Partie 2 - Applications
3. L'écart et le commun. De la philosophie aux questions spatiales
O betão é um dos materiais mais utilizados em todo o mundo devido às suas características gerais: é um material universal, versátil e durável. No geral, os edifícios em betão fornecem um ambiente interior seguro, saudável e confortável. O seu potencial estético, que tanto pode imitar pedra como criar formas modernas, aliado à sua capacidade técnica, permite transformar o betão no material estrutural por excelência. É por estas razões que é o segundo material mais consumido no mundo, logo depois da água (European Concrete Platform, 2009).
As primeiras utilizações do betão, ou de um material com características semelhantes, chamado betão romano, são associadas a uma argamassa de união entre pedras, pois como sistema contínuo, com características monolíticas, era um material bastante débil à tração (Castro, 2008).
O betão é um produto artificial e compósito, constituído por água, areias grossas (godo ou brita), areias finas e um ligante hidráulico (cimento). Atualmente são adicionados outros elementos em pequenas quantidades, que provocam alterações favoráveis à sua função, como adjuvantes (elementos que alteram o comportamento do material, como aceleradores ou retardadores de presa, entre outros) e adições (puzolanas, corantes, etc.) (Castro, 2008). O betão, como material individual, apresenta uma boa resistência à compressão mas reduzida resistência à tração, o que condiciona as suas capacidades estruturais. Por essa razão, utiliza-se normalmente uma solução mista, ao acrescentar elementos de aço, as armaduras, que permitem melhorar o comportamento à tração do conjunto, obtendo desta forma o betão armado (European Concrete Platform, 2009).
Pela sua constituição inicial semi-líquida, o betão oferece uma maior liberdade plástica ao sistema mas, pelo mesmo motivo, obriga a uma estrutura secundária, a cofragem, que serve para dar a forma desejada. Esta estrutura, normalmente em madeira, vem acrescentar um maior investimento ao valor do conjunto. Por causa deste processo, também a necessidade de secagem aumenta a duração dos trabalhos.
Existem atualmente vários tipos de betão, que variam principalmente pela sua composição ou método de produção. Assim, o betão comum, cuja massa volúmica se situa entre o 2000 e 2600kg/m3, é o material mais comum de produção tradicional. O betão
pesado, cuja massa volúmica ultrapassa os 2600kg/m3, é utilizado para espaços com necessidade de proteção a radiação e, para isso, os agregados comuns são substituídos por agregados pesados, como elementos de sucata. O betão leve surge como reforço estrutural e apresenta uma massa volúmica entre os 800 e 2000kg/m3. Estas variantes do
betão são assim associados a alterações de composição do betão tradicional (NPEN206- 1:2005).
Alterando o método de produção, podemos encontrar o betão fresco, que é misturado e compactado na obra, permitindo maior viscosidade e consequentemente maior habilidade para trabalhar a forma. A construção in situ, com a execução dos elementos estruturais nos próprios locais de construção, permite aos projetistas darem atenção aos detalhes mas também pode influenciar a qualidade do produto final. O betão pré-fabricado, produzido em modelos standard, permite um maior controlo de desperdícios e maior rigor no desenho. A pré-fabricação de elementos de betão armado permite acrescentar à construção a eficiência dos métodos industrializados, os sistemas de controlo de qualidade que as condições industriais permitem e a redução drástica do tempo e custo de execução. Existe ainda o betão projetado, que implica uma tecnologia mais avançada e por isso é utilizado em situações especificas, como construção de túneis (Cement Concrete & Aggregates Austrália, 2010).
O betão apresenta-se como um material versátil que pode trazer benefícios sustentáveis, em termos económicos, com a sua massa térmica, durabilidade, resistência ao fogo, comportamento acústico, adaptabilidade e capacidade de reciclagem. “O betão é um dos materiais de construção mais sustentáveis quando é considerada a energia consumida na sua produção e as suas propriedades inerentes de uso” (European Concrete Platform, 2009 – p.6).
A Portland Cement Association and Environmental Council of Concrete Organization e a Cement Concrete & Aggregates Austrália assumem várias razões para considerar o betão um material sustentável. A eficiência de recursos é um aspectos a considerar nesta análise, pois a componente mais utilizada no cimento é o calcário, que é o mineral mais abundante na terra. É importante ainda referir que o betão pode ser feito com cinzas volantes, escórias de cimento e sílica de fumo, todos produtos residuais provenientes de instalações eléctricas, siderurgias e outras indústrias, ou seja, resultantes da reciclagem ou reutilização. Outra das considerações sustentáveis sobre o betão prende-se com a pouca energia que a produção deste material exige, principalmente quando é comparada com a fabricação do aço. A minimização de desperdícios, ao produzir apenas a quantidade
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Briefing 13 APRIL 2010 Page 7 ■ In some circumstances, post-
tensioned concrete slabs can be penetrated to provide access for ducts and the like. They derive their tensile strength from high strength steel tendons, spaced at approximately 1-m centres. Depending on the specific application and provided sufficient concrete remains with sufficient compressive strength, the concrete may be penetrated between the tendons without the need for strengthening.
■ Central city tower blocks are now
also being recycled, as highlighted in CCAA’s Concrete Concepts
Case Study 14 16 on Condor Tower in Perth where a 10-storey office building was converted to a 29-storey residential tower.
Figures 8 and 9.
Effective building reuse usually requires the building structure to be left largely intact. Refurbishing:
■ saves natural resources,
including the raw materials, energy and water. Materials otherwise required for new structures;
■ reduces the quantity of solid waste sent to landfill;
■ prevents pollution that would result from the extraction, manufacturing and transportation of virgin materials. The high durability of concrete buildings is a key factor in their suitability for reuse. In addition to its long service life, concrete offers a low-maintenance surface. Planned maintenance will assist in lengthening a building's life and improve the chances of its reuse.
The Green Building Council, Australia’s17 Green Star assessment tool, recognises the importance of building reuse by awarding it additional credit points which assist in achieving a higher 'green' rating for the building.
Concrete – the responsible choice
From a social perspective, concrete buildings provide a safe, healthy and comfortable interior environment. Well developed design principles complying with the relevant codes and standards provide structural integrity. Concrete floors exhibit low vibration, and concrete walls can be easily weather proofed. Excellent fire
resistance and good acoustic performance enhance the quality of life in concrete buildings.
Concrete buildings have a low environmental impact, low whole- of-life energy use and associated greenhouse gas emissions. The high thermal mass of concrete leads to efficient passive thermal design. Its relatively light colour (high Albedo) can lead to a considerable reduction in the heat-island effect of cities and towns. Concrete materials are particularly suited to recycling. Economic considerations rate highly in the decision-making process for new construction. Sensible selection of various concrete elements, such as precast concrete, tilt-up and
Figure 8 Original and final structure, reuse of Condor Tower, Perth
Figure 9 Condor Tower, Perth after extension and adaptation ORIGINAL FINAL
pavimentos ou enchimentos, contribuem também para o seu comportamento sustentável (Cement Concrete & Aggregates Austrália, 2010).
É de referir também a reação das estruturas de betão ao tempo, pois em situações normais não provoca alterações na sua composição, pelo que a expectativa de vida dos edifícios aumenta com a utilização deste material. Ao ser resistente ao fogo, o betão não arde e não emite fumos nem gases tóxicos, por isso não necessita de medidas adicionais para a proteção dos seus elementos.
A eficiência energética associada à massa térmica do betão é reconhecida como uma das características mais relevantes no comportamento deste material. Ao absorver e reter o calor, o betão reduz o consumo energético e promove o conforto, sem ser necessário recorrer exclusivamente a equipamentos secundários. Também a refletividade, que minimiza os efeitos de ilha de calor, e a permeabilização das superfícies, que evita o desequilíbrio do ecossistema natural, são vantagens da utilização do betão (Cement Concrete & Aggregates Austrália, 2010).
Em relação ao seu comportamento acústico, o betão apresenta-se como uma boa barreira ao som pela sua massa. Para vãos normais, a alta densidade do betão permite o amortecimento natural e uma consequente baixa vibração. Desta forma, pode dizer-se que o betão tem um bom comportamento acústico e de vibração.
Existe ainda a possibilidade de reutilização de edifícios, podendo ser adaptados com alguma facilidade. A reutilização permite poupar recursos naturais (materiais, energia e água) bem como reduzir resíduos sólidos e emissões poluentes. Muitas vezes é também possível aumentar a estrutura, como foi feito, por exemplo, na Condor Tower, em Perth (Cement Concrete & Aggregates Austrália, 2010). A durabilidade do betão é a característica chave para a sua reutilização.
Figure 8 - Esquema da operação de reutilização do edifício Condor Tower, em Perth, através do aumento da estrutura. Fotografia do resultado final.
■ In some circumstances, post-
tensioned concrete slabs can be penetrated to provide access for ducts and the like. They derive their tensile strength from high strength steel tendons, spaced at approximately 1-m centres. Depending on the
specific application and provided sufficient concrete remains with sufficient compressive strength, the concrete may be penetrated between the tendons without the need for strengthening.
■ Central city tower blocks are now
also being recycled, as highlighted in CCAA’s Concrete Concepts
Case Study 14 16 on Condor
Tower in Perth where a 10-storey office building was converted to a 29-storey residential tower.
Figures 8 and 9.
Effective building reuse usually requires the building structure to be left largely intact. Refurbishing:
■ saves natural resources,
including the raw materials, energy and water. Materials otherwise required for new structures;
■ reduces the quantity of solid
waste sent to landfill;
■ prevents pollution that would
result from the extraction,
manufacturing and transportation of virgin materials.
The high durability of concrete buildings is a key factor in their suitability for reuse. In addition to its long service life, concrete offers a low-maintenance surface. Planned maintenance will assist in lengthening a building's life and improve the chances of its reuse.
The Green Building Council, Australia’s17 Green Star assessment
tool, recognises the importance of building reuse by awarding it additional credit points which assist in achieving a higher 'green' rating for the building.
Concrete – the responsible choice
From a social perspective,
concrete buildings provide a safe, healthy and comfortable interior environment. Well developed design principles complying with the relevant codes and standards provide structural integrity. Concrete floors exhibit low vibration, and concrete walls can be easily weather proofed. Excellent fire
resistance and good acoustic performance enhance the quality of life in concrete buildings.
Concrete buildings have a low environmental impact, low whole- of-life energy use and associated greenhouse gas emissions. The high thermal mass of concrete leads to efficient passive thermal design. Its relatively light colour (high Albedo) can lead to a considerable reduction in the heat-island effect of cities and towns. Concrete materials are particularly suited to recycling. Economic considerations rate highly in the decision-making process for new construction. Sensible selection of various concrete elements, such as precast concrete, tilt-up and
Figure 8 Original and final structure, reuse of Condor Tower, Perth
Figure 9 Condor Tower, Perth after extension and adaptation
Estes são assim os argumentos mais relevantes para a defesa do betão como material sustentável, pelo que em alguns casos são características difíceis de quantificar para permitir uma comparação realista com outro material estrutural.
Nesta análise, é importante perceber o processo em que se inserem as avaliações de ciclo de vida dos elementos em betão, de maneira a esclarecer as etapas do ciclo de vida que envolvem o seu processo de fabricação. Desta forma, é essencial distinguir os quatro principais sistemas que envolvem as estruturas em betão: a produção de betão, a produção da cofragem, a produção dos reforços (armaduras) e a construção da própria estrutura. No entanto, é importante salientar que estes sistemas envolvem também outros sistemas, como a produção do betão, que pressupõe a produção de cimento e a produção de agregados, ou a construção, que envolve a colocação dos vários elementos, como a cofragem, as armaduras e o betão e a remoção da cofragem. Isto significa que a análise da construção de uma estrutura em betão armado, implica a consideração de todas as operações necessárias para chegar ao produto final (Johnson, 2006).
É apresentado o esquema geral da construção da estrutura em betão armado, bem como os sistemas diretamente envolvidos no processo e as entradas e saídas envolvidas. Assim, em todos os processos é contabilizada a utilização de energia e recursos e a produção de desperdícios e emissões, os grandes contribuintes dos impactos ambientais resultantes de todos os processos.