DECIV - Departamento de Engenharia Civil

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Proposição de diretrizes e framework para a circularidade de materiais obtidos por estratégias de desconstrução de edificações.
(2023) Vieira, Mariana Fernandes Costa; Fontes, Wanna Carvalho; Fontes, Wanna Carvalho; Ferreira, Karine Araújo; Bastos, Pedro Kopschitz Xavier
A cadeia produtiva da construção civil, em virtude do seu padrão produtivo e econômico linear é responsável pelo consumo de quase metade dos recursos naturais extraídos do planeta e por descartar grandes volumes de resíduos. Nesse contexto, o presente trabalho aborda a desconstrução das edificações como uma estratégia para motivar a aplicação de práticas circulares no setor da construção civil. Diante disso, objetivou-se propor diretrizes e um framework para circularidade de produtos construtivos obtidos por estratégias de desconstrução das edificações. Para tanto, foi conduzida uma pesquisa bibliográfica a fim de investigar quais tipologias de materiais, componentes, elementos e sistemas construtivos são mais indicados para a desconstrução e reinserção no ciclo de valor, por meio da reutilização ou reciclagem. Como resultados, destaca-se que edifícios construídos com itens pré-fabricados e sistemas estruturais de aço possuem mais potencial para desconstrução. Além disso, foram definidas 26 diretrizes agrupadas em quatro requisitos (desmontagem, durabilidade, segurança e circularidade) para apoiar a desconstrução e a manutenção do ciclo de vida dos produtos construtivos recuperados. O framework proposto resumiu a contribuição teórica do trabalho em uma estrutura conceitual intuitiva e aplicável em empresas do setor da construção civil. O trabalho buscou contribuir para ampliar a compreensão sobre o tema e apresenta uma abordagem inovadora de um framework associado às melhores práticas para promover a circularidade dos materiais, componentes e elementos construtivos, por meio da desconstrução. Investigações futuras devem ser conduzidas para validar e adaptar o framework por meio de workshops e estudos de casos com empresas do setor da construção civil nacional e internacional.
Revisão bibliométrica e mapeamento dos resíduos mais utilizados em matrizes cimentícias no Brasil.
(2023) Lopes, Carolina de Melo Nunes; Mendes, Júlia Castro; Mendes, Júlia Castro; Carvalho, José Maria Franco de; Azevedo, Afonso Rangel Garcez de
Nos últimos anos houve um aumento de pesquisas relacionadas à incorporação de resíduos em matrizes cimentícias. No entanto, ainda que diversos estudos indiquem o grande potencial de reaproveitamento de resíduos no setor da construção, a aplicação prática dessas pesquisas ainda é incipiente. Diante disso, este estudo tem como objetivo investigar quais são os resíduos mais estudados por pesquisadores brasileiros que podem ser incorporados em matrizes cimentícias e onde eles se localizam, a fim de contribuir para políticas públicas e decisões institucionais para maximizar a sua reutilização. Inicialmente, os resíduos mais estudados foram identificados através de uma análise bibliométrica na base de dados Scopus. Essa análise incluiu trabalhos científicos de instituições brasileiras publicados de 2001 a 2022. O tratamento dos dados obtidos foi feito utilizando o software VOSviewer. Posteriormente, foram consultados dados públicos e privados para a identificação dos estados brasileiros em que esses resíduos são gerados. Com essas informações foram elaborados mapas do território brasileiro com a listagem de resíduos encontrados em cada estado. A pesquisa bibliométrica resultou em 1270 documentos e foram identificados 49 resíduos com pelo menos 2 menções em palavras-chave. Entre os resíduos mais citados nas publicações brasileiras estão os resíduos de construção e demolição, cinzas da casca de arroz, resíduos de vidro, borracha de pneu e bagaço de cana-de-açúcar. 16 dos 49 resíduos considerados são gerados em todo o Brasil, e, portanto, o desenvolvimento de tecnologias para reaproveitamento e reciclagem desses resíduos deveria ser priorizado. Também foram observados resíduos presentes na maioria dos estados brasileiros que são pouco estudados, como os resíduos de tinta e de lã de vidro. Há uma grande heterogeneidade na ocorrência desses 49 resíduos no território brasileiro. Portanto, este trabalho contribui para a elaboração de políticas públicas quanto à logística e investimentos relacionados ao reaproveitamento e reciclagem de resíduos no Brasil.
Reinserção do resíduo de construção e demolição na cadeia produtiva da construção civil em Rio Branco – Acre.
(2021) Souza, Fernando da Silva; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Lima, Esperidião Fecury Pinheiro de; Carvalho, José Maria Franco de; Oliveira, Marconi Gomes de; Aguilar, Maria Teresa Paulino de
Os impactos ambientais, econômicos e sociais causados pelos resíduos de construção e demolição (RCD) na cidade de Rio Branco (capital do Acre, Estado Federal da região amazônica) alinhado à escassez de jazidas de agregados e as demandas sociais de pavimentação e de habitação para a construção civil torna a produção e utilização de agregados reciclados uma alternativa de grande interesse. Nesse cenário, o presente estudo avaliou a viabilidade técnica, econômica e ambiental para a reciclagem do RCD com fins de aplicação em construção civil e pavimentação. Para isto, foram realizadas visitas periódicas e sistemáticas aos canteiros de obras para formulação dos índices representativos da geração e composição do RCD, análise de viabilidade econômica da usina de reciclagem, discussões sobre o impacto ambiental no aterro de inertes, coletas de resíduos em obras nas fases de estruturas, alvenaria e acabamento para produção de agregados reciclados avaliados em 10 composições distintas, realizando ensaios tecnológicos de requisitos visando à obtenção das propriedades físicas e mecânicas para aplicação em matrizes cimentícias de cimento Portland e estrutura de pavimentos, avaliação da inserção do agregado reciclado nas demandas sociais prioritárias para construção civil (habitacional) e construção pesada (infra-estrutura de pavimentação), verificação da gestão atual do RCD e elaboração de ações e diretrizes, políticas de reciclagem e propostas de metas a serem alcançadas para buscar promover um gerenciamento efetivo e eficaz do RCD. Dentre os resultados, foram encontrados uma geração de RCD por área construída de 0,22 t/m2 para novas construções e 0,41 t/m2 para reformas, onde 100% do RCD foi considerado reutilizável e/ou reciclável. Indicadores econômicos mostraram viabilidade para a instalação de uma usina de reciclagem com capacidade de processamento de 90 t/h. Impactos ambientais deixarão de ocorrer no aterro de inertes com a implementação da usina de reciclagem. Os agregados reciclados de RCD em forma de areia, pedrisco, brita, rachão e bica corrida mostraram-se tecnologicamente viáveis para aplicação segura em argamassas, concretos e camadas de estruturas de pavimentos apresentando propriedades satisfatórias e até melhores do que as convencionais. A cidade demanda a construção de até 46 mil moradias e a pavimentação de 550,5 km de vias de produção do setor primário. Ações e diretrizes, políticas de reciclagem e metas são necessárias para a correta gestão do RCD, dentre elas uma legislação específica com cumprimento obrigatório, obrigatoriedade da triagem na origem da geração com pagamento de taxa de deposição, obrigatoriedade do uso de agregados reciclados em obras públicas, incentivos fiscais para instalação de empreendimentos dedicados a reciclagem, contratação de fiscais de carreira para ações fiscalizatórias, adoção de selos de sustentabilidade que certifiquem empresas de construção civil e estabelecimento de cotas sociais de agregados reciclados para famílias de baixa renda e aplicação em vias de produção do setor primário. Assim, a proposta de reinserção do RCD na cadeia produtiva é de grande interesse para a construção civil amazônica, considerando a escassez, os elevados custos das matérias-primas e a necessidade de definir e consolidar um modelo de desenvolvimento sustentável para a região amazônica.
Estudo da ativação alcalina do resíduo de concreto reciclado.
(2022) Reis, Edna Paula da Costa; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Borba Júnior, José Carlos; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Borba Júnior, José Carlos; Mendes, Júlia Castro; Silva, Keoma Defáveri do Carmo e
A construção civil é um dos setores que mais causam impactos ambientais, seja por meio da extração de recursos não renováveis, do consumo de energia, de emissões de gases responsáveis por efeito de estufa ou pelo grande volume de resíduos sólidos gerados. Estima-se que 57% de todo resíduo sólido gerado no Brasil é proveniente da construção civil sendo 7% das emissões globais de CO2 advindos do processo de fabricação do cimento Portland. Diante deste cenário é de extrema importância o desenvolvimento de novas tecnologias que contribuam para que a construção civil se torne um setor com menor potencial poluidor. Esta pesquisa apresenta o estudo experimental exploratório para obtenção de um material álcali-ativado (MAA) com propriedades cimentícias utilizando o resíduo de concreto reciclado (RCR) como precursor. Após preparo do resíduo de concreto por meio de moagem e peneiramento, o material precursor foi caracterizado por meio dos ensaios de fluorescência de raios- X, difração de raios-X, granulometria por difração à laser, massa específica real e MEV-SE. Foram experimentados 5 traços diferentes na produção de pastas álcali-ativadas onde utilizou-se diferentes combinações de silicato de sódio nos teores de 3% e 9% e hidróxido de sódio nos teores de 0%, 2% e 8%. Após cura térmica a 100°C as pastas foram caracterizadas aos 7 dias de cura por meio dos ensaios de densidade aparente, índice de absorção de água, difração de raios-X, MEV/ EDS e resistência à compressão. A maior resistência à compressão obtida foi de 14,71MPa e não houve correlação nos resultados de resistência à compressão quando comparados aos ensaios de densidade aparente e absorção de água. No ensaio DRX não houve formação de novas fases cristalinas. Já na análise MEV/ EDS sugere a formação de gel C-A-S-H. Os ensaios de caracterização mostraram a viabilidade do uso do resíduo de concreto reciclado para obtenção de material álcali-ativado.
Análise numérica da condução de calor através do sistema de fechamento vertical em Light Steel Framing.
(2020) Muzzi, Thassiana Armond; Souza, Henor Artur de; Souza, Henor Artur de; Rodrigues, Eliana Ferreira; Rocha, Luiz Joaquim Cardoso; Tribess, Arlindo; Evangelista, Wemerton Luis
No Brasil, a construção civil ainda é caracterizada pela baixa produtividade e principalmente pelo grande desperdício. Porém, o mercado tem sinalizado que essa situação está sendo alterada e que o uso de novas tecnologias de construção e materiais é a melhor forma de permitir a industrialização e a racionalização dos processos de construção. O sistema Light Steel Framing (LSF) tem sido utilizado intensamente, há mais de trinta e cinco anos, nos Estados Unidos, Inglaterra, Austrália, Japão e Canadá. No Brasil o sistema LSF foi introduzido no final da década de 1990 e está ainda passando por um processo de aceitação no mercado da construção civil nacional e de desenvolvimento técnico, mas ainda existem dúvidas em relação ao detalhamento no projeto e na execução dos sistemas complementares de fechamento e também quanto ao seu desempenho térmico. Tendo em vista esses aspectos, neste trabalho obtém-se a distribuição de temperatura em dois tipos de fechamento vertical em LSF, um intermediado por lã de vidro e uma camada de ar e um segundo intermediado somente por lã de vidro, por meio de simulações numéricas no programa computacional ANSYS (versão 17), considerando dias de máxima e mínima temperaturas de bulbo seco em quatro condições climáticas diferentes. Pelos resultados obtidos observa-se que para ambos os fechamentos, o comportamento das temperaturasse apresenta de forma bastante semelhante e com uma diferença numérica máxima de 0,40C na interface gesso acartonado/perfil no horário de maior temperatura externa. Para as temperaturas superficiais internas dos fechamentos obtém-se também uma diferença numérica máxima de 0,50C, no horário de maior temperatura externa. Como o desempenho térmico dos dois fechamentos é bastante similar, tem-se que o fechamento intermediado por ar e lã de vidro se torna mais viável no país pois atende também as expectativas de menores custos e menor impacto ambiental da construção já que utiliza menor quantidade de lã de vidro.
Estudo da ativação alcalina da lama vermelha e do resíduo de vidro pelos métodos one-part e two-part.
(2020) Santana, Vanessa Pereira; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Silva, Keoma Defáveri do Carmo e; Bezerra, Augusto Cesar da Silva; Fontes, Wanna Carvalho; Peixoto, Ricardo André Fiorotti
Os materiais álcali-ativados vêm ganhando grande atenção na indústria da construção civil nos últimos anos devido ao seu potencial técnico quando comparado a materiais tradicionais de cimento Portland. Materiais precursores, dosagens, ativadores alcalinos e condições de cura são fatores muito estudados para o desenvolvimento da técnica. Entretanto, os métodos de mistura e as diferenças microestruturais que eles podem promover no material, ainda são pouco discutidos. Os materiais álcali-ativados podem ser produzidos por dois métodos de mistura: o one-part e two-part. Contudo, poucas pesquisas discutem as diferenças físicas, químicas e mineralógicas promovidas por estes dois processos em materiais semelhantes. Assim, o presente trabalho tem por objetivo produzir e comparar matrizes obtidas pelos métodos de síntese one-part e two-part para ativação alcalina do resíduo da indústria de beneficiamento do alumínio (lama vermelha) e resíduo de vidro. Para o sistema two-part, a lama vermelha será utilizada sem nenhum processo de beneficiamento. No sistema one-part a lama vermelha utilizada será seca em estufa. Primeiramente, os materiais precursores foram caracterizados física, química e mineralogicamente para estabelecer as melhores dosagens, através de estudos da granulometria, composição química por fluorescência de raios X e composição mineralógica por difração de raios X. Foram produzidos 2 traços para cada método, com razões molares SiO2/Al2O3 iguais a 4 e 6. O tempo de cura para todos os corpos de prova foi de 7 dias a 75 ⁰C. As pastas no estado endurecido foram caracterizadas física, mecânica e mineralogicamente a partir da análise da densidade aparente, absorção de água, resistências mecânicas e difração de raios X. Os geopolímeros obtidos pelo método one-part apresentaram melhores propriedades mecânicas quando comparados aos two-part. As amostras one-part apresentaram resistência mecânica e absorção de água igual a 20 MPa e 10%, respectivamente, enquanto as amostras two-part alcançaram 16 MPa e 19%. A análise mineralógica não indicou diferenças significativas entre os dois métodos de misturas. Os diferentes comportamentos mecânicos foram atribuídos à maior homogeneidade das misturas one-part, uma vez que a utilização da lama vermelha saturada não permitiu o pleno controle do processo de síntese geopolimérica e dispersão das partículas de vidro e do ativador alcalino.
Análise estatística da produção de cimento no Brasil e sua relação com o PIB da construção civil.
(2021) Souza, Ana Carolina Rodrigues da Rocha; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Souza, Clarisse da Silva Vieira Camelo de; Muniz, Leandro Reis
A Indústria da Construção Civil (ICC) possui considerável participação no PIB brasileiro. O PIB deste setor mantém-se, geralmente, acima dos 5% ao ano, o que resulta em um forte impacto na economia do país. Como há elevada necessidade de mão de obra e insumos, a ICC gera renda devido à oferta de empregos e movimenta a economia dos demais setores. O cimento é um recurso altamente utilizado na construção civil, sendo empregado em quase todas as obras de infraestrutura. Devido ao fato de ser o principal componente do concreto, faz com que este insumo seja amplamente utilizado, com isso, ocupa o segundo lugar entre os materiais mais utilizados no mundo, perdendo apenas para a água, e o Brasil encontra-se entre os 10 maiores produtores deste insumo. Estudos têm mostrado como os dados desempenham papel fundamental dentro de uma organização, oferecendo insights capazes de auxiliar nas tomadas de decisões estratégicas, assegurando competitividade no mercado. As organizações geram com alta velocidade, grandes volumes de dados que não possuem padrões em sua estrutura e podem ser captados em tempo real. Porém, esses dados tornam-se inúteis caso informações valiosas não sejam extraídas, fazendo-se necessária a utilização da Mineração de Dados (MD) e da Aprendizagem de Máquina (AM), que possuem métodos capazes de identificar padrões e correlações, realizar associações e fazer predições. Essa dissertação teve como objetivo avaliar o comportamento da produção de cimento no Brasil, baseando-se em seus dados históricos. Com isso foi possível identificar tendências e períodos de sazonalidade na série temporal (ST), bem como fazer previsões para períodos futuros. Feito isso, analisouse a existência de correlação entre a produção de cimento e o PIB da ICC no Brasil, sendo essa hipótese confirmada por testes estatísticos. Dada a forte correlação positiva entre as ST´s, foi possível propor modelos de AM para tentar predizer o PIB da ICC com base na produção anual de cimento no Brasil. Os modelos utilizados mostraram-se eficientes, apresentando elevada acurácia, isto é, coeficientes de determinação superiores a 80%. Com base nos erros de previsão, foi possível concluir que os métodos de Ensemble Learning melhor se adaptaram aos dados, com destaque para o Random Forest. Os resultados obtidos podem auxiliar os gestores da ICC a tomarem melhores decisões, permitindo a eles prepararem-se para as oscilações do mercado.
Ativação alcalina do rejeito de barragem de minério de ferro com adição de sílica ativa.
(2020) Elói, Fernanda Pereira da Fonseca; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Silva, Keoma Defáveri do Carmo e; Silva, Guilherme Jorge Brigolini; Silva, Keoma Defáveri do Carmo e; Carvalho, José Maria Franco de; Pedroti, Leonardo Gonçalves; Peixoto, Ricardo André Fiorotti
Em 2017, a produção bruta de minério de ferro no Brasil foi de 585 milhões de toneladas, das quais 453 passaram por processos de beneficiamento, gerando grandes volumes de rejeito, que comumente são dispostos em barragens. Entre 1990 e 2010, ocorreram 33 acidentes com barragens no mundo, considerados graves ou muito graves. Por outro lado, o setor da construção civil cresce aceleradamente e a produção mundial de cimento, somente em 2016, gerou aproximadamente 2,2 bilhões de toneladas de CO2. Assim, este trabalho propõe a produção de um aglomerante: uma possível alternativa aos cimentos convencionais, formados a partir de um ataque de soluções alcalinas a aluminossilicatos amorfos que dão origem a materiais conhecidos por possuírem altas resistências e boa durabilidade. Como precursor, empregou-se o rejeito de minério de ferro (IOT) e como adição, a sílica ativa (SF) nas porcentagens de 1.5, 2.25 e 5% sobre a massa do rejeito. A cura foi realizada por 2 dias à temperatura ambiente e posteriormente 3 dias em estufa à 100 ºC. Aos 5 e 28 dias de idade, avaliou-se as características das matrizes por densidade aparente, resistência mecânica (tração na flexão e compressão), DRX e FTIR. Os maiores valores de adição de sílica ativa corresponderam à maior retração das pastas. A análise de variância ANOVA para a resistência à tração e compressão, mostrou que adições de sílica ativa maiores que 1,5% influenciaram o comportamento das pastas aos 5 e 28 dias de cura. Os resultados de DRX e FTIR sugerem uma dissolução parcial da goetita e do quartzo. Observou-se também a dissolução total da caulinita e da gibbsita e a formação de um uma zeólita: a sodalita. A quantificação do teor de amorfo pelo método de Rietveld e os resultados de FTIR sugerem a formação do gel NASH nas pastas tanto aos 5 e 28 dias de cura. Por fim, os resultados demonstraram ser possível a produção de um aglomerante a partir da ativação alcalina de rejeitos de barragem de minério de ferro com adição de sílica ativa, pelo método one part, sem ativação térmica ou mecanoquímica do precursor.
A segurança do trabalho aplicada à fabricação e montagem de estruturas metálicas.
(2018) Souza, Cláudio Fernando de; Souza, Flávio Teixeira de; Paula, Geraldo Donizetti de; Souza, Flávio Teixeira de; Paula, Geraldo Donizetti de; Russo, Mário Luís Cabello; Martins, Jaime Florêncio
O mercado da construção civil é um dos principais responsáveis pelos altos índices de acidentes de Trabalho no Brasil. Visando contribuir para a diminuição desses índices analisaremos as condições de fabricação e execução de estruturas metálicas, sob a ótica da segurança do trabalho, visando identificar possíveis riscos envolvidos nestas atividades, com o objetivo de promover a conscientização dos profissionais nela envolvidos. Foi analisada a segurança do trabalho em três casos: fábrica de estruturas metálicas, montagem em campo de pequeno porte e de grande porte, promovendo um levantamento de custos per capita e por tonelada de aço fabricada/montada com base nos valores gastos com segurança e saúde do trabalhador. O resultado obtido foi de que as empresas analisadas investem em saúde e segurança do trabalhador, porém falta uma fiscalização mais efetiva sobre os trabalhadores durante a realização de suas tarefas, porque não são todos que executam suas atividades segundo as Normas Regulamentadoras vigentes no Brasil. Este trabalho tem como finalidade demonstrar que apesar do investimento em segurança e saúde do trabalhador ser oneroso, é vantajoso, pois o retorno se dá pela redução de afastamento do trabalhador por motivos de saúde ou acidentes de trabalho.
Contribuição ao estudo da resistência residual do concreto submetido ao tratamento térmico padrão para situações de incêndio.
(2001) Carvalho, Espedito Felipe Teixeira de; Gouveia, Antônio Maria Claret de
Este trabalho é iniciado com uma análise do efeito do calor na estrutura do concreto; em seguida, é apresentada uma leitura das principais pesquisas publicadas recentemente sobre o concreto em altas temperaturas. Da parte experimental, é feita a descrição de toda a montagem do ensaio, incluindo, curva padrão ISO, forno, disposição dos corpos de prova e medidores de temperatura. Contém, ainda, o planejamento da pesquisa com o resumo do total de corpos de prova para a execução do programa experimental. Devido a importantes adaptações realizadas, optou-se por apresentar todo o processo de dosagem experimental dos concretos utilizados na pesquisa. Os critérios de ensaio, as curvas tempo-temperatura de cada ensaio e os resultados obtidos são apresentados de variadas maneiras. Dando prosseguimento, um necessário tratamento estatístico ajuda a analisar esses mesmos resultados. Finalmente, as curvas Resistência Residual x Temperatura são apresentadas e discutidas, encerrando o trabalho.

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