A terra é um dos mais antigos materiais utilizados na construção. Seu resgate vem se intensificando na última década na medida em que a demanda por construções mais sustentáveis se estabelece. O alto custo energético dos materiais mais industrializados faz o ser humano redescobrir a terra: inesgotável e acessível a todos.
A terra tem nobreza histórica. As primeiras formas de habitação no Egito, na Mesopotâmia ou na China datando de 9.000 a.C., usavam a terra como matéria-prima (ABCTerra, 2006). Na Europa a construção com terra foi muito difundida a partir da Idade média.
No Brasil, as primeiras construções erguidas pelos portugueses foram de Taipa e Pau a Pique. Mais tarde as reforçadas casas e igrejas coloniais brasileiras foram feitas de taipa de pilão onde a existência de pedras era mais escassa. O uso da cerâmica também é bastante antigo, porém foi com sua industrialização que esta passou a ser utilizada em grande escala nas construções em todo o território brasileiro.
Hoje, a terra é o material de mais baixo custo e baixíssima toxicidade, porém pelo seu largo uso e extração dessa matéria-prima, em muitos locais o solo está se exaurindo. Por outro lado, as questões sociais e econômicas deste material, por ser de baixo custo e consagrado na construção de edifícios no Brasil, devem ser consideradas.
4.1.3.1 A cerâmica como material de construção
De acordo com o Sidra (2006), aproximadamente 80% das construções habitacionais no Brasil são construídas com blocos e telhas cerâmicos. O baixo custo, facilidade de encontrar no mercado e facilidade de trabalhar com o material, apresentam-se como grandes vantagens para os materiais cerâmicos. Por definição, a cerâmica é a “pedra artificial obtida pela moldagem, secagem e cozedura das argilas ou de misturas contendo argilas” (BAUER, 1994. p.526).
O uso da cerâmica na construção é comum como componente de alvenaria, como os tijolos e blocos de diversas formas e dimensões, como também para telhas, louças sanitárias, pisos e azulejos. Todos os materiais cerâmicos para construção são facilmente encontrados, fáceis de trabalhar e suas características físicas e econômicas mostram um material versátil e de alto grau de transferência tecnológica.
A fabricação do material passa por algumas etapas: extração do barro, preparo da matéria- prima, moldagem, secagem, cozimento, esfriamento. O quadro abaixo mostra as emissões que ocorrem em todas as fases. Casanova (2003) alerta para a etapa do cozimento. Em seus estudos ele afirma que, para uma casa de alvenaria de 40 metros quadrados, utiliza-se 12 árvores de médio porte ou 170 litros de óleo queimados, gerando poluição, principalmente por dióxido de carbono.
Quadro 5 – Materiais e emissões na produção de cerâmica
NOx, em combustão
SO2, no processo de combustão que utilizam combustíveis contendo enxofre
CO2, presentes em todas as emissões quentes das fases de secagem e queima.
Decomposição e combustão, de carbonatos e substâncias orgânicas, respectivamente, destas substâncias
Fluoreto de hidrogênio, resultante da decomposição térmica de matérias-primas, que contém flúor, provenientes de compostos dos íons fluoretos
M at er ia is e e m is sõ es na p ro du çã o de CE RÂ M IC A (b lo co s e te lh as )
Material particulado, na extração, mistura, moagem e laminação da matéria-prima
Fonte: John, Oliveira e Lima, 2007. p. .23.
Por outro lado, a partir de estudos sobre a reutilização de material de demolição como agregado para concreto, pode-se afirmar que os resíduos da cerâmica apresentam bom desempenho e, portanto, este se torna um fato relevante ao se pensar no material sob a ótica da sustentabilidade. Seu uso deve ser encorajado, pelo melhoramento tecnológico, incentivo à pequenas indústrias e dispersão de conhecimento sobre este fato.
4.1.3.2 O solo estabilizado como material de construção
As tradições de erguer a arquitetura com solo estabilizado, acumuladas ao longo de 10 mil anos, quase caíram no esquecimento, quando os materiais de construção começaram a ser
industrializados. Um padrão de qualidade é necessário para a produção em larga escala, o que não se conseguia com a construção em terra.
Segundo o ABCTerra (2006), a desvalorização do solo estabilizado como material construtivo remonta há pouco mais de três séculos, quando foi substituída pelo tijolo cozido, posteriormente industrializado e promovido pela sociedade industrial rica em energia. A partir de então, a casa de terra crua passou a significar habitação característica dos menos favorecidos e, portanto, repudiada.
Muitos estudos ultimamente vêm procurando formas de melhorar o comportamento físico- mecânico do solo estabilizado para garantir-lhe longevidade e conseqüentemente viabilidade técnica.
Pode-se citar como principal vantagem o aspecto sustentável do material. Há economia, já que a terra é abundante em muitos locais e o desperdício pode ser reaproveitado. Em paredes portantes, há economia na estrutura. Há sustentabilidade ambiental, já que há baixo consumo energético em sua produção e baixa emissão de poluentes. O uso do cimento pode ser diminuído. E enfim, existe a sustentabilidade social, já que a terra possui maior viabilidade econômica.
O número de desempenhos do material é grande: bom desempenho térmico (por diminuir ou retardar a transferência de calor ou inércia térmica); bom isolamento acústico quando usado em paredes monolíticas espessas e boa absorção acústica quando o acabamento fica rústico e rugoso. O material também é incombustível e não conduz eletricidade (MINKE, 2001).
A boa qualidade do ar interior das edificações com sistema de solo estabilizado é uma grande vantagem. Além disso, há o conforto psicológico, também citado pelo ABCTerra (2006), já que a terra é vernacular, maternal, protetora, familiar e aconchegante. O material permite liberdade de criação, já que pode ser moldado trazendo uma arquitetura mais orgânica.
Em relação às desvantagens, a principal encontrada é dificuldade de transferência do sistema construtivo com solo estabilizado. As soluções devem ser pensadas no local de inserção, para cada solo é necessário fazer novos ensaios de caracterização e muito tempo é gasto no canteiro de obras. Outro fator apresentando por Bauer (1994) é a questão do peso, que é maior do que a alvenaria com blocos cerâmicos, o que acarreta em aumento de carga nas fundações.
Se não for corretamente estabilizada, a terra também é um material sensível à umidade e a sulfatos, necessitando muitos cuidados no projeto (beirais largos, fundação impermeabilizada, boa ventilação). O sistema construtivo também é bastante inflexível, reformas e ampliações podem ser complicadas e as instalações, se não forem previstas, devem ficar aparentes. O material muitas vezes não tem boa aceitação tanto pela mão-de-obra, quanto pelas pessoas que relacionam a construção com terra com insalubridade e pobreza.
Tijolos e blocos: no sistema de alvenaria estão notadamente o adobe e as técnicas de tijolos e blocos, compactados ou prensados.
Os blocos de Adobe (compacto, sem furos) são e foram muito utilizados no Brasil, principalmente na região Nordeste. Apresentam-se como boa alternativa para as vedações verticais por suas boas características térmicas e acústicas e, segundo Bauer (1994), os blocos podem resistir à compressão de até 7MPa, um valor bem acima da exigência da norma brasileira. A preparação do adobe é feita em solo argiloso. Faz-se um buraco perto do local da obra onde há solo apropriado, colocando-se água. Depois, amassa-se com os pés até sentir que tem boa liga. O barro é posto em formas de madeira com as dimensões de 40 cm de comprimento, 20 cm de largura e 15 cm de altura. A fôrma é molhada antes de se colocar a argila. Depois, realiza-se um processo de secagem ao sol por 10 dias, virando-o a cada 2 dias (LENGEN, 2004).
Outro componente de alvenaria que vem ganhando espaço nas construções sustentáveis é o bloco ou tijolo de solo-cimento, que pode tanto ser manufaturado na obra, como comprado pronto por empresas que o produzem em série. Pode-se encontrar, no mercado brasileiro, tijolos com espessura de 6,25 cm e tamanhos que variam de 10x20 cm, 12,5x25 cm e 15x30 cm. Os furos internos têm 6,6 cm de diâmetro e servem para embutir as colunas estruturais e tubulações. São assentados com “cimentcola” numa espessura de 2mm e posteriormente rejuntados.
Para tijolos de 25x12,5x6,25cm (considerados padrão), a produção no local da obra com uma prensa manual, pode chegar a 200 módulos por hora com 3 pessoas trabalhando. Com assentamento tipo filete de massa com solo-cimento tem-se 64 peças por metro quadrado. Produz-se, portanto 3,45 m² de parede por hora, sem contar o tempo gasto no assentamento dos tijolos (SAHARA, 2006).
Paredes monolíticas: encontram-se as técnicas de terra compactada, geralmente em moldes, com as denominações mais conhecidas como taipa de pilão, tapia, tapial, e painéis de solo- cimento; A exemplo de paredes monolíticas, existe o sistema PISÉ (Pneumatically Impacted Stabilized Earth), uma técnica considerada revolucionária. O arquiteto americano David Easton começou explorando as possibilidades de adaptação da tecnologia pneumática de produção de concreto à da taipa de pilão tradicional. Uma mangueira de alta pressão conduz e despeja a mistura com terra/agregado levantando-se as paredes sobre fôrmas de taipa. Utilizam-se fôrmas de madeira em apenas um lado, que pode ser reaproveitada na confecção de outras paredes. O arquiteto afirma que é possível produzir 108 metros quadrados por dia de paredes com 20 centímetros espessura (EASTON, 2006).
Pau a pique: O Pau a Pique também vem se desenvolvendo com algumas variações, inclusive com fabricação de painéis pré-moldados que facilitariam o canteiro de obras, este entra em técnicas mistas que utilizam principalmente a madeira como estrutura portante e a terra como material
de vedação ou enchimento dos entramados, estes geralmente de madeira, em forma de varas, cipós ou peças de pequena seção (NEVES et al, 2006).
Terra ensacada: a terra pode ainda ser ensacada para uso em muros de contenção ou como um sistema construtivo portante.Também é conhecida como Super Adobe.
4.1.3.3 Estabilização dos solos para construção de edifícios
Para o uso da terra crua como material de construção, é necessária a sua estabilização, que é um recurso aplicado para melhorar suas propriedades. A estabilização de um solo pode ocorrer por meios químicos, térmicos ou mecânicos e o tipo de tratamento vai depender da estrutura e das propriedades geotécnicas e físico-químicas do solo em questão.
Para Silveira (1994) os solos com alto teor de argila são os mais indicados para serem estabilizados com cal, formando silicatos e aluminatos de cálcio, pela troca iônica do cálcio com a água. Estes silicatos monocálcicos trariam resistências compatíveis para uso como material portante em alvenarias, tanto em paredes monolíticas como em tijolos ou blocos.
Quanto ao uso do cimento para estabilização do solo (solo-cimento) Nunes (2000) afirma que são produzidos vínculos químicos entre as superfícies dos grãos do cimento e as partículas de solo que estão em contato com o mesmo. Para o autor, os solos predominantemente arenosos respondem melhor à estabilização com cimento.
Frente às questões ambientais que a indústria do cimento vivencia hoje, outras formas de estabilização do solo vêm sendo estudadas.
Como uma alternativa muito eficiente e de alta tecnologia, Silveira (1994) exemplifica os tijolos Silico-Calcáreos, que são compostos de uma mistura homogênea de areia fina e cal. O princípio de estabilização deste tijolo é mecânico, pois os tijolos são moldados em prensa hidráulica e passam por autoclave com alta pressão.
Silveira (1994) também sugere o solo-cal-cinza. A mistura foi feita com a cinza do resíduo do carvão da Usina Termo-Elétrica de Tubarão. Nos seus ensaios, os corpos-de-prova curados ao sol apresentaram resistência à compressão de 7Mpa aos 45 dias e 9Mpa aos 60 dias. O solo indicado é o da formação Botucatu da região de Lages – SC, com composição de alto teor de quartzo e com teor de 25 a 30% de silte e argila. Foram adicionadas 10% de cal hidratada e 20% de cinza volante.
Velten et al (2006) testaram um bloco de pavimentação de solo-cal-escória. A escória é de alto forno granulada moída, vinda de siderúrgicas. Nos ensaios concluiu-se que com 10% de escória ativada e 10% de cal misturadas ao solo, obtêm-se as exigências mínimas da norma para resistência mecânica. Os desempenhos máximos foram obtidos com 15% de cal hidratada e 20% de escória ativada.
Alguns pesquisadores ainda estão estudando misturas com fibras vegetais como agregado e estabilizante, para diminuir a quantidade de terra e cimento:
Milani e Freire (2006) testaram uma mistura de solo-cimento-casca de arroz. A casca é resíduo do beneficiamento do arroz e foi triturada e peneirada para ser imersa em solução de cal. Isso foi necessário para a maior coesão das partículas e para diminuir a incompatibilidade físico-química da casca com o cimento. O solo arenoso foi o mais indicado e os resultados mais promissores (resistência à compressão de 3,48 MPa em 28 dias) foram os que tinham 12% de cimento e 12% de mistura de 80% de cimento e 20% de casca de arroz. Um problema encontrado foi o aumento da umidade ótima e absorção de água com o aumento da quantidade de casca de arroz, o que acarreta problemas na construção de paredes com o material. Além disso, a quantidade de cimento ainda está muito elevada mostrando que a casca não substitui este elemento, servindo como agregado.
Eko e Rikowski (2004) ainda testaram a adição de fibra do bagaço de cana-de-açúcar na mistura de solo cimento. Nos testes de laboratório, com 20% de fibra do bagaço de cana e 10% de cimento já se obteve 2,8 MPa de resistência à compressão. A umidade ótima e absorção de água na amostra não foram testadas.
Como agregado, para diminuir a quantidade de terra da mistura de solo-cimento, Souza, et al (2006) testaram o uso de Resíduos de Construção e Demolição (RCD). Percebeu-se que o uso de 60% de RCD, além de aumentar a resistência (4,6MPa aos 28 dias), diminuiu a absorção de água de 17% para 12% e a quantidade de cimento na mistura, já que estes valores são referentes ao uso de 6% de cimento. Mostrando um material mais eficiente, mais ecológico e mais barato.
Outras formas de estabilização aparecem em diversas pesquisas: ácido fosfórico, polímeros e resíduos de diversas indústrias, mostrando quão vasto pode ser este campo de estudos.