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Título: Proposta de sistema construtivo em terra ensacada com incorporação de manipueira em substituição à água
Autor(es): Sampaio, Ana Lígia Pessoa
Orientador: Acchar, Wilson
Palavras-chave: Construção em terra;Brickeradobe;Adobe;Manipueira;Simulação
Data do documento: 27-Mar-2020
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Referência: SAMPAIO, Ana Lígia Pessoa. Proposta de sistema construtivo em terra ensacada com incorporação de manipueira em substituição à água. 2020. 158f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.
Resumo: O estado do Rio Grande do Norte, apesar de pequeno, é atravessado por duas Zonas Bioclimáticas que possuem uma intensa carga solar como características em comum, mas se contrapõem em pontos como a necessidade de massa térmica e o tamanho das aberturas para se alcançar o conforto térmico, são elas a Zona Bioclimática 07 e a Zona Bioclimática 08, universo de estudo deste trabalho. Nesse contexto, as técnicas construtivas populares modernas não conseguem suprir os requisitos necessários para se atingir o conforto na região, ignorando aspectos que vão desde os socioculturais aos bioclimáticos. A busca de novas formas de se construir no Rio Grande do Norte deveria considerar soluções que fomentem o fortalecimento da identidade local e que valorizem não só sua população, como também elementos intrínsecos e particulares da região, como clima, território e cultura, em oposição às técnicas que incentivam a produção em massa de edificações observada na contemporaneidade. Destaca-se, nesse contexto, o barro como material de construção, abundante e que guarda em suas raízes as respostas para as fragilidades das técnicas atuais, porém bastante estigmatizado no setor da construção civil. Paralelamente, algumas qualidades observadas no estudo da substituição da água por manipueira, resíduo da lavagem da mandioca geralmente descartado, indicam sua potencialidade para ser aplicada junto ao solo, cujo “efeito cimentício” pode equilibrar as suas fragilidades. Logo, o objetivo desse trabalho é propor um sistema construtivo em terra baseado no Brickeradobe com incorporação de manipueira em substituição à água com o intuito de explorar uma técnica que permita empregar o solo para construção, mas que seja adaptável ao padrão de vida contemporâneo, garantindo ainda elevada massa térmica e outras propriedades termoacústicas sem comprometer o custo da obra. Nesse cenário, este trabalho percorreu o sistema construtivo proposto sob duas óticas: quanto ao contexto bioclimático, com foco nas condições climáticas; e quanto às propriedades dos materiais construtivos, estudou-se sua forma, constituição, resistência mecânica e o tratamento das suas superfícies. Para isso, partiu-se de um estudo de referência e de pesquisa experimental em laboratório de forma a se caracterizar os materiais em função de suas propriedades não só físico-mecânicas, mas também químicomineralógica, em que se levou em consideração a fôrma, o invólucro e a composição química, sendo esta última definida através das propostas de formulações e após realizados os ensaios mecânicos. Para avaliação do desempenho termoacústico, foram construídos dois protótipos de casas com 1 m² de área interna e 1,50 m de altura, em que também se procurou mensurar tempo de execução e custos. Entre os principais ensaios realizados, o de resistência à compressão simples foi feito aos 07 dias e aos 28 dias, o de absorção de água por capilaridade e de condutividade térmica aos 28 dias para composições de solo e água (SA), solo e manipueira (SM), solo com 10% de cimento e água (CA) e solo com 10% de cimento e manipueira (CM). Todas as formulações apresentaram resultados de resistência à compressão acima de 1 MPa, sendo três delas acima de 2 MPa e a composição SM obteve valores de resistência semelhantes à da formulação de CA, ressaltando-se o potencial da manipueira como acelerador de reações por favorecer algumas trocas catiônicas, além de melhorar a trabalhabilidade do material e facilitar sua compactação, gerando blocos mais densos. Os blocos SA, apesar de boa resistência à compressão, perderam muita massa quando secos, apresentando-se muito esfareláveis. Assim, a utilização da manipueira trouxe melhorias significativas por agir exatamente nas fragilidades do solo ao funcionar como uma resina, melhorando sua compactação e diminuindo a perda de massa. Quanto às propriedades térmicas, foram avaliados ainda a Resistência Térmica, Transmitância Térmica, Fator de Calor Solar e Atraso Térmico dos blocos isolados e no contexto dos protótipos. Observou-se uma considerável diminuição da amplitude térmica no cenário sem ventilação e um comportamento similar com o sistema ventilado. A melhor compactação do material com o uso da manipueira também garantiu um maior isolamento acústico ao bloco e o custo da obra reduziu cerca de 28%.
Abstract: The state of Rio Grande do Norte, although small, is crossed by two Bioclimatic Zones that have an intense solar radiation as characteristics in common, but they are opposed in points such as the need for thermal mass and the size of the openings to achieve thermal comfort, the zones are Bioclimatic Zone 07 and Bioclimatic Zone 08, universe of study of this work. In this context, modern popular construction techniques fail to meet the necessary requirements to achieve comfort in the region, ignoring aspects ranging from socio-cultural to bioclimatic. The search for new ways to build in Rio Grande do Norte should consider solutions that promote the strengthening of local identity and that value not only its population, but also intrinsic and particular elements of the region, such as climate, territory and culture, as opposed to techniques that encourage the mass production of buildings observed in contemporary times. In this context, clay stands out as a building material, abundant and which has at its roots the answers to the weaknesses of current techniques, although quite stigmatized in the civil construction sector. At the same time, some qualities observed in the study of substituting water for cassava wastewater, the residue of washing cassava that is usually discarded, indicate its potential to be applied close to the soil, whose “cementing effect” can balance its weaknesses. Therefore, the aim of this work is to propose a building system on land based on Brickeradobe with the incorporation of cassava wastewater, instead of water in order to explore a technique that allows the use of soil for construction, but that is adaptable to the contemporary standard of living, ensuring high thermal mass and other thermo-acoustic properties without compromising the cost of the work. In this scenario, this work went through the construction system proposed from two perspectives: regarding the bioclimatic context, with a focus on climatic conditions; and as for the properties of construction materials, their shape, constitution, mechanical strength and the treatment of their surfaces were studied. For this, we started with a reference study and experimental research in the laboratory in order to characterize the materials in terms of their properties, not only physical-mechanical, but also chemical-mineralogical, in which form was taken into account, the casing and the chemical composition, the latter being defined through the formulation proposals and after the mechanical tests have been carried out. To evaluate the thermo-acoustic performance, two prototypes of houses with 1 m² of internal area and 1.50 m in height were built, in which it was also tried to measure the execution time and costs. Among the main tests carried out, resistance to simple compression was done at 07 days and at 28 days, water absorption by capillarity and thermal conductivity at 28 days for soil and water (SA), soil and cassava wastewater, compositions ( SM), soil with 10% cement and water (CA) and soil with 10% cement and cassava wastewater, (CM). All formulations showed results of compressive strength above 1 MPa, three of them above 2 MPa and the SM composition obtained resistance values similar to that of the CA formulation, highlighting the potential of cassava wastewater, as an accelerator of reactions for favoring some cationic exchanges, in addition to improving the workability of the material and facilitating its compaction, generating denser blocks. The SA blocks, despite good resistance to compression, lost a lot of mass when dry, being very crumbly. Thus, the use of cassava wastewater, brought significant improvements for acting exactly on the fragilities of the soil when functioning as a resin, improving its compaction and decreasing the loss of mass. As for the thermal properties, the Thermal Resistance, Thermal Transmittance, Solar Heat Factor and Thermal Delay of the isolated blocks were also evaluated in the context of the prototypes. A considerable decrease in the thermal amplitude was observed in the scenario without ventilation and a similar behavior with the ventilated system. The better compacting of the material with the use of the cassava wastewater, also ensured greater acoustic insulation to the block and the cost of the work reduced by about 28%.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29500
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