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Consumo de madeira para fins provisórios em obras em concreto armado moldado in loco

Timber consumption for temporary works by buildings with the cast in situ reinforced concrete

Resumo

Estruturas de edifícios em concreto armado moldado in loco utilizam madeira para fôrmas, escoras, andaimes, elementos de segurança e estruturas provisórias de canteiro, que caracterizam a subutilização do biomaterial em uma função de curto ciclo de vida e baixo valor agregado. O objetivo deste trabalho é levantar o consumo de madeira para fins provisórios em obras verticais com estrutura em concreto armado moldado in loco. Utilizou-se dados secundários obtidos por meio de uma revisão sistemática e exploratória de artigos nacionais e internacionais sobre uso, reuso e descarte da madeira. Para estudos com dados primários de edifícios habitacionais verticais o consumo de madeira por área construída foi de 0,002 a 0,054 m³/m². Para estudos com dados secundários e edifícios verticais de outros usos, o consumo de madeira foi de 0,002 a 0,077 m³/m². Houve variabilidade dos resultados de 33 vezes (média), explicada pelos métodos de quantificação, aplicações e reuso do material.

Palavras-chave:
Madeira; Resíduos; Construção; Concreto; Habitação

Abstract

Building structures made of cast-in-place reinforced concrete use timber for formwork, struts, scaffolding, safety elements, and temporary construction site structures, which characterize the underutilization of biomaterial in a function of short life cycles and low added value. This work aims to survey timber consumption for temporary purposes in high-rise buildings with reinforced concrete structures cast in loco. Secondary data obtained through a systematic and exploratory review of national and international articles on timber use, reuse, and disposal was used. For studies with primary data for vertical housing buildings, timber consumption per constructed area ranged from 0.002 to 0.054 m³/m². For studies with secondary data and high-rise buildings for different uses, wood consumption ranged from 0.002 to 0.077 m 3 /m 2 . There was variability in the results of 33 times (average), explained by the methods of quantification, applications, and reuse of the material.

Keywords:
Wood; Waste; Construction; Concrete; Housing

Introdução

No Brasil cerca de 95% das habitações possuem envoltória em alvenaria (IBGE, 2020INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA ESTATÍSTICA. Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílio (PNAD): contínua. 2020. Disponível em: Disponível em: https://www.ibge.gov.br/estatisticas/sociais/educacao/17270- pnad-continua.html?edicao=24772&t=downloads . Acesso em: 06 jul. 2023.
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) (bloco concreto, cerâmico etc.). Considerado como sistema construtivo convencional, a alvenaria de blocos cerâmicos com estrutura em concreto armado moldado in loco pode ser largamente encontrada em todo o território nacional (ABDI, 2015AGÊNCIA BRASILEIRA DE DESENVOLVIMENTO INDUSTRIAL. Manual da construção industrializada: conceitos e etapas: estrutura e vedação. Brasília: ABIDI, 2015. Disponível em: Disponível em: https://www.abdi.com.br/ . Acesso em: 14 abr. 2023.
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; Carvalho et al., 2014CARVALHO, J. et al. Safety analysis of modern heritage masonry buildings: box-buildings in recife, Brazil. Engineering Structures, Oxford, v. 80, p. 222-240, dez. 2014.). Nesse sistema, baseado em materiais cerâmico e cimentício, também se destaca o emprego da madeira nas fôrmas para concretagem, escoras, estrutura de telhado e esquadrias.

A subutilização da madeira em curto ciclo de vida e com baixo valor agregado, como caixarias para concretagem ou escoras, pode majorar impactos ambientais (Zenid et al., 2009ZENID, G. J. et al. Madeira: uso sustentável na construção civil. 2. ed. São Paulo: Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), 2009.; Kern et al., 2018KERN, A. P. et al. Factors influencing temporary wood waste generation in high-rise building construction. Waste Management , Oxford, v. 78, p. 446-455, ago. 2018. ). Por outro lado, o emprego de biomateriais em finalidades permanentes, como sistemas estruturais ou paredes, explorando as melhores características físico-mecânicas do material, tem o potencial de colaborar com as metas de descarbonização da construção (Cabeza; Chàfer 2020CABEZA, L. F.; CHÀFER, M. Technological options and strategies towards zero energy buildings contributing to climate change mitigation: a systematic review. Energy and Buildings, Amsterdam, v. 219, p. 110009, jul. 2020.; Orlandini, 2021ORLANDINI, L. C. Estratégias para redução das emissões de CO2 e o aumento de estoque temporário de carbono do setor da construção por meio de uso da madeira. Foz do Iguaçu, 2021. 133 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal da Integração Latino-Americana, Foz do Iguaçu, 2021.).

No Brasil, o uso da madeira em fins de longo prazo na construção ainda é pouco explorado (Punhagui, 2014PUNHAGUI, K. R. G. Potencial de redução das emissões de CO2 e da energia incorporada na construção de moradias no Brasil mediante o incremento do uso de madeira. São Paulo, 2014. 289 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Construção Civil e Urbana) - Curso de Engenharia de Construção Civil, Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014. ). O país possui um dos maiores índices de produtividade de floresta plantada do mundo, 29,7 - 38,9 m³/ha (pinus e eucalipto, respectivamente) (IBÁ, 2023INDÚSTRIA BRASILEIRA DA ÁRVORE. Relatório Anual IBÁ 2022. Disponível em: https://www.iba.org/publicacoes/relatórios. Acesso em: 14 abr. 2023.
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). Porém, apresenta o consumo per capita de madeira para construção de 0,039 m³, abaixo de países de porte semelhante, como Estados Unidos (0,412 m³), Canadá (0,520 m³), Rússia (0,095 m³) e China (0,123 m³) (FAO, 2021FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS. FAO Yearbook of Forest Products 2019. Roma, 2021. n. 73. Disponível em: Disponível em: https://www.fao.org/documents/card/en/c/cb3795m . Acesso em: 23 out. 2023.
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).

No Brasil, destaca-se o uso provisório da madeira (fôrmas, andaimes, escoras, tapumes, etc.) para edificação em concreto e alvenaria. Isto colabora para a geração de resíduos de construção, que correspondem a cerca de 227 kg/hab/ano (ABRELPE, 2022ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMPRESAS DE LIMPEZA PÚBLICA E RESÍDUOS ESPECIAIS, Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil 2022. São Paulo, 2022. Disponível em: Disponível em: https://abrelpe.org.br/download-panorama-2022/ . Acesso em: 23 out. 2023.
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). Porém, este fato não é uma exclusividade brasileira, e vincula-se a sistemas construtivos artesanais.

Acredita-se que a quantificação da intensidade de madeira para construção em concreto armado pode deflagrar não somente o problema do passivo ambiental (produção de resíduos), mas dar sensibilidade sobre o modo de uso da madeira pela construção. Alguns países, como Alemanha, Suécia, França, Irlanda, Holanda, Japão, Canada e Austrália, têm explorado melhores finalidades construtivas e incentivado o uso da madeira em fins de longo prazo com objetivos de redução de emissões de CO2 (Rovaris, 2019ROVARIS, C. Estudo para ampliação do uso da madeira para a construção de habitações no Brasil. Foz do Iguaçu, 2019. 224 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal da Integração Latino-Americana, Foz do Iguaçu, 2019.).

Dessa forma, o objetivo deste trabalho é estimar o consumo, reuso e geração de resíduos de madeira na construção de edifícios verticais residenciais com estrutura em concreto armado moldado in loco. Com isso, espera-se gerar subsídios para futuras discussões sobre o modo de uso da madeira pela construção brasileira.

Referencial teórico

No Brasil o estoque de construções verticais multifamiliares tem aumentado ao longo do tempo. Os apartamentos, que em 1981 eram 1,8 milhões de unidades (IBGE, 2021aINSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA ESTATÍSTICA. Banco Multidimensional de Estatística. Dados Históricos da Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios (PNAD). 2021a. Disponível em: Disponível em: https://www.bme.ibge.gov.br/index.jsp?url=https%3A%2F%2F . Acesso em: 06 jul. 2023.
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), somavam em 2019 aproximadamente 10,3 milhões (IBGE, 2021bINSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA ESTATÍSTICA. Sistema IBGE de Recuperação Automática (SIDRA). Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios - Anual (PNAD). Tabela 6820 - Domicílios e Moradores, por tipo de domicílio. 2021b. Disponível em: Disponível em: https://sidra.ibge.gov.br/Tabela/6820 . Acesso em: 14 abr. 2023.
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); um aumento de mais de 5,7 vezes. Nesse tipo de edificação, o sistema estrutural predominante é o concreto armado moldado in loco.

Esse sistema construtivo é caracterizado pelo excesso de atividades em canteiro (ABDI, 2015AGÊNCIA BRASILEIRA DE DESENVOLVIMENTO INDUSTRIAL. Manual da construção industrializada: conceitos e etapas: estrutura e vedação. Brasília: ABIDI, 2015. Disponível em: Disponível em: https://www.abdi.com.br/ . Acesso em: 14 abr. 2023.
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; Caldas et al., 2017; Lima et al., 2021LIMA, L. et al. Sustainability in the construction industry: a systematic review of the literature. Journal of Cleaner Production, Oxford, v. 289, p. 125730, mar. 2021.). Apresenta perdas de recursos materiais nos processos de construção entre 0,033 e 0,128 m3/m2 para edifícios verticais brasileiros, considerando materiais cimentícios, cerâmicos, madeira, gesso, papel, plástico e metal (Ângulo et al., 2015ÂNGULO, S. C. et al. Parte 2: reúso e reciclagem de resíduos de construção em canteiro de obras. In: CAMPOS, A. A.; VASCONCELLOS NETO, F. A. de. (coord.). Gestão ambiental de resíduos da construção civil: avanços institucionais e melhorias técnicas. São Paulo: SindusCon-SP, 2015.). O uso da madeira é geralmente de modo provisório, com aplicações do produto serrado e placas compensadas em sistemas de fôrmas e de proteção coletiva, painéis de Oriented Strand Board (OSB) para tapumes, e toras de eucalipto especialmente para escoras (Oliveira, 2022OLIVEIRA, C. G. de. Fluxo de madeira na execução de construções habitacionais em concreto armado moldado no local. Foz do Iguaçu, 2022. 160 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal da Integração Latino-Americana, Foz do Iguaçu, 2022.; Kern et al., 2018KERN, A. P. et al. Factors influencing temporary wood waste generation in high-rise building construction. Waste Management , Oxford, v. 78, p. 446-455, ago. 2018. ).

De modo permanente, em estruturas de telhado de casas, a madeira pode representar em média de 27% (Oliveira, 2022OLIVEIRA, C. G. de. Fluxo de madeira na execução de construções habitacionais em concreto armado moldado no local. Foz do Iguaçu, 2022. 160 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal da Integração Latino-Americana, Foz do Iguaçu, 2022.) a 42% (Sobral et al., 2002SOBRAL, L. et al. Acertando o alvo 2: consumo de madeira amazônica e certificação florestal no Estado de São Paulo. Belém: Imazon, 2002. Disponível em: Disponível em: https://www.imaflora.org . Acesso em: 14 abr. 2023.
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) do total de madeira consumida. Por outro lado, o uso de madeira em cobertura de edifícios verticais é escasso (Oliveira, 2022) e sua presença em estruturas de esquadrias e pisos têm pouca intensidade (Zenid et al., 2009ZENID, G. J. et al. Madeira: uso sustentável na construção civil. 2. ed. São Paulo: Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), 2009.).

O sistema construtivo convencional, ao utilizar alvenaria de blocos cerâmicos com estrutura em concreto armado moldado in loco compartilha características semelhantes à de países em desenvolvimento, a exemplo da China (Hao et al., 2020HAO, J. et al. Quantifying construction waste reduction through the application of prefabrication: a case study in Anhui, China. Environmental Science and Pollution Research , Heidelberg, v. 28, n. 19, p. 24499-24510, may 2020.), Malásia (Mah; Fujiwara; Ho, 2016MAH, C. M.; FUJIWARA, T.; HO, C. S. Construction and demolition waste generation rates for high-rise buildings in Malaysia. Waste Management & Research, London, v. 34, n. 12, p. 1224-1230, set. 2016. ), Bangladesh (Islam et al., 2019ISLAM, R. et al. An empirical study of construction and demolition waste generation and implication of recycling. Waste Management, Oxford, v. 95, p. 10-21, jul. 2019. ) e Líbano (Bakshan et al., 2015BAKSHAN, A. et al. A field based methodology for estimating waste generation rates at various stages of construction projects. Resources, Conservation and Recycling, Ann Arbor, v. 100, p. 70-80, jul. 2015.).

Devido ao amplo uso da madeira como material provisório, é tratada como resíduo, tema central de pesquisas, e mensurado através de um Indicador de Geração de Resíduos (IGR) (Mah; Fujiwara; Ho, 2016MAH, C. M.; FUJIWARA, T.; HO, C. S. Construction and demolition waste generation rates for high-rise buildings in Malaysia. Waste Management & Research, London, v. 34, n. 12, p. 1224-1230, set. 2016. ; Li et al., 2013LI, J. et al. A model for estimating construction waste generation index for building project in China. Resources, Conservation and Recycling , Ann Arbor, v. 74, p. 20-26, May 2013. ; Lu et al., 2011LU, W. et al. An empirical investigation of construction and demolition waste generation rates in Shenzhen city, South China. Waste Management , Oxford, v. 31, n. 4, p. 680-687, Abr. 2011. ), calculado pela equação a seguir (Equação 1).

IGR = Q A Eq. 1

Onde:

Q = quantidade de resíduos (kg ou m3); e

A = área construída (m2).

Nesses estudos encontram-se duas abordagens de mensuração de resíduos do tipo: soft, que utiliza de entrevistas e questionários para obter seus principais dados; e, hard, que utiliza de visitas ao canteiro, pesagem in loco e consulta às anotações de obra, quando necessária (Lu et al., 2011LU, W. et al. An empirical investigation of construction and demolition waste generation rates in Shenzhen city, South China. Waste Management , Oxford, v. 31, n. 4, p. 680-687, Abr. 2011. ).

Método

O estudo foi dividido em duas etapas. A primeira, objetivou compreender o uso da madeira em construções residenciais verticais em alvenaria com estrutura em concreto armado moldado in loco, quanto ao emprego temporário ou permanente do material, levantando informações por meio de uma Revisão Sistemática da Literatura (RSL) sobre os produtos, suas aplicações, geração de resíduos e características do uso do material no sistema construtivo. A segunda, objetivou ponderar a variação dos resultados da etapa anterior, por meio da avaliação de estudos correlatos levantados através de Revisão Exploratória de Literatura (REL).

Etapa 1: Revisão Sistemática da Literatura (RSL)

A RSL ocorreu de março de 2020 a junho de 2021, utilizando-se, como ferramenta de recuperação das publicações, as bases de dados das plataformas Scopus, EBSCO, Web of Science, Proquest e Engineering Village, com acesso através do Portal de Periódicos CAPES.

A recuperação se deu por meio da construção de uma string de busca, baseada nos questionamentos de interesse da pesquisa, utilização de operadores lógicos para definir parâmetros de seleção ou descarte e elaboração de um protocolo de revisão sistemática. Seu processo foi dividido em 5 etapas (Figura 1):

  1. resgate das publicações;

  2. seleção por filtros automáticos;

  3. triagem por análise pareada de título, resumo e palavras-chave;

  4. seleção por leitura do texto completo; e

  5. harmonização dos dados.

Resgate das Publicações

Na construção da string, utilizou-se palavras que compreendiam os questionamentos da pesquisa em 4 dimensões: áreas de interesse do estudo com utilização da madeira como material de construção, limitação do método construtivo, direcionamento dos estudos quanto aos resultados apontados, seja na quantificação de consumo ou de geração de resíduos em obra, e objeto de estudo, que são os diversos temas de pesquisa. Por fim, observou-se a necessidade de estabelecer um operador lógico de exclusão (not) para termos indesejados na busca, quando observado uma grande quantidade de publicações recuperadas fora do escopo da pesquisa (Quadro 1).

Figura 1
Etapas da RSL

Quadro 1
Estrutura de busca nas bases de dados

Seleção por filtros automáticos

Observou-se, pela quantidade e característica dos trabalhados retornados, a necessidade de aplicações de filtros específicos ainda dentro das bases de dados, tais como o tipo, a língua, o ano e a área de conhecimento das publicações (Quadro 2). Utilizou-se como guia um protocolo de revisão sistemática, sendo aplicado o formulário Reporting Standards for Systematic Evidence Syntheses (ROSES) (Haddway et al., 2017HADDWAY, N. R. et al. ROSES for Systematic Review Protocols. Version 1.0 Online. 2017. Disponível em: Disponível em: https://www.roses-reporting.com/systematic-review-protocols . Acesso em: 14 abr. 2023.
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), com aplicação na área de sustentabilidade e meio ambiente e com base em diretrizes para elaboração de RSL (Scannavino et al., 2017SCANNAVINO, K. R. F. et al. Revisão sistemática da literatura em engenharia de software: teoria e prática. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017. ).

Triagem por critérios de elegibilidade

Por se tratar de uma busca em 5 bases de dados, é passível a ocorrência de duplicidades, desta forma utilizou-se o software de gerenciamento de referências Mendeley, que identifica facilmente tais duplicações e permite as suas exclusões.

Estabeleceram-se critérios de elegibilidade para as etapas de análise pareada, sendo eles as características dos estudos, os tipos construtivos, a etapa da obra e uso da madeira (Quadro 3). A análise pareada consistiu em dois pesquisadores avaliarem os documentos integralmente de forma separada, através dos títulos, resumos e palavras-chave, comparando suas seleções posteriormente, tendo como orientação a concordância com os critérios de elegibilidade.

Leitura do texto completo

Por último, realizou-se a leitura do texto completo dos trabalhos selecionados pela análise pareada. A leitura dos resumos, palavras chaves e títulos em alguns casos não foram suficientes para a exclusão dos trabalhos conforme os critérios estabelecidos no protocolo (Quadro 3). Ao serem selecionados, observou-se, pela leitura integral do texto, a necessidade de exclusão de alguns trabalhos por não atenderem completamente os critérios de elegibilidade adotados.

Destes estudos foi elaborada uma síntese da fonte dos dados, dos principais achados e seus resultados quantificados/quantificáveis (Quadro 4).

As informações extraídas dos estudos permitiram a realização de uma meta-análise híbrida (qualitativa e quantitativa), originando indícios de características no uso da madeira para fins provisórios, tipo das edificações investigadas, método construtivo, indicadores do consumo (entradas) e geração de resíduos (saída).

Harmonização dos dados

Nesse trabalho a utilização do IGR se refere ao indicador do fluxo de madeira em obras em concreto armado moldado in loco. Esse indicador é comumente citado em trabalhos com temas de resíduos da construção, mas observou-se a necessidade de uma harmonização, de forma a viabilizar a comparação dos resultados.

Tanto para os fluxos de produto quanto para os de resíduos, com valores em massa, utilizou-se de conversão de dados para volume (m3) da madeira. Porém, para os fluxos tratados como resíduos, a densidade da madeira adotada foi a média entre as densidades aparentes 178 kg/m3 (Mália; Brito; Bravo, 2011MÁLIA, M.; BRITO, J. de; BRAVO, M. Indicadores de resíduos de construção e demolição para construções residenciais novas. Ambiente Construído , Porto Alegre, v. 11, n. 3, p. 117-1360, jul./set. 2011.) e 250 kg/m3 (Carelli, 2008CARELLI, É. D. A resolução CONAMA no 307/2002 e as novas condições para a gestão de resíduos de construção e demolição. São Paulo, 2008. 157 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia) - Centro Estadual de Educação Tecnológica Paula Souza, São Paulo, 2008. ), ou seja, 214 kg/m3. Já para os casos em que o fluxo foi encontrado em massa de produto, utilizou-se a média das densidades aparentes da madeira serrada (550 kg/m3), do compensado e do Oriented Strand Board (OSB) (650 kg/m3) (FAO, 2021FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS. FAO Yearbook of Forest Products 2019. Roma, 2021. n. 73. Disponível em: Disponível em: https://www.fao.org/documents/card/en/c/cb3795m . Acesso em: 23 out. 2023.
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), ou seja, 600 kg/m3.

Quadro 2
Filtros adotados nas escolhas dos trabalhos de interesse

Quadro 3
Critérios de elegibilidade para leitura do texto completo

Quadro 4
Critérios para avaliação crítica dos trabalhos

Artigos resultantes

A recuperação das publicações pela string retornou 6.462 trabalhos, com publicações até junho de 2021. Com a “Aplicação de filtros automáticos das bases de dados” eliminaram-se 801 trabalhos que não respeitavam as condições estabelecidas. Em seguida, identificaram-se as duplicações, descartando 1.329 trabalhos. Posteriormente, aplicou-se os “Critérios de elegibilidade para leitura dos textos completos”, a partir da leitura dos títulos, palavras chaves e resumos dos trabalhos, selecionando aqueles que atendiam todos os critérios estabelecidos nesta etapa, 4.254 trabalhos foram excluídos por não se adequarem aos filtros propostos. Num próximo passo, procederam-se a leitura dos textos completos dos 78 estudos restantes, elegendo aqueles que atendiam aos critérios estabelecidos para “Avaliação crítica dos trabalhos” e descartando os demais. Por fim, após avaliação crítica, foram selecionados 7 estudos (Borja et al., 2018BORJA, L. C. et al. A quantitative method for prediction of environmental aspects in construction sites of residential buildings. Sustainability, Basel, v. 10, n. 1870, jun. 2018.; Kern et al., 2018KERN, A. P. et al. Factors influencing temporary wood waste generation in high-rise building construction. Waste Management , Oxford, v. 78, p. 446-455, ago. 2018. ; Lachimpadi et al., 2012LACHIMPADI, S. K. et al. Construction waste minimisation comparing conventional and precast construction (Mixed System and IBS) methods in high-rise buildings: a malaysia case study. Resources, Conservation and Recycling , Ann Arbor, v. 68, p. 96-103, nov. 2012. ; Li et al., 2013LI, J. et al. A model for estimating construction waste generation index for building project in China. Resources, Conservation and Recycling , Ann Arbor, v. 74, p. 20-26, May 2013. ; Lu et al., 2011LU, W. et al. An empirical investigation of construction and demolition waste generation rates in Shenzhen city, South China. Waste Management , Oxford, v. 31, n. 4, p. 680-687, Abr. 2011. ; Mah; Fujiwara; Ho, 2016MAH, C. M.; FUJIWARA, T.; HO, C. S. Construction and demolition waste generation rates for high-rise buildings in Malaysia. Waste Management & Research, London, v. 34, n. 12, p. 1224-1230, set. 2016. ; Ângulo et al., 2015ÂNGULO, S. C. et al. Parte 2: reúso e reciclagem de resíduos de construção em canteiro de obras. In: CAMPOS, A. A.; VASCONCELLOS NETO, F. A. de. (coord.). Gestão ambiental de resíduos da construção civil: avanços institucionais e melhorias técnicas. São Paulo: SindusCon-SP, 2015.). A síntese do processo de inclusões e exclusões dos artigos para análise completa está apresentado a seguir (Figura 2).

Os trabalhos inclusos na “meta-análise” trazem dados primários, baseados em estudos de casos, de modo a quantificar o uso da madeira provisória em mais de uma fase da obra (não somente fundações), em construções residenciais verticais em alvenaria com estrutura em concreto armado moldado in loco. Os arquivos excluídos após a leitura completa estão apontados e justificados no “Apêndice A” do trabalho de Oliveira (2022)OLIVEIRA, C. G. de. Fluxo de madeira na execução de construções habitacionais em concreto armado moldado no local. Foz do Iguaçu, 2022. 160 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal da Integração Latino-Americana, Foz do Iguaçu, 2022. .

Etapa 2: Revisão Exploratória de Literatura (REL)

Devido ao pequeno número de artigos decorrentes da RSL e a variabilidade das informações extraídas, verificou-se a necessidade de ponderação dos resultados da meta-análise. Para isto, ampliou-se os critérios de inclusão de trabalhos, integrando estudos com dados secundários e de construções com uso não residenciais (edifícios comerciais, institucionais, etc.), obtidos por meio da lista de arquivos excluídos após a leitura completa e de uma Revisão Exploratória da Literatura (REL).

Figura 2
Descrição do processo de recuperação dos estudos em cada etapa da RSL

A REL foi executada inicialmente com uma pesquisa pelo Google Acadêmico e ScienceDirect, utilizando as palavras-chave “timber waste”, “reinforced concrete”, “highrise buildings”. A partir disto, os trabalhos foram filtrados considerando as publicações a partir de 2019 e que traziam dados de resíduos de madeiras em construções verticais em alvenaria com estrutura de concreto armado moldado in loco. O número de artigos resultantes ainda foi pequeno e, portanto, utilizou-se o Conected Paper para ampliar a busca. Com base nos artigos previamente selecionados, a plataforma apresentou trabalhos correlatos que foram filtrados com os critérios acima mencionados, resultando em 12 estudos analisados.

Resultados e discussão

Observa-se que os estudos encontrados na literatura se referem à edifícios verticais, majoritariamente residenciais, revelando uma lacuna quanto ao fluxo de madeira de uso provisório em habitações residenciais unifamiliares. Uma vez que estas últimas, no Brasil, representam 85,6% do estoque habitacional (IBGE, 2021b)INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA ESTATÍSTICA. Sistema IBGE de Recuperação Automática (SIDRA). Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios - Anual (PNAD). Tabela 6820 - Domicílios e Moradores, por tipo de domicílio. 2021b. Disponível em: Disponível em: https://sidra.ibge.gov.br/Tabela/6820 . Acesso em: 14 abr. 2023.
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e, adicionalmente, 77% das unidades unifamiliares são autogeridas (Brasil, 2010), tal lacuna promove uma dificuldade na sistematização de informações sobre o consumo do material.

Dos sete estudos selecionados, três são do Brasil, três da China e um da Malásia. A área construída variou de 4 mil a mais de 535 mil m2, com número de edifícios variando entre 1 e 14, num total de 38 casos analisados (Quadro 5).

Baseado na amostra de edifícios verticais, tem-se que o consumo de madeira em fins transitórios é de 0,023 m3 de madeira por m2 de área construída (média); denominado neste estudo de Indicador de Geração de Resíduos de Madeira (IGR). Os resultados de IGR foram heterogêneos, com variação de até 27 vezes entre os consumos mínimo (0,002 m³/m²) (Kern et al., 2018KERN, A. P. et al. Factors influencing temporary wood waste generation in high-rise building construction. Waste Management , Oxford, v. 78, p. 446-455, ago. 2018. ) e máximo (0,054 m³/m²) (Ângulo et al., 2015ÂNGULO, S. C. et al. Parte 2: reúso e reciclagem de resíduos de construção em canteiro de obras. In: CAMPOS, A. A.; VASCONCELLOS NETO, F. A. de. (coord.). Gestão ambiental de resíduos da construção civil: avanços institucionais e melhorias técnicas. São Paulo: SindusCon-SP, 2015.). Mesmo quando consideradas as médias de IGR de cada caso, há diferença nos resultados de até uma casa decimal (Figura 3). Edifícios verticais apresentam maior variação formal entre si, em comparação com unidades unifamiliares. Desta forma, aponta-se que parte da heterogeneidade no IGR seja resultante da diversidade de soluções técnicas e volumétricas; ademais daqueles referentes ao método e presença de reuso do material.

Quadro 5
Características dos estudos submetidos a meta-análise

Figura 3
Estimativa do consumo de madeira em uso provisório para construções verticais multifamiliares em concreto armado moldado in loco com envoltória em alvenaria

Variação do indicador segundo o método de quantificação

A variação do indicador da meta-análise se explica, em parte, pelo método de quantificação do consumo de madeira adotado em cada estudo. Borja et al. (2018)BORJA, L. C. et al. A quantitative method for prediction of environmental aspects in construction sites of residential buildings. Sustainability, Basel, v. 10, n. 1870, jun. 2018. e Li et al. (2013)LI, J. et al. A model for estimating construction waste generation index for building project in China. Resources, Conservation and Recycling , Ann Arbor, v. 74, p. 20-26, May 2013. empregam métodos de medição classificado como soft (Lu et al., 2011LU, W. et al. An empirical investigation of construction and demolition waste generation rates in Shenzhen city, South China. Waste Management , Oxford, v. 31, n. 4, p. 680-687, Abr. 2011. , baseando-se na multiplicação dos quantitativos de madeira comprada (m2) pelas espessuras e densidades (não especificadas). O segundo autor utilizou-se de entrevistas com o gerente da obra, identificando que 20% das madeiras de uso provisório compradas não saem da obra como resíduos, mas são reutilizadas em outros canteiros (Li et al., 2013LI, J. et al. A model for estimating construction waste generation index for building project in China. Resources, Conservation and Recycling , Ann Arbor, v. 74, p. 20-26, May 2013. ). Em contrapartida, Borja et al. (2018)BORJA, L. C. et al. A quantitative method for prediction of environmental aspects in construction sites of residential buildings. Sustainability, Basel, v. 10, n. 1870, jun. 2018., não investigou a existência de reuso da madeira em outras obras e não separou o fluxo de saída de produtos de madeira do fluxo de produtos metálicos, superestimando o valor reportado, que se apresenta como o maior dentre os casos levantados na literatura.

Observa-se nos estudos de Ângulo et al. (2015)ÂNGULO, S. C. et al. Parte 2: reúso e reciclagem de resíduos de construção em canteiro de obras. In: CAMPOS, A. A.; VASCONCELLOS NETO, F. A. de. (coord.). Gestão ambiental de resíduos da construção civil: avanços institucionais e melhorias técnicas. São Paulo: SindusCon-SP, 2015., Kern et al. (2018)KERN, A. P. et al. Factors influencing temporary wood waste generation in high-rise building construction. Waste Management , Oxford, v. 78, p. 446-455, ago. 2018. , Lachimpadi et al. (2012)LACHIMPADI, S. K. et al. Construction waste minimisation comparing conventional and precast construction (Mixed System and IBS) methods in high-rise buildings: a malaysia case study. Resources, Conservation and Recycling , Ann Arbor, v. 68, p. 96-103, nov. 2012. , Lu et al. (2011)LU, W. et al. An empirical investigation of construction and demolition waste generation rates in Shenzhen city, South China. Waste Management , Oxford, v. 31, n. 4, p. 680-687, Abr. 2011. e Mah, Fujiwara e Ho (2016)MAH, C. M.; FUJIWARA, T.; HO, C. S. Construction and demolition waste generation rates for high-rise buildings in Malaysia. Waste Management & Research, London, v. 34, n. 12, p. 1224-1230, set. 2016. utilização de medições do tipo hard, como separação e pesagem do material em obra, ou/e observação das anotações de transporte de resíduos. Entretanto, cada um dos cinco seguiu uma abordagem diferente.

Os dois primeiros (Ângulo et al, 2015ÂNGULO, S. C. et al. Parte 2: reúso e reciclagem de resíduos de construção em canteiro de obras. In: CAMPOS, A. A.; VASCONCELLOS NETO, F. A. de. (coord.). Gestão ambiental de resíduos da construção civil: avanços institucionais e melhorias técnicas. São Paulo: SindusCon-SP, 2015.; Kern et al., 2018KERN, A. P. et al. Factors influencing temporary wood waste generation in high-rise building construction. Waste Management , Oxford, v. 78, p. 446-455, ago. 2018. ), basearam-se exclusivamente na quantificação dos resíduos pelo volume de caçambas de madeiras que deixaram as obras, conforme dados fornecidos pelas construtoras. Nesta medição, há incertezas quanto a densidade da madeira empilhada (Amor, 2017AMOR, L. L. V. Modelo para estimar a geração de resíduos de madeira de uso provisório em obras de edifícios verticais. São Leopoldo, 2017. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade do Vale do Rio dos Sinos, São Leopoldo, 2017.). O terceiro (Lachimpadi et al., 2012LACHIMPADI, S. K. et al. Construction waste minimisation comparing conventional and precast construction (Mixed System and IBS) methods in high-rise buildings: a malaysia case study. Resources, Conservation and Recycling , Ann Arbor, v. 68, p. 96-103, nov. 2012. ), quantificou a intensidade de resíduos de madeira para cada uma das 4 fases construtivas principais (trabalhos com terra, subestrutura, superestrutura e trabalhos ao entorno do edifício), somando-se as parcelas ao final. O quarto (Lu et al., 2011LU, W. et al. An empirical investigation of construction and demolition waste generation rates in Shenzhen city, South China. Waste Management , Oxford, v. 31, n. 4, p. 680-687, Abr. 2011. ), realizou a medição para apenas uma área delimitada e considera que o IGR aferido se repetirá em toda a construção. E o último (Mah; Fujiwara; Ho, 2016MAH, C. M.; FUJIWARA, T.; HO, C. S. Construction and demolition waste generation rates for high-rise buildings in Malaysia. Waste Management & Research, London, v. 34, n. 12, p. 1224-1230, set. 2016. ) analisou anotações dos responsáveis pelos aterros sobre o material que chegou dos canteiros estudados, obtendo-se a geração de resíduos misturados.

Variação do indicador segundo o reuso do material na construção

Além dos diferentes métodos de quantificação, densidades e espessuras dos materiais avaliados, e do uso de diferentes elementos provisórios, como sistemas de proteção coletiva, escritórios e andaimes fachadeiros, que podem representar até 50% do consumo (Kern et al., 2018KERN, A. P. et al. Factors influencing temporary wood waste generation in high-rise building construction. Waste Management , Oxford, v. 78, p. 446-455, ago. 2018. ), identificaram-se variações quanto as práticas de uso do material, como quantidade de vezes que é reusado dentro da mesma obra.

Quanto maior a quantidade de reuso, menor o IGR. Porém, as possibilidades de reutilização de madeiras de fôrmas dependem do seu estado pós-uso e de seu tamanho; da medida em que peças menores se misturarem a outros resíduos com mais facilidade (Mah; Fujiwara; Ho, 2016MAH, C. M.; FUJIWARA, T.; HO, C. S. Construction and demolition waste generation rates for high-rise buildings in Malaysia. Waste Management & Research, London, v. 34, n. 12, p. 1224-1230, set. 2016. ); da qualidade inicial do produto, muitas vezes baixa (Lachimpadi et al., 2012LACHIMPADI, S. K. et al. Construction waste minimisation comparing conventional and precast construction (Mixed System and IBS) methods in high-rise buildings: a malaysia case study. Resources, Conservation and Recycling , Ann Arbor, v. 68, p. 96-103, nov. 2012. ); da modularidade dos elementos de concreto armado (Tam; Shen; Tam, 2007TAM, V. W.; SHEN, L.; TAM, C. M. Assessing the levels of material wastage affected by sub-contracting relationships and projects types with their correlations. Building and Environment, Oxford. v. 42, n. 3, p. 1471-1477, mar. 2007.); ou da intensidade do uso de concreto armado moldado in loco (Kern et al., 2018KERN, A. P. et al. Factors influencing temporary wood waste generation in high-rise building construction. Waste Management , Oxford, v. 78, p. 446-455, ago. 2018. ).

O estudo (Mah; Fujiwara; Ho, 2016MAH, C. M.; FUJIWARA, T.; HO, C. S. Construction and demolition waste generation rates for high-rise buildings in Malaysia. Waste Management & Research, London, v. 34, n. 12, p. 1224-1230, set. 2016. ), que apresentou uma das maiores médias de IGR, não considerou reuso da madeira em obra. Acredita-se que isto possivelmente interferiu em seus resultados uma vez que parte da madeira reportada pode ter sido reutilizada. Apenas o estudo (Borja et al., 2018BORJA, L. C. et al. A quantitative method for prediction of environmental aspects in construction sites of residential buildings. Sustainability, Basel, v. 10, n. 1870, jun. 2018.) teve como foco o consumo de madeira, investigando aspectos ambientais como consumo material e geração de resíduos. Os demais abordaram resíduos de construção, onde a madeira foi um dos materiais estimados, representando de 17% a 45% do total de resíduos em peso (Lachimpadi et al., 2012LACHIMPADI, S. K. et al. Construction waste minimisation comparing conventional and precast construction (Mixed System and IBS) methods in high-rise buildings: a malaysia case study. Resources, Conservation and Recycling , Ann Arbor, v. 68, p. 96-103, nov. 2012. ; Li et al., 2013LI, J. et al. A model for estimating construction waste generation index for building project in China. Resources, Conservation and Recycling , Ann Arbor, v. 74, p. 20-26, May 2013. ; Mah; Fujiwara; Ho, 2016MAH, C. M.; FUJIWARA, T.; HO, C. S. Construction and demolition waste generation rates for high-rise buildings in Malaysia. Waste Management & Research, London, v. 34, n. 12, p. 1224-1230, set. 2016. ); 70,7% dos diversos resíduos relacionados a atividades do uso de concreto armado moldado in loco (Lu et al., 2011LU, W. et al. An empirical investigation of construction and demolition waste generation rates in Shenzhen city, South China. Waste Management , Oxford, v. 31, n. 4, p. 680-687, Abr. 2011. ); único resíduo estimado (Kern et al., 2018KERN, A. P. et al. Factors influencing temporary wood waste generation in high-rise building construction. Waste Management , Oxford, v. 78, p. 446-455, ago. 2018. ).

Ponderação sobre a variabilidade do indicador

Devido à heterogeneidade do indicador de geração de resíduos, resultante da meta-análise a partir dos dados dos artigos selecionados na RSL, fez-se uma segunda etapa de avaliação. Esta, considerou novos estudos advindos da REL, com a ampliação dos critérios de inclusão, aceitando dados secundários (indicadores estimados a partir de base de dados governamentais, outros estudos etc.) e edifícios não residenciais (Quadro 6). Nesta amostra, o indicador variou de 0,002 a 0,077 m³/m², ficando na mesma faixa de incerteza dos trabalhos anteriores (Figura 4); porém com maior variação entre o mínimo e máximo, 39 vezes.

Quadro 6
Características dos estudos da revisão exploratória de literatura

Figura 4
Faixa de variação do indicador de geração de resíduos de madeira em construções verticais segundo estudos levantados na revisão de literatura

Contribuições para o contexto nacional

A madeira serrada e o compensado são os produtos mais citados nos trabalhos. A despeito da popularização do uso dos painéis compensados em obras de edifícios mais recentes (Ângulo et al., 2015ÂNGULO, S. C. et al. Parte 2: reúso e reciclagem de resíduos de construção em canteiro de obras. In: CAMPOS, A. A.; VASCONCELLOS NETO, F. A. de. (coord.). Gestão ambiental de resíduos da construção civil: avanços institucionais e melhorias técnicas. São Paulo: SindusCon-SP, 2015.), este ainda não é o principal produto madeireiro consumido por obras civis no país. No ano de 2020, a indústria da construção foi destino de aproximadamente 21% dos quase 63 milhões de metros cúbicos de produtos madeireiros consumidos no Brasil, com destaque para:

  1. madeira serrada (51,7%) de coníferas (78%);

  2. toras roliças de folhosas (40,3% de eucalipto);

  3. painéis de madeira compensada (4,9%);

  4. lâminas de madeira (2,8%); e

  5. painéis OSB (0,3%) (Oliveira, 2022OLIVEIRA, C. G. de. Fluxo de madeira na execução de construções habitacionais em concreto armado moldado no local. Foz do Iguaçu, 2022. 160 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal da Integração Latino-Americana, Foz do Iguaçu, 2022.).

Dos estudos brasileiros, o consumo médio de madeira de uso provisório foi de 0,028 m³/m² para Rio Grande do Sul (Kern et al., 2018KERN, A. P. et al. Factors influencing temporary wood waste generation in high-rise building construction. Waste Management , Oxford, v. 78, p. 446-455, ago. 2018. ), de 0,020 m³/m² para Bahia (Borja et al., 2018BORJA, L. C. et al. A quantitative method for prediction of environmental aspects in construction sites of residential buildings. Sustainability, Basel, v. 10, n. 1870, jun. 2018.) e de 0,018 m³/m² para São Paulo (Ângulo et al., 2015ÂNGULO, S. C. et al. Parte 2: reúso e reciclagem de resíduos de construção em canteiro de obras. In: CAMPOS, A. A.; VASCONCELLOS NETO, F. A. de. (coord.). Gestão ambiental de resíduos da construção civil: avanços institucionais e melhorias técnicas. São Paulo: SindusCon-SP, 2015.). Acredita-se que o consumo de madeira seja independente da disponibilidade local de fornecimento. Nestes Estados, a capacidade de suprimento de toras para uso industrial varia de 0,55 m³/hab. no Rio Grande do Sul, 0,13 m³/hab. em São Paulo, e 0,02 m³/hab. na Bahia; estando nas posições de sétimo, décimo quinto e vigésimo segundo, respectivamente, no ranking de produção nacional de tora de madeira. A média nacional é de 0,33 m³/hab. (IBGE, 2022INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA ESTATÍSTICA. PEVS - Produção da Extração Vegetal e da Silvicultura. 2022. Disponível em: Disponível em: https://www.ibge.gov.br/estatisticas/economicas/agricultura-e-pecuaria/9105-producao-da-extracao-vegetal-e-da-silvicultura.html?=&t=resultados . Acesso em: 06 jul. 2023.
https://www.ibge.gov.br/estatisticas/eco...
, 2023INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA ESTATÍSTICA. Cidades e Estados. 2023. Disponível em: Disponível em: https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estados/ . Acesso em: 06 jul. 2023.
https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estado...
).

Apesar da variabilidade dos valores e incertezas nas estimativas, os resultados apresentam a ordem de grandeza do consumo de madeira para fins de baixo valor agregado. A escassez de dados primários na literatura científica sobre os resíduos de madeira decorrentes da construção de habitações unifamiliares, que são a base do estoque edificado do Brasil, demonstra indiretamente a irrelevância dada ao material.

Enquanto sistemas construtivos estruturados em madeira consomem de 0,02 a 0,34 m³/m² (Araújo et al., 2020ARAUJO, V. de et al. Wood consumption and fixations of carbon dioxide and carbon from timber housing techniques: a brazilian panorama. Energy and Buildings, Lausanne, v. 216, p. 109960, jun. 2020.) do biomaterial em fins de longo prazo e maior valor agregado; a construção de edifícios verticais em concreto armado moldado in loco, de caráter artesanal, dispensa equivalente volume de madeira (0,025 m²/m² ± 0,018, média das duas amostras RSL e REL) como resíduo.

Conclusões

Estimou-se, por meio da RSL um Índice de Geração de Resíduos de Madeira (IGR), reportado pela literatura nacional e internacional, da ordem de 0,023 m3/m2 (± 0,015) em média. Este valor refere-se ao volume de madeira empregado em fins provisórios (fôrmas, escoras, andaimes fachadeiros, escritórios, tapumes, sistema de proteção coletiva etc.) para construção de 38 edifícios verticais residenciais com estrutura em concreto armado moldado in loco e dispensados como resíduos.

Houve variabilidade dos resultados em 27 vezes entre o menor (0,002 m3/m2) e o maior (0,054 m3/m2) valor de IGR. As edificações estudadas nos trabalhos brasileiros encontram-se na mesma faixa de consumo de madeira dos casos internacionais. As variações na quantidade empregada são explicadas, em partes, pela diferença do tipo de edificação, reuso do material (dentro e fora do canteiro) e método de quantificação dos resíduos de construção (hard e soft), além de incertezas quanto a densidade e medidas dos produtos de madeira.

O IGR médio encontrado pela REL foi de 0,032 m3/m2 (± 0,022), para edifícios verticais de usos diversos (residenciais, comerciais, públicos etc.), apresentando variação de 38 vezes entre o valor mínimo (0,002 m3/m2) e máximo (0,077 m3/m2). Apesar da inviabilidade de comparação entre as duas amostras (resultantes da RSL e REL), utilizou-se as informações disponíveis para ponderação dos resultados. Observou-se mesma ordem de grandeza e equivalente variabilidade nos IGRs.

Apesar das incertezas, os resultados denotam a amplitude da subutilização da madeira em fins de curto ciclo de vida e baixo valor agregado. O volume de madeira descartado como resíduo é equivalente ao necessário para se construir com sistemas estruturados com madeira. A falta de literatura com foco nos resíduos de madeira resultantes do processo artesanal de construção com concreto moldado in loco também expõe o potencial de desenvolvimento no uso da madeira.

Agradecimentos

O financiamento para esta pesquisa foi fornecido pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) processo no. 436997/2018-5 e pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) - 001.

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Editora do artigo:

Edna Possan

Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    08 Jan 2024
  • Data do Fascículo
    2024

Histórico

  • Recebido
    15 Abr 2023
  • Aceito
    02 Ago 2023
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