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florestal, as oportunidades para aproveitamento da madeira roliça dos gêneros ... explorando o mercado de casas pré-fabricadas de madeira com peças roliças.
Tipologia: Notas de aula
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Ficha catalográfica preparada pela Seção de Tratamento da Informação do Serviço de Biblioteca – EESC/USP
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Partel, Priscila Maria Penalva P273p Painéis estruturais utilizando madeira roliça de pequeno diâmetro para habitação social: desenvolvimento do produto / Priscila Maria Penalva Partel. –- São Carlos, 2006.
Tese (Doutorado) –- Escola de Engenharia de São Carlos-Universidade de São Paulo, 2006. Área: Ciências de Engenharia Ambiental. Orientador: Profa. Dra. Akemi Ino.
I. Madeira roliça. 2. Pequenos diâmetros.
A proposta mostrou ser viável e pode-se constatar a sua facilidade de execução, mesmo em situações precárias de maquinários. A adoção dessas simplificações construtivas para a produção de componentes construtivos para habitações pode representar uma oportunidade de redução do tempo de execução e dos custos de produtos que atendam ao setor da habitação de baixa renda. A proposta apresenta ainda uma contribuição para a melhoria nas condições de moradia e redução dos impactos negativos ao meio ambiente, gerados pela construção civil, na utilização de materiais não renováveis.
Palavras-chave: Madeira roliça. Pequeno diâmetro. Sustentabilidade. Painéis estruturais. Projeto do produto. Cadeia de produção. Habitação social.
PARTEL, P.M.P. (2006) “Structural panel project for social housing making use of small diameter round-wood: product development” Thesis (Doctoral) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2006.
The purpose of this work is to identify, from the analysis of the production chain of forest based products, the chances of making use of small diameter round-wood of the Eucalyptus and Pinus types, for the production of sealing structural panels destined for social housing. Wood as a renewable building material – and, in accordance with the environmental and economic dimensions of sustainability – presents the following potentialities: sustainable forest planting and handling; adequacy to several building and structural systems; low energy consumption and low residual outcome during the production process; dismantling and reuse of the remnants in the transformation process. The method adopted for the development of the panel product was grounded on the analysis and consecutive improvement, which was based on the evaluation of the data collected in the experimental phase (production process). The following variables were considered: production easiness (man/minute, time/equipment and tooling), amount of remnant generated by the processing, cost and panel mounting easiness. The criteria adopted in the evaluation of technical execution were the following: structural, visual tightness and durability. The following criteria were used in the environmental sustainability evaluation: use of materials from renewable sources; low energy consumption; reduction of residual outcome. The economic sustainability was evaluated taken the following criteria into consideration: production easiness; mounting easiness; mass production, low cost of the materials used. Ten projects have been developed and evaluated according to the considered criteria, and the structural panel product comprising juxtaposed, short, small diameter, eucalyptus, half round-wood pieces, nailed to OSB (oriented strand board) plate, was proposed. The panel has dimensions fractionized in the height and the width of the plate (1.22x2, 44m), in the following measures: 0.61 x 2.44; 0.61 x 1.22; 1.22 x 1.22m; 1.22x 2.44m. This panel composition enables for best utilization of the so called “metrinho” (small pieces) pieces, which, nowadays, are 100% used in burning for the generation of energy (from bakery to industrial ovens).
figura 1. Habitações ocupadas pelos mesmos moradores há seis anos no Jardim Country Club Poços de Caldas,MG 17 figura 2. Ciclo de produção fechado 28 figura 3. Sistemas estruturais viáveis a madeira roliça com pequeno diâmetro 33 figura 4. Montagem de treliça para cobertura. Parque em Rotterdam- Holanda 1990 34 figura 5. Montagem da estrutura de cobertura do edifício experimental LaMEM - EESC – USP (2005) 35 figura 6. Edificações para suporte Florestal. 6 (a): Projeto Casa do Horto 1996 e 6 (b): Módulo de Alojamento, ES-1992 35 figura 7. Utilização e deposição de escoras 39 figura 8. (a)/(b) e (c) realizações das usinas de tratamento e (d) empresas produtoras de habitações 39 figura 9. (a)/(b): Equipamentos para recreação infantil, produzidos por diferentes usinas de tratamento de madeira; 9 (c) Habitações indígenas(CDHU) 42 figura 10. Etapas de montagem executadas pela empresa Casabella 44 figura 11. (a);(b) e (c)Habitações emergenciais_ casa de roletes em Kobe, Japão 47 figura 12. Casa Kupfer de Finow, seqüência de montagem das paredes pré- fabricadas e os detalhes de um elemento parede em corte 48 figura 13. O “ Packaged House System ” montagem dos painéis modulares e os detalhes de união de 4 painéis por um conector metálico 49 figura 14. Sistema pré-fabricado de elementos de grande porte 50 figura 15. Casa e escola jardim de infância construída em sistema pré-fabricado de painéis. Painéis de pequenas e de grandes dimensões 50 figura 16. Painéis de pequenas dimensões; com revestimento; com enchimento 53 figura 17. Painéis de grandes dimensões; (a) - com revestimento; (b) com enchimento; ( c) com Painéis de telhados 54 figura 18. Edificação construída com elementos espaciais 56 figura 19. Transporte e montagem de elementos espaciais 56 figura 20. Elementos espaciais 57 figura 21. Exemplo de planta de construções com elementos espaciais.Três larguras dos elementos correspondem ao comprimento de um elemento 58 figura 22. Grau de industrialização dos sistemas construtivos em madeira 68
figura 23. Cadeia de produção da madeira 70 figura 24. Fluxograma de identificação das oportunidades de aproveitamento da madeira de eucalipto para habitação de interesse social na cadeia produtiva da empresa Sobloco Agropecuária Ltda 87 figura 25. Fluxograma da cadeia de eucalipto 88 figura 26. Fluxograma de identificação das oportunidades de aproveitamento da madeira de pinus para habitação social na cadeia produtiva do lápis da empresa Faber Castell Ltda. 93 figura 27. Fluxograma da cadeia de pinus 94 figura 28. Síntese das etapas gerais de desenvolvimento do produto das quatro propostas. 103 figura 29. Fluxograma Geral da Produção do componente painel 104 figura 30. Fluxograma de Produção de ½ peças roliças 106 figura 31. Fluxograma de Produção dos sarrafos e cavilhas a partir dos toretes 106 figura 32. Esquema de produção das travessas e cavilhas 116 figura 33. Desdobro do torete para a produção das travessas 116 figura 34. Refilo do semi bloco para a produção das travessas e cavilhas 116 figura 35. Refilo da costaneira 117 figura 36. Preparação para usinagem da cavilha 117 figura 37. Proposta 4.0 chapa OSB (1,22X1,22) e ½ pecas rolicas (2,44m) cavilhadas 184 figura 38. Painel composto por chapas OSB e ½ peças roliças curtas de eucalipto através de pregação pneumática – Proposta 4.1 185 figura 39. Proposta 4.1B fração horizontal da chapa OSB (1,22X1,22m) e Proposta 4.1C fração vertical da chapa OSB (1,22X0,61m) 185 figura 40. Edifício Experimental composto por painéis em chapas OSB e ½ peças roliças de eucalipto com pequeno diâmetro construído no LaMEM - EESC-USP 186 figura 41. Montagem do edifício experimental composto por sistema pilar viga em eucalipto roliço e painéis estruturais 186 figura 42. Sistema de montagem para habitação 187 figura 43. Gráfico comparativo dos custos dos materiais utilizados em cada proposta 190 figura 44. Gráfico comparativo do tempo de processo gasto em cada proposta 191 figura 45. Gráfico comparativo do tempo total homem/minuto gasto em cada proposta 192 figura 46. Gráfico comparativo do tempo de máquina gasto em cada proposta 193
Quadro 1. Exigências do usuário 62 Quadro 2. Classificação das funções da chapa para vedação vertical 64 Quadro 3. Critérios para concepção e desenvolvimento das propostas segundo os indicadores de desempenho técnico e da sustentabilidade econômica e ambiental 75 Quadro 4. Etapas gerais, materiais e métodos e avaliação dos resultados 79 Quadro 5. Oportunidades de aproveitamento de madeira de eucalipto para habitação social 82 Quadro 6. Oportunidades de aproveitamento de madeira de pinus para habitação social 89 Quadro 7. Síntese da operação 1 de seleção dendométrica e visual (retilinidade) das peças roliças 109 Quadro 8. Síntese da operação 2 de desdobro e amarração das ½ peças roliças 110 Quadro 9. Síntese da operação 3 de secagem das ½ peças roliças 111 Quadro 10. Síntese da operação 4 de desbaste lateral das ½ peças roliças 112 Quadro 11. Síntese da operação 5 de destopo das ½ peças roliças 113 Quadro 12. Síntese da operação 6 de furação das ½ peças roliças 114 Quadro 13. Síntese do volume médio de resíduo gerado na produção de ½ peça 114 Quadro 14. Quadro síntese da operação de produção de travessas 117 Quadro 15. Quadro síntese do volume médio de resíduo gerado na produção das cavilhas 118 Quadro 16. Síntese da operação de produção das cavilhas a partir do resíduo da produção de sarrafos. 118 Quadro 17. Análise da Proposta 1.0. 129 Quadro 18. Análise da Proposta 1.1. 135 Quadro 19. Análise da Proposta 2.0. 141 Quadro 20. Análise da Proposta 2.1. 147 Quadro 21. Análise da Proposta 3.0 e 3.0 B. 157 Quadro 22. Análise da Proposta 4.0 164 Quadro 23. Análise das Propostas 4.1; 4.1B e 4.1C. 179 Quadro 24. Síntese das propostas desenvolvidas. 181
Tabela 1. Preço médio de comercialização das peças de madeira roliça tratada pelas indústrias de preservação de madeiras 38 Tabela 2. Valores obtidos pelo PER para materiais de construção 72 Tabela 3. Custo de materiais utilizados em cada proposta 189 Tabela 4. Tempo total em homem minuto e tempo total de processo para cada proposta. 191 Tabela 5. Total do tempo de utilização de máquinas em cada proposta. 193 Tabela 6. Resíduos gerados no processo de produção de cada proposta. 194
2.3.2. As funções de um produto 62 2.3.3. Projeto da produção 64 2.4. Sustentabilidade Ambiental 69 2.4.1. Cadeia de produção de produtos de base florestal 69 2.4.2. Baixo consumo energético 71 2.4.3. Baixa geração de resíduos 72 2.5. Diretrizes para o desenvolvimento do produto e da produção 73
3. Capitulo 03. Disponibilidade do material - Identificação de oportunidades para aproveitamento da madeira roliça de pequeno diâmetro na habitação social a partir da cadeia de produção de produtos de base florestal. 76
3.1. Apresentação 76 3.2. Etapas gerais, materiais e métodos e avaliação dos resultados 76 3.3. Identificação das oportunidades de aproveitamento da madeira de eucalipto na cadeia produtiva da empresa Sobloco Agropecuária Ltda para habitação de interesse social. 65 3.4. Identificação das oportunidades de aproveitamento da madeira de pinus na cadeia produtiva do lápis da empresa Faber Castell para habitação de interesse social. 75 3.5. “Oriented Strand Board ”_ OSB 80 3.6. Considerações finais sobre a identificação das oportunidades de aproveitamento da madeira roliça de pequeno diâmetro na habitação social a partir da cadeia de produção de produtos de base florestal 82
4. Capitulo 04. Desenvolvimento do Produto - Painel Estrutural de Fechamento 86
4.1. Método de desenvolvimento do produto 86 4.2. Caracterização do processo de produção dos painéis 88 4.2.1. Critérios para caracterização do processo de produção 104 4.2.2. Caracterização das etapas de produção das peças 105 4.2.2.1. Produção das ½ peças roliças 107 4.2.2.2. Produção das peças: travessas e cavilhas 115 4.2.2.3. Síntese da caracterização do processo de produção das peças 119
Coloca o objeto da pesquisa, forma de abordagem e estrutura da tese.
O trabalho proposto trata de usos múltiplos da floresta com vistas à otimização e melhor aproveitamento da madeira roliça de pequenos diâmetros. A proposta se coloca como sendo uma das possibilidades de estudo dentro do Projeto “Habitação Social em Madeira de Reflorestamento como Alternativa Econômica para Usos Múltiplos da Floresta”, com financiamento do Programa de Pesquisas em Políticas Públicas da FAPESP^1 , sob coordenação da Profa. Dra. Akemi Ino e Prof. Dr. Ioshiaqui Shimbo. Esse projeto está sendo conduzido em parceria com a Universidade de São Paulo, Universidade Federal de São Carlos, Universidade Estadual de São Paulo_ campus Bauru e Rio Claro, e também com a Prefeitura Municipal de Itararé e Itapeva, na região sudoeste do Estado de São Paulo, objeto de estudo do projeto. O projeto visa à elaboração de diretrizes para políticas públicas em três áreas: habitação social, geração de trabalho e renda e reposição florestal (INO e SHIMBO, 1999). O tema apresentado “Painéis estruturais utilizando madeira roliça de pequeno diâmetro para habitação social: desenvolvimento do produto” buscou contribuir dentro do Programa visando o desenvolvimento de painéis estruturais de base florestal a custos acessíveis à população economicamente carente. Os painéis podem ser adotados na produção de habitações e equipamentos diversos, e apresentam características sustentáveis de produção e custos, se comparados aos produtos oferecidos atualmente no mercado da construção civil. A proposta do painel de fechamento de edifícios nasceu da observação das moradias construídas a partir de resíduos da construção civil nas preferias de grandes cidades.
(^1) Programa de Políticas Públicas da FAPESP, processo no (^) 98/14124-1. Fase I – de outubro de 1999 a julho de 2000. Fase II aprovada em julho de 2001, vigente até julho de 2003.
A soma de chapas de compensado reutilizadas, escoras de eucalipto e outros resíduos da construção civil, como telhas reutilizadas como fechamento e lonas para coberturas, resultam em uma composição precária, onde famílias passam suas vidas e nesse contexto, é possível somente a reposição dos materiais decompostos na moradia, por outros materiais igualmente precários.
A ocupação apresentada na figura 1 foi acompanhada por quatro anos, tempo que a autora residiu na vizinhança imediata à ocupação da área adjacente à Avenida Padre Francis Cletus Cox, na altura do número 519 na cidade de Poços de Caldas, MG. Esse dado constata que as mesmas famílias residiram por um longo período, que se estende até a presente data, nas mesmas condições das habitações apresentadas. As habitações apresentadas abaixo não se tratam de soluções temporárias, recursos de populações nômades, como ciganos, andarilhos, etc., mas de uma comunidade fixa, com renda no processamento de bambu e aluguéis de cavalos, colhidos e criados no fundo de vale, próximo à ocupação. A implantação de uma tecnologia junto às comunidades economicamente carentes, para melhor aproveitamento de materiais, poderia trazer uma contribuição na melhoria das condições, dessas comunidades. Nos recursos utilizados por essas famílias podem ser comumente observados em outras regiões do Brasil, onde se verifica o aproveitamento de chapas de compensado pregadas horizontalmente e verticalmente em estrutura interna.
a. banheiro comunitário b. reservatório de água c. telha amianto na base
d. lona plástica
e. aproveitamento de chapas
f. idem g. lona plástica h. chapas aproveitadas
Figura 1 - Habitações ocupadas pelos mesmos moradores há seis anos no Jardim Country Club Poços de Caldas,MG
