EXECUÇÃO DE GRANDES CONSTRUÇÕES EM BAMBU
Neste post, apresentamos o desenvolvimento da construção do Centro de Referência em Educação Ambiental do
Sindicato dos Professores do Distrito Federal -SINPRO-DF, o qual conta com a
maior área de cobertura construída simultaneamente utilizando estruturas em
bambu, tendo o salão principal, o maior vão livre entre apoios já edificado no
Brasil até a data de sua conclusão.
O projeto executivo teve início em agosto de
2012, quando o bioarquiteto e permacultor Sérgio Pamplona nos apresentou o
audacioso projeto que nos encantou e logo foi abraçado por nossa equipe. O
mesmo foi concluído em dezembro de 2013.
A seguir será apresentado todas as
etapas envolvidas na execução desta obra, partido do recebimento do projeto de arquitetura
por nossa equipe de engenheiros até a entrega final da obra. As principais
dificuldades encontradas considerando que a cadeia produtiva para a construção
de estruturas com bambu no Brasil ainda não está formada, se apresentando
portanto, em um grande desafio, principalmente em se tratando de grandes
proporções.
Estado da Arte da construção de grandes obras em bambu
A construção de estruturas em bambu de grande
porte já é muito comum em outros países do mundo, tais como; Colômbia, Indonésia,
Vietnã e Índia. Esses países possuem a tradição de aproveitar as propriedades
mecânicas dessa planta em estruturas na construção civil e já desenvolvem
pesquisas na área civil a longas datas, além de dispor de grandes quantidades
de matéria prima e alta qualidade em termos de padronização.
No Brasil, entretanto, as estruturas de bambu
ainda possuem pouca aplicação na construção civil se comparadas com a
utilização de estruturas em concreto armado, estruturas metálicas, e estruturas
de madeira. Em contrapartida, o bambu é um material de construção que atende
aos requisitos de resistência e já é conhecido, por meio de diversos estudos
desenvolvidos pelo mundo, os seus parâmetros de resistência para um seguro
dimensionamento. É um material que caracteriza-se por ter sua seção transversal
em forma de seção tubular oca e baixa massa específica conferindo uma excelente
condição de momento de Inércia.
Projetar estruturas de grande porte no Brasil
não é o maior desafio, pois, existem diversos excelentes calculistas em madeira,
que, com o auxilio de um conhecedor técnico profundo do material, no caso o
bambu, teria condições de projetar uma estrutura sem maiores dificuldades.
Contudo, esta seria apenas uma pequena e talvez a mais simples das etapas até
que a obra esteja concluída, pois, os conhecimentos daí pra frente são mais práticos
do que teóricos e dependem de uma série de fatores que vão desde a dificuldade
de se obter material de qualidade até a mão de obra experiente.
Andamento do Projeto
Após a solicitação feita pelo bioarquiteto
Sergio Pamplona, iniciarmos o calculo estrutural, detalhamento e a execução das
coberturas das edificações do Centro de Práticas Sustentáveis, para tanto, foi assinado
um contrato com o cliente, no caso o Sindicato dos Professores do Distrito
Federal -SINPRO-DF, que contemplava inicialmente apenas a elaboração dos
projetos, e somente após a conclusão de todas as peças gráficas seria possível
a elaboração do orçamento para a execução da obra. Os trabalhos de detalhamento
das estruturas deram inicio em agosto 2012.
O projeto completo conta com uma área total
de coberturas executadas com estruturas em bambu de 1011 m², sendo composto por
quatro edificações, a saber:
Prédio Principal (centro) - Paredes estruturais
em Taipa de pilão, vigas de amarração e fundações em concreto armado, estrutura
da cobertura em bambu Dendrocalamus Asper
com vão livre máximo de 17 metros, telhas de cavaco de madeira e área de projeção
de cobertura de 460 m² (figura 01).
Figura 01: Prédio principal
Oca - Pilares em eucalipto, estrutura da
cobertura em bambu Dendrocalamus Asper,
com vão livre máximo de 14 metros, telhas de cacavo de madeira e área de
cobertura de 260 m² (figura 02).
Figura 02: Oca
Prédio Multiuso - Paredes estruturais em
Superadobe, vigas de amarração e fundações em concreto armado, estrutura da
cobertura em bambu Dendrocalamus Asper com
vão livre máximo de 9,50 metros, telhas de madeira e área de cobertura de 175
m² (figura 03).
Figura 03: Prédio Multiuso
Prédio de sanitários - Paredes em Superadobe,
vigas de amarração e fundações em concreto armado, estrutura da cobertura em
bambu Dendrocalamus Asper, telhas de
madeira e área de cobertura de 116 m² (figura 04).
Figura 04: Prédio de sanitários
Coube a nossa equipe, projetar e executar,
apenas as estruturas em bambu, por isso, relataremos apenas as questões
referentes a estas estruturas, no entanto, como as outras atividades acabam
sendo executadas simultaneamente, situações de obra ocorreram e merecem ser destacadas
em situações de interferências relevantes.
Para melhor compreensão, o projeto completo,
do cálculo a revisão, foi dividido em etapas, as quais serão descritas a seguir.
Serão apresentadas os processos os quais forma desenvolvidos, tais como, os
principais desafios encontrados, discussões e recomendações
Calculo
estrutural e detalhamento
Inicialmente foi realizado o ajuste da
arquitetura a uma solução que pudesse ser exequível para a realidade do bambu, embora
o arquiteto não tivesse tanta experiência com o material, a solução estrutural
arquitetônica das tesouros apresentada era bem apropriada, o que resultou em
pequenos ajustes. Este ajuste foi desenvolvido em ambiente CAD 3D por meio da
ferramenta sólidos. Tratava-se de uma lançamento inicial baseado na experiência
da equipe em construções com bambu.
Após a definição do sistema estrutural
ajustado a arquitetura, realiza-se a conversão para malha e inicia-se o
lançamento estrutural. A análise estrutural foi realizada utilizando o programa
computacional SAP2000 v.10.0.7, da empresa Computer and Structures Ind.(CSI),
cuja formulação numérica é baseada no Método dos Elementos Finitos (MEF).
Para análise da estrutura foram utilizadas as
normas, ESTRUCTURAS DE MADERA Y ESTRUCTURAS DE GUADUA, TÍTULO G, da NSR-10-
REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE, a NBR
7190/97 - Projeto de estruturas de madeira, a
NBR 6123/88 - Forças devidas ao vento em edificações e a NBR 6120/80 - Cargas
para o cálculo de estruturas de edificações.
Estas normas técnicas foram suficientes para
subsidiar as análises de esforços tanto para as barras quanto para as uniões, compostas
em sua grande maioria, de barras roscadas.
Após o dimensionamento das peças e uniões
definidas, iniciou-se o detalhamento das estruturas, parte de extrema
importância para o sucesso do empreendimento. Nesta etapa deve entrar a
experiência prática do projetista, auxiliado pelo carpinteiro, pois muitas das
vivências de obra do carpinteiro não são passadas para o projetista, mesmo
acompanhando de perto a construção.
Esta etapa, além da definição das dimensões
das peças, diâmetros, espessuras de parede e tipos de uniões, deve-se dedicar
tempo observando questões como; resolver a forma que as uniões serão
executadas, definir a sequencia em que as peças serão executadas, definir o
posicionamento dos andaimes, projetar a estrutura pensando no máximo de peças que
possam ser pré fabricadas em solo e padronizar o máximo de bocas e uniões;
Orçamento
Após concluído todo o detalhamento das
estruturas, chegava a hora de elaborar o orçamento para a execução da obra.
Esta etapa exige um cuidado especial, e considerando uma obra de grande porte,
um erro pode significar grande prejuízo para o construtor e para o proprietário
da obra.
Considerando a inexistência de parâmetros de
custo do tipo PINI, SINAPI, ou qualquer outra fonte de composição de custo, é
fundamental que o construtor desenvolva suas próprias composições. Portanto, a
experiência prática é fundamental para se elaborar um orçamento mais próximo da
realidade o possível. Se aventurar em uma grande obra de bambu sem o
conhecimento em composições de custo além de muita experiência em construções
com o uso de bambu pode ser bastante traumático.
Aquisição
de Material
A aquisição do material não é tarefa muito
simples para a realidade brasileira. Adquirir material de qualidade, ou seja,
maduro, colhido em época certa, seco adequadamente, com uma mínima padronização
de dimensões e tratado adequadamente, ainda é uma grande desafio que precisa
ser superado para que a atividade da construção com bambu in natura seja
desenvolvida.
É muito comum a prática do
"garimpo", ou seja, colher de touceiras em sua maioria não manejadas,
com colmos maduros e não maduros misturados, localizadas em propriedades longes
umas das outras, esta operação encarece o custo do material pois é necessário
mais frete e mão de obra para a extração e transporte.
No caso estudado, o bambu utilizado nas
coberturas foi a espécie dendrocalamus
asper. A escolha se deu pelo fato de ser um bambu que apresenta
características superiores aos outros bambus disponíveis na região, tais como;
menor quantidade de fissuras pós obra quando utilizado na região do DF; maiores
diâmetros dos colmos; maior disponibilidade na região do DF, menor gasto com
frete e possibilidade de geração de renda aos agricultores da região;
Considerando a realidade brasileira no que se
refere a falta de padronização dos colmos, até que esta questão seja
equacionada, ou pelo menos minimizada, recomenda-se adquirir de 15 a 30% a mais
de material.
Parte do material foi adquirido de
"garimpos" na região de Brazlândia-DF e parte de matas localizada no
estado de São Paulo-SP. Todo material adquirido foi transportado até o Sítio
Bambuaçú, localizado na cidade de Brazlandia-DF, e tratado por imersão em
tanque com Octoborato dissódicco tetrahidratado.
É Importante que os colmos estejam em uma
umidade média em torno de 18% antes de serem utilizadas. Quando utiliza-se peças com umidades acima de 25% existe a
necessidade de reaperto de porcas e abraçadeiras algum tempo depois da obra
concluída gerando custos extras ao construtor.
Execução
da obra
Trata-se da etapa mais complexa de todo o
projeto, contudo, quando se consegue, baseado na experiência de projetos
anteriores, detalhar os projetos pensando em todas as variáveis que podem
ocorrer durante a execução da estrutura, é possível minimizar a grande maioria
dos problemas que porventura apareçam, para tanto, a experiência é fundamental,
encarar uma construção deste porte sem ter alguém na equipe com esta bagagem é
no mínimo imprudente.
Considerando a dificuldade de se obter
matéria prima de qualidade, conforme comentado no item 2.3, assim que chegam os
colmos na obra, recomenda-se iniciar a seleção das peças de acordo com o
projeto, buscando sempre as peças mais longas, com maiores diâmetros e mais
retilíneas. Caso seja necessário a aquisição de mais material durante a obra,
este processo pode ser problemático gerando desde atrasos na obra, até a
necessidade de instalar as peças com um grau de umidade inadequado.
Recomenda-se logo após a seleção das peças,
lava-las, lixá-las e aplicar pelo menos uma demão de Stain impregnante. Esta
operação auxilia na proteção dos colmos evitando possíveis fissuras de
retração.
É importante
utilizar peças com grau de umidade em torno de 18%, para tanto, é essencial
utilizar equipamento medidor de umidade realizar esta verificação.
A fim de agilizar o processo de confecção de
bocas e cortes é importante criar ou adaptar ferramentas que agilizem o
trabalho. No caso da obra do SINPRO, por exemplo, uma furadeira horizontal
industrial foi adaptada para confeccionar as bocas de peixe 45 e 90 graus. O
tempo de produção de cada boca reduziu de 4 minutos para menos de 1 minuto se
considerarmos equipamentos manuais.
Em construções com um número grande de peças
com cortes iguais, mesmo que tenham tamanhos diferentes, uma alternativa que
agilizou o processo construtivo foi a adoção de alguns elementos em eucalipto
torneado para unir peças de bambu. A adoção desta prática, que consistiu em
tornear pequenas peças de eucalipto tratado, fazendo com que todas as peças
tivessem o mesmo diâmetro, e com isso, todas as bocas de bambu que se juntassem
a esta peça seriam feitas com um única serra copo, sem a necessidade de ajuste
da boca de peixe (figura 05).
Figura 05: Detalhe de peças de eucalipto
torneado para padronização das uniões
Antes de iniciar a pré fabricação das peças
no solo é importante conferir todas as medidas de fundação, estrutura e demais
elementos já edificados da obra, principalmente em se tratando de coberturas,
ajustar o projeto dimensional das estrutura de bambu, e ai só então iniciar a
fabricação dos elementos.
O ponto mais importante da de toda a execução
da cobertura principal, a de maior dimensão, 17 metros de vão livre e 11 metros
de altura, é o posicionamento das primeiras peças, responsáveis pelo
alinhamento de toda a cumeeira. Deve-se dedicar muita atenção neta etapa da
execução, a altura, a dimensão e peso das peças, dificultam muito o trabalho,
por isso, não deve-se economizar em andaimes e equipamentos de segurança.
Revisão
geral
Recomenda-se
em qualquer construção a elaboração de um plano de manutenção preventiva
conforme preconiza a norma técnica NBR 5674 Manutenção de edificações -
Procedimento. Este plano deve abordar aspectos são importantes para maximizar a
vida útil da edificação, evitando possíveis danos que impossibilitem a sua
utilização.
No caso das construções em bambu, este plano
deve prever uma revisão geral 01 ano após a sua execução, principalmente nas
construções executadas em regiões com grande variação de umidade do ambiente. A
revisão deve englobar o reaperto de parafusos, fechamento de fissuras,
instalação de abraçadeiras, eliminação de insetos, reaplicação de verniz, entre
outras ações.
RECOMENDAÇÕES
A construção de grandes obras com estruturas
em bambu no Brasil não é tarefa fácil, são grandes os desafios e os
aprendizados maiores ainda, contudo, recomenda-se seguir cumprir algumas etapas
essenciais para que o resultado final seja o melhor possível, possibilitando
uma obra executada com qualidade, segurança e retorno financeiro para o
construtor, são elas:
·
Projeto estrutural elaborado por
especialistas;
·
Maquete física;
·
Padronização de uniões priorizando a
pré-fabricação em solo;
·
Adaptação de equipamentos e ferramentas;
·
Detalhamento executivo;
·
Detalhamento do processo executivo ( passo a
passo da obra )
·
Orçamento detalhado baseado em experiências
anteriores e preços de fornecedores reais;
·
Definição de carpinteiro experiente e estudo
do projeto em conjunto;
·
Estudos das interfaces (instalações,
vedações, coberturas, etc);
·
Elaboração de Plano de Manutenção Preventiva.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ESTRUCTURAS DE MADERA Y ESTRUCTURAS DE
GUADUA, TÍTULO G, da NSR-10- REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMO
RESISTENTE
NBR 7190/97 - Projeto de estruturas de
madeira.
NBR 6123/88 - Forças devidas ao vento em
edificações.
NBR 6120/80 - Cargas para o cálculo de
estruturas de edificações.
