Engenharia Sustentável
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EM BREVE

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Argamassa

Posted on: junho 27th, 2012 by Seção de Tecnologia da Informação

Argamassa é uma mistura de areia, cimento e água. É como um concreto sem agregado graúdo. Todas as demais considerações feitas na análise do concreto permanecem válidas para as argamassas.

Almofadas ETFE

Posted on: junho 27th, 2012 by Seção de Tecnologia da Informação

As almofadas de ETFE são produtos de construção civil constituídos de várias camadas de folhas do polímero ETFE (etilena-tetra-fluoro-etilena, um copolímero de etilina e Teflon), insufladas com ar entre as diferentes camadas e fixadas umas às outras numa armação de alumínio ou aço. Cada camada de ETFE tem uma espessura variando entre 50 e 300 µm(LECUYER, ROBINSON-GAYLE, GALLIOT) e as almofadas estão mantidas cheias de ar abaixa pressão (200-600 Pa) com insuflações intermitentes por um sistema de bomba(LECUYER, ROBINSON-GAYLE).

O ETFE tem como características a transparência, boas propriedades mecânicas e uma densidade pequena, baixando drasticamente o peso das estruturas. Assim, porque os vidros classicamente usados são pesados e quebradiços (versessão precedente), as almofadas de ETFE, com suas altas propriedades, se destacaram como produtos alternativos para a substituição dos vidros em diversas aplicações cíveis tais comotetos transparentes de grandes construções públicas ou também como estufas (LECUYER,ROBINSON-GAYLE, FERNANDEZ).

A baixa densidade e a flexibilidade do ETFE permitiu o desenvolvimento de várias estruturas com painéis de área muito larga que não podiam ser imaginados com um vidro clássico. O material ETFE fez sua aparição nos anos 40, com o patente da empresa americana DuPont pesquisando sobre a fabricação de um material isolante com uma boa resistência a abrasão e não reativo as radiações da luz (LECUYER,SCHIERS). De acordo com uma literatura crescente sobre o uso do ETFE para aplicações em construção civil, esse novo material, e particularmente a produção de folhas de ETFE, teve um impacto extraordinário sobre o design e as performances de novos prédios. Dois exemplos recentes e já famosos são o estádio de futebol Allianz Arena de Munich, na Alemanha (2006),e a piscina nacional de Pequim, na China (2007), fabricada para os jogos olímpicos de 2008(LECUYER, HINZ, WU, GALLIOT). Também o número de projetos sobre as almofadas de ETFE insufladas no mundo inteiro não parou de crescer, e pesquisas sobre o ETFE continuam a diversificar e melhorar suas aplicações e propriedades (GÓMEZ-GONZALEZ).

Alumínio

Posted on: junho 27th, 2012 by Seção de Tecnologia da Informação

O alumínio e suas ligas são caracterizados por uma densidade relativamente baixa (cerca de 2,7g/cm3 para o metal puro) quando comparada à do aço carbono comum (7,9g/cm3), alta condutividade elétrica (cerca de 62 % da do cobre) e térmica, e uma resistência à corrosão em alguns ambientes, incluindo o ambiente atmosférico. A boa resistência à corrosão é devida à estabilidade do seu principal óxido (Al2O3), que se forma na superfície do metal, tornando-se um “mecanismo de barreira” contra o avanço da corrosão. Muitas destas ligas são facilmente conformadas mecanicamente (por laminação, extrusão, estampagem, etc.) em virtude da alta ductilidade, o que é evidenciado pela lâmina muito fina em que o material relativamente puro pode ser laminado.

Em função da estrutura cristalina cúbica de faces centradas (CFC) do alumínio, sua ductilidade é mantida mesmo em temperaturas abaixo da ambiente. A limitação principal do alumínio é a sua baixa temperatura de fusão (660oC), que restringe a temperatura máxima na qual ele pode  er usado; por outro lado, facilita a sua fundição e moldagem. A resistência mecânica do alumínio na forma de metal puro é relativamente baixa, podendo ser melhorada por conformação mecânica a frio e por adição de elementos de liga (associados ou não a tratamentos térmicos). Entretanto, ambos os processos tendem a diminuir sua resistência à corrosão. Os principais elementos de liga do alumínio incluem cobre, magnésio, silício, manganês e zinco. O módulo de elasticidade do alumínio puro é da ordem de 70 GPa.

O alumínio está conquistando destaque dentro das aplicações na construção civil. Anteriormente encontrado principalmente em esquadrias e telhas, tornou-se uma tendência na arquitetura como opção para revestimentos internos e de fachadas. É encontrado ainda em peças de acabamento, como é o caso de molduras para pontos de eletricidade. Atualmente, o alumínio e suas ligas estão presentes em telhas, revestimentos, caixilharia, divisórias, forros e em muitos detalhes de concepções arquitetônicas modernas, com   facilidade de manutenção, o que reflete diretamente na projeção de custos de uma obra. Os extrudados de alumínio são frequentemente destinados à fabricação de produtos para a construção civil, podendo ser transformados em esquadrias (portas e janelas), forros, divisórias, acessórios para banheiros, estruturas pré-fabricadas e elementos decorativos de acabamento. As chapas e laminados são utilizados principalmente para a produção de telhas e elementos de fachadas (ABAL, 2007). Também têm aplicações em transmissão de energia elétrica, ponteiras de para-raios, elementos de ligação, revestimentos impermeabilizantes, ferragens de esquadrias, elemento de remates (cantoneiras e tiras) e componente de tintas. Geralmente, as ligas de alumínio são classificadas como ligas trabalhadas mecanicamente ou como ligas fundidas.

Segundo classificação baseada na nomenclatura da Aluminum Association dos Estados Unidos, a composição das ligas trabalhadas mecanicamente é designada por um número de quatro dígitos que indica a impure   principal e, em alguns casos, o nível de pureza. Para ligas fundidas, um ponto decimal é localizado entre os dois últimos dígitos. As ligas trabalhadas mecanicamente podem ser subdivididas em ligas não tratáveis termicamente e ligas tratáveis termicamente. As ligas não endurecíveis por tratamento térmico podem ser endurecidas por solução sólida e por trabalho a frio (encruamento). Para as ligas tratáveis termicamente, o principal tratamento é o de solubilização e envelhecimento, para causar endurecimento por precipitação. Esse tratamento pode ser combinado com um encruamento antes do envelhecimento, para maximizar o ganho de resistência mecânica.

Cobre

Posted on: junho 27th, 2012 by Seção de Tecnologia da Informação

O cobre é um metal muito importante em aplicações de engenharia, sendo utilizado em condições de metal puro (com teores muito baixos de impurezas) ou na forma de ligas. O cobre na forma de metal puro possui estrutura cristalina cúbica de faces centradas (CFC), ponto de fusão de 1085°C, densidade de 8,93g/cm3, módulo de elasticidade de cerca de 110GPa, elevada condutividade térmica e elétrica (após a prata, o cobre é o melhor condutor de calor e eletricidade), boa resistência à corrosão em diversos ambientes (como o ambiente atmosférico e marinho), boa ductilidade, facilidade de conformação mecânica a frio e resistência mecânica mediana.

As propriedades mecânicas e de resistência à corrosão do cobre podem ser melhoradas por elementos de liga. Muitas ligas de cobre não podem ser endurecidas por meio de tratamentos térmicos. Por isso, mecanismos usuais de aumento da resistência mecânica são o endurecimento por trabalho a frio e por solução sólida.

Existem centenas de ligas de cobre com elementos como zinco, níquel, estanho, alumínio, manganês, fósforo, berílio, cromo, ferro e chumbo. Dentre as principais aplicações do cobre na construção civil, destaca-se o seu emprego em fios e cabos para condução de energia elétrica. Nesse caso, mais comum é o uso do cobre de alta pureza (normalmente, o cobre eletrolítico). As ligas de cobre (principalmente latões e bronzes) são muito utilizadas na fabricação de tubulações (para condução de água potável, gás, água quente e água fria) e de suas conexões rosqueáveis e soldáveis. Essas ligas também são utilizadas como componentes de sistemas de combate a incêndio (hidrantes, sprinklers) e de sistemas de aquecimento (solar, a gás e elétrico) e, adicionalmente, na confecção total ou parcial de ferragens para esquadrias (fechos, puxadores, fechaduras, dobradiças, etc.) e de metais sanitários (válvulas, torneiras e acessórios).

Zinco

Posted on: junho 27th, 2012 by Seção de Tecnologia da Informação

O zinco, na forma de metal puro, possui estrutura cristalina hexagonal compacta (HC), ponto de fusão baixo de 420°C, densidade de 7,14g/cm3, módulo de elasticidade de cerca de 95.000MPa, condutividade térmica razoável, pequena dureza e boa maleabilidade, sendo, assim, um metal com facilidade de moldagem e de conformação mecânica (pode ser laminado em chapas e trefilado em fios). Possui boa resistência à corrosão quando exposto ao ambiente atmosférico, sendo, contudo, reativo com ácidos (como clorídrico e sulfúrico).

O zinco caracteriza-se por um baixo potencial de oxidação (potencial padrão de eletrodo). Por isso, é muito utilizado para revestir metais de potencial mais alto (principalmente o aço), conferindo-lhes uma proteção contra a corrosão eletroquímica. Nesse caso, o zinco é corroído preferencialmente (torna-se um metal de sacrifício) ao substrato revestido que se deseja proteger. O aço galvanizado é um substrato de aço carbono comum que foi revestido por uma fina camada de zinco. O processo de galvanização pode ser feito por simples imersão do substrato de aço em um banho de zinco fundido (galvanização a quente) ou por técnicas de eletrodeposição (galvanização eletrolítica).

Uma das principais aplicações do zinco na  construção civil é exatamente na galvanização de produtos siderúrgicos constituídos por aço carbono comum (aço carbono ou aço carbono-manganês), tais como telhas, chapas lisas ou onduladas, arames, telas comuns ou soldadas, tubos para encanamentos e seus acessórios, elementos de ligação (pregos, parafusos e seus complementos e rebites), calhas, rufos, condutores verticais de águas pluviais e eletrocalhas. Os principais elementos de liga do zinco incluem alumínio, cobre e magnésio. Na construção civil, as ligas à base de zinco são utilizadas principalmente em alguns componentes fundidos de ferragens para esquadrias. O zinco (na forma de óxido) também pode ser utilizado como pigmento em tintas. Como descrito anteriormente, o zinco é componente de outras ligas metálicas, como, por exemplo, das ligda  de cobre-zinco (latões).

Legislação e Normalização

Posted on: junho 27th, 2012 by Seção de Tecnologia da Informação

A gestão dos resíduos de construção deve ser feita de acordo com as leis e normas técnicas atualmente em vigor. A Resolução do CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente ) nº 307 – Gestão dos Resíduos da Construção Civil, de 5 de julho de 2002, define, classifica e estabelece os possíveis destinos finais dos RDC, além de atribuir responsabilidades para o poder público municipal e também para os geradores de resíduos no que se refere à sua destinação. Segundo essa resolução, os resíduos da construção e demolição são os provenientes da construção, demolição, reformas, reparos e da preparação e escavação de solo, e se classificam em:

  • Classe A – alvenaria, concreto, argamassas e solos. Destinação: reutilização ou reciclagem com uso na forma de agregados, além da disposição final em aterros licenciados;
  • Classe B – madeira, metal, plástico e papel. Destinação: reutilização, reciclagem ou armazenamento temporário;
  • Classe C – produtos sem tecnologia disponível para recuperação. Destinação: conforme norma técnica específica;
  • Classe D – resíduos perigosos (tintas, óleos, solventes, etc.), conforme NBR 10004:2004 (Resíduos Sólidos – Classificação). Destinação: conforme norma técnica específica.

De acordo com a norma NBR 10.004 (ABNT, 2004), os resíduos sólidos são classificados quanto aos riscos potenciais de contaminação do meio ambiente:

  • CLASSE I ou PERIGOSOS: inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade ou patogenicidade; apresentam riscos à saúde pública;
  • CLASSE II ou NÃO-INERTES: combustibilidade, biodegradabilidade ou solubilidade, com possibilidade de acarretar riscos à saúde ou ao meio ambiente;
  • CLASSE III ou INERTES: não oferecem riscos à saúde e ao meio ambiente.

A Resolução CONAMA nº 307 indica que cabe aos municípios elaborar um Plano Integrado de Gerenciamento que incorpore um Programa Municipal de Gerenciamento (para geradores de pequenos volumes), e Projetos de Gerenciamento em Obra (para aprovação dos empreendimentos dos geradores de grandes volumes). Os Projetos de Gerenciamento em obra devem assegurar procedimentos para a triagem e acondicionamento dos resíduos, transporte e destinação adequados, associados à adoção de políticas de conscientização da importância da  ão geração de resíduos (caracterizando os resíduos e indicando procedimentos).

Em 2004, entraram em vigor três normas elaboradas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas que orientam o manejo e destinação dos resíduos da construção civil:

  • A NBR 15112 (ABNT, 2004) apresenta diretrizes para projeto, implantação e operação de áreas de transbordo e triagem de resíduos da construção civil e resíduos volumosos, de forma a possibilitar o recebimento dos resíduos para posterior triagem e destinação/aproveitamento. Têm importante papel na logística da destinação dos resíduos, assim como na sua valorização.
  • A NBR 15113 (ABNT, 2004) fornece diretrizes para projeto, implantação e operação de aterros para resíduos sólidos da construção civil (Classe A) e resíduos inertes. Contribui para o reaproveitamento dos resíduos no futuro e para o aproveitamento posterior da área.
  • A NBR 15114 (ABNT, 2004) trata das diretrizes para projeto, implantação e operação de áreas de reciclagem dos resíduos Classe A, onde são apresentadas as ações que norteiam atransformação desses resíduos em agregados reciclados.

Existem atualmente, diversas políticas públicas federais, estaduais e municipais que procuramtratar deste tema. O PBPQ-H – Programa Brasileiro da Produtividade e Qualidade do Habitat é um bom exemplo de uma ação governamental que procura incentivar a adoção de práticas que, de forma indireta, promovem uma diminuição na geração de resíduos.

Reuso e reciclagem dos resíduos de construção e demolição

Posted on: junho 26th, 2012 by Seção de Tecnologia da Informação

Os resíduos de construção e demolição (RCDs) são os resíduos provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica, etc., comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha.

A composição média dos RCDs depende de diferentes fatores: tipologia construtiva, técnicas construtivas e materiais disponíveis em cada local. No Brasil, não existem dados que permitam quantificar e caracterizar os RCDs produzidos de forma precisa. A grandeza territorial e a diversidade de técnicas e materiais de construção utilizados tornam ainda mais difícil essa tarefa.

Em função da heterogeneidade dos RCDs, a estratégia para sua reciclagem envolve o gerenciamento da coleta, tratamentos térmicos e/ou mecânicos, e sua destinação final. É na etapa de tratamento que se define as características e, consequentemente, o destino dos RCDs.

Seu beneficiamento se inicia nas áreas de triagem (dentro da própria obra ou em Áreas de Transbordo e Triagem − ATT), onde ocorre a separação grosseira dos resíduos de acordo com os materiais que os compõem e com o grau de contaminação e toxidade associado a eles. A separação pode ser manual ou feita com auxílio de peneiras rotativas e de um classificador de ar.

A separação por líquidos densos têm sido estudada como possibilidade de melhoria no processo de segregação. Comumente são separados os resíduos tóxicos, os papéis, os sacos de cimento, os plásticos, os metais, a madeira o gesso, a terra e os resíduos à base de alvenarias e concreto/argamassas. Os materiais passíveis de reciclagem são enviados para uma destinação adequada.

Os maiores volumes de RCDs gerados são compostos por fragmentos de alvenaria, concreto e argamassas (resíduos Classe A). Se não contaminados por gesso ou matéria orgânica, são destinados às usinas de reciclagem, onde são submetidos à britagem e separação granulométrica, de modo a produzir os chamados agregados reciclados.

Muitos outros RCDs também são reciclados. Os caibros, vigas, pontaletes, sarrafos e outros resíduos de madeira são fragmentados e usados, quando não contaminados, como combustíveis em caldeiras e fornalhas de indústrias. Se contaminados, podem ser utilizados na fabricação de painéis. A reciclagem dos plásticos envolve usualmente a conversão dos descartes plásticos pósconsumo em grânulos que podem ser reutilizados na fabricação de outros produtos, como sacos de lixo, solados, pisos, conduítes, mangueiras, componentes de automóveis, fibras, embalagens não-alimentícias e muitos outros. Os resíduos metálicos são matéria-prima para as siderúrgicas.

Os sacos de cimento podem ser utilizados na produção de tijolos, bolsas e na indústria moveleira. Os papéis não contaminados são consumidos nas indústrias de celulose. A reciclagem do gesso se inicia pela moagem, retirada de impurezas e calcinação a baixa temperatura. As placas de gesso acartonado também podem ser fonte de gesso após a retirada das impurezas e do papel.

Atualmente, a Comunidade Europeia reaproveita em média 25% do volume de RDC produzido. Este dado, se comparado ao da Holanda, que consegue um reaproveitamento de 80%, é um índice muito baixo, mostrando que existem diferenças dentro da própria Europa. No Brasil, identifica-se uma falta de índices sobre a produção e reciclagem de resíduos da construção. Em Belo Horizonte, onde se tem uma ação mais efetiva da prefeitura sobre o problema, a produção de resíduos da construção e demolição está na casa dos 40% do volume total de resíduos recolhidos na cidade, de acordo com informações obtidas nos órgãos competentes.

Em Belo Horizonte, referência mundial em gerenciamento de resíduos sólidos, nas centrais de reciclagem da Superintendência de Limpeza Urbana (SLU), após a recepção e controle do grau de contaminação, ocorre a triagem por inspeção visual de plásticos, metais, papéis e madeiras. O material triado é britado e separado por granulometria. Nas correias transportadoras, um eletroímã faz uma triagem mais fina dos metais presentes nos RCDs. São produzidos separadamente agregados reciclados provenientes de concretos/argamassas e de concretos/argamassas/alvenarias. Em uma das usinas, esses agregados são utilizados para a fabricação de blocos de concreto sem fins estruturais.

Uso racional da água nas edificações

Posted on: junho 26th, 2012 by Seção de Tecnologia da Informação

O processo de urbanização gerou diversos impactos no meio natural e em seus insumos. Em meio a estas modificações, a água, um insumo finito e necessário à sobrevivência do homem, teve seu ciclo extremamente alterado, gerando problemas de abastecimento, poluição de bacias, recarga de lençol freático e enchentes. Diante destas questões, discorrendo sobre a ótica dos princípios de sustentabilidade, torna-se imprescindível uma gestão integrada das águas, tanto no âmbito da edificação quanto no meio urbano – gestão esta que aborda o controle da demanda, a redução do volume de esgoto gerado e a gestão das águas pluviais.

Na edificação, o processo de otimização do consumo de água e da mitigação de impactos devido à geração de esgoto e de escoamento superficial deve-se principalmente à aplicação de estratégias de projeto implementadas nas diversas fases do ciclo de vida da edificação: concepção, construção, e uso e operação. A previsão de um baixo consumo de água potável pela edificação pode ocorrer desde o início do processo, em sua concepção.

Para analisar os impactos de diferentes parâmetros na redução do consumo da água, é necessária a distribuição de seu consumo dentro da edificação. Os dados disponíveis são muitas vezes divergentes e limitados a poucos estudos .

Uma análise realizada pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) caracterizou o consumo de uma habitação da Companhia de Desenvolvimento Habitacional Urbano (CDHU) e obteve os seguintes resultados:

Estratégias de uso racional da água devem ter como princípios básicos a atuação na demanda de água, na eficiência dos equipamentos hidráulicos e na economia, qualidade e desempenho do sistema da edificação, em todo seu ciclo de vida. As estratégias podem ser categorizadas de acordo com os objetivos em que atuam. Podemos classificar as estratégias de uso racional da água a serem adotadas em um projeto como:

  • estratégias economizadoras;
  • estratégias de uso fontes alternativas da água; e
  • estratégias de gestão.

As estratégias economizadoras buscam tornar o consumo de água pela edificação mais eficiente. Além do benefício de economia dos recursos naturais hídricos, elas também possibilitam um melhor dimensionamento dos sistemas de distribuição de água, permitindo, por exemplo, a construção de reservatórios de água menores nas edificações, ou diminuindo a necessidade de infraestrutura pública de distribuição de água.

Equipamentos redutores de consumo de água

Posted on: junho 26th, 2012 by Seção de Tecnologia da Informação

As estratégia economizadoras utilizam diversas tecnologias, sendo que, no contexto brasileiro, podemos destacar os equipamentos e sistemas eficientes e a medição individualizada. Entre equipamentos e sistemas eficientes no uso da água disponíveis no Brasil podemos destacar:

  • Arejadores
  • Redutores de vazão
  • Bacias duplo fluxo
  • Acionamentos automáticos
  • Mictórios sem água
  • Esgoto a vácuo

Os arejadores reduzem a seção de passagem da água, ao mesmo tempo em que introduzem ar no fluxo, melhorando o desempenho de uso da água e possibilitando a redução do consumo para uma mesma função.

Os redutores de vazão reduzem a passagem nas entradas ou saídas dos equipamentos sanitários, mantendo constante a faixa de pressão dos mesmos. Eles podem ser utilizados em chuveiros, lavatórios, mictórios, torneiras, entre outros. Devemos ter atenção no uso dos redutores de vazão em relação ao desempenho do sistema e conforto do usuário.

As bacias duplo fluxo permitem ao usuários escolher entre dois volumes de acionamento da descarga, geralmente de 3 ou de 6 litros, conforme o tipo de resíduo, sólido ou líquido.

Os acionamentos automáticos permitem que o comando do equipamento sanitário ocorra por mecanismos hidromecânicos ou por sensores. Nestes sistemas, devemos ter especial atenção na correta instalação e calibração dos mesmos, para evitar o uso desconfortável para o usuário. Com relação aos sensores, deve-se ter atenção no posicionamento para evitar acionamentos involuntários.

Os mictórios sem uso de água são feitos de peça cerâmica de desenho e vitrificação especial, que evita a aderência de resíduos na mesma. Na saída do equipamento existe um elemento tipo cartucho com duas câmeras, uma voltada para o ambiente externo e outra para a saída interna do equipamento. Entre estas câmera existe um líquido especial que permite a passagem da urina, mas não do ar, funcionando como um fecho hídrico ou sifão:

Os sistemas de esgotos a vácuo reduzem bastante o consumo de água utilizada nas bacias sanitárias. Normalmente, são utilizados apenas 1,2 litros de água por descarga no esgoto a vácuo, contra 6 litros nos sistemas convencionais por gravidade. O sistema, porém, apresenta desvantagem de ruídos e de utilização de bombas elétricas para o funcionamento. O conforto do usuário e o consumo de energia devem ser avaliados conforme a situação proposta de uso.

Medição individualizada de água

Posted on: junho 26th, 2012 by Seção de Tecnologia da Informação

A medição individualizada também pode ser considerada uma estratégia de economia de uso da água. No Brasil, é comum o reservatório coletivo para abastecer várias unidades habitacionais ou de um condomínio. Esta situação contribui para o uso perdulário da água. Na implantação de um sistema de distribuição de água com medição individualizada, cada unidade habitacional possui seu próprio hidrômetro, ou seja, cada consumidor paga pela água que efetivamente consumiu. Este fato gera a conscientização do consumo realizado e pode levar a comportamentos parcimoniosos no uso da água.

Estudos de casos da Agência Nacional de Águas – ANA analisaram o impacto da implantação da medição individualizada nos padrões de consumo de água em edificações residenciais. Os resultados obtidos mostraram a redução do consumo de 207 litros/dia per capita, anterior à implantação da medição individualizada, para um consumo de 177 litros/dia per capita. Assim, segundo o estudo, a adoção de sistemas de distribuição de água com medições individualizadas podem gerar economia aproximada de 15% (Oliveira, 2005).