universidade estadual paulista “ júlio de mesquita filho”

Transcrição

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “ JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE ENGENHARIA - CAMPUS DE ILHA SOLTEIRA
DEPARTAMENTO DE FITOSSANIDADE, ENGENHARIA RURAL E SOLOS
APOSTILA DE CONSTRUÇÕES E INSTALAÇÕES RURAIS
FER 0027
Foto: Construção do Departamento de Fitossanidade, Engenharia Rural e Solos –DEFERS - UNESP(2012)
Maurício Augusto Leite
e
Max José de Araújo Faria Júnior
Março de 2013
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Apresentação
Esta apostila visa auxiliar no acompanhamento das aulas da disciplina Construções e Instalações
Rurais (FER 0027) do curso de Agronomia da Faculdade de Engenharia – Campus de Ilha Solteira UNESP.
O material não substitui a bibliografia básica do curso, mas sim converge para os assuntos de
maior interesse ao aluno.
Esperamos contribuir para o aprendizado de maneira clara e objetiva.
Os autores
1
CAPÍTULO 1 - MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO
1.1. INTRODUÇÃO
São tão importantes que dividem a história
- primitivamente – utilizados como encontrados na Natureza
- posteriormente – moldados conforme a necessidade
Para que sejam considerados adequados, deve ser considerado:
a) Resistência: material deve apresentar resistência compatível com os esforços a que será
submetido
b) Trabalhabilidade: refere-se à adaptabilidade e aplicabilidade do material, que em função de seu
peso, forma, dimensão, dureza e plasticidade. Pode (ou não) ser trabalhável em condições práticas
c) Durabilidade: resistência que o material oferece à ação dos agentes atmosféricos, biológicos e
químicos
d) Higiene e Saúde: material não deve causar danos à saúde do trabalhador e nem do usuário da
obra
e) Econômico: o material, respeitadas as considerações técnicas, deve ser adequado do ponto de
vista econômico.
1.2. AGLOMERANTES
Segundo BAUD (1980) são produtos empregados na construção para fixar ou aglomerar certos
materiais entre si. Podem ser divididos em naturais, artificiais e hidráulicos.
A) Aglomerantes naturais: são os que procedem da calcinação de uma rocha natural, sem adição
alguma. Como exemplo temos a cal e gesso.
Cal: Obtida da calcinação de rochas calcáreas
CaCO3 + calor ª CaO + CO2
CaO ª hidratação ª Ca(OH)2 + calor
CaO = cal viva
Ca(OH)2 = cal extinta ou hidratada
A pega ocorre na presença de ar
Ca(OH)2 + CO2 ª CaCO3 + H2O
•
Apresentação: sacos de 8, 20, 25 ou 40 kg em papel “kraft”
•
Classificação:
- CH I – Cal hidratada especial
- CH II – Cal hidratada comum
- CH III – Cal hidratada com carbonatos
2
•
Aplicação: utilizada em argamassas (reduz a permeabilidade, aumenta a plasticidade e a
trabalhabilidade).
B) Aglomerantes artificiais: são obtidos por calcinação de mistura de pedras de composição conhecidas,
cuidadosamente dosadadas. Cimentos artificiais procedentes de mistura de calcário, de argila, pedra, etc.
C) Aglomerantes hidráulicos: forjam tanto ao ar como na água. Contém argila em proporção
relativamente importante. Ex: cimento Portland
Cimento Portland
Segundo SILVA (2009) foi assim batizado pelo seu inventor inspirado na cor das pedras da Ilha
de Portland (Inglaterra) que eram muito usadas nas construções da época.
Fabricado com calcário, argila, gesso e outras adições, sendo constituído basicamente por
diversos óxidos (CaO, Fe2O3, SiO2, Al2O3).
Em resumo é obtido pela mistura do clínquer moído com
gesso e outras adições (Figura 1).
Figura 1: Fabricação do cimento. Modificado de ABCP (2009).
Clínquer
É o cimento em sua forma básica, sem adição de gesso e não pulverizado. Produto obtido por
meio artificial, à alta temperatura, a partir de materiais calcários e argilosos, convenientemente dosados
(Figura 2).
3
Figura 2: Componentes do clínquer. Fonte: FARIA-JÚNIOR (2008).
Adições:
- Gesso: até 3% – retardar o processo de endurecimento
- Escórias de alto-forno:
- são obtidas durante a produção de ferro-gusa, em siderúrgicas (assemelham-se a grãos de areia)
- tem propriedade de ligante hidráulico
- propriedade: aumenta a durabilidade e a resistência final
Materiais pozolânicos:
- rochas vulcânicas, matéria orgânica fossilizada, derivados da queima de carvão mineral em
usinas termo-elétricas, argilas queimadas a temperaturas elevadas (550 a 900 °C), cinzas da queima de
casca de arroz, sílica ativa
- propriedade: aumenta a impermeabilidade
Materiais carbonáticos (Filler):
- Rochas contendo CaCO3
- Propriedade: concretos e argamassas mais trabalháveis (funcionam como lubrificante)
Classificação:
Em função de sua composição, os tipos mais comuns de cimento são:
- Cimento portland comum (CP I)
- Cimento portland composto (CP II-F, CP II-E, CP II-Z)
- Cimento portland de alto-forno (CP III)
- Cimento portland pozolânico (CP IV)
Em menor escala, podem ser encontrados:
Cimento portland de alta resistência inicial (CP V-ARI)
- Cimento portland resistente aos sulfatos
- Cimento portland de baixo calor de hidratação
- Cimento portland branco
Na Tabela 1 pode-se encontrar os vários tipos de cimento com suas classes e resistência à
compressão, tendo como 90 % valor máximo o 28º dia.
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Tabela 1: Tipos de cimento, classes e resistência à compressão (ABCP, 2003)
Tipo de Cimento Portland
Classes
CP I
CP I-S
25
32
40
25
32
40
25
32
40
CP II-E
CP II-Z
CP II-F
CP III
Resistência à compressão
3 dias (MPa)
≥8
≥10
≥15
≥8
≥10
≥15
≥8
≥10
≥12
7 dias (MPa)
≥ 15
≥ 20
≥ 25
≥ 15
≥ 20
≥ 25
≥ 15
≥ 20
≥ 23
28 dias (MPa)
≥ 25
≥ 32
≥ 40
≥ 25
≥ 32
≥ 40
≥ 25
≥ 32
≥ 40
≥8
≥ 15
≥ 25
≥10
≥ 20
≥ 32
CP V - ARI
≥24
≥ 34
As classes significam a resistência que um corpo de prova deverá ter, em MPa (1 MPa =10 kgf/cm2).
CP IV
25
32
Aplicação:
- Utilizado em argamassas e concretos
Apresentação:
- sacos de 50 kg em papel kraft
1.3. AGREGADOS
Definição: materiais rochosos na forma granular. Devem possuir dimensões e propriedades
adequadas para o seu uso em construção civil (Tabela 2).
Classificação:
- quanto à origem: são denominados naturais aqueles que são extraídos da natureza na forma de
fragmentos como areia e pedregulho. Os artificiais são os materiais que passam por processos de
fragmentação, como pedra e areia britada.
- quanto à densidade: tem-se os agregados leves (pedra pomes, vermiculita, argila expandida,
etc.), agregados pesados (barita, magnetita, limonita, etc.) e agregados normais (areia, pedregulhos e
pedra britada).
- quanto ao tamanho dos fragmentos: Agregado graúdo (diâmetro mínimo superior a 4,8 mm) e
agregados miúdo (diâmetro máximo igual ou inferior a 4,8 mm).
Agregado miúdo: pó-de-pedra e areia
- grossa: concretos (diâmetros entre 2 a 4 mm)
- média: argamassas de assentamento e revestimento (diâmetros entre 0,42 a 2 mm)
- fina: argamassa de acabamento (diâmetros entre 0,05 a 0,42 mm)
Agregado graúdo: britas e pedregulhos
- utilizados em concretos, lastros em estradas, etc.
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Tabela 2: Classificação do agregado conforme a granulometria e algumas utilizações. Modificado de
BOTELHO (1984).
CLASSIFICAÇÃO
DIMENSÃO (cm)
Usos
Areia Grossa
Menor que 0,5
Concreto como agregado miúdo
Pedra 0 ou pedrisco
0,5 a 1
Pedra 1
1a2
Concreto
Pedra 2
2 a 2,5
Concreto
Pedra 3
2,5 a 5
Base para pavimento
Pedra 4
5 a 7,5
Base para pavimento
Pedra 5
7,5 a 10
Pedra-de-mão (cascalho)
10 a 30
Matacões
> 40
Usada com argamassa e gabião em
muros de contenção
1.4. ARGAMASSAS
- Definição: São pastas de aglomerante e água, às quais se incorpora um material inerte, a areia;
- São utilizadas em assentamentos e em revestimentos;
- As argamassas devem satisfazer as seguintes condições, dependendo de sua finalidade:
resistência mecânica; compacidade; impermeabilidade; constância de volume; aderência e
durabilidade;
Podem ser simples (um aglomerante) ou mistas (mais de um aglomerante)
Simples: traço 1:3 (uma parte de cimento : três partes de areia)
Mistas: traço 1:2:4 (uma parte de cimento: duas partes de cal: quatro partes de areia)
Traço: são as proporções relativas de aglomerante(s) e agregado(s), em volume ou peso, na
dosagem de argamassas e concretos. O normal é se adotar as proporções em volume.
Segundo a ABCP (2001) é recomendável para a confecção do concreto, o emprego do traço (em
volume) 1:2:3 que, com a utilização de latas de 18L é o seguinte:;
1 saco de cimento
4 latas de areia;
6 latas de pedra
1 ½ latas de água
Pode-se utilizar caixotes de 50cm x 35cm x 20cm (35 litros). Cada caixote poderá ser substituído
por 2 latas de 18 litros. No caso de areia úmida, utilizar 2 ½ caixotes.
1.5. CONCRETOS
São pastas de cimento e água, às quais se incorpora a areia e pedra (ou pedregulho).
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Propriedades
- Peso específico: 2.200 a 2.600 kgf.m-3
- Porosidade: depende das relações água/cimento e cimento/agregado
- Dilatação: 0,01 mm.°C-1.m-1
- Resistência: nos concretos, o mais importante é a resistência à compressão.
Resistência do Concreto - depende do(a):
- Traço: quanto mais rico em cimento, mais resistente
- Adensamento: quanto mais compacto, mais resistente
- Idade: a resistência dos concretos aumenta com o tempo
- Fator água/cimento: a resistência varia inversamente com o volume de água empregado
σc (kgf/cm2) (Figura 3 e Tabela 3)
Concreto traço 1:2:4 (1 parte de cimento para 6 partes de agregado) mais resistente que concreto
traço 1:3:6 (1 parte de cimento para 9 partes de agregado). Por quê? Em linhas gerais, quanto maior a
quantidade de agregados, maior a quantidade de camadas limite entre o cimento e o agregado, que são
regiões mais frágeis onde podem ocorrer fissuras (Figura 4). Caso seja adicionado Filler e um
plastificante na mistura do concreto, este adquire uma maior resistência mesmo nas camadas limites entre
agregado e aglomerante.
Figura 3: Variação da resistência do concreto com o fator água-cimento
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Tabela 3: Relação água cimento e as características do concreto. Fonte: (BOTELHO, 1984).
Relação
Água/Cimento
0,35
Litros de água por saco de
cimento de 50kg
17,5
Características do concreto resultante
Não é concreto, pois com essa quantidade de
água não será possível hidratar todo o cimento
0,40
20
Concreto
de
consistência
seca.
Difícil
trabalhabilidade mas resistente.
0,55
27,5
Trabalhabilidade média. Boa resistência.
0,65
32,5
Boa trabalhabilidade. Resistência média.
0,75
37,5
Concreto quase fluido. Baixíssima resistência.
Figura 4: Variação da resistência do concreto com sua idade e traço.
TECNOLOGIA DOS CONCRETOS
Mistura
Segundo SILVA (2009) tem o objetivo de homogeneizar o cimento, água e agregados retirando o
ar do interior da massa, de forma que possa ser transportado, lançado e adensado de modo
suficientemente fácil para que se obtenha um concreto com o mínimo volume de vazios. A mistura que
satisfaz essas condições é dita trabalhável (Figura 5).
- Manual : pequenas obras
- Mecânica : obras maiores
Transporte: deve ser rápido, a fim de evitar que o concreto perca a trabalhabilidade, e deve
manter a homogeneidade do material, evitando sua segregação. Podem ser utilizados carrinhos-de-mão e
jericas, guinchos, gruas e caçambas, calhas e correias transportadoras e o transporte por bombeamento.
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Figura 5: Mistura manual e mecânica (betoneira).
Segregação: Separação dos diferentes componentes das argamassas e concretos por qualquer
causa.
Lançamento: É a colocação do concreto nas fôrmas ou local de aplicação.
Adensamento: Compreende a compactação do concreto, provocando a saída do ar. Facilita o
arranjo interno dos agregados e melhora o contato do concreto com as formas e ferragens. Pode ser
manual ou mecânica.
ADENSAMENTO MANUAL
É indicado para pequenos serviços e/ou obras de pequeno porte. Consiste em golpear as camadas
de concreto com soquetes, ou barras metálicas, de 5 a 6 kg, de forma contínua.
ADENSAMENTO MECÂNICO
É feito por meio de equipamentos de vibração, em geral, vibradores de imersão (vibradores de
agulha). Consiste em agitar os elementos que formam o concreto de maneira que este adquira maior
compacidade.
Cura: Entende-se por cura o conjunto de medidas que tem por objetivo evitar a evaporação da
água utilizada na mistura do concreto e que deverá reagir com o cimento, hidratando-o. Os métodos de
cura são: aspersão, submersão, recobrimento, conservação das formas, entre outros. Deve-se proteger o
concreto nos 7 primeiros dias.
RESISTÊNCIA DO CONCRETO (fck)
O fck é a resistência do concreto à compressão, caracterizando a resistência da estrutura. É com
base no fck que são dimensionadas as peças de concreto armado. Assim o fck é a resistência necessária,
incluindo os coeficientes de segurança, para que a estrutura permaneça estável, sem riscos (SILVA,
2009).
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Segundo BOTELHO (1984), o projeto da obra indica a resistência do concreto desejada, sendo
normalmente: fck – 15 MPa (para pequenas obras como um sobrado), fck – 180 MPa (obras médias como
um prédio de apartamentos) e fck – 210 MPa (obras grandes como uma barragem)
Desforma
A retirada das fôrmas de concreto deve ser planejada de modo a evitar o aparecimento de tensões
diferentes das que foram projetadas para suportarem as peças concretadas. Assim, determinados prazos
devem ser respeitados (Tabela 4).
Tabela 4: Prazos para desforma de peças de concreto.
Elemento a ser desmoldado
Concreto armado
Faces laterais de vigas e pilares.
Faces inferiores de vigas e lajes, retirada
de algumas escoras e encunhamentos.
Faces inferiores de vigas e pilares com
desmoldagem quase total e retirada de
escoras esparsas.
Desmoldagem total
Vigas e arcos com vão maior que 10 m.
Prazo (dias)
Concreto armado + aditivos
3
7
-
14
7
21
28
11
21
1.6. PRODUTOS CERÂMICOS
São produtos obtidos pela moldagem, secagem e cozedura de argila ou misturas que a contenham.
Podem ser classificados em materiais de cerâmica vermelha, materiais de louça e materiais refratários.
•
Cerâmica Vermelha
- Porosos: tijolos, telhas, etc
- Vidrados ou gresificados: ladrilhos, tijolos especiais, manilhas, etc
•
Louça
- Pó-de-pedra: azulejos, materiais sanitários, etc
- Grés: materiais sanitários, pastilhas e ladrilhos, etc
- Porcelana: pastilhas e ladrilhos, etc
•
Refratário
- Tijolos para fornos, chaminés, etc.
PRODUTOS CERÂMICOS
A) Tijolos
Tijolo comum
- Maciço: estrutural e vedação
- Furado: vedação
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B) Telhas
Planas - Francesa
Curvas – Romana, Portuguesa, Colonial, Capa/Cana (Paulista, Plan)
C) Ladrilhos
- Azulejos: são feitos com faiança (argila branca), recebendo tratamento com substâncias a base
de silicatos e óxidos que se vitrificam ao forno, o que torna sua face brilhante e impermeável. As
superfícies, por eles revestidas, são laváveis. As dimensões mais comuns são de 15x15 cm e 11x11 cm.
- Ladrilhos cerâmicos: utilizados como revestimento de pisos laváveis. Os acabamentos da
superfície variam entre o normal (cerâmico), vitrificado e esmaltado. As dimensões básicas são 15 x 7,5
cm; 15 x 30 cm; 10 x 20 cm e 30 x 30 cm.
1.7. BLOCOS DE CONCRETO
São pedras artificiais usadas em alvenaria comum ou estrutural em várias dimensões em pesos
(Tabela 5).
- Fabricação: realizada pela moldagem e cura dos tijolos
- Traços comuns:
- 1:5:5
- 1:6:6
- 1:6:4
Tabela 5: Dimensões nominais de alguns blocos de concreto.
Dimensões (cm)
Dimensões (cm)
a
b
c
Peso (kg)
½
a
b
c
Tijolo
09
19
39
10
09
19
19
11
19
39
10,7
14
19
19
14
19
39
13,6
19
19
19
19
19
39
15,5
Peso (kg)
4,8
6,7
8,7
Quantidade de blocos/m2: 12,5 unidades
1.8. FIBROCIMENTO
Obtidos a partir de uma mistura íntima de cimento (mais de 90%) e fibras de amianto crisotila
(menos de 10%).
- Produtos: tubos, reservatórios d’água, coberturas, etc
- Vantagens: não é combustível, não apodrece, é leve e apresenta resistência mecânica
1.9. MADEIRA
É um material de largo emprego e grande importância na construção, principalmente em locais
afastados de centros urbanos.
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Generalidades
– Mais antigo material de construção (palafitas);
– Facilidade de obtenção;
– Facilidade de adaptação.
Segundo URIARTT (1999), na condição de material de construção, as madeiras incorporam todo
um conjunto de características técnicas, econômicas e estéticas que dificilmente se encontram em outro
material existente. Assim, esse material possui as seguintes vantagens:
- apresenta resistência mecânica tanto a esforços de compressão como de tração e flexão: foi o
primeiro material a ser utilizado tanto em colunas como em vigas e vergas;
- tem resistência mecânica elevada, superior ao do concreto, com vantagem do peso próprio
reduzido;
- resiste excepcionalmente a choque e esforços dinâmicos: sua resiliência permite absorver
impactos que romperiam ou estilhaçariam outros materiais;
- tem facilidade de afeiçoamento e simplicidade de ligações, onde pode ser trabalhado com
ferramentas simples;
Além disso, possui outras vantagens:
- Boas características de isolamento térmico e acústico;
- Grande variedade de padrões;
- Reservas renováveis.
Desvantagens:
- Material heterogêneo;
- Formas limitadas: alongadas e de seção transversal reduzida;
- Deterioração fácil (depende do tipo de madeira e do tratamento);
- Combustível;
- Variações volumétricas x Variação de umidade
Produção:
Corte
- Consiste na derrubada das árvores
- Ferramentas
•
Machado
•
Traçador
•
Moto-serra
Toragem: desgalhamento e corte em toras de 5 a 6 m - facilidade de transporte
Falquejamento
Cortes em seções aproximadamente retangulares (Tabela 6).
Desdobro
– Obtenção de peças estruturais de madeira maciça
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Secagem natural
– A metade da umidade é evaporada em 30 dias
– Atinge-se o equilíbrio higrométrico em 90 a 150 dias
Fazendo-se a secagem por exposição ao ar, começa a evaporar a água, até um ponto de equilíbrio
entre a umidade do ar e a da madeira. A remoção da água é acompanhada de variações volumétricas
– Teor de umidade da madeira seca ao ar - 12 a 18%
Referência para determinação das características físicas e mecânicas:
– Teor de umidade normal internacional igual a 15%
Secagem artificial ⇒ em estufas
– Vantagens
•
Rapidez de secagem
– Menores imobilizações de estoque e de capital
•
Teor de umidade final homogêneo
•
Menor perda de material
•
Esterilização do material ⇒ fungos e insetos
Tabela 6: Dimensões da madeira serrada. Fonte: FARIA-JÚNIOR (2008).
Nome
Espessura (cm)
Largura (cm)
Pranchão
> 7,0
> 20,0
Prancha
4,0 - 7,0
> 20,0
Viga
>4,0
11,0 - 20,0
Vigota
4,0 - 8,0
8,0 - 11,0
Caibro
4,0 - 8,0
5,0 - 8,0
Tábua
1,0 - 4,0
> 10,0
Sarrafo
2,0 - 4,0
2,0 - 10,0
Ripa
< 2,0
< 10,0
1.10. PRODUTOS SIDERÚRGICOS
Obtenção: Redução do minério de ferro a metal, em fornos a altas temperaturas. Em função dos
diferentes processos, obtém-se: ferro forjado, ferro fundido, aço.
Aplicações: Aço inox, folha de flandres, tubos, ferros redondos para concreto armado, etc.
1.11. OUTROS
Metais em geral:
- alumínio: fios, esquadrias, etc.
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- cobre: fios, tubos
- zinco: galvanização
Vidros: vedação, acabamento
Materiais para pintura
Materiais plásticos: tubos (água, esgoto e fiação), reservatórios de água, acabamento etc
1.12. MATERIAIS ALTERNATIVOS
- Adobe
- Ferrocimento
- Bambu
- Reutilizados ou Reciclados
- Solocimento
A) Adobe
É uma técnica de construção natural onde o principal recurso utilizado para construí-lo é o barro,
que é encontrado no próprio local da construção. O adobe foi utilizado por todas as grandes
civilizações, podemos tomar por exemplo a Muralha da China, onde em boa parte de sua construção o
bloco de adobe foi utilizado.
A fabricação dos blocos de adobe requer a mistura de barro, palha e água, sendo o material
pisoteado até formar uma massa homogênea. Após este processo, a massa é colocada em fôrmas de
madeira chamadas de ''adobeiras'' e finalmente os blocos são deixados em locais reservados para
secar.
Vantagens:
- Rapidez no preparo dos tijolos
- Em locais onde o sol é freqüente sua produção é mais rápida garantindo qualidade e
durabilidade
- Bom conforto térmico
- Baixo custo ( se obtido no próprio local da construção )
- Os tijolos podem ser usados em vários tipo de construção
B) Ferrocimento
É constituído de uma argamassa de cimento e de areia envolvendo um aramado de vergalhões
finos e telas. As características do ferrocimento são parecidas com as do concreto armado. O aramado
do ferrocimento faz as vezes da armadura do concreto armado. A grande diferença é que as peças do
ferrocimento são bem mais finas (1,5cm a 3,5cm) que as de concreto armado.
Vantagens :
- Baixo custo necessitando de poucos materiais para construí-la
- Ótima qualidade do ferrocimento, não necessitando de manutenção
- Sua aplicação é muito simples
- É um grande exemplo de tecnologia social dando acesso para todas as pessoas e comunidade
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C) Bambu
Bambu é uma técnica de construção milenar, muito utilizada no oriente.
Possui alta flexibilidade a resistência de suas fibras sendo
uma ótima alternativa para a
construção.
Vantagens :
- Baixo custo
- A resistência e qualidade da construção
- O crescimento em grande escala do bambu garante a disponibilidade de recurso para construir
habitações
- É uma material multi-função, podendo ser utilizado na confecção dos mais variados produtos
D) Materiais reutilizados ou reciclados
Caixas de leite, papelão, garrafas PET, etc.
Em alguns casos podem ser alternativas mais baratas e com bons resultados em termos de
resistência e conforto térmico.
E) Solocimento
O solo-cimento é um material alternativo de baixo custo, obtido pela mistura de solo, cimento
(aglomerante hidráulico) e um pouco de água. No início, essa mistura parece uma "farofa" úmida. Após
ser compactada, ela endurece e com o tempo ganha consistência e durabilidade suficientes para diversas
aplicações no meio rural. Uma das grandes vantagens do solo-cimento é que o solo um material local,
constitui justamente a maior parcela da mistura.
Vários fatores podem influir nas características do produto final e entre elas pode-se citar:
dosagem do cimento, natureza do solo, teor de umidade e compactação ou prensagem. A coesão do
solocimento é determinada pela constituição do cimento, sua finura, quantidade de água e temperatura
ambiente. Algumas impurezas que possam aparecer na água de mistura podem ser agressivas ao cimento
como sulfatos e matéria orgânica (SILVA, 1999).
É uma evolução de materiais de construção do passado, como o barro e a taipa. Só que as colas
naturais, de características muito variáveis, foram substituídas por um produto industrializado e de
qualidade controlada: o cimento.
Pode ser utilizado para confecção de tijolos ou blocos, pavimentos, parede maciça ou ensacado.
Além de grande resistência, outra vantagem desses tijolos ou blocos é o seu excelente aspecto.
CAPÍTULO II - PLANEJAMENTO DE BENFEITORIAS RURAIS
2.1. BENFEITORIAS
Segundo DESLANDES (2002) são consideradas benfeitorias rurais todas aquelas situações onde
são investidos recursos de capital para sua instalação. Nos procedimentos avaliatórios de imóveis rurais
são subdivididas em reprodutivas e não reprodutivas.
Benfeitorias reprodutivas: Culturas (perenes, temporárias, anuais), Pastagens e Reflorestamentos.
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Benfeitorias não-reprodutivas: Construções (edificações), Instalações (energia elétrica, rede de
água e esgoto, usinas hidrelétricas) e Benfeitorias (cercas de arame, áreas de lazer, açudes).
2.2. PLANEJAMENTO
É organização dos recursos disponíveis, sejam naturais, materiais, financeiros e humanos,
aproveitando o máximo de sua potencialidade, com o intuito de se atingir metas pré-estabelecidas.
Consiste no cuidadoso estudo técnico e econômico do sistema produtivo que culmina com o projeto físico
das instalações.
O planejamento deve ser realizado pois após o término da obra, as modificações são difíceis.
Além disso, os custos de produção são muito afetados pela funcionalidade das instalações.
No planejamento deve-se ter como foco:
- Para os animais e plantas, as instalações devem proporcionar proteção contra a adversidade
climática e um ambiente saudável.
- Para o produtor, as instalações devem ser práticas e funcionais, de tal modo que permitam a
execução das tarefas rotineiras com o máximo de eficiência.
Tendo como visão da engenharia:
Máximo rendimento pelo mínimo custo de produção
Nos sistemas de produção animal, os fatores que interferem e interagem entre si, são:
- Genética
- Alimentação
- Manejo : instalações e condições de conforto para animais se enquadram no manejo.
Etapas do planejamento
a) Estudo de mercado
- Comercialização é o objetivo do sistema produtivo
- Deve-se conhecer o comportamento do mercado:
- Curvas de demanda, oferta e de preços
- Previsões e perspectivas para o futuro
- Economia globalizada: conhecimento desde mercado local até o internacional
- Produtos perecíveis
b) Fatores considerados na escolha do local
Topografia: terrenos com declividade suave, para se evitar grandes movimentações de terra, e
que atenda as condições de drenagem e manejo dos dejetos.
Orientação: declividade suave voltada para o Norte é desejável: máxima insolação e proteção
contra ventos frios do sul.
Manejo dos dejetos: cuidado para se evitar problemas ambientais. Local adequado deve:
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a) satisfazer exigências legais referentes ao Meio Ambiente;
b) topografia deve permitir armazenamento e drenagem;
c) a área deve ser suficiente para armazenar ou depositar os efluentes
d) direção/sentido de ventos dominantes e distâncias adequadas devem ser observadas para que
habitações e vizinhos não sejam incomodados por odores.
Drenagem: fator importante a ser observado. Topografia deve permitir boa drenagem a fim de:
- assegurar boas condições de piso;
- manter as fundações secas;
- evitar a ocorrência de encharcamentos (presença de lençol freático superficial pode facilitar sua
poluição e carrear contaminação a longas distâncias).
Água: quantidade, qualidade e acessibilidade
Condições regionais e serviços: eletricidade, manutenção de estradas, coleta da produção,
entrega de alimentos e outros produtos, comunicação (correios e telefone)
Expansões: antecipar possibilidade de crescimento do empreendimento
Vizinhança: proximidade de loteamentos para moradias, aeroportos, etc.
C) Localização das instalações
Arranjo das instalações deve objetivar a máxima eficiência:
-reduzir distâncias percorridas
- minimizar efeitos negativos do sol, vento e elementos da topografia e maximizar os efeitos
positivos dos mesmos
Atenção especial para:
Posição no terreno: instalações nas partes relativamente mais altas para melhor escoamento das
águas, mantendo as fundações secas.
Distâncias: visar maior eficiência da mão-de-obra e controle de doenças e de odores.* Distâncias
de 15 a 30 m são consideradas mínimas.
Orientação solar:
- Regiões quentes e úmidas: direção leste-oeste:
- evitar insolação direta no interior da instalação (quanto maior a latitude, maior o beiral para
proteção de insolação direta) (Figura 6).
- regiões de temperaturas amenas e umidade elevada: orientação norte-sul:
- insolação direta nas primeiras e últimas horas do dia.
17
Figura 6: Ângulo “A” é pequeno no verão e aumenta no inverno. O ângulo “B”, pelo contrário, é grande
no verão e diminui no inverno. Fonte: FARIA-JÚNIOR (2008).
Ventos dominantes:
- ventos carreiam poeira, odores e barulho. Deve-se manter as habitações longe da atuação dos
ventos
- proteger de ventos frios e tirar vantagem de ventos de verão
Estradas, viradouros e estacionamentos:
- estradas com dois sentidos de tráfego para carros e grandes equipamentos. No mínimo 6 m de
largura, espaço lateral e sistema de drenagem
- estradas secundárias: retas com no mínimo 3m de largura e curvas com 4 m de largura e 8 m de
raio (mínimo)
- estradas sem continuidade: viradouro, no final, com diâmetro mínimo de 35 m.
O projeto completo compreende:
a) Plantas: indicam o que vai ser executado com todos os detalhes
- planta baixa
- cortes
- planta de cobertura
- fachada ou elevação
- detalhes
- planta de situação-orientação
b) Memorial descritivo: deve indicar os diversos materiais e técnicas a serem utilizados.
c) Cronograma: indica o tempo a ser gasto em cada tarefa e a época em que devem ser
realizadas.
18
d) Orçamento: é uma previsão de custos necessária para os cálculos do capital de
desenvolvimento
e) Legislação: código de obras (município – área urbana) e legislação ambiental (área de
preservação permanente, reserva legal, EIA/RIMA para empreendimentos > 100 ha)
Organização da praça de trabalho
A) Terraplenagem: limpeza e acerto do terreno com corte e aterro
B) Organização do canteiro de obras:
- Previsão e dimensionamento de depósito para materiais perecíveis (cimento, cal ,etc) ver,
Avicultura
- Áreas para materiais não perecíveis, para alojamento, ferramentas e equipamentos, sanitários,
circulação, dobramento de ferros, outros ver
- Fonte de água
- Fonte de energia elétrica - Avicultura
C) Locação da obra:
- Uso de aparelhos topográficos
- Métodos simples (esquadros e cordas)
- Marcação das paredes é feita pelo método dos cavaletes ou das tábuas corridas
- Parede de 1 e ½ tijolo
- Utilização adequada do material de construção
CAPÍTULO III - FUNDAÇÕES
Elementos estruturais destinados a transmitir as cargas de uma construção ao terreno.
Obras enterradas (infra-estrutura) (Figura 7).
Objetivos
- Receberão todas as cargas provenientes da superestrutura
- Transferirão as cargas uniformemente ao leito de fundações
- Evitarão os escorregamentos laterais da superestrutura
19
Figura 7: Demonstração da infra-estrutura e superestrutura.
Importância das fundações: serão à base das construções. Se uma fundação não for realizada
corretamente, poderá comprometer a construção (obra) posteriormente, acarretando custos mais elevados
e paralisação das atividades.
Estão divididas, quanto à transmissão de cargas em dois tipos: Diretas e Indiretas (Figura 8).
Fundações Diretas: transmissão da carga para o solo ou rocha é feita pela base
Fundações Indiretas: A transmissão de carga para o solo é feita pela superfície lateral, devido a
elevada profundidade do solo mais firme.
Fundações Diretas
Fundações Indiretas (pré-moldada)
Figura 8: Fundações diretas e indiretas. Fonte: FARIA-JÚNIOR (2008).
Quanto à profundidade da cota de apoio, estão divididas em: Rasas e Profundas.
Fundações Rasas: cotas de apoio até 2 metros de profundidade.
Fundações Profundas: cotas de apoio acima de 2 metros de profundidade.
3.1. FUNDAÇÕES DIRETAS RASAS
- Sapatas
- Alicerces ou blocos
- Radier
20
Sapatas
- Isoladas: São aquelas que transmitem para o solo, por meio de uma base, a carga de uma coluna
(pilar) ou conjunto de colunas.
- Corridas: São elementos contínuos que acompanham a linha das paredes, transmitindo a carga
por metro linear. Pode-se utilizar alvenaria de tijolos desde que as cargas não sejam muito grandes. Para
cargas mais elevadas ou profundidades maiores que 1,0 m, é mais adequado e econômico o uso de
concreto armado (MELHADO, et al. 2002) (Figura 9).
Sapata Isolada
Sapata Corrida
Figura 9: Sapata isolada e corrida (contínua). Fonte: MELHADO et al. (2002)
Controle para execução das sapatas
- Locação do centro da sapata e do eixo do pilar;
- Determinação da cota do fundo da vala;
- Limpeza do fundo da vala;
- Nivelamento do fundo da vala;
- Dimensões da fôrma do pilar;
- Armadura da sapata e do arranque do pilar.
Blocos ou alicerces
Utilizados quando há atuação de pequenas cargas (sobrado)
Blocos:elementos estruturais de grande rigidez, ligados por vigas “baldrame”
Suportam esforços de compressão simples, provenientes das cargas dos pilares.
Podem ser de concreto simples (não armado), alvenarias de tijolos comuns ou pedra de mão.
ALICERCES
Chamado também de bloco corrido
Utilizados em pequenas residências e suportam as cargas provenientes das paredes resistentes
São de concreto, alvenaria ou pedra (Figura 10).
21
Blocos
Alicerces
Figura 10: Blocos e alicerces. Fonte : MELHADO et al (2002).
ROTEIRO para confecção de um bom alicerce: Fonte (Eng. Roberto Watanabe)
1 - Os alicerces em alvenaria só podem ser empregados para casas térreas e em terreno firme. Se
o terreno não for muito firme, isto é, for formado por barro muito úmido ou argila mole ou solos com
presença de água, o alicerce deve ser feito com vigas baldrames de concreto armado.
2 - Não trabalhe em dias chuvosos. A fundação vai ficar uma porcaria e vai trazer problemas de
trincas e infiltração de umidade para o resto da vida.
3 - Abrir uma vala da largura um pouco maior que a largura do alicerce. As paredes internas da
casa serão de 1/2 tijolo. Então o alicerce deve ter pelo menos 1 tijolo de largura. Se o terreno não for bem
firme, o alicerce deve ser mais largo, isto é, ter 1 e 1/2 tijolo de largura. As paredes externas da casa serão
de 1 tijolo. Então o alicerce deve ter 1 e 1/2 tijolo de largura. Se o terreno não for bem firme, o alicerce
deve ser mais largo, isto é, ter 2 tijolos de largura.
4 - A vala não pode ter menos que 40 centímetros de profundidade. Normalmente, os terrenos
naturais apresentam, na camada superficial, muitas raízes de plantas e de árvores. Esta camada não serve
para assentar o alicerce. Aprofundar até encontrar terreno firme sem raízes. Em terrenos aterrados não é
possível o emprego de fundação direta.
5 - Em terrenos inclinados, o alicerce segura a casa, não deixando ela "escorregar". Aprofundar a
vala até encontrar terreno bem firme. Em terrenos bastante inclinados, empregar estacas na fundação.
Aprenda medir a declividade do terreno:
6 - Até 10% de declividade e sendo o terreno bem firme, você pode pensar em fundação direta.
7 - Para terrenos com mais de 10% de declividade, a fundação não pode ser direta, mas sim
profunda e ainda sobre estacas. Algumas das estacas deverão ser inclinadas para segurar a casa contra o
escorregamento. A profundidade das estacas deve ser tal que atinja a camada firme do terreno.
8 - Para terrenos com mais de 20% de declividade há risco de escorregamento entre as camadas
geológicas do subsolo. Nestes casos não há nada que consiga segurar a casa contra o escorregamento,
pois o próprio terreno tem a tendência de escorregar.
22
9 - Examinar o fundo da vala. A terra deve apresentar-se firme, sem manchas e homogênea. Caso
haja ninhos de formiga, remover e aprofundar um pouco mais a vala.
10 - Apiloar o fundo da vala com um soquete.Você mesmo poderá confeccionar um soquete,
usando uma lata de tinta, tipo galão, cheia de concreto e com um cabo de vassoura infincada.
11 - Aplicar uma camada de concreto magro de cerca de 5 centímetros. O concreto magro é feito
de cimento, areia, brita e água. Não vai ferro, só o concreto.
12 - Levantar a alvenaria do alicerce até a cota final. A cota do piso interno deve sempre ser mais
alta que a cota do piso externo. O ideal é em torno de 17 centímetros (1 degrau de altura).
13 - Fazer a impermeabilização do alicerce conforme figura acima, aplicando uma camada de
massa impermeabilizante em cima e nas laterais do alicerce. Esperar secar bem. É essa camada de
impermeabilizante que vai impedir a subida da umidade do solo pelas paredes.
14 - Depois que a camada de impermeabilização secou bem, aplicar duas demãos de
impermeabilizante betuminoso. (Exemplo: NEUTROL). Aplicar seguindo as recomendações do
fabricante do produto. Esperar secar bem.
15 - Fazer o reaterro do terreno, no lado de dentro e no lado de fora.
16 - Confeccionar o aterro interno. Usar terra de boa qualidade, sem mato e madeira. Entre uma
terra fina e uma grossa, prefira a terra grossa. Se possível, misture um pouco de areia grossa, pedrisco,
brita ou seixo rolado. Nivele na altura da camada de impermeabilização do alicerce. Soque tudo muito
bem.
17 - Confeccionar a alvenaria da parede da casa. Nas duas primeiras fiadas da alvenaria da
parede, empregar argamassa de assentamento com adição de impermeabilizante. (Exemplo: VEDACIT).
Essas camadas de impermeabilizante é que vão impedir a subida da umidade pelas paredes. Em dias de
chuva é comum os respingos das chuvas encontrarem uma fresta para se infiltrar na parede.
18 - Depois de cobrir a casa você pode confeccionar o contrapiso interno da casa.
Radier
Funciona como uma laje contínua de concreto armado em toda a área da construção e transmite as
cargas da estrutura da casa (pilares ou paredes) para o terreno. A laje distribui os esforços provenientes do
seu peso, impedindo-o de afundar. Dessa forma funciona o radier.
A laje deve ser feita usando um concreto armado com armadura de aço nas duas direções tanto na
parte superior como na inferior (armadura dupla) (Figura 11).
O concreto armado tem elevada resistência tanto aos esforços de tração como aos de compressão,
mas para isso precisa de armadura ou ferro. A armadura das fundações das obras de pequeno porte
consiste, em geral, de dois ou três vergalhões.
23
Figura 11: Radier com ferragens. Fonte: FARIA-JÚNIOR (2008).
Vantagens Radier
- Economia: redução de custos que chegam à 30%, em comparação aos outros sistemas de
fundação
- Agilidade: Maior velocidade na execução
- Praticidade: redução na mão de obra
- Satisfação: posicionamento das paredes a critério do cliente
- Elimina escavação, baldrame e contrapiso
3.2. FUNDAÇÕES DIRETAS PROFUNDAS
São aquelas em que a carga é transmitida ao terreno por meio de sua base
(resistência de ponta) (Figura 12).
Os tipos mais comuns são os tubulões a céu aberto e tubulões a ar comprimido.
Podem ser empregadas:
- Para cargas muito elevadas
- Solos argilosos (menor risco de desabamento)
- Poço aberto manualmente
- Diâmetro mínimo de 70 cm
- Terreno seca (acima do N.A.)
- Boa solução entre as profundidades de 4 a 6 m.
Figura 12: Fundação direta profunda. Fonte ABCP (2009)
3.3. FUNDAÇÕES INDIRETAS PROFUNDAS
São aquelas onde a carga é transmitida pela sua superfície lateral (resistência de atrito).
24
Principais tipos: Estacas pré-moldadas, estacas de concreto, estacas metálicas, estacas de madeira
e estacas moldadas “in loco” como Tipo “Franki“ e Tipo “Strauss”. (Figura 13)
Estaca Tipo “Strauss”
Estaca Tipo “Franki”
Figura 13: Tipos de fundações indiretas profundas.
Exame do terreno
Para a realização da fundação, a determinação das condições do terreno é fundamental para uma
boa obra. Para tanto deve-se proceder à analise do terreno por meio de sondagens para ter-se
conhecimento das camadas mais profundas do solo.
Segundo o Eng. Thomas Nilsson, as investigações geotécnicas são tão importantes para a obra
como, por exemplo , o levantamento topográfico. Sem conhecer o solo, grandes erros podem ser
cometidos, levando uma obra à falência. Para melhor conhecer o solo, existem um amplo espectro de
sondagens e ensaios, que devem ser escolhidos e utilizados conforme a situação da obra e do terreno.
Para amostragens rasas utiliza-se o trado e para amostras profundas o SPT
TRADO
O trado serve para retirar amostras deformadas e reconhecer a estratigrafia em pequenos
profundidades, em geral até 2 m, mas é possível emendar as hastes do trado e pegar amostras de 5-6 m
profundidade, mas em profundidades grandes, o serviço é demorado.
É comum que o trado para
amostras de solo tenha diâmetro pequeno, entre 2 a 4 polegadas (5 a 10 cm) (Figura 14).
SPT (Standard Penetration Test)
O SPT é por enquanto a sondagem mais usada no Brasil. É uma sondagem de reconhecimento do
solo, criado para coletar amostras. O amostrador de SPT desce através cravação deixando um martelo de
65 kg cair 75 cm. O número N, a quantidade de golpes, passou a ser utilizado para obter uma
aproximação da resistência do solo. Com SPT, faz-se também ensaios de infiltração para medir a
permeabilidade. É possível, sob condições ideais, conseguir penetrar mais que 40 m com SPT, ignorando
os efeitos de desvio, (não há controle nenhuma do SPT sobre o desvio). A limitação por golpes (a nega) é
determinada quando se obter penetração menor que 5 cm em 10 golpes consecutivos. A SPT pode ser
25
equipada com torquímetro, mede-se a resistência de atrito contra a parte do amostrados (diâmetro de 50,8
mm) cravada no solo (Figura 14).
Vantagem do SPT: Retira amostras até profundidades consideráveis. Possível encontrar
equipamentos e peças em todo o país. Barato onde existe concorrência (Figura 15).
Desvantagem: Utilizado além dos limites, por exemplo, em solos moles. A energia aplicada é alta
e não existe a sensibilidade para solos saturados e moles. Abusado, utilizando fórmulas empíricas sem
consideração da complexidade do solo. Utiliza motor e água, seja é dependente de fornecimento externo
de energia e de água. Complicado e demorado a mobilizar e instalar.
Trados
SPT
Figura 14: Tipos de amostradores para exame do terreno.
Figura 15: Sondagem geológica por meio do método SPT.
26
3.4. DIMENSIONAMENTO DE FUNDAÇÕES
Importância
Dentro de um projeto estrutural o dimensionamento adequado das fundações é fundamental para
que suportem os esforços e condições de uso a que serão submetidas. Além disso devem ser analisadas as
tensões dos componentes da estrutura e das propriedades mecânicas dos materiais para saber quais são
adequados a uma determinada obra. Deve-se realizar determinação dos esforços e deformações das
estruturas quando solicitadas por agentes externos (cargas, variações térmicas, etc.), bem como o
coeficiente de segurança desejável para um determinado material e carga.
Alguns conceitos serão utilizados para dimensionamento de fundações. São eles: Tensão,
Resistência, Tensão Admissível do Solo e Coeficiente de segurança.
Tensão
É a parcela de força interior de um corpo que atua na unidade de superfície de uma seção
qualquer do corpo (1 mm2, 1 cm2, 1 m2 ). As unidades de tensão são t/cm2, kg/cm2, kg/mm2 e N/m2.
Tipos de tensões
Tensões Normais (direção perpendicular à seção transversal da peça)
- Tensão de Compressão : σc(-)
- Tensão de Tração : σt (+)
Tensões Cisalhantes ou de Corte (τ), que atuam tangencialmente à seção transversal (Figura 16).
Tensões Normais
Tensão de Compressão
Tensão Transversal
Tensão de Tração
F
F
F
F
Tensão Cisalhante
Figura 16: Tipos de tensões aplicadas a um corpo.
Tensão
σ=±P/A
Aumentando-se gradativamente a força externa que atua em um corpo, ocorrerá a ruptura do
mesmo.
27
Tensão de Ruptura
A tensão calculada com carga máxima que o corpo suporta (Pmax) e a seção transversal original
(Ao) do mesmo chama-se Tensão de Ruptura.
σr=±Pmax/Ao
Resistência
- Elemento estrutural pode ser levado à ruptura por diversas formas.
Tipos de Resistências
§
Tração: Notado em tirantes, hastes de treliças, armaduras de concreto armado.
§
Compressão: Verificado em pilares, apoios, fundações.
§
Cisalhamento ou corte: Corte de chapas, pinos, parafusos, rebites, nós de tesoura de
telhados.
§
Flexão: Verificado em vigas e postes engastados.
§
Torção: Vigas excêntricas, vigas curvas, eixos.
§
Flambagem: Verifica-se nos elementos solicitados à compressão como colunas, pilares e
escoras.
§
Composta: Elementos submetidos simultaneamente por diversos tipos de solicitações.
Coeficiente de segurança
Tensão Admissível: Nas aplicações práticas, só pode ser admitido uma fração das resistências
máximas de ruptura apresentadas pelos diversos materiais.
Prevenção de deformações excessivamente grandes ou mesmo o rompimento do elemento
estrutural.
σadm=σr/ υ
O Coeficiente de Segurança depende:
§
Consistência da qualidade do material
§
Durabilidade
§
Comportamento elástico
§
Espécie de carga
§
Tipo de estrutura
§
Ferro fundido υ = 4 a 8
§
Madeira υ = 2,5 a 7,5
§
Alvenaria υ = 5 a 20
A Tabela 7 apresenta alguns materiais e suas resistências à diversos tipos de tensões.
28
Tabela 7: Diferentes materiais e resistência à tração, compressão, cisalhamento e flexão. Fonte:
Modificado de BAETA e SARTOR (1999).
Materiais
Peso
Tração
Compressão
Cisalhamento
Flexão
Específico
(kg/m2)
(kg/m2)
(kg/m2)
(kg/m2)
(kg/m3)
FERRO
Laminado
7650
1250
1100
1000
1250
Fundido
7200
300
800
240
300
MADEIRA
Duras
1050
110
80
65
110
Semi-duras
500
80
70
55
80
Brandas
650
60
50
35
55
ALVENARIA
Pedra
2200
17
Tijolo comum
1600
7
Tijolo furado
1200
6
CONCRETO
Simples 1:3:6
2200
18
Armado 1:2:4
2400
45
Tensões Admissíveis no solo
Para as fundações tem a função de compatibilizar a carga transmitida pela obra ao solo (Tabela
8). Para Fundações diretas deve-se:
- saber que a área de contato é função da carga e da tensão admissível do solo;
- ter uma profundidade de 40 a 60 cm. de profundidade
Deve-se realizar o processo de percussão no local da construção da sapata. (Figura 17)
Cada amostragem consiste em deixar cair de uma determinada altura, um peso cilíndrico de valor
conhecido, por um número de vezes e verificar o aprofundamento total causado no solo.
No local de apoio da sapata deverá ser realizado um ensaio com no mínimo 3 amostragens em
locais diferentes.
Figura 17: Esquema para determinação das tensões no solo. Modificado de BAETA e SARTOR
(1999).
29
Para a determinação da tensão admissível no solo, pode-se lançar mão da seguinte equação:
σ adm =
P  NxH N + 1 
+


SxC  E
2 
Onde:
σadm= tensão admissível do solo (kgf/cm2)
P = peso (kgf)
S = seção do peso (cm2)
C = coeficiente de segurança (5-10)
N = número de quedas (5 - 10)
H = altura de queda (cm)
E = aprofundamento do solo (cm)
Tabela 8: Algumas tensões admissíveis para diferentes tipos de solos
Tipo de solo
Tensão (kgf/cm2 )
Aterros ou entulhos suficientemente recalcados e consolidados
0,5
Aterros de areias sem possibilidade de fuga
1,0
Terrenos comuns, bons, como argilo-arenosos, úmido
2,0
Terrenos de excepcional qualidade como argilo-arenosos secos
3,5
Rocha viva
20,0
Para o dimensionamento das fundações é preciso conhecer as dimensões da:
§
Cobertura
§
Vão
§
Beiral
§
Pé-direito
§
Pilares
Calcular todas as cargas que irão atuar na fundação, como:
§
Telhas
§
Madeiramento
§
Laje
§
Forro
§
Parede
§
Pilares
§
Fundação
Após o cálculo, procede-se ao somatório das cargas para o dimensionamento das sapatas, que
podem ser:
- Sapatas isoladas
- Sapatas contínuas
30
Sapatas isoladas
Em função das cargas de uma estrutura, podem ser calculadas conforme a Figura 18.
Cargas sobre o pilar
Cargas sobre o pilar (perspectiva)
Figura 18: Cargas sobre os pilares para sapatas isoladas. Fonte: Modificado BAETA e SARTOR (1999).
Sapata contínua
No caso de instalações onde as sapatas contínuas, fixa-se 1 metro de comprimento da mesma e
calculam-se as cargas de telhado, forro, parede e o próprio peso da fundação neste comprimento,
determinando a largura necessária (Figura 19).
Figura 19: Ilustração da área de influência sobre a sapata contínua. Fonte: Modificado de BAETA e
SARTOR (1999).
31
CAPÍTULO IV - ALVENARIA
Alvenaria é a arte ou ofício de pedreiro ou alvanel, ou ainda, obra composta de pedras naturais ou
artificiais, ligadas ou não por argamassa. Segundo ZULIAN et al. (2002) também pode ser definida como
o sistema construtivo de paredes e muros, ou obras similares, executadas com pedras, com tijolos
cerâmicos, blocos de concreto, cerâmicas e silicocalcário, assentados com ou sem argamassa de ligação.
A alvenaria pode ser empregada na confecção de diversos elementos construtivos (paredes,
abóbadas, sapatas, etc.) recebendo as seguintes denominações:
a) alvenaria ciclópica: executada com grandes blocos de pedras, trabalhadas ou não;
b) alvenaria insossa: executadas com pedras ou blocos cerâmicos, assentados sem argamassa,
denominadas também de “alvenaria seca“;
c) alvenaria com argamassa: executadas com argamassa de ligação entre os elementos, sendo
também denominadas:
- alvenaria hidráulica: executadas com argamassas mistas 1:4/8 (argamassa básica de cal
e areia 1:4, adicionando-se cimento na proporção de uma parte de cimento para 8 partes de argamassa
básica);
- alvenaria ordinária: executadas com argamassas de cal (1:4 - argamassa de cal e areia).
d) alvenaria de vedação - painéis executados com blocos, entre estruturas, com objetivo de
fechamento das edificações.
e) alvenaria de divisão: painéis executados com blocos ou elementos especiais (drywall – gesso
acartonado), para divisão de ambientes, internamente, nas edificações.
Quando a alvenaria é empregada na construção para resistir cargas, ela é chamada alvenaria
resistente, pois além do seu peso próprio, ela suporta cargas (peso das lajes, telhados, etc.). Quando a
alvenaria não é dimensionada para resistir cargas verticais além de seu peso próprio é denominada
alvenaria de vedação.
As paredes utilizadas como elemento de vedação devem possuir características técnicas que são:
- Resistência mecânica
- Isolamento térmico e acústico
- Resistência ao fogo
- Estanqueidade
- Durabilidade
Os dois tipos principais de alvenarias são as naturais (pedras irregulares e regulares) e artificiais
(blocos de concreto, silicocalcário, cerâmicos, solo-cimento, adobe).
As alvenarias de tijolos e blocos cerâmicos ou de concreto, são as mais utilizadas, mas existem
investimentos crescentes no desenvolvimento de tecnologias para industrialização de sistemas
construtivos aplicando materiais diversos.
A alvenaria abordada nesta apostila será a artificial, por ser a mais utilizada no país.
32
4.1. TIJOLOS DE BARRO COZIDO
a) Tijolo comum (maciço, caipira)
São blocos de barro comum, moldados com arestas vivas e retilíneas (Figura 20), obtidos após a
queima das peças em fornos contínuos ou periódicos com temperaturas da ordem de 900 a 1000°C.
Características do Tijolo
Tijolo Comum
Dimensões mais comuns (cm): 21(C) x 10 (L) x
5 (A)
Peso: 2,50 kg
Resistência do tijolo: 20 kgf/cm2
Quantidade de tijolos por m2:
-parede de ½ tijolo: 77 unidades
-parede de 1 tijolo: 148 unidades
Figura 20: Características do tijolo comum. Fonte: FARIA-JÚNIOR (2008).
b - Tijolo furado (baiano)
Tijolo cerâmico vazado, moldados com arestas vivas retilíneas. São produzidos a partir da
cerâmica vermelha, tendo a sua conformação obtida através de extrusão. A seção transversal destes tijolos
é variável, existindo tijolos com furos cilíndricos e com furos prismáticos (Figura 21).
Tijolos (furo prismático e cilíndrico)
Dimensões mais comuns (cm): 19 (C) x
19 (L) x 9(A)
Peso: 3,0 kg
Resistência do tijolo
- espelho: 30 kgf/cm2
- um tijolo: 10 kgf/cm2
Resistência da parede: 45 kgf/cm2
Figura 21: Características do tijolo de furo Fonte: Fonte: FARIA-JÚNIOR (2008).
No assentamento, em ambos os casos, os furos dos tijolos estão dispostos paralelamente à
superfície de assentamento o que ocasiona uma diminuição da resistência dos painéis de alvenaria.
As faces do tijolo sofrem um processo de vitrificação, que compromete a aderência com as
argamassas de assentamento e revestimento, por este motivo são constituídas por ranhuras e saliências,
que aumentam a aderência.
33
c - Tijolo laminado (21 furos)
Tijolo cerâmico utilizado para executar paredes de tijolos à vista (Figura 22). O processo de
fabricação é semelhante ao do tijolo furado.
Tijolo laminado
Dimensões mais comuns (cm): 23 (C) x 11
(L) x 5,5 (A)
Peso: 2,7 kg
Resistência do tijolo 35 kgf/cm2
Resistência da parede: 200 a 260 kgf/cm2
Figura 22: Características do tijolo laminado Fonte: Fonte: FARIA-JÚNIOR (2008).
d - Tijolos de solo cimento
Material obtido pela mistura de solo arenoso - 50 a 80% do próprio terreno onde se processa a
construção, cimento Portland de 4 a 10%, e água, prensados mecanicamente ou manualmente. São
assentados por argamassa mista de cimento, cal e areia no traço 1:2:8 ou por meio de cola.
Dimensões mais comuns (cm): 20 (C) x
Tijolo de solo-cimento
10 (L) x 4,5 (A)
Resistência a compressão: 30kgf/cm²
Figura 23: Características do tijolo de solo-cimento. Fonte: Fonte: FARIA-JÚNIOR (2008).
4.2. BLOCOS DE CONCRETO
Peças regulares e retangulares, fabricadas com cimento, areia, pedrisco, pó de pedra e água
(Figura 24). O equipamento para a execução dos blocos é a prensa hidráulica. O bloco é obtido através da
dosagem racional dos componentes, e dependendo do equipamento é possível obter peças de grande
regularidade e com faces e arestas de bom acabamento. (Figura 25). Em relação ao acabamento os blocos
de concreto podem ser para revestimento (mais rústico) ou aparentes.
34
Figura 24 - Blocos de concreto com dois furos, três e um furo (meio tijolo).
A Tabela 9 determina as dimensões nominais dos blocos de concreto mais utilizados.
Tabela 9- Dimensões nominais dos blocos de concreto
b
c
dimensões a
*
09 x 19 x 39
peso
10kg
a
b
c peso
09 x 19 x 19 4,8kg
11 x 19 x 39 10,7kg 1/2 tijolo 14 x 19 x 19 6,7kg
14 x 19 x 39 13,6kg
19 x 19 x 19 8,7kg
19 x 19 x 39 15,5kg
* quantidade de blocos por m² : 12,5un
* resistência do bloco: deve-se consultar o fabricante
Características do Bloco
Dimensões (cm): 39 (C) x 19 (B) x 19 (A)
Concreto (Canaleta)
Dimensões (cm): 39 (C) x 19 (B) x 14 (A)
Figura 25: Características do bloco de concreto.
4.3. TIPOS DE PAREDES
Segundo PIANCA (1978), a espessura das paredes é sempre múltiplo das dimensões dos tijolos.
São colocadas em camadas horizontais (fiadas) e com juntas desencontradas. Podem ser dispostas de
diversos modos conforme a espessura das paredes, que é indicada pelo número de tijolos (Figura 26).
Parede de espelho (cutelo) – feitas com tijolos assentados segundo a espessura e o maior
comprimento. Empregadas nas divisões internas de edificações.
Parede de meio tijolo (frontal) – tijolos assentados segundo a sua face maior e de modo que a
largura corresponda à espessura da parede. Servem para vedação e para suportar esforços. Parede de um
35
tijolo – tem como espessura o comprimento do tijolo. São recomendadas para paredes externas, pois
oferecem boa resistência e impermeabilidade (quando revestidas).
Parede de um tijolo e meio – tem como espessura um tijolo e meio, sendo dispostos de várias
maneiras. Recomendadas para paredes que necessitarão de resistência.
Pa rede de e spelho (cute lo)
Pa re de de um tijolo
Pa rede de me io tijolo
Pa rede de um tijolo e me io
Figura 26: Tipos de paredes em função do assentamento dos tijolos. Fonte ZULIAN et al., (2002)
4.4. ELEVAÇÃO DAS PAREDES DE TIJOLOS MACIÇOS
Após no mínimo um dia da impermeabilização deverão ser erguidas as paredes conforme o
projeto de arquitetura. O serviço será iniciado pelos cantos (Figura 27 - esquerda) após o assentamento da
primeira fiada, obedecendo ao prumo de pedreiro para o alinhamento vertical (Figura 27 - direita) e o
escantilhão no sentido horizontal.
Os cantos serão levantados primeiro, pois desta forma o restante da parede será erguida sem
preocupações de prumo e horizontalidade, devido a linha entre os dois cantos já levantados, fiada por
fiada.
36
Nivelamento da elevação da alvenaria
Prumo da alvenaria
Figura 27: Verificação do prumo de nivelamento da elevação da alvenaria.
Na Figura 28, pode-se verificar a maneira mais prática de executarmos a elevação da alvenaria,
onde após colocada a linha, a argamassa será disposta sobre a fiada anterior.
Colocação da argamassa de assentamento
Assentamento do tijolo e retirada do excesso
de argamassa
Figura 28: Colocação da argamassa e assentamento dos tijolos.
4.5. AMARRAÇÃO DOS TIJOLOS MACIÇOS
Os elementos de alvenaria devem ser assentados com as juntas desencontradas, para garantir uma
maior resistência e estabilidade dos painéis. O ajuste comum ou corrente é o sistema mais utilizado
(Figura 29).
37
Parede de ½ tijolo
Parede de um tijolo
Figura 29: Ajuste corrente para paredes de ½ e um tijolo.
Os ajustes Francês e Inglês também podem ser utilizados para paredes de um tijolo, conforme
Figuras 30 e 31, respectivamente.
Ajuste Francês
Vista em planta
Figura 30: Ajuste Francês para paredes de 1 tijolo.
Ajuste Inglês
Vista em planta
Figura 31: Ajuste Inglês para paredes de um tijolo e tijolo aparente (difícil execução).
4.6. AMARRAÇÕES ENTRE ALVENARIAS
Segundo ZULIAN et al. (2002) consideram-se alvenarias amarradas as que apresentam juntas
verticais descontínuas. Na Figura 32, são mostrados os tipos de amarrações mais comuns para tijolos
maciços, de dois furos, cerâmicos ou blocos de concreto.
38
Em T, parede de ½ meia vez
Cruzamento, parede de ½ meia vez
Parede de ½ vê em paredes de uma vez
Canto em parede de ½ vez
Canto em parede de uma vez
Figura 32: Diversos tipos de amarração em diferentes tipos de paredes. Fonte: ZULIAN et al. (2002).
Modificado.
4.7. PAREDES COM BLOCO DE CONCRETO
São paredes executadas com blocos de concreto vibrado. Com o desenvolvimento dos artigos prémoldados, se estendem rapidamente em nossas obras.
O processo de assentamento é semelhante ao já descrito para a alvenaria de tijolos maciços. As
paredes iniciam-se pelos cantos utilizando o escantilhão para o nível da fiada e o prumo.
A argamassa de assentamento dos blocos de concreto é mista composta por cimento, cal e areia
no traço 1:1:6 ou 1:2:6.
Vantagens:
- peso menor
- menor tempo de assentamento e revestimento, economizando mão-de-obra.
- menor consumo de argamassa para assentamento.
- melhor acabamento e uniformidade.
39
Desvantagens:
- não permite cortes para dividi-los.
- geralmente, nas espaletas e arremates do vão, são necessários tijolos comuns.
- difícil para se trabalhar nas aberturas de rasgos para embutimento de canos e conduítes.
- nos dias de chuva aparecem nos painéis de alvenaria externa, os desenhos dos blocos. Isto
ocorre devido à absorção da argamassa de assentamento ser diferente dos blocos.
Os blocos de concreto para execução de obras não estruturais têm o seu fundo tampado (Figura
33) para facilitar a colocação da argamassa de assentamento. Portanto, a elevação da alvenaria se dá
assentando o bloco com os furos para baixo.
Figura 33: Detalhe do assentamento dos blocos de concreto.
O assentamento é feito em amarração. Pode ser junta a prumo (somente quando for vedação em
estrutura de concreto).
A amarração dos cantos e de parede interna com externa se faz utilizando barras de aço a cada
três fiadas ou utilizando um pilarete de concreto no encontro das alvenarias (Figura 34).
Canto externo
Parede externa com interna
Figura 34: Amarrações em blocos de concreto.
40
4.8. PAREDES DE TIJOLOS FURADOS
As paredes de tijolos furados são utilizadas com a finalidade de diminuir o peso das estruturas e
economia. Não oferecem grande resistência, portanto, só devem ser aplicados com a única função de
vedarem um painel na estrutura de concreto.
Sobre elas não devem ser aplicados nenhuma carga direta. No entanto, os tijolos baianos também
são utilizados para a elevação das paredes, e o seu assentamento ser feito em amarração, tanto para
paredes de 1/2 tijolo como para 1 tijolo (Figura 35).
Assentamento corrente
Figura 35: Execução de alvenaria utilizando tijolos furados.
A amarração dos cantos e nas paredes internas é realizada de maneira semelhante ao tijolo maciço
(Figura 36).
Figura 36: Exemplo de amarração nas alvenaria de tijolo furado. Fonte: Modificado de RODRIGUES
(2009).
41
4.9. QUANTIDADE DE TIJOLOS POR PAREDE
Em função do tamanho dos tijolos e da espessura da junta podemos calcular quantas unidades de
tijolos precisamos para preencher um metro quadrado de alvenaria, e, a partir daí, chegar ao consumo de
material.
Seja,
N = THxTV
Onde: N= número de tijolos por m2
TH = Quantidade de tijolos na horizontal (metro linear)
TV = Quantidade de tijolos na vertical (metro linear)
TH =
100
(C=comprimento tijolo, J=junta)
C+J
TV =
100
(H=altura tijolo, J=junta)
H+J
Exemplo: supondo-se uma parede de 1 tijolo de 23 x 11 x 5 cm e junta de 1 cm, temos:
N=
100
100
x
= 4,2 x16,7 = 70
(23 + 1) (5 + 1)
Portanto, para esta parede são necessários 70 tijolos por m². Acrescentar 10% para perdas.
Outro método
Tijolo furado, assentamento em pé (½ tijolo). Medidas (m): 0,14 x 0,19 x 0,29
Área de 1 tijolo, incluindo juntas: 0,21m (21cm) x 0,31m (31cm) = 0,0651m2;
Quantidade de tijolos por m2: 1,00m2 ÷ 0,0651m2 = 15 peças. Acrescentar 10% para perdas.
4.10. VÃOS EM PAREDES DE ALVENARIA
Na execução das paredes são deixados os vãos de portas e janelas. No caso das portas os vãos já
são destacados na primeira fiada da alvenaria e das janelas na altura do peitoril determinado no projeto.
Para que isso ocorra devemos considerar o tipo de batente a ser utilizado, pois a medida do mesmo deverá
ser acrescida ao vão livre da esquadria (Figura 37).
Para esquadrias de madeira:
porta = acrescentar 10 cm na largura e 5 cm na altura, devido aos batentes.
janela = acrescentar 10 cm na largura e 10 cm na altura.
Para esquadrias de ferro:
42
Como o batente é a própria esquadria, os acréscimos serão de 3 cm tanto na largura como na
altura.
Figura 37: Vão da alvenaria e vão livre.
Sobre o vão das portas e sobre e sob os vãos das janelas devem ser construídas vergas (Figura
38). Quando trabalha sobre o vão, a sua função é evitar as cargas nas esquadrias e quando trabalha sob o
vão, tem a finalidade de distribuir as cargas concentradas uniformemente pela alvenaria inferior. As
vergas podem ser pré-moldadas ou moldadas no local, e devem exceder ao vão no mínimo 30cm ou 1/5
do vão. No caso de janelas sucessivas, executa-se somente uma verga.
Figura 38: Distribuição das cargas nas vergas e possíveis trincas em vão sem vergas. BORGES (1996)
Modificado
As vergas podem ser executadas com tijolos maciços e blocos de concreto para vãos entre 1,00 m
e 2,00 m (Figuras 39 e 40). Caso o vão exceda a 2,00m, deve-se calcular uma viga armada.
Parede de meio tijolo maciço e ferragens
Parede de um tijolo maciço e ferragens
Figura 39: Vergas de tijolo maciço para vãos de até 1,0 m. BORGES (1996) Modificado
43
Figura 40: Vergas em alvenaria de tijolo maciço para vãos entre 1,00m e 2,00m, com argamassa de
cimento e areia 1:3. BORGES (1996) Modificado
4.11. ARGAMASSA - PREPARO E APLICAÇÃO
As argamassas, junto com os elementos de alvenaria, são os componentes que formam a parede
de alvenaria não armada, sendo a sua função:
- unir solidamente os elementos de alvenaria
- distribuir uniformemente as cargas
- vedar as juntas impedindo a infiltração de água e a passagem de insetos.
As argamassas devem ter boa trabalhabilidade. Difícil é aquilatar esta trabalhabilidade, pois são
fatores subjetivos que a definem. Ela pode ser mais ou menos trabalhável, conforme o desejo de quem vai
manuseá-la. Podemos considerar que ela é trabalhável quando distribui-se com facilidade ao ser
assentada, não "agarra" a colher do pedreiro; não endurece rapidamente permanecendo plástica por tempo
suficiente para os ajustes (nível e prumo) do elemento de alvenaria.
Preparo da argamassa para assentamento de alvenaria de vedação
A argamassa de assentamento deve ser preparada com materiais selecionados, granulometria
adequada e com um traço de acordo com o tipo de elemento de alvenaria adotado (Tabela 10).
Tabela 10 - Traço de argamassa em latas de 18litros para argamassa de assentamento
Rendimento por
Aplicação
Traço
saco de cimento
Alvenaria de tijolos de
1 lata de cimento
barro cozido (maciço)
2 latas de cal
10m²
8 latas de areia
Alvenaria de tijolos
1 lata de cimento
baianos ou furados
2 latas de cal
16m²
8 latas de areia
Alvenaria de blocos de
1 lata de cimento
concreto
1/2 lata de cal
30m²
6 latas de areia
Podem ser preparadas:
44
a) – Manualmente (Figura 41)
Figura 41: Preparo da argamassa manualmente
b) - Com betoneira (Figura 42)
Figura 42: Preparo da argamassa com betoneira
A argamassa de assentamento utilizada é de cimento, cal e areia no traço 1:2:8, com espessura
que varia de 1 a 1,5 cm entre tijolos.
Aplicação
Tradicional: onde o pedreiro espalha a argamassa com a colher e depois pressiona o tijolo ou
bloco conferindo o alinhamento e o prumo (Figura 43).
Cordão: onde o pedreiro forma dois cordões de argamassa (Figura 43), melhorando o
desempenho da parede em relação a penetração de água de chuva, ideal para paredes em alvenaria
aparente.
Assentamento Tradicional
Assentamento em cordão
Figura 43: Formas de assentamento do tijolo com argamassa.
45
Cuidados na execução de alvenarias:
1. Pouco antes do assentamento o tijolo deve ser molhado, para facilitar a aderência,
eliminando o pó que envolve o tijolo e impedindo a absorção da água da argamassa.
2. Perfeito prumo e nível na disposição das diversas fiadas. Recomenda-se verificá-los a
cada 3 ou 4 fiadas.
3. Desencontro de juntas para que a amarração seja perfeita, evitando a “sorela”
(superposição de juntas).
4. Saliências maiores que 4,0 cm, deverão ser previamente preenchidas com os próprios
tijolos da alvenaria, sendo vetado, o uso da argamassa.
5. Colocação de tacos de madeira para fixação de batentes de porta em número de seis
unidades, sendo três para cada lado. Essa colocação se faz juntamente com os tijolos para
se evitar a quebra da alvenaria para embutir os tacos de fixação.
6. Vãos situados diretamente sobre o solo levarão vergas, em se tratando de portas, e vergas
e contravergas (peitoris), em vãos de janelas.
7. É recomendável o uso de cinta de amarração no respaldo da parede.
CAPÍTULO V - PISO E CONTRAPISO
Piso: Acabamento – piso cerâmico, granito, pedra, ardósia, cimento, etc.
Contrapiso: Base ou sustentação para o piso.
5.1. CONTRAPISO
Importância
- Servir de suporte para o revestimento de piso e seus componentes,
- Corrigir pequenos desníveis na laje do piso,
- Resistir às cargas atuantes durante a utilização, sem apresentar rupturas,
- Embutir tubulações elétricas e hidráulicas,
- Incorporar sistemas de impermeabilização,
- Complementar sistemas de isolamento acústico ou térmico,
- Proporcionar os caimentos necessários para os diversos tipos de uso dos ambientes.
Características do contrapiso
Aspereza, determinada em função da granulometria da areia utilizada,
Poucas Ondulações – depende do pedreiro
Resistência mecânica, decorrente dos materiais utilizados e de suas dosagens.
Recomenda-se argamassa (piso) com traço de 1:3 ou 1:4, respectivamente, para cimento e areia.
46
Quantidade de água da mistura e etapas de execução.
A água deve ser a estritamente necessária, e a argamassa deve ser espalhada em pequenas
camadas, devidamente adensadas, se a espessura a cobrir for superior a 2 ou 3 centímetros.
Para passagem ou galpões de máquinas, às vezes pode ser necessário a confecção de contrapiso
reforçado (Tabela 11).
Capacidade de absorver as movimentações naturais da estrutura.
Tabela11: Espessuras de contra piso em função de se uso.
Finalidade de uso
No interior de residências
Espessura
De 2 a 7,8 cm
Áreas internas de edificações, passeios ou
7 cm
calçadas e áreas onde não passem animais de
grande porte, tratores ou cargas pesadas.
Áreas externas com trânsito de pequenos
10 cm
veículos, áreas de confinamento de animais.
Áreas
de
estacionamento
de
implementos,
15 cm
tratores e trânsito de veículos mais pesados
(como caminhões e tratores).
Fonte:http://www.banet.com.br/construcoes/
O solo deverá estar preparado para receber o contrapiso, tendo que estar apiloado, sem desnível e
sem buracos.
Para
a
confecção
do
contrapiso,
os
seguintes
passos
deverão
ser
seguidos:
(www.forumdaconstrucao.com.br)
- Após limpar a base e retirar todos os restos de argamassa, entulho ou qualquer material aderido
o primeiro passo é fazer a transferência de nível com o auxílio de um nível de mangueira (ou nível laser)
a partir do nível de referência.
- Marcar a altura do contrapiso com o auxílio de uma trena
- Sobre a superfície limpa, jogar uma mistura de água e adesivo na área onde as taliscas serão
executadas.
Depois de nivelar a argamassa, colocar a talisca (um pedaço de cerâmica ou madeira)
Com auxílio da trena e prevendo o caimento no sentido dos ralos, conforme o projeto, confira a
altura do nível do contrapiso.
Com um fio esticado, confira a altura das taliscas
Aplicar sobre toda a base a mistura de aditivo e água
Em seguida, polvilhar cimento sobre toda a base
Com o auxílio do vassourão, escovar toda a área
Com a ajuda de uma enxada, preencher os intervalos entre as taliscas, espalhando a argamassa em
movimentos contínuos, para que não seque rápido demais
47
A argamassa deve ser compactado com um soquete de madeira. Esse processo deve ser feito até
que a argamassa de contrapiso chegue ao nível marcado com o fio.
Sarrafear a sobra até que a superfície alcance o nível das faixas em todos os lados da área do
contrapiso.
Desempenar a massa, alisando e dando o acabamento final no trabalho com o auxílio de uma
desempenadeira de madeira (ou de alumínio, se necessário).
A argamassa para contrapiso geralmente possui o seguinte traço e o rendimento (Tabela 12).
Tabela 12: Traço e rendimento da argamassa para contrapiso.
Aplicação
Concreto magro
Traço
-1 saco de cimento de 50 kg
- 8 ½ latas de areia
- 11 ½ latas de pedra
- 2 latas de água
Rendimento por saco
de cimento de 50 kg
14 latas ou 0,25 m3
Dica
O concreto magro
serve como base para
pisos
em
geral.
Antes de receber o
concreto magro, o solo
deve ser umedecido.
Cuidados na confecção do contrapiso:
- Fazer a concretagem dos retângulos alternados (sistema de damas) (Figura 44)
- Colocação de ripas entre os retângulos (dilatação do concreto)
- Saber anteriormente as declividades laterais e horizontais
Figura 44: Sistema de concretagem do contrapiso (damas).
5.2. PISOS
A argamassa para pisos possui geralmente uma espessura de 3 cm, mas pode variar em função do
uso. A Tabela 13 traz os traços e rendimentos para alguns tipos de pisos que poderão ser utilizados em
construções e instalações rurais.
48
Tabela 13: Traços e rendimentos de diferentes argamassas para pisos.
Aplicação
Traço
Rendimento por saco de
Dica
cimento de 50 kg
Cimentado
- 1 lata de cimento
- 3 latas de areia
4 m2 (com espessura
de 2,5 cm)
Tacos
- 1 lata de cimento
- 3 latas de areia
4 m2
Ladrilhos e - 1 lata de cimento
- 1 ½ lata de cal
cerâmica
- 4 latas de areia
7 m2
O cimentado liso é o acabamento
de piso mais econômico. Pode
ser queimado com pó de cimento
e colorido com pó corante.
Alise a superfície com uma
desempenadeira metálica
Para
rejuntar
ladrilhos
e
cerâmica, utilize uma pasta de
cimento, mas aguarde um dia
para
a
argamassa
de
assentamento
secar.
Ladrilhos e cerâmica devem ficar
na água, no mínimo, de um dia
para o outro, antes de serem
assentados
Alguns exemplos de uso e importância e recomendações para confecção de pisos em diferentes
atividades.
Avicultura
Segundo ABREU (2003) o piso é importante para proteger o interior do aviário contra a entrada
de umidade e facilitar o manejo. Este deve ser de material lavável, impermeável, não liso com espessura
de 6 a 8 cm de concreto no traço 1:4:8 (cimento, areia e brita) ou 1:10 (cimento e cascalho), revestido
com 2 cm de espessura de argamassa 1:4 (cimento e areia).
Pode ser construído em tijolo deitado, que apresenta boas condições de isolamento térmico.
Deverá ter inclinação transversal de 2% do centro para as extremidades do aviário e estar a pelo
menos 20 cm acima do chão adjacente e sem ralos, pois permite a entrada de pequenos roedores e insetos
indesejáveis.
Forração do piso do galpão
Utilizar material que possa absorver a umidade das fezes das aves.
Promover o isolamento térmico do piso, evitando a perda de calor das aves, principalmente na
fase inicial.
Os mais utilizados são serragem ou maravalha. Casca de arroz, casca de amendoim, casca de
café, dentre outros.
Suinocultura
Gestação
O piso poderá ser parcialmente ripado e nos “boxes” dos machos e de reposição, pode-se adotar o
piso compacto ou parcialmente ripado.
49
Poderá ser utilizado piso compacto de 6 a 8 cm de espessura em concreto 1:4:8 com revestimento
de argamassa 1:3 ou 1:4 (areia média) com declividade de 2% no sentido das canaletas de drenagem.
O piso áspero pode danificar o casco do animal e o piso excessivamente liso dificulta o ato de
levantar e deitar.
Na parte traseira das baias é construído um canal coletor de dejetos com declividade suficiente
para não permanecer dejetos dentro da mesma.
Maternidade
As celas parideiras devem ser instaladas ao nível do piso. O piso da gaiola de parição é dividido
em 3 partes distintas, que são:
1) local onde fica alojada a porca - parte dianteira com 1,30m em piso compacto de concreto no
traço 1:3:5 ou 1:4:8 de cimento areia grossa e brita 1, com 6cm de espessura e, sobre esse, é feita uma
cimentação no traço 1:3 de cimento e areia média na espessura de 1,5cm a 2,5cm, e parte de traseira com
90cm, em ripado de concreto ou metal.
2) local onde ficam alojados os leitões, (escamoteador) - construído em concreto como o anterior,
localizado entre duas baias na parte frontal, com largura de 0,60m e comprimento de 1,20m.
3) Laterais da baia onde os leitões ficam para se amamentar - um lado construído em concreto e o
outro em ripado de concreto ou metal com 0,60m de largura (ABREU, 2003).
Figura 45: Tipo de piso para suínos. Fonte: http://www.etagro.com.br/
Creches
As baias devem ser de piso ripado ou parcialmente ripado. Pisos parcialmente ripados devem ter
aproximadamente 2/3 da baia com piso compacto e o restante (1/3) com piso ripado, onde os leitões
irão defecar, urinar e beber água.
Figura 46: Tipos de baia para suínos. Fonte: http://www.etagro.com.br/
50
Crescimento e Terminação
O piso das baias pode ser totalmente ripado ou 2/3 compacto e 1/3 ripado.
O piso totalmente ripado é o mais indicado para regiões quentes, porém é o de custo mais
elevado.
Piso parcialmente ripado: constituído de 30% da área do piso da baia em ripado sobre fosso, é
construído em vigotas de concreto e o restante da área do piso (70%) compacto em concreto.
O manejo dos dejetos deve ser do lado de fora da edificação e por sala, para possibilitar maior
higiene e limpeza.
A declividade do piso da baia deve situar-se entre 3% e 5%.
Pisos Plásticos
Podem ser aplicados em Frigoríficos, alojamento de leitões, estocagem de produtos, pisos
úmidos.
O material utilizado é o polietileno de alta densidade aditivado contra ação de raios solares.
Pode ser utilizado em temperaturas entre -20oC a 90oC
Apresentam as dimensões de (C x L x A) 500 x 250 x 25 mm, onde o conjunto de 8 peças cobre
uma área de 1 m2 com vazados de 1 cm2 e possuem uma resistência estática de 21 ton/m2.
CAPÍTULO VI - LAJES E VIGAS
6.1. LAJES
São estruturas destinadas a servirem de cobertura, forro ou piso para uma edificação.
Aumentam o valor, o conforto e a segurança da edificação.
As pré-moldadas são as mais econômicas de e simples de se executar.
Tipos de lajes
a) Maciças: utilizadas em obras grandes e especiais. Cálculo é executado por especialistas.
b) Nervuradas: neste tipo encontram-se as lajes pré-fabricadas, chamadas de mistas, que atendem
a obras de pequeno porte. São constituídas por vigas ou vigotas de concreto e blocos que podem
ser de diferentes materiais, sendo os mais utilizados os de cerâmica e os de concreto.
Lajes pré-fabricadas
- Lajes Protendidas (armadura especial)
- Laje comum
- Laje treliçada
•
Laje comum
As vigotas possuem o formato de um “T” invertido e têm, internamente, armadura de barras de
aço.
51
Os blocos ou lajotas são predominantemente de cerâmica, com 32 cm de largura, em média. As
alturas dos blocos são de 7, 10, 12 15 e 20 cm.
A laje é montada intercalando-se lajotas e vigotas, que são unidas por uma camada de concreto,
chamada de capa, lançada sobre as peças.
Lajes forro: vãos até 4,3 m, com espessura de 10 cm.
Lajes piso: vãos até 4,8 m, com espessura de 12 cm.
•
Laje treliçada
Possui como armadura uma estrutura metálica denominada de treliça, que é fundida a uma base
de concreto, formando a vigota. São comumente compostas por blocos cerâmicos, podendo ser utilizados,
também, os blocos de concreto.
Parte da armadura das vigotas é exposta, favorecendo a aderência após o lançamento do concreto
da capa. Para obras de pequeno porte, com vãos até 5 m, como forros devem apresentar 8 cm de
espessura, com treliças de 8 cm, ou como pisos devem apresentar 10 cm de espessura, com treliças de 8
cm. Podem ser usadas para vãos maiores (Figura 47).
Laje comum
Viga treliçada
Figura 47: Laje comum e com vigota treliçada.
Montagem – Apoios
Na ponta das vigotas existem aços salientes com comprimento de aproximadamente 5 cm que
servem para auxiliar na união entre as vigotas e o apoio quando a laje for concretada.
Sobre cinta de amarração apoiar as vigotas, no mínimo com 2 cm. Se forem apoiadas sobre
alvenaria, deixar no mínimo 5 cm (Figura 48).
Vigotas comuns
Vigotas treliçadas
Figura 48: Espaçamento para vigotas no apoio na alvenaria. Fonte: FARIA-JÚNIOR (2008).
52
Não é aconselhável o engaste da laje em parede de alvenaria sem viga ou cinta de amarração
(Figura 49) devido a baixa resistência dos tijolos e da fragilidade das argamassas de assentamento com
cal hidratada. Aconselha-se a colocação de uma cinta de amarração para apoio e engaste das lajes nas
paredes laterais.
Sem cinta de amarração
Com cinta de amarração
Figura 49: Dois tipos de engaste da laje nas paredes. Fonte: BORGES (1996) Modificado.
Escoramento
Para vãos até 3,40 m utiliza-se sempre uma linha de escoras; para vãos de 3,40 m até 5,0 m, duas
escoras; para vãos superiores a 5,0 m, utilizar mais de duas escoras.
As tábuas horizontais dos escoramentos devem ser niveladas pelo respaldo para vãos até 2,0 m;
acima desta medida podem haver indicações de contraflecha, dadas pelo fabricante, que deverão ser
seguidas (geralmente até 0,4% do vão livre).
Colocação das vigas e blocos
A vigota pré-fabricada deverá estar centrada no vão, de modo que a superfície de contato do
concreto seja a mesma para cada apoio. Coloque a viga usando uma lajota intermediária em cada
extremidade para espaçá-las exatamente. A primeira carreira de lajotas deve apoiar, de um lado sobre a
alvenaria e do outro sobre a primeira vigota.
Concretagem
Molhar bem o material antes de lançar o concreto.
O concreto da capa será de traço 1:2:3
Espessura da capa deve ser a indicada para o vão e tipo de aplicação da laje (forro ou piso)
Para se concretar lajes que foram executadas sem escoramento (pequenos vãos), ou com uma
linha de escoramento, é conveniente que se concrete primeiramente junto aos apoios para solidarizar as
pontas das vigotas pré-fabricadas.
Para caminhar sobre a laje durante o lançamento do concreto, é aconselhável fazê-lo sobre tábuas
apoiadas nas vigotas para evitar quebra de materiais ou possíveis acidentes.
53
Cura
Após o lançamento do concreto a laje deverá ser molhada, no mínimo, três vezes ao dia durante
três dias.
O descimbramento da laje pré-fabricada deve ser feito gradualmente, geralmente, em torno de 21
dias para pequenos vãos e 28 dias nos vãos maiores.
Nas lajes de forro é aconselhável que o escoramento seja retirado após a conclusão dos serviços
de execução do telhado.
Impermeabilização de Lajes
A laje após estar regularizada, com caimento de 1% para os ralos como os cantos arredondados
poderá ser impermeabilizada com produtos apropriados. Pode-se utilizar o Neutrol e Carbolástico no 1,
lembrando que o Neutrol será o primeiro (primeira demão) do Carbolástico (para áreas de até 50 m2)
A impermeabilização possui vantagens de evitar que não ocorram infiltrações no interior da
construção, ocasionando danos não previstos.
Lajes de Isopor (Poliestireno Expandido - EPS)
Elemento com forte vocação técnica e redução de custos no sistema estrutural de edificações.
Atua como elemento intermediário na laje treliçada pré-fabricada reduzindo significativamente o
peso próprio da laja acabada.
Diminuem as reações nos apoios das vigas, das vigas para os pilares e dos pilares até as
fundações, economizando assim aço, concreto, fôrmas e mão-de-obra em toda a estrutura.
Possui peso específico de 10 a 19 kgf/m3 , baixa absorção de água, atua como isolante térmico e é
imune a fungos e bactérias.
Vantagens:
Menos carga nas estruturas e fundações
Lajes mais leves
Menor consumo de aço e concreto
Economia de mão-de-obra
Economia nas fôrmas e cimbramentos
Menor consumo de escoramentos
Menor prazo para montagem das lajes
Flexibilidade de medidas
Facilidade no manuseio e no transporte
Poucas perdas (peças de difícil quebra)
Boa precisão das peças
O fator água x cimento mantém-se constante, o que proporciona cura adequada do concreto nas
lajes.
54
6.2. VIGAS
São elementos destinados a transferirem cargas de um lugar para outro. São estruturas lineares
dispostas horizontalmente, com um ou mais apoios.
São projetadas para suportarem cargas em diferentes pontos de sua extensão;
Tipos de Cargas (Figura 50)
- Cargas perpendiculares: - cisalhamento
- flexão
- Cargas oblíquas Æ forças axiais: - tração
- compressão
Carga perpendicular
Carga oblíqua
Figura 50: Atuação das cargas em uma viga.
Tipos de apoios
Apoio articulado fixo, articulado móvel ou engastado (serão vistos mais à frente).
Tipos de carregamento (cargas)
Cargas concentradas: aquelas que atuam em áreas muito reduzidas, em relação às dimensões da
estrutura. Neste caso ela é considerada concentrada no centro de gravidade da área de atuação
Cargas distribuídas: aquelas que atuam em uma área com dimensões na mesma ordem de
grandeza da estrutura (Figura 51).
Cargas concentradas
Cargas distribuídas
Figura 51: Tipos de cargas em vigas. Fonte: Rogério Carvalho de Mello Franco
55
Tipos de vigas com soluções nas equações de estática (Figura 52)
Viga em balanço – Viga apoiada em apenas uma das extremidades por um apoio do tipo engaste.
Viga simples – Viga apoiada em uma das extremidades por uma apoio articulado fixo e na outra
por um apoio articulado móvel.
Viga simples com balanços – Viga simples que se prolonga além de um ou dos dois apoios.
Viga em balanço
Viga simples
Viga simples com balanço
Figura 52: Tipos de apoios das vigas. Fonte: Rogério Carvalho de Mello Franco
CAPÍTULO VII – RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS
Cálculo de deformações de vigas e pilares
Utilização em madeiras
Juntas de dilatação
Revisão Geral – Mecânica
Conceitos Básicos
7.1. FORÇA
Grandeza capaz de provocar movimento, alterar o estado de movimento, alterar o estado de
tensão ou provocar deformação em um corpo.
Força:
Unidades:
N – newton
kN – kilonewton
kgf – kilograma-força
Equivalência:
1 kN = 103 N = 98,1 kgf (≅102 kgf)
Para recordar Æ Leis de Newton:
1ª Lei de Newton ou Princípio da Inércia
Todo corpo continua no estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que seja
obrigado a mudá-lo por forças a ele aplicadas.
r r
r
Fr = 0 ⇔ v = constante (Repouso ou MRU)
Equilíbrio
56
2ª Lei de Newton ou Princípio Fundamental
A resultante das forças que agem em corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração
adquirida.
r
r
Fr = m.γ
3ª Lei de Newton ou Lei da Ação e Reação
Para toda força aplicada, existe outra de mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto.
Ação das forças
Forças Externas : Deformação
Forças internas
- Oposição à ação de forças externas (Resistência) Æ Tensão
- Recuperação da forma original quando cessa força externa (Elasticidade)
7.2. Elasticidade e Plasticidade
A) Elástico
Um corpo é dito elástico quando cessada a aplicação da força, este retornar ao estado inicial
Exemplos: Aço, borracha, madeira
Obs: A elasticidade ocorre dentro de determinados limites
B) Plástico
Um corpo é dito plástico quando cessada a aplicação da força, o mesmo permanecer em sua
forma atual.
Ex: Chumbo e argila
Todo corpo sujeito à força externa sofre deformação.
As deformações lineares que ocorrem na tração e na compressão são expressas em função da
Variação de Comprimento (∆L) e do Comprimento Original (L).
As deformações podem ser Longitudinais ou Laterais.
Considerações sobre elasticidade e plasticidade
A maioria dos materiais apresenta as duas características, dependendo dos esforços aos quais
estão submetidos, atuando como elásticos até certo limite e depois como plásticos.
Não existe material perfeitamente elástico. Sempre permanecerá uma deformação residual
(Deformação Permanente ou Residual)
Na Figura 53 é mostrada a seqüência de uma aplicação de força de tração e na Figura 54 é
mostrada a seqüência de uma aplicação de duas forças de compressão.
57
1Dada
uma
barra
de 2
Observa-se
comprimento L, aplica-se uma deformação ∆L
força F.
uma 3- Cessada a força o corpo
retorna à forma original.
Figura 53: Aplicação de uma força de tração em uma barra. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
1- Dada uma
comprimento L,
duas forças F.
barra de 2
Observam-se
aplicam-se deformações ∆L.
duas 3- Cessadas as forças o corpo
retorna à forma original.
Figura 54: Aplicação de duas forças de compressão em uma barra. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008).
Modificado.
7.3. Lei de HOOKE
As tensões desenvolvidas e suas deformações específicas conseqüentes são proporcionais
enquanto não se ultrapassa o limite elástico do material. Em linhas gerais, a deformação é proporcional à
tensão (ε ∝ σ) (Figura 55), sendo considerado a padronização da deformação de um corpo sólido para
cada 1kgf de aumento na carga (esforço externo) ou para cada 1 kgf/cm2 de aumento na tensão.
σ
=E
ε
Onde:
σ= tensão normal
ε=deformação específica (relativa)
E= Módulo de elasticidade longitudinal
(constante elástica do material)
58
•
•
ε (Deformação relativa)
ε = ∆L/L ou (x 100) = %
Figura 55: Diagrama tensão-deformação.
•
•
•
•
•
E=1/ ∝ (módulo elasticidade) – Valor
da tensão imáginária de tração
(kgf/cm2) capaz de duplicar o
comprimento original do corpo sólido
E=tgθ
E=cat op/cat ad
E= σ/ε
σ =E. ε
Figura 56: Módulo de elasticidade de Young.
•
•
E1>E2
ε1< ε2
Figura 57: Exemplo de deformações com 2 tipos de materiais. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008).
Modificado.
A Tabela 14 demonstra o módulo de elasticidade para diferentes tipos de materiais.
59
Tabela 14: Módulo de elasticidade (E) para diferentes materiais. Modificado de BAETA e
SARTOR (1999).
Material
E (kgf/cm2)
Aço
2.100.000
Ferro Fundido
1.000.000
Concreto
20.000 a 400.000
Alvenaria de Tijolo
20.000 a 200.000
Madeira de Pinho (paralelo à fibra)
1.000.000
Madeira de Pinho (perpendicular à fibra)
3.000
Definições
Corpos dúcteis: Deforma-se bastante antes do rompimento (ductibilidade). Ex: Aço, alumínio
Corpos frágeis: Deforma-se pouco antes do rompimento (fragilidade). Ex:
concreto,
ferro
fundido.
Concreto não obedece a Lei de Hooke, (proporcionalidade) na compressão.
A Figura 58 demonstra o diagrama de tensão-deformação para materiais dúcteis, com as
respectivas tensões atuantes e as deformações.
Figura 58: Diagrama de tensão-deformação (materiais dúcteis). Fonte: KALIL e LEGGERINI
Explicando o Diagrama:
Tensões
σp: Tensão de proporcionalidade
σe: Tensão de escoamento
σR: Tensão de ruptura
•
Trecho A-B
Indica a proporcionalidade entre σ x ε (material trabalha em regime elástico - lei de Hooke).
Deformações reversíveis.
60
•
Trecho B-C
Indica o fim da proporcionalidade Æ regime plástico do material.
As deformações crescem mais rapidamente do que as tensões
Cessado o ensaio Æ pequenas deformações residuais irreversíveis.
•
Trecho C-D
Patamar de escoamento Æ o material se desorganiza internamente (nível molecular) sem que se
aumente a tensão a que o material é submetido, aumenta grandemente a deformação que ele apresenta.
Período em que começam a surgir falhas no material (estricções), ficando o mesmo invalidado
para a função resistente.
•
Trecho D-E
Após uma reorganização interna o material continua a resistir à tensão em regime plástico
Grandes e visíveis deformações residuais
Não se admitem estruturas com esta ordem de grandeza para as deformações residuais.
Exemplo de ensaio (comportamento do aço)
A Figura 59 demonstra um ensaio de tração com o aço, com esforços externos até a ruptura.
Assim sendo, por meio dos dados pode-se traça o diagrama tensão-deformação para cada
material.
Legenda: Diagrama Tensão Deformação
Limite de proporcionalidade
Limite de elasticidade
Tensão de escoamento
Ponto de força máxima
Ruptura
Figura 59: Diagrama tensão-deformação para o aço.
61
7.4. Tensão admissível (σadm)
Definição: é a tensão máxima que se permite atingir uma estrutura calculada em regime elástico.
É aquela adotada para que as estruturas possam suportar as cargas externas com segurança.
No caso do aço (Figura 60):
Tensão admissível (σadm) =σF/ υ
Resistência máxima (σmáx)=P/Ao
Alongamento total até a ruptura (δ) = ∆Lmáx/Lo
Figura 60: Tensão admissível para o aço. Modificado de KALIL & LEGGERINI
7.5. Deformações Longitudinais e Laterais
Longitudinal (Figuras 61 e 62)
a1<a2;
∆L=∆L1+∆L2
Figura 61: Na tração (alongamento), com a variação de comprimento. Modificado de BAÊTA e
SARTOR (1999)
62
a1>a2;
∆L=∆L1+∆L2
Figura 62: Na compressão (encurtamento), com variação no comprimento. Modificado de BAÊTA e
SARTOR (1999).
Lateral (Figuras 63 e 64)
b1>b2;
∆L=∆L1+∆L2
Figura 63: Na tração (alongamento), com variação na largura. Modificado de BAÊTA e SARTOR
(1999).
b1<b2;
∆L=∆L1+∆L2
Figura 64: Na compressão (encurtamento), com variação na largura. Modificado de BAÊTA e SARTOR
(1999).
Com relação à deformação:
A deformação específica longitudinal é proporcional à deformação específica transversal (limite
elástico do material), sendo chamada de Coeficiente de Poisson (µ):
63
ε
µ=− t
ε
Onde:
ε = Deformação específica longitudinal
εt = Deformação específica transversal
µ = Coeficiente de Poisson
εt = ∆b = ∆h =∆R → ∆b = εt.bi
bi hi
Ri
∆h = εt.hi  Deformação transversal total
∆R = εt.Ri
Na Figura 65 é demonstrado o cisalhamento (escorregamento relativo) em uma barra, onde os
comprimentos e as larguras antes e após a aplicação da força, permanecem inalterados.
a1=a2;
b1=b2;
Figura 65: Escorregamento relativo ou Deformação angular Modificado de BAÊTA e SARTOR (1999).
A Deformação angular é definida por:
γ=
∆y
∆x
Onde:
∆y = Variação no eixo y (antes e depois à aplicação
da força)
∆x= Variação no eixo x (antes e depois à aplicação
da força)
A Figura 66 mostra o diagrama de tensão-deformação no caso do cisalhamento.
tg θ=cat op/cat ad
τ/ γ=G (módulo de elasticidade
transversal) no cisalhamento
Lei de Hooke para cisalhamento
τ∝γ
τ=G. γ
Figura 66: Diagrama tensão-deformação (cisalhamento)
64
Para os casos das tensões normais, aplica-se Hooke
Identicamente, pode-se expressar o Escorregamento relativo empregando-se o Módulo de
Elasticidade Transversal (G) e a tensão Cisalhante (τ)
τ=G. γ
Entre (E) e (G) existe uma relação que pode ser expressa com o auxílio do coeficiente de Poisson
(µ):
G=
µ
.E
2( m + 1)
Onde:
G=módulo de elasticidade
Transversal (cisalhamento)
τ = Tensão de corte ou
cisalhamento
7.6. Variação do comprimento à dilatação
Aquecimento: Dilatação
Arrefecimento: Contração
Podem causas tensões internas nos materiais, semelhantes aos esforços externos (Tabela 15).
Para evitar essas tensões:
Empregar apoios móveis (pontes)
Juntas de dilatação
Dilatação ou compressão
Em peças estruturais, pode ser calculada por:
∆L=±αt. ∆t.L
Onde:
L= comprimento do elemento estrutural
∆t= variação de temperatura do elemento estrutural
αt=coeficiente de dilatação térmica (variação de comprimento do elemento estrutural para
cada 1oC)
Tabela 15: Valores de αt para diferentes materiais. Modificado de BAÊTA e SARTOR (1999).
Material
αt (oC-1)
Aço
0,000012
Ferro fundido
0,000010
Concreto
0,000010
Alvenaria de tijolo
0,000005
Madeira
0,000003
65
A retração da argamassa pela evaporação tem ação semelhante à variação provocada pela diminuição
de temperatura. Para o concreto simples e armado, a retração deve ser correspondente a uma queda
adicional de 20oC.
CAPÍTULO VIII - DIMENSIONAMENTO DE ELEMENTOS COMPRIMIDOS
Consideram-se os enfraquecimentos da seção transversal quando a parte retirada não tiver sido
substituída ou for preenchida com material de menor resistência.
No dimensionamento de elementos estruturais de madeira, considera-se o ângulo entre a força
aplicada e a direção das fibras (Figura 67).
Figura 67: Atuação de força em diferentes ângulos e a tensão admissível. Modificado de BAÊTA e
SARTOR (1999).
8.1. PILARES E COLUNAS DE ALVENARIA
Pilares e colunas são elementos destinados a receber cargas verticais atuando sob compressão. As
colunas se parecem com pilares, mas costumam ser mais esbeltas (ou seja, a relação base x altura é muito
pequena). Uma base de 20 cm com uma altura de 4,00 m é considerada esbelta.
Podem ser de concreto, alvenaria, madeira ou aço.
Na compressão é importante a relação entre a menor dimensão da seção transversal (d) e a altura
da peça (h).
Dimensionamento de pilares de alvenaria
No dimensionamento de um pilar de alvenaria a tensão admissível a ser considerada diminui à
medida que o Índice de Esbeltez (h/d) aumenta.
66
Índice de Esbeltez (λ): mede o quão esbelto é um pilar. Mede a facilidade ou dificuldade que um
pilar tem de flambar. Se o índice de esbeltez for pequeno, sua capacidade de flambar é menor, caso
contrário, sua capacidade de flambar será maior (Figura 68).
O cálculo do índice de esbeltez deve ser feito com a menor dimensão transversal.
Normalmente não se trabalha com h/d > 10
Figura 68: Índice de esbeltez em função da largura e altura do pilar. Modificado de BAÊTA e SARTOR
(1999).
8.2. Pilares de tijolos maciços
São utilizados em locais onde a carga é pequena (varandas, muros etc.). Podem ser executados
somente de alvenaria ou e alvenaria e o centro preenchido por concreto (Figura 69).
Figura 69: Exemplo de pilares de alvenaria
Tensão admissível corrigida
A tensão admissível do pilar ou coluna deverá ser corrigida em função do índice de esbeltez,
sendo:
67
σ adm
'
σ adm
=
λ
8.3. Dimensionamento de pilares de madeira ou aço
As condições a e b deverão ser verificadas para ter-se conhecimento sobre a estabilidade da
coluna. Assim:
a) Deve-se considerar a carga máxima que o corpo suporta, levando-se em consideração a
flambagem, por meio da Equação de Euler:
Pcrítica
π 2 .E.I
=
≥ Carga atuante no elemento
ν .L2e
Onde:
Pcrítica= carga admissível (kg)
E = módulo elasticidade do material (kg/cm2)
I = momento de inércia da seção (cm4)
Le = comprimento efetivo de flambagem (cm)
ν=coeficiente de segurança (adimensional)
b) A tensão à compressão atuante no material
σ atuante =
P
≤
A
σadm do material
Se as condições a e b estiverem satisfeitas, a coluna será estável.
Momento de Inércia
Mede a distribuição da massa de um corpo em torno de um eixo de rotação. Quanto maior for o
momento de inércia de um corpo, mais difícil será fazê-lo girar (torcer).
Contribui mais para a elevação do momento de inércia a porção de massa que está afastada do
eixo de giro.
Depende da seção, forma, das dimensões e da orientação da mesma.
De um elemento em relação a um eixo: produto da área do elemento pelo quadrado de sua
distância ao eixo considerado (Figura 70).
68
J’x= y2 . dA
J’y= x2 . dA
Figura 70: Momento de inércia de um elemento em relação a um eixo. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008).
Modificado.
De uma superfície em relação a um eixo: soma dos elementos de inércia dos elementos que a
constituem, em relação ao mesmo eixo
Jx= ∫(A) y2 . dA
Jy= ∫(A) x2 . dA
Onde:
Jx – momento de inércia de uma superfície em relação ao eixo x
Jy – momento de inércia de uma superfície em relação ao eixo y
Para superfícies de interesse (Figura 71)
a) Para o retângulo
Jx = (b.h3)/12
Jy = (b3.h)/12
b) Para o círculo
Jx= Jy= (π.d4)/64
OBS.: no cálculo de vigas interessa o Jx
69
Figura 71: Momentos de inércia para superfícies. Modificado de BAETA e SARTOR (1999).
Grau de liberdade
É o número de movimentos rígidos possíveis e independentes que um corpo pode executar
(Figura 72).
Dois casos: espacial e plano
70
Espacial
Plano
- Corpos submetidos à forças em todas as
Ocorre nos corpos submetidos a forças
direções do espaço.
atuantes em um só plano, por exemplo x,y.
- corpo possui 6 graus de liberdade pois pode - Possuem 3 graus de liberdade pois podem
apresentar 3 translações (na direção dos 3
apresentar 2 translações (na direção dos
eixos) e 3 rotações (em torno dos 3 eixos).
dois eixos) e 1 rotação(em torno do eixo
perpendicular ao plano que contém as
forças externas).
Figura 72: Possibilidade de movimentos de um corpo. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
Vínculos
São elementos de ligação entre as partes de uma estrutura ou entre a estrutura e o meio externo
Tem a finalidade é restringir um ou mais graus de liberdade de um corpo a fim de que um vínculo
possa cumprir esta função,
Surgem reações exclusivamente na direção do movimento impedido.
As Reações de Apoio são responsáveis pelo vínculo da estrutura ao solo ou a outras partes da
mesma, de modo a ficar assegurada sua imobilidade, a menos dos pequenos deslocamentos devidos às
deformações.
Nos sistemas planos, existem três tipos de movimentos. A Figura 73 mostra os três movimentos
em relação ao plano XY o de translação no eixo X, o de translação no eixo Y e o de rotação no eixo Z.
71
Vínculo
Fixo:
movimento
direção
de
Impede
o Vínculo
translação
perpendicular
Móvel:
Impede
o Engastamento: Impede dois
na movimento de translação na tipos de movimento, dois de
e
na direção perpendicular à base do translação e um de rotação.
paralela à base do apoio. Podem apoio. Por isso só aparece uma
Com isso podem aparecer até
aparecer,
três reações.
por
isso,
até
duas reação.
reações.
Notação Vínculo Fixo
Notação Vínculo Móvel
Notação Engastamento
Figura 73: Tipos de vínculo e suas notações. Fonte: MENEZES (2009)
As Figuras 74 e 75 mostram exemplos de apoios.
Apoio Fixo
Engaste em uma estrutura metálica. Este tipo de
apoio não permite translação e rotação.
Figura 74: Apoio fixo e engaste. Fonte: MENEZES (2009)
72
Apoio móvel entre estrutura de concreto e aço.
Apoio Móvel de uma ponte, onde é utilizado
uma placa de neoprene entre a junção entre o
pilar e a ponte.
Figura 75: Exemplos de apoios móveis. Fonte: MENEZES (2009)
Peças solicitadas por compressão axial
Pode ocorrer em barras de treliças, PILARES, e em elementos componentes de
contraventamentos ou travamentos, solicitados por compressão centrada (Figura 76).
Carga axial centrada
Carga axial excêntrica
Figura 76: Carga axial centrada e excêntrica. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
Flambagem
É o fenômeno pelo qual uma estrutura comprimida pode perder a forma original, acomodando-se
em uma outra posição de equilíbrio, com geometria diferente da inicial. A forma da estrutura, que era de
equilíbrio estável, passa a ser de equilíbrio instável.
Os tipos de flambagem podem ser observados na Figura77.
73
1 - Dois extremos articulados
2 - Um extremo engastado e o outro livre
3 - Um extremo engastado e o outro articulado
4 - Dois extremos engastados
Figura 77: Tipos de flambagem e conseqüências no comprimento. Modificado de BAETA e SARTOR
(1999).
8.4. Pilares de Concreto Armado
Quando carga normal não se situa no centro de gravidade – Flexão Composta Normal
Força normal com momento fletor
Pelas normas brasileiras a menor largura permitida de pilares é de 20 cm.
A Figura 78 demonstra um exemplo de pilar com a distribuição das ferragens.
74
Figura 78: Pilar de concreto armado com as ferragens e espessura da cobertura. Modificado de BAETA e
SARTOR (1999).
A Tabela 16 apresenta a carga admissível para de pilares de concreto em função da ferragem,
espessura e dos comprimentos.
Tabela 16: Carga admissível (toneladas força), números de ferros com diâmetro (mm) e comprimento
máximo (L) para pilares retangulares sujeitos à compressão axial, para um concreto com fck (tensão
admissível à compressão) ≥180 kgf/cm2 e para Aço CA-50. BAETA e SARTOR(1999).
Espessura (cm)
Largura (cm)
20
30
40
20 (L = 3,0 m)
24 t 4 ø 10
36 t 6 ø 10
48 t 8 ø 10
25 (L = 3,75 m)
34 t 4 ø 12,5
51 t 6 ø 12,5
68 t 8 ø 12,5
60 t 6 ø 12,5
80 t 8 ø 12,5
30 (L = 4,5 m)
35 (L = 5,25 m)
97 t 10 ø 12,5
40 (L = 6,0 m)
115 t 12ø 12,5
Obs: Considerar somente metade da carga admissível quando o pilar tiver um extremo engastado e
outro livre.
CAPÍTULO IX – COBERTURAS E FORROS
Função das coberturas
Proteção da edificação
Proteção de equipamentos e insumos
Conforto térmico
Proteção de intempéries
Estética
Tipos de coberturas
Concreto
Materiais naturais (palhas, folhas)
Telhados
75
9.1. TELHADOS
Segundo CARDOSO (2000), é um revestimento descontínuo constituído de materiais capazes de
prover estanqueidade à água de chuva, repousados ou fixados sobre uma leve estruturação.
Requisitos
Impermeabilidade
Isolamento térmico
Isolamento acústico
O material de cobertura deve ser:
Leve
Sem porosidade
Inalterável
Fácil colocação e reposição
Composição
Trama
Estrutura de apoio
Telhamento
Sistemas de captação de águas pluviais
Trama: fornece sustentação às telhas. Pode não ser necessária em função do tipo de telha
(metálicas, plásticas e de fibrocimento).
A trama é composta por pelas seguintes partes:
Ripas: madeiras pregadas sobre os caibros para apoio das telhas. O espaçamento entre ripas
(galga) depende do tipo de telha.
Caibros: são pregados nas terças na direção perpendicular, para suporte para as ripas. O
espaçamento é função da ripa empregada, não ultrapassando, normalmente, 50 cm.
Terça: peça horizontal apoiada sobre estruturas de apoio (paredes, estruturas pontaletadas ou
sobre tesouras) para sustentação dos caibros. A terça superior e inferior são chamadas de cumeeira e
frechal, respectivamente.
A cumeeira é a terça da parte mais alta do telhado. É aresta horizontal delimitada pelo encontro
entre duas águas. O frechal tem a função de distribuir as cargas provenientes de tesouras, vigas principais
ou outras peças de madeira da estrutura; costuma-se chamar também de frechal ou contrafrechal a terça
da extremidade inferior do telhado (Figura 79).
76
Figura 79: Partes da trama de um telhado. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
A Tabela 17 apresenta os tipos de telha e as espessuras de madeiras adequadas.
Tabela 17: Tipos de telhas, massa, galga e estruturas de madeira (Peroba) para o dimensionamento da
trama. Fonte: modificado de CARDOSO (2000)
TELHA
ESTRUTURA DE MADEIRA (PEROBA)
Tipo
Massa
Galga
Ripas (5x2 cm)
Distância entre
ripas (cm)
Caibros (5x6 cm)
Distância entre
caibros (cm)
Francesa
2,60
34,0
34,0
50,0 a 60,0
Terças (6x12 ou
6 x 16 cm)
Distância entre
tesouras ou
apoios (cm)
*
Romana
2,60
36,0
36,0
50,0 a 60,0
*
Colonial
2,25
40,0
40,0
50,0 a 60,0
*
Plan
2,28
40,0
40,0
50,0 a 60,0
*
* De acordo com BORGES (1979), utilizam-se terças de 6x12 se o vão entre tesouras não exceder a 2,5 m
e de 6x16 para vão entre 2,5 e 4,0 m.
Estrutura de apoio
Constituída geralmente por tesouras, oitões, pontaletes ou vigas, tendo a função de receber e
distribuir adequadamente as cargas verticais ao restante do edifício (CARDOSO, 2000).
É composto por:
Paredes intermediárias ou oitões
Estruturas pontaletadas (pilar ou pontalete)
Tesouras ou treliças
Paredes ou oitões: cada uma das duas paredes laterais (alvenaria) onde se apóia a cumeeira nos
telhados de duas águas (Figura 80).
77
Pilar ou pontalete: peças de madeira dispostas verticalmente, constituindo pilares curtos sobre os
quais apoiam-se as vigas principais ou as terças (Figura 80).
Tesouras ou treliças: conjunto de madeira que serve de apoio para a trama (Figura 81).
Ponteletes e oitão
Detalhes do oitão, pilarete e pontalete
Figura 80: Pontalete e oitão, com os detalhes de cada peça. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
Figura 81: Componentes da tesoura e trama.
O chapuz é um calço de madeira, geralmente de forma triangular, que serve de apoio lateral para
Terça.
Sistemas de captação de águas pluviais
São constituídos geralmente por rufos, calhas, condutores verticais e acessórios, tendo como
função a drenagem das águas pluviais.
78
Há alguns anos a captação de águas pluviais na área rural não era muito mencionada, mas este
fato tem mudado devido à utilização da água de chuva para fins não potáveis, ou para dessedentação de
animais. Segundo CARDOSO (2000) a captação das águas pluviais constitui um projeto de drenagem à
parte. Todavia, as superfícies devem ter declividades compatíveis com aspectos tais como a rugosidade
das telhas ou o seu formato (calha) para garantir a correta drenagem e evitar sobrecargas de lâminas
d’água. Além disso, como regra, quanto maior o número de juntas, maior a declividade necessária.
As coberturas podem ser drenadas por:
- saídas que se localizam externamente à cobertura (caixa de drenagem ligada diretamente a um
condutor e condutores verticais);
- canais ou saídas internas à cobertura (calha de beiral, extravasor, rufos).
Geralmente, para a construção residencial, os principais componentes dos sistemas de captação de
água pluviais são: rufos, calhas e condutores verticais. Os rufos podem ser metálicos ou de PVC, devem
garantir a estanqueidade à água e serem executados nos encontros dos telhados com as paredes. A NBR
8039 (ABNT, 1983) recomenda alguns detalhes construtivos para os rufos. As calhas conduzem a água
até o seu destino, ou diretamente à caixa de drenagem, ou até os condutores verticais. Geralmente, no
mercado se encontram calhas e condutores verticais metálicos (aço com tratamento ideal, para evitar
corrosão) ou em PVC.
Telhamento
É o conjunto de telhas constituído por diversos materiais (cerâmica, fibrocimento, concreto,
metálica e outros) e dimensões, tendo a função de vedação.
Serão comentadas as telhas cerâmicas, fibrocimento, concreto, poliéster e metálicas.
Cerâmicas
As telhas cerâmicas são de uso mais corrente no Brasil, sobretudo em construções residenciais
unifamiliares.
Segundo CARDOSO (2000) a estanqueidade e o desempenho térmico constituem os dois
principais pontos para a avaliação de utilização de um telhado. Dentre as causas das falhas de
adequabilidade a esses aspectos têm-se:
- grande número de juntas;
- deslocamento dos componentes durante fortes ventos (declividades e assentamentos
inadequados);
- deslocamento das telhas decorrentes de deformações excessivas das estruturas de sustentação;
- projeto inadequado de arremates (encontro de telhados e paredes), extravasores de água, etc.;
- acúmulo de algas, liquens e musgos nos encaixes;
- trasbordamento de calhas e rufos.
Em princípio, há dois tipos de telhas cerâmicas: as planas e as curvas.
As telhas planas são do tipo Marselha, também conhecidas por telhas francesas, e as telhas de
escamas, pouco encontradas. As telhas francesas são planas, com encaixes laterais e nas extremidades,
79
com agarração para fixação às ripas. Pesam aproximadamente 2 kg e são necessárias 15 peças por metro
quadrado de cobertura. Para a inclinação usual de 30º, isso corresponde a 22 peças por metro quadrado
de projeção (Figura 82).
Características Telhas Planas
Telha Francesa
Dimensões (cm): 40(C) x 24 (L)
Peso: 45 kg/m2 (seca)
: 54 kg/m2 (saturada)
Resistência da telha: 20 kgf/cm2
Quantidade de telhas por m2: 15 un.
Inclinação mínima: 30%
Figura 82: Características das telhas planas e telha francesa. Modificado de IPT (1988).
As telhas do tipo capa e canal, também chamadas romanas ou coloniais, podem ser simples ou
com encaixes e de cumeeira. As coloniais simples, sem encaixe, pesam 1,80 kg por unidade. As coloniais
de encaixe são de diversos desenhos e tamanhos. O sistema de fixação destas telhas também varia muito.
As telhas de cumeeira são usadas nas cumeeiras e nos espigões, são do tipo capa, mas com encaixe e
desenho de arremate (Figura 83).
Características Telhas Curvas
Capa/Canal (Plan)
Dimensões capa (cm): 46 (C) x 16 (L) x
12 (L)
Dimensões canal (cm): 46 (C) x 18 (L)
x 14 (L)
Peso: 72 kg/m2 (seca) – 1,5 kg/unidade
Inclinação mínima: 20 a 25%
Cumeeira
Dimensões capa (cm): 41 (C) x 18 (L) x 8 (A)
Peso: 2,5 kg/unidade
Quantidade: 3 telhas/metro linear
Figura 83.: Características de algumas telhas curvas. Modificado de IPT (1988).
80
Romana
Dimensões (cm): 40(C) x 24 e 27 (L)
Peso: 48 kg/m2 (seca) - 2,26 kg/unidade
Portuguesa
Dimensões (cm): 39(C) x 21 (L)
Colonial
Dimensões (cm): 46 (C) x 18 e 14 (L)
Capa/Canal (Paulista)
Dimensões capa (cm): 46 (C) x 16 (L) x
12 (L)
Dimensões canal (cm): 45 (C) x 18 (L)
x 14 (L)
Figura 83 cont.: Características de algumas telhas curvas. Modificado de IPT (1988).
81
Inclinações dos telhados
A inclinação da cobertura deve ser definida durante a fase do projeto, para definir a telha a ser
utilizada e para evitar grandes dimensões, o que previne o acúmulo excessivo de água de chuva sobre o
telhado. Uma vez escolhida a telha, a instalação desta deve respeitar as orientações da empresa quanto à
inclinação mínima (para evitar o “retorno” de água), e a inclinação máxima (para evitar que a telha
“escorregue” sobre o madeiramento) (Figura 84 e Tabela 18).
A inclinação pode ser expressa em porcentagem (%), ou em graus(º), sendo que a primeira é a
forma mais usual, calculada pela relação altura/base, sendo;
i=
hx100
B
Onde:
Telhado
i=inclinação (%)
h=altura do telhado (m)
B=base ou vão do telhado (m)
Figura 84: Detalhes da inclinação do telhado
Tabela 18: Inclinações mínimas recomendadas para diversas telhas.
Inclinação
Tipo
cm/m
%
Ângulo (graus)
Barro plana Francesa
30
30
16
Barro
30
30
16
20
20
11
Cimento amianto
10
20
5
Plástica ondulada
15
15
8
Zinco ondulada
15
15
8
Igual colonial e francesa
Igual colonial e francesa
Igual colonial e
Romana,
Portuguesa, Italiana,
Americana
Barro canal Colonial,
Paulista, Plan
Vidro
francesa
A Figura 85 demonstra as alturas e os vãos recomendados para as telhas planas e curvas.
82
Telhas Planas
Telhas curvas (Colonial e Plan)
Figura 85: Diversas alturas dos telhados e vãos. Fonte: Cerâmica Forte
Fibrocimento (cimento-amianto)
É composto basicamente por 90% de cimento e menos de 10% de fibras de amianto crisotila
O amianto, também conhecido como asbesto, é uma fibra mineral natural utilizada como matériaprima na produção de peças de cimento-amianto (Figura 86).
Possuem as seguintes vantagens:
- Mais leves que as cerâmicas
- Montagem mais rápida
- Baixo custo
- Podem ser apoiadas em estruturas de madeira, metálicas ou concreto.
Desvantagens
- Baixo conforto térmico
Características
Telha ondulada
- Inclinação mínima: 17,6% (10º)
- Condutibilidade térmica (20 oC): K=0,31 W/m oC
- Dilatação térmica: 0,01 mm/m oC
- Resistência ao fogo: até 300 oC
- Vão livre máximo (m): 1,15
- Largura total (m): 0,5
- Largura útil :0,45
- Peso médio (kgf/m2): 10
- Inclinação mínima: 27% ou 15º
- Módulo elasticidade: 15.000 e 20.000 MPA
Figura 86: Características das telhas de fibrocimento.
83
Concreto
Segundo CARDOSO (2000), são compostas de aglomerantes, agregados e óxidos que são
responsáveis pela sua coloração. Tem uso ainda limitado no Brasil sendo empregadas sobretudo em
edifícios de médio e alto padrão (Figura 87).
Vantagens
- Alta impermeabilidade: baixa sobrecarga devido à absorção de água
- Podem ser pintadas
- Resistência à granizos e maresia
- Conforto térmico
Desvantagens
- Custo
Características
Concreto
- Inclinação mínima: 30%
- Comprimento útil: 32 cm
- Largura útil: 30 cm
- Espessura: 1,2 cm
- Peso: 4,70kg/unidade
- Quantidade telhas por m2: 10,5 un.
Figura 87: Características das telhas de concreto.
Poliéster com Fibra de vidro
Segundo CARDOSO (2000), são chapas onduladas de poliéster (70%) reforçado com filamentos
de vidro (30%), apresentada em vários perfis adaptáveis a telhas de outros materiais como fibrocimento e
metálicas (aço zincado). São incolores e translúcidas (Figura 88).
Vantagens
- Flexíveis
- Resistentes a gases industriais, óleo e agentes químicos
- Proporcionam aumento da luminosidade do ambiente
Características
Poliéster
- Inclinação mínima: 27% (15º)
- Comprimento: de 1,22 a 12,0 m
- Largura: de 0,5 a 1,10 m
- Espessura: 1,2 mm
- Peso: 1,4 a 1,6 kg/m2
Figura 88: Características das telhas de poliéster.
84
Telhas Metálicas
Apresentam uso predominante em edifícios comerciais e industriais, tendo a chapa de aço como
material básico para a fabricação moldada a frio, zincada ou pintado com material sintético. Podem
também ser de alumínio, sendo de maior durabilidade, maior preço e menor peso (Figura 89).
Vantagens
- Material leve e durável
- Resistência à corrosão
- Rapidez na execução
- Várias seções e cores
Desvantagem
- Conforto térmico
Características
Aço
- Inclinação mínima: 10%
- Comprimento máximo: 12,0 m
- Largura: 1,10 m
- Altura da onda: 1,75 cm
- Espessura: 0,43 mm, 0,50 mm ou 0,65 mm
Figura 89: Características das telhas de aço.
Linhas do telhado
São constituídos por linhas (vincos) conferindo várias formas, sendo as linhas principais a
cumeeira, rincão (água furtada) e espigão (Figura 90), onde:
Cumeeira: divisor de águas horizontal
Espigão: divisor de águas, porém inclinado
Rincão: receptor de águas inclinado
Figura 90: Componentes das linhas do telhado. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
85
O telhado pode terminar em oitão ou em água (Figura 91)
Terminado em Oitão
Terminado em água
Figura 91: Telhado com terminação em oitão ou água. Fonte: Borges (1972).
Tipos de linhas de telhados
Definição de Água: superfície plana inclinada de um telhado
As linhas dos telhados podem ser divididas em uma água, duas águas, três águas e quatro águas
(Figuras 92, 93, 94,95, respectivamente).
Figura 92: Telhado de uma água. Fonte: Borges (1972)
Figura 93: Telhado de duas águas. Fonte: Borges (1972)
86
Figura 94: Telhado de três águas. Fonte: Borges (1972)
Figura 95: Telhado de quatro águas. Fonte: Borges (1972)
Outro ponto a ser comentado sobre as linhas dos telhados é o beiral.
O beiral é a projeção do telhado para fora do alinhamento da parede externa, com larguras que
variam de 0,4 a 1,0 m, sendo as mais comuns de 0,50; 0,60 e 0,80m.
Tem a função de proteger as paredes da insolação (proporciona maior conforto) e da chuva.
Podem ser em laje ou em telhas vã (Figura 96).
Laje
Telhas
Figura 96: Tipos de beirais sobre lajes ou telhas.
9.2. FORROS
Geralmente desempenham dupla função:
–
nivelar o teto e fornecer suporte às instalações,
–
propiciar correção térmica, uma vez que os telhados têm em geral pequena espessura.
87
Pode-se dizer que o espaço de ar confinado entre a cobertura e o forro, e o próprio forro,
participam da correção térmica. É dispensável quando tem-se laje.
Os materiais mais comuns são a madeira, PVC, isopor e lã de vidro. As subcoberturas também
podem ser utilizadas para proteção de poeira ou melhoria no conforto da instalação.
Madeira
São réguas de madeira com largura de 7 ou 10 cm e espessura de 1 cm, pregados nos caibros do
telhado ou tetos pelo lado de dentro do ambiente. Pode ter uso residencial ou comercial sendo ideal para
revestimentos internos de tetos e paredes com função decorativa e de isolamento do telhado, impedindo a
entrada de poeira e umidade.
Características
Praticidade
Leveza
Rapidez na colocação
PVC
Forro Modular PVC utiliza placas removíveis, facilitando o acesso acima do forro. Possibilita o
uso de luminárias embutidas ou externas. Não inclui acabamentos
Características
Facilidade de limpeza e manutenção;
Estabilidade dimensional;
Durabilidade;
Resistência aos raios ultravioletas
Lã de vidro
São forros termo-acústicos fabricado em painéis rígidos, de Fibras de Vidro finas, aglomeradas
com resinas sintéticas. O revestimento da face exposta pode ser em PVC rígido é muito utilizado para
escritórios, galpões, lojas e Indústrias e em todos os ambientes que necessite de tratamento acústico e
térmico.
Isopor
Feito em Poliestireno expandido (EPS) em chapas que podem variar de 5 a 500 mm
Características
Ótimo isolante térmico . retardante à chama conforme norma NBR 11752;
Base revestida com resina acrílica texturizada . fácil instalação e manutenção;
Anti-alérgico . não deforma . não sofre alteração de tonalidade com o tempo;
Não apodrece . pode ser repintado . dispensa ou reduz o uso do ar-condicionado;
Alta resistência à umidade . ótima relação custo-benefício . produto reciclável
88
9.3. SUBCOBERTURAS
São produtos instalados abaixo do telhado para proteger o forro ou laje de poeira, vento, ruído,
goteiras e calor.
Nem todas as subcoberturas são isolantes térmicos.
As mantas são as subcoberturas mais utilizadas, sendo de alumínio e espuma.
Possuem as vantagens de:
- Diminuir a temperatura em até 9º C
- Baixo custo. Mais barato do que qualquer outro isolante disponível no mercado.
- Adapta-se a qualquer tipo de cobertura. Resistente à tensão, ao impacto e ao atrito.
- Não desenvolvem fungos.
- São impermeáveis
CAPÍTULO X - ACABAMENTO
Nas construções e instalações rurais o acabamento pode ser muito específico, sendo realizado em
locais que necessitem de higiene, proteção ou conforto térmico. É a parte mais onerosa de uma obra.
Acabamento é o arremate final da estrutura e dos ambientes da edificação, feito com os diversos
revestimentos de pisos, paredes e telhados. Outros materiais utilizados para acabamento são as madeiras,
ferragens, vidros e pintura.
Revestimento de paredes
Segundo BORGES (2006) os revestimentos tem função básica de proteger as alvenarias contra
chuva e umidade, além de efeito arquitetônico, embelezando as fachadas e ambientes que compõem uma
construção.
O primeiro tipo de revestimento utilizado nas paredes é a massa grossa e a massa fina, que
servem de substrato (base) para a aplicação de pinturas, azulejos ou outros revestimento mais nobres
como pedras ou cerâmicas.
Existem também os casos de alvenaria com tijolos ou blocos aparentes que possuem duas
finalidades: efeito arquitetônico e para o barateamento das construções com a eliminação das camadas de
revestimento.
Um tipo de revestimento bastante utilizado é a argamassa de cimento, cal e areia, sendo
econômica e fácil execução. É aplicado em 3 camadas: chapisco, emboço e reboco.
Chapisco: Tem a finalidade de criar uma superfície áspera entre a alvenaria e a massa grossa
(emboço), a fim de melhorar a aderência desta. É constituída por traço 1:3 (cimento e areia).
Emboço: Também chamada de massa grossa, é a mesma utilizada no assentamento de tijolos e da
cumeeira de telhados. Para confecção do emboço interno ou externo utiliza-se um traço de 1:4 (Argamix:
areia). A Argamix é um cimento de alvenaria com menor resistência que o cimento comum.
89
Reboco: É o acabamento final das paredes, que pode ser acrescido de massa fina. Apresenta traço
1:5 (Argamix e areia fina) para reboco interno e traço 1:4 (Argamix e areia) para reboco externo.
Revestimentos de paredes para áreas molhadas
Azulejos
Material cerâmico (louça vidrada), normalmente em formato quadrado (15x15 cm) ou (20x20 cm)
e retangular (20x30 cm). Atualmente são assentados com Cimentcola, tornando o trabalho mais rápido e
seguro.
Pintura acrílica
Revestimento mais novo, impermeável e lavável. São aplicados três produtos: fundo, brilho e o
vitrificador impermeabilizante.
Pisos
Segundo BORGES (2006) são classificados de acordo com a capacidade de resistência à abrasão
(desgaste da superfície) (Tabela 19).
Tabela 19: Classes de pisos e utilização. Fonte BORGES (1996).
Classe
Utilização
1
Tráfego leve: banheiros e dormitórios residenciais
2
Tráfego médio: interiores residenciais de menor tráfego
3
Tráfego médio/intenso: lojas internas e corredores
4
Tráfego intenso: lojas, lanchonetes, bancos, restaurantes, escolas, hospitais, hotéis,
escritórios, caminhos preferenciais.
Tráfego super intenso: piso para unidades industriais e comerciais, supermercados,
aeroporto e rodovias.
5
Os tipos mais freqüentes para construções e instalações rurais são as lajotas cerâmicas, ladrilhos
cerâmicos, lajota de concreto, cimentado, e borracha.
Esquadrias de madeira
É todo o trabalho executado pelas marcenarias. Segundo BORGES (1996), configuram partes das
esquadrias:
- Portas
- Janelas
- Portões
- Gradis
- Portinholas para abrigos
Vidros
É um produto obtido pelo resfriamento de uma massa em fusão, principalmente a sílica. Podem
ser agrupados de acordo com o processo de fabricação, sendo:
Recozidos – vidros comuns, com fusão a 1500oC, saindo do forno com a espessura desejada.
90
Temperados – aquecimento da chapa de vidro até próximo à fusão seguida de um rápido
resfriamento da superfície por meio de jatos de ar, conferindo maior resistência à compressão, flexão e
choque térmico.
Laminados – obtidos pela colocação de um filme (Butiral Polivinil) entre duas chapas de vidro
comum.
Pintura
Segundo BORGES (2006), cabe à pintura o acabamento final da maioria das peças de uma
construção. Entre os poucos materiais que não recebem a pintura temos aparelhos sanitários, pisos e
azulejos.
Na maioria das vezes a escolha da tinta recairá sobre aquela de menor preço, ou, então sobre
aquela que, por experiência própria do construtor, do engenheiro, ou do pintor ou do proprietário, for a
mais apropriada.
Nas paredes e forros internos utilizam-se cal, tempera, óleo e látex. Nas paredes externas cal e
látex. Em esquadrias de ferros utilizam-se grafita, esmalte e óleo e em esquadrias de madeira utilizam-se
o esmalte, verniz e óleo.
Para podemos avaliar a qualidade de uma tinta, deve-se ter em mente alguns conceitos como:
- Estabilidade: evitar tintas com excesso de sedimentação e empedramento. Tem que ser
homogênea e uniforme.
- Rendimento (cobertura): Consumo de tinta por metro quadrado de superfície pintada, para que
esta fique totalmente coberta.
- Aplicabilidade: Facilidade de espalhamento e acabamento uniforme da superfície.
- Durabilidade: Tempo que a tinta irá resistir à ação das intempéries.
- Lavabilidade: Devem apresentar resistência quando as paredes são limpas com pano úmido e
produtos de limpeza comuns, não devendo apresentar manchas após estas operações.
CAPÍTULO XI - VENTILAÇÃO
Definição: Ação do vento, movimento do ar. Pode ser também o deslocamento de ar através de
uma edificação, por suas aberturas, umas funcionando como entradas e outras como saídas.
Tem a função de renovar o ar ambiente promovendo a higiene, o conforto térmico e a dissipação
de calor (resfriamento de equipamentos ou materiais).
Higiene: dissipação de gases (gás carbônico, amônia, vapor d’água, etc.), odores, contaminantes
que possam prejudicar seres humanos e animais (Figura 97).
Conforto Térmico: é um estado de espírito que reflete a satisfação com o ambiente térmico que
envolve a pessoa (animal). Se o balanço de todas as trocas de calor a que está submetido o corpo for nulo
e a temperatura da pele e suor estiverem dentro de certos limites, diz-se que está em Conforto Térmico.
Dissipação de calor: equipamentos que produzam energia calorífica irão aquecer as instalações,
sendo necessário seu resfriamento para melhoria das condições ambientais.
91
Figura 97: Falta de renovação de ar (ventilação). Modificado de Montenegro (1984).
A ventilação pode ser natural ou artificial (mecânica).
Natural: realizado pela ação dos ventos ou diferença de pressão.
Artificial: realizado por ação mecânica com gasto de energia.
Critérios de ventilação:
a) Requisitos básicos do ser vivo: suprimento de O2 e baixa concentração de CO2.
b) Desconcentração de gases: sulfeto de hidrogênio (H2S) e amônia (NH4)
c) Remoção do excesso de calor dos ambientes: pode incrementar as trocas de calor por
convecção e evaporação.
FATORES QUE AFETAM A VENTILAÇÃO NATURAL
As diferenças de pressão exercidas pelo ar, sobre uma construção, podem ser causadas:
- ação dos ventos;
- diferença de densidade do ar interno e externo (efeito chaminé);
- ambas simultaneamente.
Ação dos ventos
Zonas expostas a sobrepressão e outras expostas a subpressão
Entradas (aberturas) nas zonas de sobrepressão e saídas (aberturas) nas paredes sujeitas a
subpressão. A distribuição das pressões depende da direção e velocidade dos ventos e da arquitetura da
edificação (Figura 98).
92
Figura 98: Diferentes pressões em função das instalações. Fonte: BAÊTA e SOUZA (1997). Modificado
Efeito Chaminé
Elevação da temperatura do ar interior – $ densidade do ar – ascensão
O ar interno sai pelas aberturas mais altas e ar externo penetra pelas aberturas mais baixas (Figura
99). O fluxo será mais intenso quanto mais altas forem as aberturas de saída e mais baixas forem as
aberturas de entrada.
93
Efeito chaminé
Tipos de cumeeira
Figura 99: Efeito chaminé e tipos de cumeeira. Fonte: Fonte: BAÊTA e SOUZA (1997). Modificado
Simultaneidade de processos
Somatório de forças ou contraposição (pode prejudicar a ventilação). Geralmente é o que
acontece na prática (Figura 100).
Figura 100: Somatório de forças na ventilação. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
FATORES QUE AFETAM A VENTILAÇÃO NATURAL
O fluxo de ar que entra e sai de uma edificação depende:
- da diferença de pressão entre os ambientes interno e externo;
- da resistência ao fluxo de ar, oferecida pelas aberturas e pelas obstruções internas;
- de implicações relativas à forma.
A Figura 101 demonstra a aplicação de defletores no conforto de animais.
94
Figura 101: Defletores contribuindo para o aquecimento e ventilação. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008).
Modificado.
A Figura 102 demonstra as ventilações adequadas para o verão e inverno em instalações. A
Figura 103 mostra como anteparos podem ajudar ou impedir a ventilação.
Inverno
Verão
Figura 102: Tipos de ventilações em função da estação do ano. Fonte: Fonte: BAÊTA e SOUZA (1997).
Modificado
Anteparo que evita a ventilação
Anteparo que ajuda a ventilação
Figura 103: Anteparos que contribuem ou impedem a ventilação na instalação. Fonte: Fonte: BAÊTA e
SOUZA (1997). Modificado
Ventilação artificial (mecânica)
É produzida por dispositivos especiais (ventiladores, exaustores etc.) que requerem energia e que
proporcionam diferenças de pressão criadas mecanicamente.
Vantagens: tratamento do ar (filtragem, secagem, umidificação) e melhor distribuição.
Pode ser exaustora (sistema de ventilação de pressão negativa) ou diluidora (sistema de ventilação
de pressão positiva)
95
SISTEMA DE VENTILAÇÃO DE PRESSÃO POSITIVA
Ventiladores forçam o ar externo para dentro da construção, aumentando a pressão do ar, o que
por sua vez movimenta o ar interno para fora. O ar da ventilação é misturado com ar viciado do ambiente
ocasionando uma “ação diluidora”.
Pode ser do tipo lateral ou do tipo túnel (Figura 104).
Lateral
Túnel
Figura 104: Tipos de ventilação positiva. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
Sistema de ventilação de pressão negativa
O ar é retirado por exaustores, criando um vácuo parcial na construção, e esta diferença de
pressão entre o exterior e o interior determina que o ar externo seja succionado para o interior da
edificação (Figura 105).
Figura 105: Tipos de ventilação negativa. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
VENTILADORES
É uma bomba de ar funcionando para vencer as pressões de resistência impostas pelos dutos e
demais equipamentos;
São usados para criar diferenças de pressão entre o exterior e o interior da instalação;
Classificados em centrífugos e axiais (Figura 106).
Ventiladores Centrífugos
Composto de carcaça, rotor, mancais, eixo
Utilizados em sistemas cuja pressão de resistência varia de 12 a 76 mm c.a
Ventiladores Axiais
96
Composto basicamente da hélice e eixo, e em alguns casos, de carcaça.
Utilizados em sistemas com pressão de resistência até 6,4 mm c.a
Ventiladores Centrífugos
Ventiladores Axiais
Figura 106: Tipos de ventiladores. Fonte: Fonte: BAÊTA e SOUZA (1997). Modificado
Resfriamento Evaporativo Adiabático
Consiste na evaporação de uma determinada quantidade de água. O ar a ser resfriado tem menor
pressão de vapor que superfície umedecida ou de água livre, e cede a energia necessária para a
evaporação. A eficiência do sistema de resfriamento evaporativo será maior, quanto menor for a umidade
do ar.
Tipos
Nebulização
Material poroso umedecido (esponjas)
Nebulização
Consiste no bombeamento de alta pressão através de bicos de nebulização “atomiza” a água
(aumento da superfície específica).
A evaporação absorve calor sensível, sendo que a velocidade de evaporação e taxa de
resfriamento do ar diminui com o aumento no tamanho da gota, que deve ter tamanho entre 0,5 a 50
micra, deverão manter-se em suspensão e sem condensar-se (Figura 107).
Material poroso umedecido
O ar atravessa material poroso (esponja) umedecido, onde ocorrem trocas de calor e massa, com
resfriamento do ar antes de sua condução para o interior da instalação (através de sistemas de ventilação
de pressão positiva ou negativa) (Figura 107).
97
Nebulização
Material Poroso Umedecido
Figura 107: Nebulização e resfriamento por material poroso.
Tipos de esponja:
Raspas de Madeira: Requer estrutura malha com arame como suporte
-Baixo custo
- Vida útil: ~2 anos
Fibras de Poliester (Aquacel Plus): Requer estrutura malha com arame como suporte
- Custo intermediário
- Vida útil: ~2 anos
“Pads” de Celulose (Kool-Cel): “Self-supporting” – não precisam de estrutura
- Alto custo
- Vida útil: 10 anos
Outros Materiais
- Fibras plásticas
- Argila expandida
CAPÍTULO XII - ELETRIFICAÇÃO RURAL
Diversas atividades necessitam de energia, como:
- Iluminação
- Irrigação
- Recalque de água
- Aquecimento de granjas
- Ventiladores
- Resfriamento (frigoríficos)
98
A propriedade eletrificada apresenta maior facilidade na produção, maior valor, dependência
parcial de fatores climáticos (períodos seco e chuvoso – quente e frio) e possui alternativas na produção
(culturas irrigadas, ampliação de área de cultivo).
Segundo estimativas, no Brasil existem de 2 a 3 milhões de domicílios — ou 12 milhões de
pessoas - sem acesso a energia. No mundo, esse número é de aproximadamente 2 bilhões de pessoas.
Corrente elétrica
Elétrons livres (órbitas mais distantes) se deslocam de forma desordenada
Quando passam a ter movimento organizado, dão origem à corrente elétrica
Então, corrente elétrica é o movimento ordenado de elétrons no interior de um condutor. Sua
unidade de medida é o ampère (A). Como efeitos da corrente elétrica temos o térmico (lâmpada de
filamento, chuveiro), o magnético (eletroimã) e o químico ( pilha).
Circuito elétrico
Para se obter corrente elétrica é necessário um circuito elétrico, que é composto por:
gerador: organiza o movimento dos elétrons
condutor: assegura a transmissão do movimento, ou seja, conduz a corrente elétrica
receptor: utiliza a corrente elétrica (transforma a energia elétrica em energia mecânica, térmica,
etc) (Figura 108).
Os circuitos elétricos são o conjunto de fios, conduítes e disjuntores, que partindo do quadro de
distribuição, alimentam por meio de tomadas os vários pontos de uma edificação, com suas necessidades
específicas.
Circuito elétrico
Onde
G= gerador
R=receptor (ex. lâmpada)
I = corrente elétrica
C= condutor elétrico (fio)
U = tensão (diferença de potencial) - Volt
Figura 108: Exemplo de um circuito elétrico. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
Tensão elétrica
Tomemos um sistema de vasos comunicantes como exemplo. A água tem a tendência de sair do
local com maior potencial (A) e ir para (B). Assim, quando se abrir o registro R, a carga hidráulica fará
com que a água caminhe de A para B, até que se igualem as pressões nos dois reservatórios. Com os
elétrons, o princípio será o mesmo, onde os elétrons caminharão do maior para o menor potencial (Figura
109).
99
Figura 109: Esquema ilustrativo da preferência do caminho dos elétrons. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008).
Modificado.
Resistência Elétrica
É a oposição à passagem da corrente elétrica. É medida em ohm (Ω). Depende:
- Comprimento do condutor (L)
- Seção do condutor (S)
- Material do condutor
- Temperatura
R=ρ
Onde:
L
S
A energia é dissipada em
forma de energia térmica
R= Resistência Ω
ρ = resistividade (função do material e da temperatura – Tabela 20) (Ωm)
Tabela 20: Material e resistividade à 20oC ( TONEGUZZO et al. 1986)
Material
Resistividade (Ωm) a 20oC
Aço
18 x 10-8
Alumínio
2,8 x 10-8
Cobre
1,7 x 10-8
Ferro
10 x 10-8
Níquel
6,8 x 10-8
Tungstênio
5,6 x 10-8
Podemos concluir que:
A resistência de um condutor dobra de valor se o seu comprimento dobrar.
Se a secção de um fio dobrar de valor a sua resistência diminui pela metade.
A resistência elétrica está presente em todo componente elétrico, mesmo no melhor condutor. Ao
passar corrente por este condutor ocorrerá o aquecimento deste, que será mais elevado quanto maior sua
100
resistência e quanto mais elevada a corrente. Este calor poderá vir a prejudicar a o equipamento,
sobretudo o material isolante, razão porque cada motor, transformador, etc, vem com a informação da
temperatura máxima que pode suportar. A temperatura máxima depende do material isolante usado.
Entretanto, por razões de segurança, pode-se dizer que de modo geral esta não deverá ultrapassar de 70 a
80oC (SIEMENS, 1976).
A tabela 21 apresenta exemplos de matérias condutores, isolantes e suas aplicações.
Lei de Ohm
Ao aplicar a tensão (U) de 1 V em um circuito com resistência (R) de 1 Ohm, a corrente (I) que
circulará será de 1 Ampére.
Assim teremos:
I=
U
ou → U = RxI
R
Tabela 21: Exemplos de materiais condutores, semicondutores e isolantes (SIEMENS, 1976).
101
Potência Elétrica
É o produto da tensão pela corrente. A unidade de medida é o Watt (W)
Relação entre potência e resistência
P = UxI
(Lei de Joule)
Conversão de unidades
1 cv=736W=0,736 kW
1 HP=746W=0,746kW
1 quilowatt (kW) = 1.000 watts = 1,36 cv
Energia Elétrica
É a Potência Elétrica pelo tempo. A unidade de medida é o Watt-hora (Wh) ou kilowatt-hora
(kWh)
Cálculo:
E = PxT
E: energia elétrica (Wh)
P: potência elétrica (W)
T: tempo de duração (h)
Rendimento
É a relação entre potência fornecida e potência absorvida. Parte da potência fornecida que é
transformada em potência útil.
R(η ) =
Pot. forn.
Pot.absor .
Tipos de corrente elétrica (Figura 110)
Corrente alternada
Corrente contínua
Corrente alternada
Obtida pela variação do fluxo magnético nos condutores das bobinas dos geradores.
A forma de onda usual em um circuito é senoidal por ser a forma de transmissão de energia mais
eficiente para longas distâncias.
O valor de sua tensão é alterado por intermédio de transformadores
Corrente contínua
A direção permanece constante
Possui pólos positivo e negativo definidos
102
Esse tipo de corrente é gerado por baterias de automóveis ou de motos (6, 12 ou 24V), pequenas
baterias (geralmente de 9V), pilhas (1,2V e 1,5V) e células solares.
Este tipo de circuito possui um pólo negativo e outro positivo (é polarizado), cuja intensidade é
mantida.
Corrente Contínua
Corrente alternada
Figura 110: Demonstração da corrente contínua e alternada. Fonte: FARIA JÚNIOR (2008). Modificado.
FREQUÊNCIA
Grandeza física ondulatória que indica o número de revoluções (ciclos, voltas, oscilações, etc) por
unidade de tempo.
Alternativamente, podemos medir o tempo decorrido para uma oscilação. Este tempo em
particular recebe o nome de período (T).
Desse modo, a freqüência é o inverso do período.
f =
1
T
No Brasil a variação da rede elétrica é de 60 Hz.
Hertz: Corresponde ao número de oscilações de uma onda por segundo
TIPOS DE LIGAÇÃO
Os componentes de um circuito elétrico podem estar ligados a este de duas maneiras:
- em série
- em paralelo
Ligações em série
Tendo que cada componente possui uma resistência elétrica interna, os consumidores serão
representados por resistores. Assim, “a resistência total é igual a soma das resistências” (Figura 111).
Ou seja: RT = R1+R2+R3+....
Quanto à corrente que passa por estes, temo que “a corrente é uma única no circuito em série, de
modo que cada componente é percorrido pela mesma corrente”.
103
Ou seja: I = I1 = I2 = I3 = ....
Com relação à tensão (U) existe uma diferença pois em cada componente ocorrerá uma queda de
tensão de tal modo que passando de um componente ao seguinte, a tensão vai se reduzindo pela diferença
de tensão aplicada menos a/ou as quedas de tensão havidas nos componentes anteriores.
I
∆U1
R1
∆U2
R2
1
I1
I2
∆U3
R3
I
1
I3
Figura 111: Ligações de elementos em série
Ligação em paralelo
Esta ligação apresenta-se diferente da em série, tendo a resistência total “o inverso do valor total
da resistência é igual à soma dos inversos de cada resistência parcial”
Ou seja:
1
1
1
1
=
+
+
+ ...
Rt R1 R2 R3
Com relação à corrente temos que “em cada resistor passará uma corrente proporcional à sua
resistência, sendo que a soma das correntes de cada resistor dará a corrente total”.
Ou seja: It = I1 + I2 + I3 +......
Quanto à tensão, no “circuito paralelo a tensão aplicada é constante e única”. Uma vez que o
tamanho dos componentes do circuito é escolhido em função da tensão e da corrente, fica claro que
dependendo da maneira de ligar o componente ao circuito e os componentes entre si, resultarão tensões e
correntes diferentes.
I1
It
I2
I3
∆U1
R1
∆U2
R2
It
1
∆U3
R3
1
Figura 112: Ligações de elementos em paralelo
Sistemas de alimentação
Monofásicos, bifásicos e trifásicos.
Monofásico (dois fios)
104
O sistema monofásico compõe-se de um condutor de fase e um neutro (Figura 113). O condutor
de fase conduz a eletricidade (positivo) e o neutro fecha o circuito e não conduz eletricidade (negativo).
Segundo SIEMENS (1976) a construção desse sistema é mais simples que os bifásicos e trifásicos, pois o
poste necessita de menos isoladores, o cabo é apenas um e o transformador e as chaves são mais baratas.
Esse sistema fornece eletricidade em uma tensão de 110/127 Volts.
Figura 113: Sistema monofásico no poste e detalhe dos fios com a tensão correspondente. (Modificado de
Manual /CESP, 1983).
Bifásico (três fios)
Composto de dois fios fase e um neutro (Figura 114). Com esta configuração pode-se instalar
duas redes de circuitos internos independentes de 110/127 Volts ou circuito de 220/240 Volts.
Figura 114: Sistema bifásico no poste e detalhe dos fios com as tensões correspondentes. (Modificado de
Manual /CESP, 1983).
Trifásico (quatro fios)
É composto de três fios fase e um neutro. Neste tipo de alimentação pode-se instalar três redes
independentes de 110/127 Volts, uma rede de 220/240 Volts junto com uma rede de 110/127 Volts, e uma
105
rede de 330/360 Volts. Não é um sistema comum para residências, sendo justificado para instalação de
motores potentes e máquinas especiais com elevados consumos de energia.
Figura 115: Transformador trifásico (www.wikipedia.org.)
Uma medida prática para identificar corretamente os fios fase e o neutro é usar fios de cores
diferentes. Nas instalações bifásicas ou trifásicas, com 2 ou três positivos, existe um padrão da ABNT,
sendo este: Positivos (preto, branco e vermelho), Neutro (verde) e Terra (azul).
INSTALAÇÃO ELÉTRICA
É o conjunto de normas, procedimentos e materiais, desde os fios que saem do poste da
companhia de energia até as lâmpadas, tomadas, fios, disjuntores de alguma edificação, usados para
transportar eletricidade, iluminando e fazendo com que vários utensílios, motores e máquinas funcionem
(Manual do Construtor, 2010).
Principais componentes de uma instalação elétrica:
Disjuntores
Sua principal função é proteger o sistema de sobrecargas de tensão ou curto-circuito (Figura 116)
Sua especificação deverá corresponder precisamente às necessidades do circuito que irá proteger. Se
colocar um disjuntor de 30 ampéres em um circuito de 15 ampéres e ocorrer uma sobrecarga, o disjuntor
não irá desligar e poderá ocorrer danos ao equipamento. Caso ocorra a instalação de um disjuntor de 20
ampéres em um circuito de 30 ampéres, o disjuntor será desarmado constantemente, causando prejuízos.
106
Figura 116: Disjuntores unipolar, bipolar e tripolar (respectivamente).
Fios e Cabos
São elementos de extrema importância na instalação elétrica. São eles que irão fazer a ligação
entre todos os dispositivos da instalação, desde o quadro de distribuição até a tomada ou lâmpadas da
edificação. A diferença entre fios e cabos é a sua flexibilidade. Os fios são constituídos de apenas um
elemento rígido. Os cabos são formados por vários fios muito finos. A vantagem dos cabos é que por
serem mais flexíveis, são ideais para instalações onde as tubulações têm muitas curvas (Figura 117).
A bitola do fio padrão para circuitos residências é de 2,5 mm. Nos circuitos de 110/127V, este fio
pode suportar entre 1.200 a 1.600W. Nos circuitos de 220 V a carga poderá ser de aproximadamente
2.200W.
As bitolas dos fios podem ser alteradas em função da tensão. Por exemplo: um ramal de 1.200 W
terá, em 220 V, aproximadamente a metade da bitola de outro, de mesma potência, que utiliza 110V. Na
prática isso significa um menor custo pelo uso de uma bitola menor. No entanto, acidentes com tensões de
220 V são mais perigosos que com 110 V, por isso os projetistas recomendam o uso de 220 V apenas em
circuitos específicos, que alimentam equipamentos de maior consumo e pedem ramais exclusivos
(Manual do Construtor, 2010).
Figura 117: Diferença entre fios e cabos. (Fonte: www.conduspar.com.br)
Conduítes e Eletrodutos
São tubos de passagem da fiação, que através das paredes e piso interligam o quadro de
distribuição a todos os pontos da instalação.
Os conduítes são tubos flexíveis, ondulados, que podem ser de plástico ou de metal, ideais para a
passagem dos fios em curvas. É o mais utilizado nas construções residenciais devido ao seu menor custo e
facilidade de instalação (Figura 118).
Os eletrodutos (Figura 119) são tubos rígidos, feitos de material específico para instalações
elétricas, em metal ou PVC rígido, com conexões similares aos canos de água. Podem ser usados em
107
locais onde o peso da estrutura ou do concreto será maior e devem ser usados principalmente em
instalações aparentes da estrutura de energia, para o relógio de medição do consumo. Apresentam como
desvantagem as curvas em ângulos de 90º, o que dificulta a passagem dos fios (Manual do Construtor,
2010).
É importante avaliar corretamente a largura desses dutos para que haja uma folga entre os fios,
facilitando a passagem dos mesmos e possibilitando a passagem de novos fios, caso seja necessário
acrescentar uma fiação extra para novos circuitos. A passagem da eletricidade aquece os fios, assim, uma
fiação muito apertada poderá causar um super aquecimento, sobrecarga ou curto-circuito.
Figura 118: Conduítes em teto (www.arqt.com.br) e parede (www.grandereforma.blogspot.com)
Figura 119: Eletrodutos de PVC e metal (www.eletroesters.com.br) e instalação aparente no teto com
eletrodutos (www.fazfacil.com.br)
Quadro de distribuição
É a caixa onde serão instalados os disjuntores e, onde ocorre a distribuição dos circuitos elétricos
para vários pontos da edificação. É necessário que esteja definido o número de circuitos que serão usados
para adquirir um quadro com o número correspondente de disjuntores. Quase todos os quadros
disponíveis atualmente são feitos de metal, e é importante que sejam à prova de fogo (Figura 120).
108
a)
b)
c)
Figura 120: Quadros de distribuição: a) monofásico, b) bifásico, c) trifásico. (www.fazfacil.com.br)
Relógio de Medição
O medidor é o equipamento utilizado para medir e registrar o consumo de energia elétrica
(contagem). Existem dois tipos de medidores: o analógico e o digital.
Medidor Analógico
109
É o tipo mais comum de medidor de energia elétrica é o Analógico ou de ponteiros. Ele é
composto por quatro relógios.
Para proceder a leitura devemos:
a) Comece a leitura pelo marcador da unidade localizado à sua direita na Figura 121.
b) Repare que os ponteiros giram no sentido horário e anti-horário, e sempre no sentido crescente
dos números, ou seja, do menor para o maior número.
c) Para efetuar a leitura, anote o último número ultrapassado pelo ponteiro de cada um dos quatro
relógios. Sempre que o ponteiro estiver entre dois números, deverá ser considerado o menor valor.
d) Para fazer o cálculo de seu consumo parcial, você deverá subtrair da leitura atual a última
leitura do mês anterior, que consta no campo "Leitura" no texto "Informações de Leitura" da sua conta de
energia elétrica.
Figura 121: Medidor analógico. www.fazfacil.com.br
Por exemplo: Leitura atual (5084 kWh); leitura do mês anterior (4869 kWh); subtraindo a leitura
atual pela anterior termos a leitura de 215 kWh, de onde será cobrado valor da conta de energia elétrica.
Medidor digital
Apresenta os algarismos em formato digital, funcionando como um registrador de quilometragem
percorrida por um veículo. Nesse tipo de relógio de luz, os números que aparecem no visor já indicam o
valor da leitura (Figura 122)
Figura 122: Medidor digital de energia elétrica (minulight.com.br)
Tarifas de energia elétrica
As tarifas de energia elétrica são divididas em classes, sendo comentadas as residências e as
rurais. A classe residencial é aquela que se enquadram também os consumidores residenciais de baixa
renda, cuja tarifa é estabelecida de acordo com critérios específicos. Na classe rural se enquadram as
110
atividades de agropecuária, cooperativa de eletrificação rural, indústria rural, coletividade rural e serviço
público de irrigação rural (Tabela 22).
Tabela 22 : Tarifas elétricas residências e rurais (www.aneel.gov.br)
Concessionária
Residencial (R$/kWh)
Rural (R$/kWh)
Elektro
0,33580
0,19091
CPFL
0,29549
0,16622
Cerca Elétrica
Divisão da pastagem em piquetes
Arame farpado: custo mais elevado
Pastejo rotativo
Conhecimento do projeto
Mau uso da cerca pode causar prejuízos
Pontos importantes
Tipo e raça de animal (cria, recria e engorda)
Quantidade, tamanho e forma dos piquetes
Animais por lote
Localização da água e sal
Praça de alimentação
Necessidade de corredores
Futuras divisões
Na definição do eletrificador
Comprimento da cerca elétrica (km)
Localização
Tipo (12 ou 220V, com painel e bateria)
Localização do aterramento e tipo de solo
Planejar antes de começar
- Cerca elétrica requer manutenção;
- Material empregado (eletrificador, isolador, arame, acessórios) seja específico para cerca
elétrica;
- A distribuição do choque pelo sistema.
Eletrificador de 220V
Local limpo, seco (abrigo) e seguro
Não instalar dentro de casa (raio)
Tomada independente
111
Não fazer reparos com eletrificador ligado
Treinar os funcionários
Boa condição da rede elétrica para ligação do eletrificador
Figura 123: Ilustração da instalação de um eletrificador. Fonte: CABRERA et al (2005)
Aterramento
Não tem função de segurança – é parte integrante do circuito elétrico
Fluxo de corrente passa pelo animal quando ele toca no fio eletrificado, entra no solo pela 4 patas
e retorna ao eletrificado, fechando o circuito (Figura 124).
Figura 124: Passagem da corrente elétrica pelo animal. Fonte: CABRERA et al (2005)
No mínimo 3 hastes de pelo menos 2,5 metros de comprimento, galvanizadas ou de cobreadas,
enterradas e conectadas entre si.
Devem estar distantes 3,0 m entre si
Distância entre hastes – maior que seu comprimento
Certificar-se que as ligações ficaram firmes (faíscas ou interferências)
112
Em linha
Em triângulo
Figura 125: Instalação da cerca em linha ou em triângulo. Fonte: CABRERA et al (2005)
Altura e quantidade de fios
Varia em função do tipo de animal, da espécie de capim disponível e da declividade do terreno
(Figura 114).
Um fio
Gado de leite
Altura entre 0,80 e 0,90 m do nível do solo
Altura da lasca: 1,20 m
Dois fios
Nos corredores de acesso aos piquetes
Maior respeito quando manejados
Um fio
Dois fios
Figura 126: Altura e quantidade de fios. Fonte: CABRERA et al (2005)
Distância entre lascas
De acordo com a declividade do terreno
Pouca declividade (20 a 30 metros)
Espaçamento muito longo (afrouxamento)
Espaçamento muito curto (arame pode esticar)
Erros comuns
Eletrificador sub-dimensionado ou instalação precária: Não haverá bom choque em nenhum
ponto da cerca.
113
Utilizar qualquer tubo como isolador nas lascas: mangueiras de jardim e outras não forma feita
para isso.
Utilizar qualquer tipo de fio nas passagens subterrâneas: utilizar fios que agüentem alta voltagem
(evitar vazamento para o solo)
Utilizar arames velhos, enferrujados e com emendas: má condução do choque.
Arame eletrificado muito baixo, em contato com a vegetação: o capim rouba a energia,
desperdiçando energia.
Eletrificar arame farpado: pode cortar o animal quando tomar o choque (susto) – segurança de
pessoas.
Forçar os animais a tocar na cerca elétrica no seu primeiro contato com o sistema
Achar que as molas foram feitas para resistir a força dos animais
Não verificar as condições da cerca e na dar manutenção.
Segurança
Instalar placas de segurança a cada 100 metros, em locais visíveis
Tinta que resista à intempéries
Normas do eletrificador
Eletrificador deve ser fiscalizado
Emitir som que indica seu funcionamento
Conserto realizado por empresa que produziu o equipamento.
CAPITULO XII - SANEAMENTO RURAL
O Saneamento Ambiental é um conjunto de ações socioeconômicas que tem por objetivos
alcançar Salubridade Ambiental por meio de água potável, coleta e disposição sanitária de resíduos
sólidos, líquidos e gasosos.
Tem por objetivo de promover a disciplina sanitária de uso do solo, drenagem urbana, controle de
doenças transmissíveis e demais serviços e obras especializadas, com a finalidade de proteger e melhorar
as condições de vida urbana e rural.
Ou seja, é o estado de higidez em que vive a população urbana e rural, tanto no que se refere a sua
capacidade de inibir, prevenir ou impedir a ocorrência de endemias ou epidemias veiculada pelo meio
ambiente, como no tocante ao seu potencial de promover o aperfeiçoamento de condições mesológicas
favoráveis ao pleno gozo de saúde e bem-estar.
Assim sendo, o saneamento rural é o saneamento ambiental aplicado a área rural.
No curso serão focalizados dois pontos:
- Água potável
- Resíduos líquidos (efluentes).
Segundo a portaria 518/04 - MS, artigo 4° é adotado a seguinte definição para água potável:
114
Água potável - água para consumo humano cujos parâmetros microbiológicos, físicos, químicos
e radioativos atendam ao padrão de potabilidade e que não ofereça riscos a saúde.
Para que seja atendido o padrão são necessários alguns cuidados, como:
•
Manancial seguro (superficial ou subterrâneo);
•
Análise prévia da água;
•
Tratamento da água (desinfecção simples ou tratamento com filtros);
•
Armazenamento adequado;
•
Distribuição adequada para a propriedade.
Figura 127: Esquema com formas de captação de água.
Problemas oriundos do uso, distribuição e armazenamento inadequado:
- Disseminação de doenças (captação de água para gado próxima à cidade, que não possui
tratamento de esgoto);
- Contaminação de animais (cisticercose).
Figura 128: Armazenamento e distribuição inadequados.
115
Armazenamento e distribuição semi-adequados
Armazenamento e distribuição adequados
Figura 129: Exemplos de armazenamento e distribuição semi-adequados e adequados, respectivamente.
Metálica
Polietileno
Fibra de vidro
Figura 130: Exemplos de caixas d’água de materiais diferentes.
Cisternas
Cisternas de placas são reservatórios cilíndricos, cobertos e semi-enterrados que permitem o
armazenamento de água para consumo humano.
Figura 131: Esquema de cisterna para consumo humano.
116
Segundo a Organização das Nações Unidas para a Agricultura e o Abastecimento, a agricultura de
base familiar reúne 14 milhões de pessoas, mais de 60% do total de agricultores, e detém 75% dos
estabelecimentos agrícolas do Brasil. É comum nessas propriedades o uso de fossas rudimentares (fossa
‘negra’, poço, buraco, etc.), que contaminam águas subterrâneas e, obviamente os poços de água, os
conhecidos poços ‘caipiras’. Assim, há a possibilidade de contaminação dessa população, por doenças
veiculadas pela urina, fezes e água, como hepatite, cólera, salmonelose e outras.
Fossa séptica
A fossa séptica é um aparelho sanitário no qual a ação de microrganismos transforma, por
fermentação, a matéria orgânica em substâncias minerais. Permite sedimentação, armazenamento dos
sólidos sedimentáveis (lodo) e sua digestão (ambiente anaeróbio).
Durante o processo podem ser produzidos gases, como: CH4, CO2 e H2S.
Vantagens:
- Remoção de 40 a 60% da demanda biológica de oxigênio (DBO);
- Remoção de 30 a 60% da demanda química de oxigênio (DQO);
- Remoção de 50 a 70% de Sólidos sedimentáveis;
- Remoção de 70 a 90% de Óleos e Graxas;
- CT (55% de remoção).
Funcionamento:
–
Retenção do esgoto: 12 a 24 horas;
–
Decantação do esgoto:
§
Sedimentação de 60 a 70% dos SS;
§
Formação de escuma.
–
Digestão anaeróbia do lodo;
–
Redução do volume do lodo.
Figura 132: Esquema de fossa séptica.
117
Sumidouro
O sumidouro trata-se de um poço não revestido, destinado ao despejo de líquidos domiciliares,
espaço onde são despejados os extravasados de fossas sépticas, para serem absorvidos pelo solo
envolvente. Pode ser de alvenaria ou concreto (desde que furado) e com fundo com pedra britada n° 4;
pode ser de lajes em concreto armado, com abertura para inspeção.
A distância entre sumidouros e poços deve ser de 20 m, se solos arenosos, aumentar distância.
Deve haver uma distância mínima de 3 m do lençol freático.
Biodigestores
Trata-se de câmara fechada onde é colocado material orgânico para decomposição. A degradação
é feita por microorganismos na ausência de oxigênio (anaerobiose), transformando compostos orgânicos
complexos em substâncias simples.
Produção de energia Ò GÁS
» Tratamento de rejeitos orgânicos Ò BIOFERTILIZANTE
Pode ocorrer por dois processos:
► Contínuos: proporcionam permanente fornecimento de gás e biofertilizante.
Ex.: modelos indiano e chinês
► Descontínuos: fornecimento de gás é interrompido para descarga do material digerido e nova
carga do material a digerir.
Ex.: batelada
Produtos da biodigestão:
1. Biofertilizante
•
Obtido a partir da digestão anaeróbica de materiais orgânicos
•
Total ausência de odores
•
Concentração de nutrientes varia com tipo de substrato usado (nutrientes praticamente não se
perdem)
Uso: - solo: características físicas e químicas
- ração: gado e peixes
2. Biogás
É uma mistura de gases: principalmente, metano (CH4), gás carbônico (CO2) e, em menores
proporções, nitrogênio e gás sulfídrico. Produto da fermentação anaeróbica de material orgânico, em
condições adequadas de umidade. Poder calorífico varia entre 5.000 e 7.000 kcal/m3 de gás.
Fatores que afetam a biodigestão:
a) Substrato:
b) Temperatura: ideal em torno de 35°C. Se a temperatura aumenta, aumenta o tempo de
residência. Abaixo de 15°C pode haver o cessamento da biodigestão.
118
c) pH: ideal de 7 à 8. Redução do pH abaixo dos limites ideais pode cessar a biodigestão.
d) Tempo: entre 30 e 50 dias.
e) Outros fatores:
- substrato;
- formação de crostas, elementos tóxicos;
- concentração de sólidos: 6 a 9% (contínuos) até 25% (batelada);
- produção de biogás por criação;
- TRH (Tempo de retenção hidráulica)
§
Tempo que o substrato passa no interior de um digestor – tempo de entrada e saída dos
diferentes tipos de materiais (30 a 40 dias);
- Sólidos Voláteis
§
Maior concentração de sólidos voláteis, maior produção de biogás (limites). Máximo de
120 g de SV/kg MS
§
Boi – SV em torno de 80%;
- relação C/N
Condições do processo bilógico de fermentação
§
Ideal na faixa de 20 a 30:1
Substâncias tóxicas: desinfetantes e bactericidas podem inibir o processo de biodigestão
Principais problemas:
§
Conhecimento completo das etapas da biodigestão e se estão ocorrendo de maneira adequada
(balanceamento nas bactérias);
§
Entrada de antibióticos;
§
Nem sempre grandes biodigestores produzem grandes quantidades de gás;
§
Biodigestores com grandes gasômetros representam risco de segurança;
§
Microorganismos produtores de metano são sensíveis às variações climáticas.
Modelo Indiano
Modelo Chinês
Figura 133: Esquema com modelos de biodigestores.
119
Fossa séptica biodigestora
Tecnologia desenvolvida pela EMBRAPA e que transforma toda a sobra dos excrementos em
produto final de degradação. Tem por objetivo: 1) substituir, a um custo barato para o produtor rural, o
esgoto a céu aberto e as fossas sépticas e 2) utilizar o efluente como um adubo orgânico, minimizando
gastos com a adubação química, ou seja, melhorar o saneamento rural e desenvolver a agricultura
orgânica.
Figura 134: Esquema de fossa biodigestora. NOVAES et. al. (2002).
Condições da fossa biodigestora:
► Somente efluente de vaso sanitário
► 2 primeiras caixas (biodigestor)
§
Vedadas para produção de Metano (CH4)
► Última caixa (reter o efluente)
► Primeira mistura: 20L de mistura 50% água e 50% esterco bovino
§
Repetir a cada 30 dias com 10L da mistura
§
Aumentar atividade microbiana e eficiência de biodigestão
§
Chaminés de alívio (2) – CH4
§
Coleta do efluente realizada do registro (7)
Vista lateral
Vista superior
Figura 135: Foto de um biodigestor montado. NOVAES et. al. (2002)
120
Captação de água de chuva para abastecimento
Breve histórico
Segundo TOMAZ (2003) na Pedra de Moabita, Oriente Médio, por volta de 850 a.C. o rei Mesha
dos Moabitas sugere que seja feita um reservatório para aproveitamento da água de chuva em cada casa.
A fortaleza de Masada, em Israel (Figura 136), tem dez reservatórios cavados nas rochas com capacidade
total de 40 milhões de litros de água de chuva. Em 1885 foi descoberto em Moturque, Roma, doze
reservatórios subterrâneos com entrada superior, captando água para abastecimento público. A fortaleza
dos Templários (Figura 136), localizado na cidade de Tomar, Portugal (1160) possui 2 reservatórios para
aproveitamento da água de chuva, um com 215 m3 e outro com 143 m3.
Na Península de Iucatã, no México, existem reservatórios que datam de antes da chegada de
Cristóvão Colombo à América, e que ainda estão em uso. Este método também foi utilizado por Incas,
Maias e Astecas. Segundo GNADLINGER (2000) apud May (2003), no século X ao sul da cidade de
Oxkutzcab, situada ao pé do monte Puuc, a agricultura era baseada na coleta da água de chuva, onde as
pessoas viviam nas encostas e a água de chuva era coletada em uma área de 100 a 200 m 2 e armazenada
em cisternas com a capacidade de 20.000 a 45.000 litros, chamadas de Chultuns (Figura 137).
Nota-se que desde os mais remotos tempos a captação e reservação da água de chuva foi utilizado
pelos seres humanos para sua utilização para os mais diversos fins.
Figura 136: Reservatório na fortaleza de Masada (esquerda) e fortaleza dos Templários (direita).
(Fonte: http://www.arquiteturanatural.com.br)
121
Figura 137: Cisterna do povo Maya (Chultun). Fonte GNADLINGER (2000) apud MAY (2004).
Condições iniciais para o projeto
- Saber a precipitação do local
- Gasto Mensal
- Área do telhado ou do terreiro
- Coeficiente de escoamento
- Local de armazenamento
- Qualidade da água
- Viabilidade econômica da proposta
Precipitação do Local
Deve-se ter em mãos uma série histórica de dados de precipitação do local onde deseja-se
implantar o projeto para saber o volume de água que poderá ser captado. Dessa forma, com a área de
captação definida pode-se ter uma previsão do volume captado para o cálculo do reservatório. Por
exemplo, se você quer implantar uma captação de água em um local com 1.300 mm anuais médios em
uma área de captação de 100 m2 teremos que pensar, de forma inicial, em um reservatório de 130 m3.
Esse valor é inicial e poderá ser modificado como veremos mais para frente.
Gasto Mensal
O gasto mensal deverá ser quantificado antes de qualquer construção, pois em determinadas
situações o consumo de água será extremamente elevado e a precipitação anual local não fornecerá
condições de captação e armazenamento para a atividade.
122
A água de chuva poderá também complementar o consumo de água, mas para isso deverá ser feita
uma análise do custo x benefício dessa complementação. Dessa forma o primeiro passo será a
quantificação mensal e qual a atividade a ser utilizada a água.
Área do telhado ou do terreiro
A água é coletada de áreas impermeáveis, normalmente telhados. O telhado de uma construção ou
casa é obviamente a primeira escolha para a captação da água (Figura 138). Para uma capacidade
adicional pode-se utilizar um galpão da propriedade. Em algumas regiões, em determinadas condições
pode-se utilizar um terreiro impermeável ao nível do solo para a captação da água ou as lajes de uma
construção.
Figura 138 – Área de coleta de água de um telhado ou laje (comprimento x largura). Fonte WATERFALL
(2002) apud MAY (2004).
Coeficiente de escoamento
Segundo TOMAZ (2003) para efeito de cálculo, o volume de água de chuva que pode ser
aproveitado não é o mesmo que o precipitado. Para isto usa-se um coeficiente de escoamento superficial
chamado de coeficiente de runoff que é o quociente entre a água que escoa superficialmente pelo total da
água precipitada. Usa-se a letra C para o coeficiente de runoff. Na Flórida se adota C=0,67 e na Austrália
se C=0,80. Portanto, a perda de água de chuva que irá ser considerada é devida à limpeza do telhado,
perda por evaporação, perdas na autolimpeza e outras. Essas perdas variam de 10 a 30% do volume
precipitado. Os coeficientes de runoff variam muito conforme o material utilizado. A Tabela 23 apresenta
alguns valores de C:
Tabela 23: Valores de C para diferentes coberturas. Fonte: TUCSON; PHOENIX apud MAY (2004).
Material
Coeficiente de Runoff
Telhas cerâmicas
0,8 a 0,9
Telhas corrugadas de metal
0,7 a 0,8
Dessa forma o volume de água de chuva a ser aproveitado pode ser descrito por:
V = PxAxCxn first _ flushing
Onde:
V = volume do reservatório em litros
123
P = Precipitação média mensal (mm)
C = Coeficiente de runoff (adimensional)
η first flushing = rendimento do dispositivo de carga de lavagem do sistema
A = área do telhado em projeção (m2)
Local de armazenamento (reservatórios)
Segundo TOMAZ (2003) os reservatórios podem ser basicamente de concreto armado, plásticos,
aço, fibrocimento ou alvenaria de bloco armada. Os custos médios por metro cúbico de água de chuva
armazenada de um reservatório de concreto armado varia de US$ 107/m3 a US$ 178/m3, enquanto que o
custo de um reservatório apoiado de PVC ou de fibra de vidro varia de US$105/ m3 a US$137/m3. Nestes
custos estão inclusos a base de concreto, os tubos de entrada e descarga, bomba centrífuga flutuante,
instalação elétrica, tampão, etc.
Na Tabela 24 apresentamos os custos dos reservatórios de cimento amianto e reservatórios de
concreto feito em anéis baseado no preço de janeiro de 2000.
Tabela 24: Custo de reservatórios de cimento-amianto (Fonte: TOMAZ, 2003).
Qualidade da água
A utilização de águas pluviais, como fonte alternativa ao abastecimento de água requer, a gestão
da qualidade e quantidade. A água de chuva pode ser utilizada desde que haja controle de sua qualidade e
verificação da necessidade de tratamento específico, de forma que não comprometa a saúde de seus
usuários, nem a vida útil dos sistemas envolvidos.
A coleta de água de chuva está focada no aprimoramento da produção da água de chuva em
escala local antes que o runoff deixe a unidade geográfica em questão. O objetivo é mitigar os efeitos da
falta temporal de água para contemplar as necessidades agrícolas e domésticas (ROCKSTRÖM,2002).
Em trabalho desenvolvido pelo Centro Internacional de Referência em Reuso da Água (CIRRA),
foram constatadas as seguintes características da água de chuva coletada e armazenada em reservatório:
• propriedades de água mole;
• pH entre 5,8 e 7,6;
124
• DBO5,20 : menor que 10 mg.L-1;
• presença de coliformes fecais em mais de 98% das amostras realizadas;
• presença de bactérias: clostrídio sulfito redutor (91% das amostras) que pode causar intoxicação
alimentar, entre outras doenças; – enterococos (98% das amostras) que podem causar diarréia aguda; e
pseudomonas (em 17% das amostras) que podem ocasionar infecções urinárias.
Esses valores acima podem variar muito de acordo com a região da chuva, devido à quantidade de
partículas na atmosfera, a época da chuva, presença de poluentes ou substâncias potencialmente
acidificantes, coliformes fecais, etc. Em função das características físicas, químicas e biológicas, essa
água poderá ser utilizada para limpeza, irrigação, uso em banheiros, ou após tratamento poderá ser
utilizada para usos mais nobres como dessedentação de animais e consumo humano.
Caso a utilização seja para animais deve-se saber quais os parâmetros de qualidade (suínos, aves,
bovinos, etc.) sendo necessário o tratamento prévio se a água não estiver em conformidade.
No caso de seres humanos a Portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde fornece os parâmetros de
potabilidade da água sendo necessário o tratamento prévio da água.
Viabilidade econômica da proposta
Uma análise de custos do projeto deverá ser realizada para verificar se a proposta é
economicamente viável englobando todos os pontos mencionados anteriormente.
125
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127

universidade estadual paulista “ júlio de mesquita filho”

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