Avaliação Ambiental Comparativa de Estruturas Metálicas e de Estruturas de Betão Armado

7/22/2019 Avaliao Ambiental Comparativa de Estruturas Metlicas e de Estruturas de Beto Armado

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Actasdo SIABE 05Simpsio Ibero-Americano "O Bto nas Estruturas"

Coimbra, 5 a 7 cleJulho de 2005

DPartamento e EngenhariaCivilFaculcladele Cinciase Tecnoogiada Unjvrsidatlede Coinbra

COMISSOREDACTORIAL:SergioLopes FCTUC), sabelPinto (FCTUC)'RicardoCarmo ISEC)

Lus Bernardo UBl), Luz Oliveira(UBI),


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I1t

COMISSOORGANIZADORASergio opes,FCTUC (Presidente)Luz Oiveira, UBI (Vice-Presidente)Paulo Heiene, BRACONCludio Sbrighi, IBRACONJ. SantosPato,APEBJ. C. Duarte,APEBJosCalevera. NTEMACJaime Femandez, NTEMAC

COMISSOCONSULTIVAJ. SeabraSantos,Univ. de Coimbra (Reitor)Armando Ri1o,Amrando Rito Lda.E. CansadoCiLrvalho,GrapesJoo Bento, BrisaJoseCalarino. EPJirJio ppleton. STJ. CncioMart ins.FCTUC

COMISSOEXECUTIVASergioLopes.FCTUC (Presidente)lsabeiPinto.FCTUCJosCoutinho, CTUCLus Bernarclo.UBIM. Jose uis. ACIVPinto Pereira, EPRicardo Carmo, ISEC

COMISSOCIENTFICAJoaquimFigueiras,FEUP (Presidente)AdelinoV. Lopes.FCTUCAna Mada Sarmento,FEUPAntnio Ado da Fonseca,FEUpAntnio Reis,GRIDArlindo Gonalves,Lrl-ECCarmenAnade, instino EduardoTorrojaCeestinoQuaresmaOrdenrdos EngenheirosCudio Sbrighi,tsRACONEstevesFerreira,ATICJaime Femandez, NTEMACJoo Almeida Femandes, NECJooCarlosDuarle,APBJoo HenriqueNegro,FCTUCJoo PauoRodrigues,FCTUCJorgede Briro. ISTJorge SanrosPato,APEBJosCalaveraRuiz, INTEMACJosNoronhada Cilara. ISTLuis Fil ipeA. Bemardo.UB ILusMigue da Cluz Simes. CTUCLuiz Oliveira. UBManuelPipa,LNECMariaHelenaBarros, CTUCPauoBarbosa oureno.U. MinhoPauloHelene. tsRACONPauloProvidncae Costa,FCTUCPauloMonteiro, Universitv of BerkeleyRicardodo Carmo. SECRui Faria,FEUPRui Furtado,FCTUCSaid Jalali. U, MinhoSergioLopes,FCTUCSivino Pompeudos Santos, NECVater Lcio, UNL

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I

INDICE

TEMA 1_ BETO, O MATERIAL

.tnflunciada slica ativa e do ltex SBR na micoestrutura


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Aplicao de dferentesprooedinenrosde curano concretode alto desempenllo CAD)R. DE O. PINTO.A.L.B. CEYER. S.A.BESERRAAllicao de mdtodos de dosagem espechcos pam concretos de alto clesempenho(CAD)R. DE O. PINTO,A.L.B. GEYER, S.A.BESERRAElementosestruturuisde concreto eve de pequenaespessura rmadoscom barrase telasde fibrn-s e vdroA.P. PRUZZI. O.P. F'ERRERA, J.A. ROSSGNOLO. R. DELALLTBERA, J.S.CIO\CO. E.P .ZLRSTRASSENConcretosreforaiioscom fibra: "rt,"r." o" -uo"; ;. ";r;.;.;.";;;;r" ;"maturidadeM.R. SCOARS,M.P. sARBOSA,N.O.PNTOJR. .R.C.A .P NTO , , . , . . . . . , . . . . . . . . . .Concretosde alto desempenho onstitudoscom sljca extradada cascade arrozJ.B.L.LIBORIO, A.L. DE CASTRO.F.G.DA SILVA, V.M. SLVAHormign relorzadoon Ibras sintticasestructuralesDAV1DCONZALEZ,MANUEL RUEDA . . . . . . . . . . .Ar'aiao ambiental comparativa de estrutlrasmeticas e de estruturas de betoannado

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1031 1 1r19

A. PEYROI'EO. . CARVALHO,S.Barreiras odoviriasem concretodesenvolvimentosrLstentvelPAULO BINA. RUDOLF P.

J A L A L T. . . . . . . . . 1 2 9defornvel:compromisso nlrea segurana o137

),7'

A difusode ons loreto ernconcretoscom altos eor.es e escriade alto_ionoM.P. COSTA JUNIOR, M.G. SILVA. S.M.M- PNHETRO. F.L. SANTOS, E.ZANDONADE. M.A.M. COEL}TO.T. MORIMOTODurabilidadede concretocom escriade ato_fomoarivadaquimicarneDteM. COFLHO, M.G, SLVA, F.L.S. SOUZA. R. SARMNTO, R.P.M, FRASSON,S.M.M. PINHEIRO,E. ZANDONADE. , T. MORIMOTODurabiiidade das edificaes de concreto amrado em Salvador; unu contribuio mpantao a NBR 6l l8: 2003M, VILAqBOAS.S. . MACHADOSistemade gernciade obras-de-acespectas m conreto.I.W.LENCIONI. M.G. DE LMA, F. MORELLIDurabili


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AVAT.IAO AMBIENTL COMPARATIVA D-EESTRUTURASMETALICAS E DE ESTRUTURASDE BETAO ARMADOporsu

DesignPatentNo.

reinforcingFiber-

"FractreSC E

and. Thames

43-45.SteeFibrep .StrengthLibrury

CrackLoding)."

Cylindrical2 (2001) .

A. PeyroteoEng" CiviU. MinhoGuimares,Porlugal

C. CarvalhoEng"CivlDSTGuimares,Portugal

S. JlaliProssorAssociado omAgregaoU. MinhoGuimacs.Porngal

suNtRloNeste aigo, pretcnde-seaplicar a metodologia da Anlise do Ciclo dc Vda s estruturasutilzadasna industria dc conshuoivil. A anlise alizadaconsistiu cm avalat os impactcsambicntaise eoonn'icos, rovocadospela produodos matcraisnecessrios a cxecuodeuma estruturaem bcto amado e empcfis metlicos.No mbito considcradoneste estudo'osresultados obtidos jrrdicanr que estrutlrra de beto annado mais 1r'orvcl em temrosambientaise econmicos.Paalelalncnte.abordou o cfeito de parmcto P nas estruturasdebetoamado" tentandocstabelecer valor queconduzs cshuturasmais favorveisem termosambientais.Os resultadosobtidos ndican.r uc nas vigas estudadas aumentoh desfasamentoentre o valor de trr econmico abitualnente recomendado e o valor ambientamenterecomendado.Constata-sequc a medida que o valor de p aumentamelhora o desempenhoambicntal da estLrtum.

1. TNTRODUOO conccito dc desenvolvimcntosustentvcl,definido no Relatio de Brundtland em 1987, um desafio complcxo e dinlrico que exige contribuies dos mais diversos sectoes deactividadcs.Contudo, uma abodagelr dirccta ao sector da construono est presentenageneralidade os documentospublicados sobredcscnvolvimentosustentvel.N consho, a129


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sele:.a:d9s matenaisdevc ter presenteo ciclo dc vida closn.atcriajs c modo a se pondcraratotalidadedos impactesambicntaisque lhesestoassociaclos.2. OBJECTIVOEste estudo eve como objectivo analisare comparar os impactesambientaisoriginadospeosmatenarsnecessrios ara a constmode uma estruturauirizandobeto armao".rtarturumellica..osresurtados btidos,permitiramdecidir q'al a "a*,*.u"," sustentver m tenosambientaise econmicos.Teve_seambenrpor objectivo u ".iuao J" u_ programade clculoautonatlcoque permitisserearizar uma anrisedo icro de vida de uma esmrturatendo emGonta parmetros ambientais cestabcreccrparnr"oon,"ui"n,"o,:,,"iJ"Ji,il*'"L j,;1::.; ":ffiil:e bctoarmadoe conpararo cslTtocom o valor geralmente ndicadocomo yalor que conduza sccesmais econmicas.

3. METODOLOGIAA metodologiautilizadanesteestudo oi a seguintc:' Selccoda estmturaparao estlrdoc estaberccimento e vida tir da estruturao Dirensionamentoda estruturae quanticaodos materiisnecessfioso Definico do rnetodoe as ramentaspara a nliscdo ciclo dc vida da estrutura. Criao dc uma base de dados com i..u.ro a literatura disponivel e levantarnentodirecto unto dos bricanreso Escolhadosparmetrosambientaisa avalarr Estimaros valoresdos parmetrose analisedos mesnroso Avaliao ambientaldo parmetroI nas estmturasde betoannado e deteminaodo valor ainbientar.tentcais favorvclr Concluses

.. DESCRTO DA ESTRU.I.URAPara o estudo foi seleccionadoum cdificjo residencial ipo situado em Guimarcs.O estudoincidiu sobreum prtico cloetlificio constitudopor 4 piares ".,,,u u,g, continuade 3 vos (ver figura l). Para os cfeitos dcstc estudopod_seconsidera "rr" po.,,ao cpresentattvodeestruturado edificio

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pclostennos

tcndo cmesIutulasconduz LIt l

Figura l: Esquemaestuturale pt1icoconsiderado o edificio em cstudo5. PESQUTSA5.1.Estrutura de BetoArmadoos pamctrosambicntais rclarivos produo do cimento foram gcntir.cnte edidos pelaCimpor [ ]. Paraos agregados. s valoresdosparmetlos oram recolhidosde uma e-pr.r d"fabrico de agrcgados 2]. os dadosambicntais da prod.o das armaduras bram 'omccidospela Siderarugia Naciona [3]. No caso da madeira, optou-se por consutr documentospublicados[4].

,LllL]I

3 vose

QuarJro Prrmctros mbi rcativosnIals do betoarmadoCimento Agrcgados Agua Amadum MadeiraParmetro Valor Unid. Valor Unid. Valor Unid. Valor Unid. Valor Unid.C.Energia 2.9 GJ/ton 0 . 0 1 0GJ/ton 1 . 8 7 2 GJ/t 0.306 (rJ l ln-gu" 0 . 1 8 ,r'rt./ton 0 m /ton 0.500 nr'/m' 0.660 m'/t 0 m /n CO, 67 5 Kg/ton 0 Kg/ton 0 0.036 !t 0 V MSO : 0 . 1 5 Kg/ton 0 Kg/ton 0 0.005 ut 0 ?mNOx 2 Kg/ton 0 Kg/ton 0 0.001 Ut 0 Vml

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5.2. Eslrutur MetlicaAps uma pesquisa ealizada,constatou-se uc a produodc perfis meticosem porgal actralmente nexistente. Assim sendo. optou-se por fazer uma pesq'isa junto dos diversosfomecedoresnacionaisacercada origcm dos seusproclutos.como resultaclo,obteve-seumarespostaconsensuandicando que o principal tbmecedorde perfis seria a Espanha.os dadosrcferentesaos mpactesambicntaisemitdospela produodospcrfis mctlicos foram retiradosde um site de uma emprcsaprodutoraespanhola .uberaz). A cmpresaconsurtadaoi a Arccror[5]. Essesdados apenassoftcram adafraesa nivel das unidades.Dcve-se destacaroue oconsumode energiadispcndidano foi dirtgado no respectivositc, por isso adoptou-seumvalor caracterstr'coa Europa central [6]. Neste estudo tambm foram tidos em consideraoos rnpactes ambientaisprovocadosdurante o transportedos pcrfis paa portugal [6]. para tal,avaliou-sea distnciaentre Guimes (cidadeonde se encontrao edificio) e Madrid (cidatleondc se situa a empresaprodutorade pcrfis). O impacteresultantedo transportcdos perfis foiobtido em iuno do produto entlc emissesproduzidas(g/(ton.km)), q*antidade de perfisnecessriaton) e a distncaa pcrcorrer (km) (tabela3 ).

Quadro2 - Parmetros mbicntis Quadro3 - par.iimetrosambientais clativos aodosclJtivos nroducodos A oParmetro Valor Unid.Consumode energia l 0 GJit

gua 6.600 ml/tco. 1 . 5 1 0 so. 0.00r t/tNOx 0.001 t/t

metlicos metlicosA o

Gases Quantidadeproduzida Unid. Distncia(km)co. 120.00 /(ton-km) 700o. 0 . 1 0 ,/(ton.km)NOx r .90 s,/(ton.km)

6. RESULTADOS OBTIDOS.1.Avaliaods Vigas de BetoArmdo6.1 .1An l isc ompr r l r iva ig rsdc d i fe renrcs :eccsA anlise realizada visou avaliar a influnca do varor de p em termos ambientais.Foramdefinidos vriosvaloresdc p, aosquaiscorresponderam diferentesseceseuadro 4).

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Potuga ve-seum a

retiradosa Arcelorque om]. Para al,lrid (cidaders perts foiedc perfis

tivos ao

tas. Foram'o,+).

Quadro 1 Clculo do valor de difcrcntes secces

* Viga considerada omo Padro

Figura 2: Os rnpactes rovocadospelasdifercntesvigas de beto amrad


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desvorveis e que as vgas com p' superior ao p' da viga padro so mais favorveisambientalmente.Saliente-seaindaque a shrao e nverte no que respeitaao parnretroSO2,i.e. quantomaior for a percentagem e ao maior sera emissode SO2.

6.I .2 Avaliao econmicae ambientalde parmctro pA figura 4 apresentaa avaliao econnica c os parmctrosambientaisdas vigas de betoamado com o aumenlo de parnetro p.

Cus tod F t ru tu ra

Figura 4: Avaliao de parmetros mbientaiscom o aumcntodc parmctro p13 4


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SO2, Ao analisar o grfico do consumo dc energia,veriica-se que rr.rcdidaqus se aumenta apcrcentagemde ao. h uma correspondcnte iminuio do consun.rode cnergia despenddo.Esta cndncia obsevada ambemno consumode gua. cmissesde CO2, emissesde NOxe no custo da estrutura. Neste ltimo pametlo, apesar de haver um alrmento do custocolrespondenteao ao. haveruma reduo global do custo rnedida que a secodiminuidevido execuoda cofragerne da quantidadede beto (esta menor nas vigas com maiorquantidadede ao). As emisses e SO2 scro anto maioes quanto br a percentagemde aoutilizada.

6.2 Comparao da viga metlica com a viga de beo armado mais sustentvel

A figura 5 indica que a estrutura etljca tem maior consumo de energia reativamcnte debeto annado, cerca de 14 GJ, enquantoque a sstruturade beto annado consomecerca de 4GJ, i.e. qatrovezesmaior do que a estruturade beto annado.No consumo dc gua. verifica-se que sstee ntaior paraa estruturametlica,9 mi versus2 ml para estrtrra de beto armado.Rlativamenteao Dixido dc Carbono(co,r) a dfcr-cna bastntesignificativa, apresentandoa estrutura metljcavaloreselevadospara o scu fabrico trarlspoI1c. a ordem


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7. CONCLUSOESDe acordo com o estudo elaborado,a viga mais sustcntvel a V6 (seco0 25 x 0.50). staa vga cm que se utilizou rma maior pcrcentagernde ao (tL':0.389) e um enor volume debeto. Desta forma, pode-secostatarque. em ternos ambientaise para as secesestudadas,quanto maior for a quantidadc de ao utilizada menores sero os impactos causados.Esteresultado ustifica-se uma vez que, apesarda vga V6 necessitarde uma maior quantidadcdeao, necessitade uma secomais reduzida.Assim, a quantidade de cimcnlo' madeira paracofragem, agregadose guautilizadae menor sendoo custoglobal do prtico menor.No dimensionamentode estruturasde beto armado habitual considerarque a percentagemde ao mais indicada (p"..",r,"i"")em o vaior de 0.25.No pcsenteestudoprocurou-se nvestigaros impactos ambientaise cconmicos,variando a percentagcmde ao utilizada' arnentandovalor de pL e 0.133 a 0.389.Os resultadosobtidos indicam que a medidaque a pecentagemdeao utilizada aumcntaos impactos ambientaise custoseconmicosdminuein. O parmetropambientalruenlemais favorvel conduziu ao valor de 0.389, que significativamentesuperiorao valor de 0.25habitualmcnteconsiderado omo mais ndicado.A avaliao comparativa da estruturametlica e de beto armado indica quc os parrnetrosambientaisrelativos estruturametlica so mais elevadosdo que os da esttttua de betoamado. O parmetroer que a estruturade beto armado mais desfavorvel o dixido deenxofre. embora o seu valor absoluto reduzido, i.e. 2.5 kg para estrutrrade bcto amadocontra 1.7 kg na esbutura rnetlica. E inportante salientar qLreneste estudo os custos dernanutcnoe dcposioou reciclagenno lnn da vida no foram considerados.Os estudosreiacionadoscom estas asesencontram-se ln xecuo.

8. REFERENCIASul CIMPOR - Relatrio e Sustentabili dade:ctividadeecon[rica, mbiental socialMultitenra: 003.[2] Eng.Virglio Silva;emprcsaDST Domingosda SilvaTeixeira,S.4., conrunicaovcrbal:200,1.[3] Eng. FernandoLourcno; SiderurgiaNacional. colnunicaovcrbal: 2004[4] Jorgede Brito; Congesso berico dasMadeiras(CIMAD); Guimares;2003.[5] www.arcelor.con't[6] BERGE' B.; TheEcolog' of Building Material; Atchitectwal Pess,Bath, 1999'

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