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Desafios da Sustentabilidade na Construção Civil e na Cidade

Vahan AgopyanVanderley M. John

Escola Politécnica da USP

Depto. Eng. Construção Civil

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A cidade

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A madeira

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O concreto

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A SOCIEDADE INDUSTRIAL É O PROBLEMA?

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Expectativa de vida

20

40

60

80

1000 1200 1400 1600 1800 2000

Exp

ect

ativ

a d

e V

ida

(an

os)

Ano

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População do Planeta

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

0 500 1000 1500 2000

Po

pu

laçã

o (

Milh

õe

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Ano

http://www.sustainablescale.org/AreasofConcern/Population/PopulationandScale/QuickFacts.aspx

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2007 50%

Homo urbanus

The Economist, May 3rd 2007http://www.economist.com/surveys/displaystory.cfm?story_id=9070726

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A sociedade industrial oferece

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SOCIEDADE INDUSTRIAL TÊM PROBLEMAS

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Grande consumo de recursosnaturais

Consumo per-capita de matérias primas

WRI

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São Paulo

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Uma aldeia Maku

ISA - Aldeia Pidu Bu (Cabaris, no Tiquiê)

foto: Jorge Pozzobon, 1997

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Recursos não renováveis

(MATOS & WAGNER, 1999)

0 10 20 30 40

Renováveis (%)

1900

1999

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Cadeia Produtiva da Construção Consome

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Desperdício e baixa Qualidade agravam o problema

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Produção Linear

RecursosNaturais

planejamento

projeto

produção

uso

LixoExtrativismo

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Produção Linear

RecursosNaturais

planejamento

projeto

produção

uso

LixoExtrativismo

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Coffee Plantation in São João do

Manhuaçu City - Minas Gerais State -

Brazil

This photo was taken in January-2004 by

Fernando Rebêlo

6 bilhões de humanos alteram a ecologia

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Extração de areia

http://www.univap.br

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Extração de Minério de Ferro

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http://img505.imageshack.us/img505/635/a

raucarias3nf.jpg

A floresta que acabou

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A que pode acabar!

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Kirby Tire Recycling Facility, Inc

http://www.epa.state.oh.us/pic/media/kirby_media.ht

ml

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Problemas

do que

Produzimos

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A massa de resíduos é

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Resíduos?

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Residuos perigosos:

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Geração de Resíduos da Construção

Quantidade superior ao do lixo urbano

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São Paulo, SPPróximo ao Shopping Jardim Sul

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Resíduos ?

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Construíndo piramides

Picture: Marco Antonio Fialho

80m

Picture: Marco Antonio Fialho

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Custo Social dos Resíduos de Construção

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Perdas: agravam o problema

A. Andrade; U.E. Silva

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Produção de Ciclo Aberto

RecursosNaturais

planejamento

projeto

produção

uso

LixoExtrativismo

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Produção de Ciclo Aberto

Recursos

Naturais

planejamento

projeto

produção

uso Lixo

Extrativismo

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O futuro:

RecursosNaturaisplanejamento

projeto

produção

uso

Lixo

Reciclagem

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+ CO2 - Eemitida

IPCC - Climate Change 2007: The Physical Science Basis - Summary for Policymakers http://www.ipcc.ch/

240

260

280

300

320

340

360

380

8000 6000 4000 2000 0 2000

CO

2n

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mo

sfe

ra(p

pm

)

Ano

1750

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Queima de Combustíveis Fósseis

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Calcário

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1 m³ de madeira ilegal

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Constribuição da construção civil

• Combustíveis fósseis– Quase tudo!

– transporte

• Madeira ilegal– Cerâmica vermelha

– Compensados

– Madeira serrada

• Calcário– Cimento

– Cal

– Aço

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CO2 e alguns Materiais

kg CO2/ton

Min Max

Aço 200 2.000

Alumínio 700 12.000

Cimento 270 1.000

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CARGA DE VENTO?

Projetamos hoje para os próximos 50 anos.Como dimensionar a

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Aron Zylberman

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CONSUMO DE ENERGIA EM ELEVAÇÃO

PERMANENTE É PROBLEMA

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Edifícios consomem

Impacto ambiental da energia depende da forma de geração. Energia

hidro-elétrica é uma das mais limpas! Porém exige grande investimento!

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Geração de energia

Social e Ambiental

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CO2 e Electricidade

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

India

China

Estados Unidos

Mexico

Chile

Ecuador

Argentina

Venezuela

Colombia

Suécia

Brasil

Peru

Noruega

Eletricity Emissions g CO2/KWh

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ÁGUA POTÁVEL PARA TODOS

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Água

• Consumo concentrado

• Contaminação

– Industria

– Lixiviação de espécies químicas perigosas de materiais de construção e seus resíduos

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• Edifícios usam

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Construção impermeabiliza o solo

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EM RESUMO:

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Consumimos mais do que o Planeta suporta

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1960 1970 1980 1990 2000

me

ro d

e P

lan

etas

Te

rra

Ano

Living Planet Report 2006

WWF - http://www.panda.org

Pegada Ecológica Global

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MUDAR

É preciso

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A AGENDA GREEN É SUFICIENTE?

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Hoje

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Trabalhadores da Construção

são pobres!

dos empregos

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AGRAVA OS PROBLEMAS AMBIENTAIS

A incorporação dos pobres no mercado de consumo

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ou

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Formas da informalidade

• Sonegação fiscal• Corrupção de agentes públicos

• Desrespeito a legislação

– Ambiental

– Trabalhista

– Urbanística

• Desrespeito a padrões de qualidade

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A informalidade

é problema social• Reduz à capacidade de investimento do

Estado

– Evasão fiscal

– Corrupção

• Prejudica a qualidade dos investimentos públicos

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A cidade informal

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Pegada Ecológica x IDH

Living Planet Report 2006

WWF - http://www.panda.org

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A necessidade

Living Planet Report 2006 WWF - http://www.panda.org

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NÃO É SUFICIENTE.A agenda ECO

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GREEN BUILDING

NÃO É SUFICIENTE

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Sustentabilidade é

social econômica

ambiental

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A CONSTRUÇÃO PRECISA CRESCER

Sustentabilidade social:

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http://media.outnow.ch/Movies/Images/200

6/ManufacturedLandscapes/movie.fs/04.jp

g

Precisamos mais energia… limpa…

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http://www.trekearth.com/gallery/photo368

14.htm

Habitação & Infraestrutura

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SE A TECNOLOGIA NÃO MUDAR

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o uso de materiais precisa crescerO exemplo do cimento se aplica a TODOS os materiais

Cim

en

to(m

ilhões t

on

)

WBCSD Sustainable Cement Initiative. Progress Report 2007

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o uso de materiais precisa crescerO exemplo do cimento se aplica a TODOS os materiais

WBCSD Sustainable Cement Initiative. Progress Report 2007

Cim

en

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ilhões t

on

)

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IPCC: construção é prioridade

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Vai ser necessário

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A construção

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Nós somos 6 bilhões…

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É necessário

• Inovação tecnológica• Educação!

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É necessário

Responsabilidade social.Ética.

Cultura.

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COMO IMPLANTAR

CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL?

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Já existem

Aplicação imediata!

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• Obrigatoriedade de todas as construções serem sustentáveis

• Aquecedores solares obrigatórios• Medição de individual água• Retenção de água de chuva• Neutralização de carbono• Proibição de uso de madeira ilegal• Obrigatoriedade de madeira certificada• ....

Proliferação de leis

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Também é necessário

desenvolvendo as soluções

para o futuro.

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“the construction industry is infamous for the barriers it places in the way of

innovation,”(CERF, 1998).

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Tecnologia de telhados frios

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Concreto fotocatalítico

Auto-limpante. Limpa o ar.

Dives in Misericordia

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Reactive Powder Concrete

http://www.imagineductal.com

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Ano 2050 Zero net Energy Building

• Europa:

– Projeto de €2 bi em 10 anos

• França: mandatório no ano 2015

World Business Council for

Sustainable Development

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TECNOLOGIAS INOVADORAS MAIS

ECO-EFICIENTES

A nossa competitividade no médio prazo depende de

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O QUE FAZER?

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Implantar indicadores

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

1990 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Emis

sõe

s (g

CO

2/g

cim

en

to)

Energia

Processo

(Votorantim Cimentos)

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Transformar os negócios:

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Seleção de fornecedores

0 2 4 6 8

Panela

Marmita

Rotativo

Consumo de energia (GJ/t)

Fuel Oil

(Illegal?) wood

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COMO RETIRAR OS

OPERÁRIOS DA POBREZA?

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Aumentar a produtividade

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COMO CONSTRUIR PARA AS

GERAÇÕES FUTURAS?

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Mudando o edifício

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Adequação do uso

Cultura

Evolução de renda

Atividades

Condições climáticas

Poluição do ar

Ruídos

....

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De onde são estes edifícios?

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Fato

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Climas Brasileiros

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117

Necessidades dos Usuários (edifícios)

• Segurança– estrutural

– ao fogo

– no uso

• Estanqueidade– Ar, água

• Pureza do ar

• Higiene

• Adaptação ao uso

• Conforto – acústico

– tátil

– antropodinâmico

– higrotérmico

– visual

• Economia

• Durabilidade(ISO 6241)

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Custo global X Custo da construção

eletricidade 7%

agua 6%

condominio 41%

manutenção 15%

compra 31%

Casa V.M. John

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Dados da Tishman (50 anos)

• Idealização 0,2%

• Projeto 0,8%

• Construção 14%

• Uso e operação 80%

• Retrofit 5%

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Custos em uso são

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Simulação do desempenho em uso: energia

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Redução do consumo de energia

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Toda as fachadas precisam ser iguais?

• E

Shanghai

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Alternativas existem

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Aquecimento solar, onde necessário

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Sombra nas fachadas

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REDUZIR O CONSUMO DE RECURSOS

NATURAIS

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Fato

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Fato

• Não existe material durável

• Cada material é sensível a ação de determinados fatores de degradação

• Diferentes locais apresentam diferentes fatores de degradação!

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Todos os materias degradam

Função desempenho x tempo

tempo

desempenho

mínimo

Vida útil

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Projetar a vida útil

Da estrutura como um todo

De cada parte

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133

Fatores de Degradação

• Ambientais

– Radiação

– Temperatura

– Água

– Constituintes do Ar e poluentes

– Gelo-Degelo

– Vento

• Biológicos– Roedores

– Fungos

– bactérias

– …

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134

Fatores de Degradação

• Carregamento– deformação lenta

– fadiga

– Água e seus derivados

– Cargas de uso

• Incompatibilidade

– química

– física

• Fatores de uso

– Desgaste

– Atividades de manutenção

– Projeto

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136

Exemplos de degradação

Material Mecanismo de

Degradação

Medida de projeto/

proteção

Polímeros Foto

Térmico

do sol

temperaturas elevadas

Aço Corrosão umidade

cloretos

Concreto Corrosão da armadura

por carbonatação

cobrimento

resistência mecânica

Madeira Apodrecimento por

ação de fungos

umidade

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Vida útil

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Corrosão de armaduras

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Vida útil de concreto armado

0

40

80

120

160

10 15 20 25 30 35

cobrimento (mm)

Vid

a ú

til (a

no

s)

A partir de Helene, 1994

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Durabilidade da madeira

FOLIENTE et all Forest Products Journal VOL. 52, NO. 1 11, Jan 2002

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Corrosão galvânica

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Degradação da madeira

• Umidade

– F(detalhamento)

• Temperatura (+ quente, pior)

• Madeira

• Biocidas

• Pinturas

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Fachadas Pintadas

Fungos,

Algas e Bactérias

Substrato

Kay Uemoto

Neide Sato

Marcia Shirakawa

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• Dano progressivo

• Ciclos de molhagem e secagem

Revestimento Cerâmico

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Conexõesrápidas?

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Vida útil mínima na norma de desempenho

Sub-sistemas Nível de desempenho

Min Int Sup

Estruturas 25 30 50

Vedação 15 20 30

Equipamentos 8 10 12

Sistemas 8 10 12

Esquadrias 8 10 12

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Um canteiro típico dos anos 80

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Redução das Perdas

A. Andrade; U.E. Silva

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Criar o mercado de reciclados

D < 1.9g/cm³ 1.9<D <2.2 g/cm³

2.2 <D <2.5 g/cm³ D >2.5 g/cm³

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Aprender selecionar produtos

0

200

400

600

800

1000

CP I CP II E CP III CP IV

kg

CO

2/t

cim

en

to

78%

Carvalho, 2001

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Evitar o Verniz Verde

Telha Reciclada após ~2 anos

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NÃO É SUFICIENTE:O que já dispomos

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c o m o r o t i n a

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Com a tecnologia atual….

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UM MUNDO JUSTO É IMPOSSÍVEL!Com a tecnologia atual….

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NÃO TEMOS FUTURO

Com a tecnologia atual….

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O DESAFIO:

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A CADEIA PRODUTIVA,

GRANDES E PEQUENAS EMPRESAS.

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CLIENTES, FORNECEDORES, CIDADES.

Promover a transformação de

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Nada fazer não é solução.


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