://g1.com Totalizando uma área construída de 170 mil m², atingiu uma produção de 1000 m² por dia de painéis Bubbledeck e execução de 5000 m² por semana. Obteve- se: Economia de 35% de concreto no lançamento de concreto resultando em 2500 viagens de caminhão à menos. Redução de 60% da quantidade de escoramento em comparação ao projeto base Evitou-se o corte de aproximadamente 2.800 árvores com a utilização de pré- lajes que dispensa uso de assoalhos de madeira. 80 6.3 Reconhecimentos e Premiações Ao redor do mundo, nos últimos anos a tecnologia vem sendo reconhecida através de obras realizadas em sua maioria na europa e ásia, basicamente, a grande maioria é recente. “Mies van der Rohe Award 2013" pelo Harpa Concert House, Islândia (2013) “Eco Product Award", Malásia (2013) "Best New Product" em Green Build Asia, Malásia (2012) “NOVA Award Winner", Canada (2012) Windesheim Building X recebeu "BNA Building of the Year", Holanda (2011) Vexpan Parkeergarage Award, Holanda (2009) "Best New Product" at Designex/Form & Function, Australia (2009) Jersey Construction Awards: “Best Use of Innovation”, Jersey (2005) “Building of the Year” pelo Office buildings, Dinamarca (2004) RIO Award, Alemanha (2003) Innovation Award, Holanda (2000) The Stubeco Building Prize for Execution, Holanda (2000) The Industrial Environmental Prize, Holanda (1999) The Dutch Building Prize, Holanda (1999) 81 7 CONCLUSÕES Neste trabalho buscou-se analisar as vantagens que a tecnologia Bubbledeck promove através de exemplos práticos que a comparou com lajes maciças lisas. Na maioria dos casos, se evidenciou a superioridade das lajes Bubbledeck. Aeficiência do concreto utilizado no sistema Bubbledeck, é um dos fatores mais importantes ao conferir as vantagens do sistema. A partir desta utilização otimizada durante este trabalho, foi possível calcular e demonstrar através de exemplos a redução de 30% da utilização do concreto que representou no exemplo proposto uma economia de R$ 223.203,15 junto a uma redução de aproximadamente 40% do cronograma. Apesar das análises de custo terem considerado apenas o concreto e a concretagem, a tecnologia também permite uma economia em insumos que não foram calculados, como escoramento e formas. Tendo em vista os custos reduzidos e uma produção mais rápida, é possível se obter uma vantagem competitiva, pois o dinheiro economizado permite ser destinados ao aperfeiçoamento do empreendimento ou mesmo a uma redução do preço de venda, tornando mais atrativo para os clientes e investidores. Além de uma possibilidade de maior lucratividade com a economia na estrutura que é um dos serviços mais onerosos de uma obra, os aspectos ambientais citados, promovem um impacto positivo no marketing do empreendimento e da própria construtora, pois seguem tendências práticas ecológicas e contribui para obtenção de certificações verdes que são muito importantes, algumas empresas, por exemplo, só se instalam em edificações certificados. Logo, é possível concluir que a partir das análises feitas, a tecnologia de fato promove vantagens competitivas tanto economicamente como ambientalmente, pois vai de encontro a dois objetivos que a maioria das empresas buscam na concepção de novos empreendimentos: menor custo produtivo aliado a alta qualidade e sustentabilidade. 82 8 SUGESTÃO PARA NOVOS TRABALHOS Para uma análise completa de todos impactos financeiros com a utilização do sistema Bubbledeck, é recomendado que sejam levados em consideração e calculados os demais efeitos da tecnologia sob outros serviços e etapas que a acompanham, como fundação, formas e escoramento. 83 9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Construção Sustentável. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/cidades-sustentaveis/urbanismo-sustentavel/construção- sustentável>. Acesso em: 29 set. 2016. [2] JORGEN L. BREUNING. Plane hollow reinforced concrete floors with two- dimensional structure . US5396747 A., US, 30 set. 1991, 14 mar. 1995. USPTO, United States. [3] VARGAS, C. L. S.; CHEMIN, A. B.; SALA, A. H. R.; IZUMI, B. K.; SCHENFELDER, K.; HOROCHOSKI, L.; NETO, L. D. C.; ATHAYDE, M. R.; MARTINS, T.; OLIVEIRA, T. R. Custos médios dos serviços em edificações baseados em série histórica de orçamentos reais. In: 5º Encontro de engenharia e tecnologia dos campos gerais, 2010, Paraná. Disponível em: <http://www.5eetcg.uepg.br/Anais/artigospdf/50003_vf1.pdf>. Acesso em: 29 set. 2016. [4] FLICKR: HARVEY MUDD COLLEGE. Bubbledeck Foundation, Disponível em <https://www.flickr.com/photos/harvey-mudd-college/with/6988165321/>. Acesso em: 29 set. 2016 [5] BUBBLEDECK UK. Bubbledeck Voided Flat Slab Solutions: Technical Manual & Documents, Junho 2008, Disponível em: <www.Bubbledeck- UK.com/pdf/2-BDTechManualv1a.pdf>. Acesso em: 29 set. 2016 [6] SILVA, Yuri Mariano de Oliveira. Estudo comparativo entre lajes “Bubbledeck” e lajes lisas. Projeto de graduação. Rio de Janeiro: Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, 2011. [7] BUBBLEDECK AU. Bubbledeck Specifications, Disponível em: <http://www.Bubbledeck.com.au/specifications>. Acesso em: 29 set. 2016 [8] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6120: Cargas para o cálculo de estruturas de edificações. Rio de Janeiro, Nov. 1980. 5 p. [9] CAIXA ECONÔMICA. SINAPI, Disponível em: <http://www.caixa.gov.br/poder- publico/apoio-poder-publico/sinapi/Paginas/default.aspx>. Acesso em: 29 set. 2016 84 [10] CAIXA ECONÔMICA. Preços de Insumo e Custos de Composições, Disponível em: <http://www.caixa.gov.br/Downloads/sinapi-a-partir-jul-2014- rj/SINAPI_ref_Insumos_Composicoes_RJ_082016_Desonerado.zip>. Acesso em: 29 set. 2016 [11] PINI. TCPO, Tabelas de Composição de Preços para Orçamentos. -3.ed. - São Paulo: Pini, 2008. [12] PORTAL VANZOLINI. Benefícios. Disponível em: <http://vanzolini.org.br/aqua/beneficios/>. Acesso em: 29 set. 2016 [13] DALHOUSIE UNIVERSITY. Mona Campbell Building earns first university LEED* Gold in Atlantic. Disponível em: <https://www.dal.ca/news/2012/06/07/mona-campbell-building-earns- first-university-leed--gold-in-atla.html>. Acesso em: 20 out. 2016 [14] CBIC - CÂMARA BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO. A Produtividade da Construção Civil Brasileira. Disponível em: <http://www.cbicdados.com.br/media/anexos/068.pdf>. Acesso em: 29 set. 2016 [15] BUBBLEDECK INTERNATIONAL. New Ways in Concrete Construction Disponível em: <www.Bubbledeck.com/download/Bubbledeck_presentation.pdf>. Acesso em: 29 set. 2016 [16] PARCIANELLO, Alexandre Thiago. Planejamento e Execução de lajes Bubbledeck na obra: Estudo de Caso. Projeto de graduação. Brasília: Centro de Ensino Unificado de Brasília - UniCEUB, 2014. [17] BUBBLEDECK INTERNATIONAL. Product Introduction. Disponível em: <http://www.Bubbledeck.com/download/Bubbledeck.pdf>. Acesso em: 15 out. 2016 [18] BUBBLEDECK UK. Bubbledeck Voided Flat Slab Solutions: Technical Manual & Documents. Disponível em: <http://www.Bubbledeck-UK.com/pdf/2- BDTechManualv1a.pdf>. Acesso em: 15 out. 2016 [19] INICIATIVA VERDE. Calcule sua Pegada de Carbono pessoal! Disponível em: <http://www.iniciativaverde.org.br/calculadora/index.php>. Acesso em: 20 out. 2016 85 [20] FUNDAÇÃO SOS MATA ATLÂNTICA. Calculadora de Emissão de CO2 Disponível em: <https://www.sosma.org.br/projeto/florestas-futuro/como- participar/calculadora/>. Acesso em: 20 out. 2016 [21] TJPR. Calculadora de CO2. Disponível em: <https://www.tjpr.jus.br/web/gestao- ambiental/calculadoraco2>. Acesso em: 20 out. 2016 [22] ABIPLAST. A importância da Reciclagem de Plásticos para a Sustentabilidade. Disponível em: <http://www.abiplast.org.br/noticias/a-importancia- da-reciclagem-de-plasticos-para-a-sustentabilidade/20160603155837_P_022>. Acesso em: 25 out. 2016 [23] GBC Brasil. Sobre o Certificado. Disponível em: <http://www.gbcbrasil.org.br/sobre-certificado.php>. Acesso em: 20 out. 2016 [24] PORTER, M. E. Vantagem Competitiva. R. de Janeiro: Editora Campus, 23ª edição, 2004.