Utilização do bambu na construção civil

Utilização do Bambu na Construção Civil

Bambu é o nome dado as plantas da subfamília Bambusoideae, da família das gramíneas (Poaceae ou Gramineae). Essa subfamília é subdividida em duas tribos, a Bambuseae (os bambus chamados de lenhosos) e a Olyrae (os bambus chamados herbáceos). Novas espécies e variedades são acrescentadas todos os anos, sendo que 1250 espécies são estimadas atualmente, espalhadas entre 90 gêneros, estando presente de forma nativa em todos os continentes, menos na Europa. O bambu pode habitar uma alta gama de condições climáticas (zonas tropicais e temperadas) e topográficas (do nível do mar até acima de 4000m) (MARÇAL, 2008).

Devido a essas características, é verificado a sua utilização em eventos folclóricos, hábitos e costumes, e para diversos povos o bambu era essencial para sua subsistência. Algumas tribos asiáticas tinham o costume de adorar o bambu, outras, tinham a crença de que o primeiro homem e a primeira mulher teriam saído de seus “entrenós”. Acredita-se que a Ásia tenha o bambu como maior recurso utilitário, comestível e religioso do mundo, porém não se pode afirmar, com certeza o local de origem dessa planta. Mostra-se, entretanto, como centro emergente do uso de bambu, desde o Himalaia ao Oceano Índico, com alto índice de ocorrência, devido a condições climáticas amenas de seu clima subtropical. 

Na Índia atualmente, se encontra uma das maiores reservas de bambu do mundo cerca de 10 000 000 ha (hectares), grande parte das suas reservas florestais, principalmente na região Norte do país, junto a Dehra Dun, nos pés do Himalaia, onde também se localiza o mais importante instituto de pesquisa sobre essa planta. No Japão, China, Tailândia e em vários outros países do Oriente, o bambu é utilizado há mais de 3.000 anos como material essencial na construção. Na América, pode-se destacar a Colômbia como um dos países exportadores de know-how sobre tal tecnologia, uma vez que possui grande variedade de espécies de bambu, em seu território. Existem, inclusive, nesse país, programas habitacionais baseados na construção com bambu por ser mais barato que materiais de construção comumente usados e oferecer ótimas propriedades em relação à construção civil. (MEIRELLES; OSSE, 2018). Pode ser citado como exemplo de estrutura feita em bambu a Green School em Bali feita pelo Arquiteto Colombiano Simón Velés em parceria com o Artesão Marcelo Villiega. (MEIRELLES, Célia Regina Moretti).

Características Físicas do Bambusa Vulgaris

O bambu é formado basicamente por feixes de fibras longitudinais unidas fortemente por uma substância aglutinante, e é considerado um material ortotrópico (qualidade de material cujas propriedades mecânicas são únicas e dependem das direções em que são analisadas). O teor de umidade natural varia de 13% a 20%, dependendo do clima e da umidade local, também podendo ser classificado como um material higroscópio, que se dilata com o aumento de umidade e contraindo-se com a perda de água. O teor de umidade adequado para ser usado é em torno de 12% a 15% (GHAVAMI, 2001; DA SILVA, 2007). 

Entre as características físicas que são necessárias para caracterizar o bambu destacam-se o teor de umidade, a densidade e o peso específico, parâmetros que influenciam na sua resistência. Já a densidade depende da estrutura anatômica, crescendo da camada mais interna para a parte externa do colmo, e ao longo do colmo cresce da base para o topo (HIDALGO, 2003; DA SILVA, 2007).

Falando-se da orientação das fibras, a resistência à tração e a compressão, o cisalhamento e o módulo de elasticidade, são fundamentais para a caracterização mecânica do bambu que será usado como elemento de reforço da matriz de concreto. Devido a esta orientação torna-las paralelas ao eixo do colmo, o bambu resiste mais à tração do que à compressão. Todas essas propriedades variam em função da localização do colmo e do fato do corpo-de-prova ter ou não nós, para um mesmo bambu. GHAVAMI E HOMBEC (1981), BERALDO (1987) observaram que na maioria dos ensaios, o rompimento dos corpos-de prova aconteceu aonde ficam os nós, por ser um ponto de descontinuidade das fibras, ocorrendo mudanças que alteram sua seção, sendo um ponto de concentração de tensões.

Tomando dados de pesquisas feitas por alguns dos pesquisadores a seguir, foi definido que a resistência à tração do bambu é bem mais alta que sua resistência à compressão. (GHAVAMI, 1995; GHAVAMI; SOUZA, 2000; e LIMA JR. et al, 2000) pesquisaram esta característica mecânica de diferentes tipos de bambus, tais como o Dendrocalamus giganteus, Bambusa vulgaris, Guadua angustifólia, chegando a valores compreendidos entre 40 MPa e 215 MPa. A resistência ao cisalhamento do bambu, paralelo às fibras, é de modo geral, 8% da sua resistência à compressão (JANSSEN, 1995). (ATROPS apud ROBLES, 1981), afirma que a resistência ao cisalhamento aumenta com a redução da espessura da parede, ou seja, da base para o topo da peça de bambu. (GHAVAMI; TOLEDO FILHO, 1991) estudaram a resistência de cisalhamento normal às fibras em várias espécies de bambu e obtiveram para o Bambusa vulgaris um valor médio de 41,20 MPa para uma região sem nó. O módulo de elasticidade de corpos-de-prova de bambu sem nó apresenta valores superiores aos com nó (GHAVAMI, 1991).

Para a espécie Bambusa vulgaris, sem nó, o valor do módulo de elasticidade, varia entre 10 GPa e 15 GPa (LIMA JR. et al,1996). Se comparado com o módulo de elasticidade do aço, sendo Es = 210 GPa, verifica-se que o módulo de elasticidade do bambu é cerca de 20 vezes menor (DA SILVA, 2007).

Em suma antes de utilizar o bambu na construção ou como forma de arranjo para decoração deve-se estudar e analisar todas as suas características, para escolher o que melhor se encaixa em suas necessidades, pois devido à grande variedade e tipos de bambu pode haver um equívoco quanto as suas atribuições e variações quando a humidade, resistência entre outros fatores que podem influenciar na qualidade da obra ou efeito desejado (DA SILVA, 2007; MARÇAL, 2008).

Utilização e Tratamento do Bambusa Vulgaris

De acordo com Anna Carolina A. Naccache (p.02 apud, 2002 GHAVAMI), “O uso do bambu pode tornar a construção de casas menos custosa, pois o bambu em muitos casos consegue substituir o aço na construção civil além de ter um baixo custo de produção”.

Ao ser usado em construções o bambu pode passar por diversos tipos de tratamentos, naturais ou químicos, para seu melhor aproveitamento e durabilidade. A escolha de qual tratamento utilizar, deve ser feita em cima de um estudo no bambu, para avaliar qual a melhor intervenção. Esta avaliação levará em consideração o estado do material coletado, o tempo de corte, e determinará a quantidade de material que será aplicado e a quantidade a ser tratada (GHAVAMI, 2002). Alguns desses tratamentos são o afogamento, tratamento com maçarico, tratamento com Bórax e tratamento com água e cal que foi escolhido pelo grupo (NACCACHE, 2002).

O método da água e cal consiste em imergir o bambu em um recipiente com estes componentes, sendo mais recomendado para bambus recém-cortados evitando assim que o resultado seja afetado pela perda de água ou variação de volume do material devido ao corte.

Segundo Celia Regina Moretti Meirelles, doutora em engenharia civil e professora da Universidade Presbiteriana Mackenzie, o bambu pode ser usado de inúmeras formas em uma construção, desde um reforço para o concreto até substituir o aço.

Estruturas com bambus roliços foram datadas com mais de 100 anos em países como a Colômbia, Indonésia e o Peru, e até hoje não apresentam falhas graves em seu uso. A vantagem deste material é que além de existir em grande abundância ele ainda pode ser usado de diferentes modos e em conjuntos com outros materiais, exemplos são o bambu e a terra, bambu e cimento ou até bambu e vidro. Ainda é possível ripa-lo para que se transforme em várias travessas longitudinais flexíveis e resistentes a tração, possibilitando desenvolver trançados e estruturas em casca com seus feixes. Exemplo desta forma de uso vem direto da China que fabricam diversos tipos de bambu com diferentes laminações, resistências, flexibilidade e outras propriedades (MARÇAL, 2008).

Conforme pesquisas do engenheiro civil Vitor Hugo Silva Marçal e Secretário Executivo da Associação Brasileira de Produtores de Bambu (ABPB), qualidades como essas permitem que a resistência do bambu suporte estruturas de até dois andares sem problemas, porém as normas de qualidade e execução da obra devem ser sempre seguidas. Se misturado a outros elementos como aço e concreto o seu uso se torna muito mais amplo possibilitando de forma fácil uma resistência alta o suficiente para diversos pavimentos.

Materiais e Métodos

O trabalho será desenvolvido no Laboratório de Engenharia Civil da Universidade Federal de Mato Grosso e se refere ao estudo da capacidade resistência a tração do Bambusa Vulgaris.

Para a realização dos experimentos de resistência a tração do bambu serão utilizados dois tipos de metodologia, a qualitativa e a quantitativa. Respectivamente na primeira as informações foram obtidas através de livros, artigos, monografias, resumos científicos e normas brasileiras - NBR. Já na parte quantitativa serão utilizados colmos de bambu da espécie Bambusa vulgaris, retirados do município de Nossa Senhora do Livramento – MT, a cerca de 30 km de Cuiabá. O bambu recolhido apresentou diâmetro externo médio entre 6 a 12 cm e espessura média entre 0,9 a 1,5 cm, os mesmos foram cortados com facão a uma altura cerca de 30 cm do solo.

Para a confecção das amostras serão efetuadas as seguintes operações: abate dos colmos com corte transversal em serra circular, desgalhamento, junção e transporte, depois as peças serão colocadas submersas dentro de um reservatório com água e cal pelo período de uma semana, em seguida é feita a estocagem e secagem natural ao ar. Após o processo de tratamento os corpos de prova serão cortados de maneira a serem usados no equipamento de teste de tração (conforme Figura 1) e então levados para o laboratório e submetidos aos testes de resistência a tração comparando colmos não tratados com os tratados por água e cal. 

A montagem das amostras e os ensaios de resistência foram feitos “apoiados” na norma brasileira para madeira, NBR 7190, devido a não existência de normas especificas para este material e esta estar sendo usada como referência para a criação de normas especificas para o bambu.

O tratamento com água e cal é feito através da obtenção da água de cal pela agitação da mistura de cal hidratada com água e da decantação do leite de cal por 24 horas, partículas de hidróxido de cal que ficam em suspensão após a mistura devido à baixa solubilidade da mistura. Após este procedimento o bambu é então imerso na água de cal durante uma semana. Esse tratamento é recomendado para bambus recém-cortados, uma vez que com o tempo o material começa a perder água e variar de volume (NACCACHE, 2002).

Referências

MEIRELLES, Célia Regina Moretti; OSSE, Vera Cristina. A utilização do bambu na arquitetura: as questões de conforto ambiental e estrutura. Disponível em: . Acesso em: 19 jul. 2018.

MARÇAL, Vitor Hugo Silva. USO DO BAMBU NA CONSTRUÇÃO CIVIL. 2008. Disponível em: . Acesso em: 19 jul. 2018.

MARÇAL, Vitor Hugo Silva. Bambu pode suportar carga superior à do próprio aço. Disponível em: . Acesso em: 19 jul. 2018.

DA SILVA, Osvaldo Ferreira. ESTUDO SOBRE A SUBSTITUIÇÃO DO AÇO LISO PELO BAMBUSA VULGARIS, COMO REFORÇO EM VIGAS DE CONCRETO, PARA O USO EM CONSTRUÇÕES RURAIS. 2007. 166 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Civil, Centro de Tecnologia da Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2007. Disponível em: . Acesso em 19 jul. 2018 

NACCACHE, Anna Carolina Aiex. TRATAMENTOS DO BAMBU COMO REFORÇO EM CONCRETO. Disponível em: . Acesso em: 19 jul. 2018.

Antonio. Apuama: Norma brasileira para estruturas de bambu. 2017. Tag Bambu. Disponível em: . Acesso em: 21 set. 2018.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190: Projeto de Estruturas de Madeira: Referências. Rio de Janeiro, 1997.