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Revisão: Márcia Santos

Capa: Matheus de Alexandro

Diagramação: Larissa Costa Vaz

Edição em Versão Impressa: 2018

Edição em Versão Digital: 2019

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

E48

Engenharia civil em destaque/ organização Janine Nicolosi Corrêa, Eliane Betânia Carvalho Costa, Tatiana Gadda, Vanessa do Rocio Nahhas Scandelari - 1. ed. - Jundiaí [SP]: Paco Editorial, 2018.

Recurso digital

Formato: ePub

Requisitos do sistema: Multiplataforma

ISBN 978-85-462-1502-7

1. Engenharia civil. I. Corrêa, Janine Nicolosi. 2. Costa, Eliane Betânia Carvalho. 3. Gadda, Tatiana. 4. Scandelari, Vanessa do Rocio Nahhas.

19-54568

CDD:624 CDU:624

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Sumário

FOLHA DE ROSTO

CAPÍTULO 1: ANÁLISE COMPUTACIONAL DE BLOCOS SOBRE ESTACAS EM CONCRETO ARMADO

Henrique Néo São Marcos

Cleverson Fernando Kvas

Renata Sá Brito Stramandinoli

CAPÍTULO 2: ESTUDO EXPERIMENTAL EM MODELO REDUZIDO DO ESCOAMENTO EM UM SISTEMA DE TRANSPOSIÇÃO DE PEIXES DO TIPO RANHURA VERTICAL

Larissa Vidigal Guidini

Fernando Oliveira de Andrade

CAPÍTULO 3: INVESTIGAÇÃO DA VIABILIDADE DA PRODUÇÃO DE CONCRETO COM CO2 INCORPORADO

Marcela da Silva Gayer

Michel Gustavo Boaron

Yasmin Bellizze Grande

Wellington Mazer

CAPÍTULO 4: PERCEPÇÃO DA QUALIDADE DO TRANSPORTE PÚBLICO DE CURITIBA SOB A ÓTICA DO USUÁRIO

Thiago Carvalho dos Reis Silveira

Vanessa do Rocio Nahhas Scandelari

CAPÍTULO 5: COMPARAÇÃO DE MÉTODOS CONSTRUTIVOS: UTILIZAÇÃO DE DIFERENTES FERRAMENTAS NO CANTEIRO DE OBRAS

Adalberto Matoski

Paulo Renato Reche Bezerra

Álvaro Fernandes Coelho

Priscila Nienov

Luana Cechin

CAPÍTULO 6: REASSENTAMENTO POPULACIONAL: UM ESTUDO DE CASO NA CONSTRUÇÃO DO PARQUE LINEAR DO RIO RESSACA

Alessandro Lunelli

Cecília Pereira

Mariana Kszan

Natália Acco

Raquel Guidolin

Tatiana Gadda

CAPÍTULO 7: MEDIÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE RADÔNIO EM POÇOS DE MONITORAMENTO E AMBIENTES INTERNOS DA SEDE NEOVILLE

Nicole Pereira dos Santos

Marcos Vinícius Faian Santos

Janine Nicolosi Correa

CAPÍTULO 8: DESENVOLVIMENTO DE UM MODELO UTILIZANDO INFERÊNCIA ESTATÍSTICA PARA ESTIMATIVA DE CUSTOS DE REFORÇO E ALARGAMENTO DE PONTES EM CONCRETO DE PEQUENOS VÃOS

Marianna do Rocio Cardoso

Amacin Rodrigues Moreira

CAPÍTULO 9: ANÁLISE DOS RISCOS DE ACIDENTES EM OBRAS DE PEQUENO PORTE

Leticia da Silva Pinto

Rodrigo Eduardo Catai

Rosemara Santos Deniz Amarilla

Massayuki Mario Hara

CAPÍTULO 10: ANÁLISE DA APLICAÇÃO DA GESTÃO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO (GDP) NA CONSTRUÇÃO CIVIL ATRAVÉS DA MATURIDADE DO PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO (PDP)

Eloise Wacholski Rodrigues

Cezar Augusto Romano

PÁGINA FINAL

Capítulo 1:

Análise computacional de blocos sobre estacas em concreto armado

Henrique Néo São Marcos1

Cleverson Fernando Kvas2

Renata Sá Brito Stramandinoli3

Introdução

Os blocos sobre estacas de concreto armado são elementos estruturais cuja função é receber os esforços oriundos da supraestrutura e transmiti-los ao grupo de estacas interligadas. Na ABNT NBR 6118:2007 essas peças são tratadas como elementos especiais, rígidas ou flexíveis, que devem ser calculadas e dimensionadas por modelos teóricos apropriados. Para os blocos tridimensionais podem ser utilizadas a análise linear, não-linear e a plástica. A análise linear deve ser realizada utilizando um procedimento numérico, como diferenças finitas e elementos finitos ou o modelo analítico de biela e tirante.

Desde 1957, quando Hobbs e Stein iniciaram ensaios em blocos, pesquisadores vêm desenvolvendo trabalhos sobre o comportamento destas peças estruturais. Diversos estudos experimentais foram conduzidos com diferentes objetivos: determinação da distribuição de tensões, ângulos de inclinação das bielas, arranjo de armaduras, modo de ruína dos blocos, formação de fissuras, forças últimas e proposições de modelos de bielas e tirantes (Mautoni, 1972; Taylor; Clarke, 1976; Adebar; Kuchma; Collins, 1990; Carvalho, 1995; Sam; Iyer, 1995; Miguel, 2000, Delalibera, 2006).

Para complementar os estudos experimentais, vários estudos numéricos também vêm sendo conduzidos, principalmente com o avanço computacional das últimas décadas. Embora exista um consenso entre os autores que o método das bielas e tirantes é o mais indicado para representar o comportamento de blocos rígidos sobre estacas (Buttignol, 2011), ainda existem divergências sobre qual o melhor modelo analítico para o dimensionamento. A própria NBR 6118 (ABNT, 2007) não especifica qual modelo adotar, apenas indica a preferência por modelos biela-tirante.

De acordo com Delalibera (2006), ainda falta um consenso sobre a forma geométrica do fluxo de distribuições de tensões que formam a biela de compressão, o mesmo sugere novos trabalhos para investigação do fluxo de tensões em blocos sobre três, quatro, cinco e mais estacas.

Neste contexto, este trabalho busca fornecer mais resultados que possam colaborar com o conhecimento do comportamento de blocos rígidos sobre estacas. São analisados, através do Método dos Elementos Finitos, blocos sobre duas, três e quatro estacas, submetidos à compressão centrada. Apresenta-se um estudo paramétrico das diferenças nas distribuições de tensões nos blocos de concreto, quando alteradas suas características geométricas, e avaliam-se também as características pertinentes dos modelos numéricos com relação aos modelos biela-tirante existentes na literatura.

1. Procedimentos metodológicos

O dimensionamento de blocos sobre estacas utilizado pela maioria dos projetistas estruturais baseia-se no trabalho de Blévot ou no Boletim de Informações 73 publicado pelo CEB-FIP (1970). Os modelos se diferenciam na rotina de cálculo, pois o primeiro aplica a verificação das tensões de compressão das bielas e de tração dos tirantes e o segundo indica verificações de segurança para tensões normais e tangenciais.

Neste trabalho, modelos de blocos sobre duas, três e quatro estacas foram pré-dimensionados de maneira analítica, seguindo as recomendações de Blevót e submetidos à análise numérica através do software SAP2000 (2013).

Os critérios descritos foram baseados em valores usuais utilizados em projetos, além de parâmetros recomendados por pesquisadores e pela ABNT NBR 6118:2007.

Foram analisados 26 modelos de blocos sobre duas, três e quatro estacas, submetidos à ação de força centrada. Os modelos foram agrupados em três séries, de acordo com a Tabela 1.

Tipo de bloco

Série

Número de modelos

Duas estacas

A

14

Três estacas

B

6

Quatro estacas

C

6

Total

26

Tabela 1. Tipos de blocos

Fonte: Autores.

Com o objetivo de estudar a distribuição de tensões, foram adotados modelos com diâmetros das estacas de 30 cm, 40 cm, 50 cm e 60 cm. Recomenda-se que o eixo entre as estacas e o centro do pilar coincida, para que a distribuição dos esforços seja transmitida igualmente entre as estacas.

Para a distribuição das estacas, devem-se respeitar os valores mínimos para espaçamento entre seus eixos e as distâncias das faces do bloco aos eixos das estacas mais próximas, levando em consideração o procedimento de execução da fundação e o cobrimento mínimo recomendado pela ABNT NBR 6118:2007. De acordo com os critérios de Fusco (1994) considera-se que a distância entre os eixos das estacas é de no mínimo 1,25 vezes o diâmetro da estaca. As dimensões analisadas foram feitas conforme a Tabela 2.

Modelo

Pilar (cm)

Comprimento (cm)

Largura (cm)

H (cm)

L (cm)

θ (°)

A

1.1

20

30

140

60

40

80

45,00°

A

1.2

20

30

140

60

50

80

51,35°

A

2.1

20

40

170

70

40

100

38,66°

A

2.2

20

40

170

70

60

100

50,20°

A

3.1

30

30

170

80

50

100

45,00°

A

3.2

30

30

170

80

70

100

54,47°

A

4.1

40

50

220

80

70

140

45,00°

A

4.2

40

50

220

80

90

140

52,13°

A

5.1

30

60

220

80

60

140

40,61°

A

5.2

30

60

220

80

80

140

48,82°

A

6.1

40

65

245

90

70

155

42,09°

A

6.2

40

65

245

90

90

155

49,27°

A

7.1

50

50

250

90

80

160

45,00°

A

7.2

50

50

250

90

110

160

53,98°

B

1.1

20

30

135

135

70

100

50,48°

B

1.2

20

30

100

120

50

60

55,28°

B

2.1

30

40

120

130

50

80

47,27°

B

2.2

30

40

140

120

70

80

56,58°

B

3.1

50

50

150

180

60

100

46,10°

B

3.2

50

50

150

180

80

100

54,18°

C

1.1

30

40

170

170

60

80

46,69°

C

1.2

30

40

170

170

80

80

54,74°

C

2.1

40

50

210

210

80

100

48,53°

C

2.2

40

50

210

210

100

100

54,74°

C

3.1

60

60

270

270

100

140

45,29°

C

3.2

60

60

270

270

140

140

54,74°

Tabela 2. Dimensões dos blocos analisados

Fonte: Autores.

A definição da altura do bloco leva em consideração a condição de rigidez do bloco, sendo que se o espaçamento entre as estacas não for compatível com a altura, se obtém um elemento flexível. Os elementos flexíveis devem seguir as recomendações de dimensionamento da ABNT NBR 6118:2007, onde é valida teoria geral de flexão. Para os blocos rígidos, o dimensionamento é feito por métodos específicos, como por exemplo, o método das bielas e tirantes.

O CEB-FIP (1970) considera como bloco rígido quando a distância do eixo da estaca até a face do pilar for menor do que dois terços da altura do bloco. O método não leva em consideração blocos com a altura maior do que duas vezes a distância do eixo da estaca até a face do pilar.

A NBR 6118 (ABNT, 2007) tem como condição de rigidez que a altura do bloco seja maior do que um terço da diferença entre a distância entre eixo das estacas mais afastadas e a dimensão do pilar na mesma direção do eixo.

Para a aplicação do método de Blévot, o ângulo de inclinação da biela deve estar compreendido no intervalo. A verificação da aplicabilidade dos métodos foi feita de acordo com a Tabela 3.

Modelo

h (cm)

CEB-FIP 2L/3 < h < 2L

NBR 6118-2007 h ≥ (a-ap)/3

θ

(°)

Blévot 45° < θ < 55°

Verificação

Verificação

Verificação

A

1.1

40

Ok

Ok

45,00°

Ok

A

1.2

50

Ok

Ok

51,35°

Ok

A

2.1

40

Ok

Ok

38,66°

Não ok

A

2.2

60

Ok

Ok

50,20°

Ok

A

3.1

50

Ok

Ok

45,00°

Ok

A

3.2

70

Ok

Ok

54,47°

Ok

A

4.1

70

Ok

Ok

45,00°

Ok

A

4.2

90

Ok

Ok

52,13°

Ok

A

5.1

60

Ok

Ok

40,61°

Não ok

A

5.2

80

Ok

Ok

48,82°

Ok

A

6.1

70

Ok

Ok

42,09°

Não ok

A

6.2

90

Ok

Ok

49,27°

Ok

A

7.1

80

Ok

Ok

45,00°

Ok

A

7.2

110

Ok

Ok

53,98°

Ok

B

1.1

70

Ok

Ok

50,48°

Ok

B

1.2

50

Ok

Ok

55,28°

Não ok

B

2.1

50

Ok

Ok

47,27°

Ok

B

2.2

70

Ok

Ok

56,58 °

Não ok

B

3.1

60

Ok

Ok

46,10 °

Não ok

B

3.2

80

Ok

Ok

54,18 °

Ok

C

1.1

60

Ok

Ok

46,69 °

Ok

C

1.2

80

Ok

Ok

54,74 °

Ok

C

2.1

80

Ok

Ok

48,53 °

Ok

C

2.2

100

Ok

Ok

54,74 °

Ok

C

3.1

100

Ok

Ok

45,29 °

Ok

C

3.2

140

Ok

Ok

54,74 °

Ok

Tabela 3. Verificação da aplicabilidade dos métodos

Fonte: Autores.

O pré-dimensionamento dos pilares foi determinado de acordo com parâmetros sugeridos por Fusco (1994). O módulo de deformação tangente (Eci) utilizado está de acordo com a ABNT NBR 6118:2007 e é dado pela expressão (Eci) = √fck = 5600 em MPa.

Para tanto, o fck (resistência característica do concreto à compressão) adotado foi de 25 MPa para os blocos e pilares e para as estacas 20 MPa.

O SAP2000 (2013) possui uma vasta biblioteca de elementos finitos. Neste trabalho o elemento utilizado foi um sólido de oito nós, onde cada nó possui 6 graus de liberdade, com um total de 48 graus de liberdade por elemento.

A modelagem das estacas foi adaptada para elementos cúbicos ao invés de cilíndricos, assim como foi feito por outros autores, para facilitar o trabalho e a utilização do programa. Sendo assim a seção das estacas ficou quadrada, porém essa condição não influenciará nas análises.

2. Resultados e discussões

Os campos de tensões máximos e mínimos fornecem uma noção do funcionamento das estruturas. Por meio das trajetórias das tensões, pode-se montar um modelo de bielas e tirantes. O campo de tensões mínimas, geralmente de compressão, orienta a trajetória da biela comprimida. Os campos de tensões máximas orientam o posicionamento dos tirantes. Na sequência serão apresentadas essas trajetórias para os modelos analisados de duas, três e quatro estacas.

Para cada série de modelos de estacas foram feitas algumas constatações a respeito do ângulo das trajetórias das tensões, encaminhamento das tensões, apresentação das tensões máximas e mínimas, indicação da compressão e tração, em função da geometria do pilar, da estaca e do bloco.

Para a melhor visualização e comparação entre os resultados dos modelos, adotou-se o mesmo intervalo de tensões para todos os blocos, de – 5 MPa (500 N/cm²) a 3 MPa (300 N/cm²), sendo que os valores acima e abaixo do intervalo estão nas cores azul e roxa, respectivamente.

2.1 Bloco de duas estacas

Os blocos de duas estacas foram analisados em cortes transversais. Análise de modelos de bloco com a variação da dimensão do pilar, da altura do bloco, da distância entre o eixo das estacas e do diâmetro das estacas.

O campo de tensões dos modelos A1.1 e A1.2 (Figura 1) mostra que a medida que o ângulo da biela aumenta, há maior dispersão de tensões no bloco na transferência de cargas entre o pilar e as estacas.

Figura 1. Campos de tensões mínimas dos modelos A1.1 (A) e A1.2 (B) em N/cm²

Fonte: Autores.

Observa-se que existe concentração de cargas nodais na extremidade inferior do pilar e na extremidade superior da estaca, sendo que nos blocos de menor altura essas concentrações são maiores. No nó da estaca mais próximo da face lateral do bloco, nota-se uma maior tensão de compressão no bloco de maior altura (maior inclinação da biela) evidenciando que as tensões se dispersaram ao longo do bloco.Verifica-se que no modelo A 2.1 a tensão máxima no nó indicado pelo ponto 1 foi 0,06 MPa e de 6,38 MPa de compressão no ponto 2, enquanto que no modelo A 2.2 nos pontos 1 e 2 foram de 1,26 MPa e 4,77 MPa de compressão, respectivamente, como mostra o detalhe da Figura 2.

Figura 2. Detalhe da concentração de carga nodal no topo da estaca. Modelos A 2.1 (A) e A 2.2 (B). em N/cm²

Fonte: Autores.

Da mesma maneira que foi apresentado no trabalho de Munhoz (2004), constata-se que a formação das bielas de compressão ocorre além da seção do pilar, o que difere da teoria apresentada por Blévot. Por meio de uma aproximação gráfica, pode-se notar a diferença entre o modelo analítico e o numérico ilustrado na Figura 3, onde as linhas azuis tracejadas representam o modelo proposto por Blévot, enquanto que a linha contínua preta mostra a trajetória das tensões de compressão no modelo numérico analisado.

Figura 3. Comparação das bielas de compressão do modelo numérico com o de Blévot em N/cm²

Fonte: Autores.

Com relação às tensões máximas, observou-se que na base do bloco ocorre a formação de regiões tracionadas, como era esperado, no local onde se costuma posicionar a armadura principal. Nos blocos com maior ângulo de biela, as tensões de tração máximas foram menores em comparação com os blocos de mesmas dimensões e mesmos carregamentos aplicados, porém com alturas menores.

Notou-se também, que entre os modelos com diferentes diâmetros de estaca, a magnitute das tensões de tração foi menor nos blocos com maiores estacas, como verificado no trabalho de Munhoz (2004).

Quando se analisa as tensões, também é possível constatar que existe uma região de tração no interior das bielas de compressão. Esse tirante absorve as forças que aparecem devido à expansão das tensões de compressão entre os pontos de aplicação de força, formando assim uma treliça de tensões, conforme é apresentado nos estudos de Adebar, Kuchma e Collins (1990). Ao verificar as direções principais em cada elemento, pode-se observar o caminhamento das tensões e perceber a formação das bielas e tirantes.

2.2 Blocos sobre três estacas

Nos blocos de três e quatro estacas a análise das tensões é mais complexa, pois a treliça que se forma é espacial, dificultando a visualização das tensões no software.

Os blocos de três estacas foram analisados em dois cortes, axiais e transversais (sempre cortando onde a visualização da estaca fica mais clara) para as análises.

Assim como nos blocos de duas estacas, para as tensões mínimas, o modelo numérico também difere do modelo teórico de Blévot quando se trata do encaminhamento das tensões, como pode ser visto no modelo B 1.2 (Figura 4).

Figura 4. Campos de tensões mínimas do modelo B 1.2. Corte A (A), corte B (B) em N/cm²

Fonte: Autores.

Com relação às tensões máximas, observa-se que as maiores concentrações de tração se localizam no meio do bloco, na mesma direção do eixo do pilar. Também foram identificadas zonas de tração no eixo entre as estacas, porém de menor magnitude.

Quando se compara blocos submetidos ao mesmo carregamento e com as mesmas dimensões, exceto para a altura, chega-se a resultados parecidos com os dos blocos de duas estacas. Para blocos com maior altura, as tensões máximas na base do bloco são menores, como ilustram os modelos B 3.1 e B 3.2 na Figura 5.

Figura 5. Campos de tensões máximas. Modelo B 3.1 (A), modelo B 3.2 (B) em N/cm²

Fonte: Autores.

Pode-se notar que a variação da dimensão do pilar influencia na distribuição dos campos de tensões do bloco. Pilares de seção quadrada ofereceram uma distribuição mais uniforme, enquanto que os pilares de seção retangular causaram diferenças na transferência de tensões as estacas. Isso ocorre devido ao fato de que simetria da seção não é mantida quando os pilares têm seção retangular, uma vez que as distâncias entre os eixos das estacas e as faces do pilar não são iguais.

2.3 Blocos sobre quatro estacas

Para a visualização dos campos e trajetórias de tensões nos blocos de quatro estacas, as figuras dos modelos ilustram o corte do bloco que passa pelo eixo das estacas no sentido de maior comprimento do pilar.

O bloco de quatro estacas tem um comportamento muito semelhante ao bloco de duas estacas. Sua principal diferença está no ângulo da biela, que no bloco de quatro estacas se dá em função de uma bissetriz da metade da distância entre o eixo das estacas com o pilar e com a altura do bloco.

O campo de tensões mínimas dos modelos C 2.1 e C 2.2 indicam que à medida que o ângulo de inclinação da biela aumenta, e a altura também, há uma maior dispersão de tensões no bloco na transferência de cargas entre o pilar e as estacas, assim como no modelo de duas estacas.

Também nota-se que, como nos demais modelos de duas e três estacas, a trajetória das tensões não é a mesma do trabalho de Blévot (Figura 6).

Figura 6. Campos de tensões mínimas. Modelo C 2.1 (A) e modelo C 2.2 (B) em N/cm²

Fonte: Autores.

De modo similar ao que ocorre no bloco de duas estacas, pode-se ver que na análise das tensões principais, há tração dentro da biela comprimida, que ocorre quando este tirante absorve as forças que aparecem devido à expansão das tensões de compressão entre os pontos de aplicação de força, formando assim uma treliça de tensões, de maneira análoga ao modelo de Adebar, Kuchma e Collins (1990).

Para as tensões de tração, na análise de tensões máximas, observa-se que há o esforço de tração entre os eixos entre as estacas. As máximas concentrações observadas estão localizadas na parte inferior, no centro do bloco.

A seção do pilar influenciou na distribuição dos campos de tensão analogamente aos blocos de três estacas. Pilares quadrados causaram distribuições mais uniformes, enquanto pilares retangulares fizeram com que houvesse diferenças nas distribuições de carga entre as estacas e no encaminhamento das tensões.

Assim como nos modelos anteriores, o aumento do tamanho da estaca fez com que as concentrações de tração no centro do bloco diminuíssem, porém isso não é tão evidente quanto nos blocos de duas e três estacas. Todos os modelos analisados apresentaram comportamento semelhante em relação à tração.

Com relação às deformações dos modelos, pode-se perceber que os blocos de duas estacas foram os que mais deformaram, sendo que os modelos de três e quatro estacas se apresentaram mais estáveis. Os modelos com maior ângulo de biela deformaram menos em relação aos de menor ângulo, devido a maior altura do bloco. Quando comparados os diâmetros de estacas, os blocos com menores seções de estaca apresentaram maiores deformações, em comparação com os blocos que possuíam maiores estacas.

Nos blocos de quatro estacas observou-se que surgiram tensões de compressão nos cantos superiores dos blocos, devido às deformações causadas pelo carregamento do pilar (Figura 7).

Figura 7. Tensão de compressão no canto do bloco de quatro estacas C 1.2 em N/cm²

Fonte: Autores.

3. Conclusões

A importância deste trabalho está na análise dos modelos numéricos, elástico linear, das tensões e deformações de blocos rígidos de fundação em concreto armado sobre duas, três ou quatro estacas, utilizando método dos elementos finitos, de acordo com os padrões previstos pela ABNT NBR 6118:2007.

Os modelos numéricos apresentados resultaram em valores de tensões abaixo das esperadas, demonstrando desta maneira a necessidade de se adotar um modelo analítico mais refinado, que leve em considerações o diâmetro das estacas, geometria do bloco em função da inclinação da biela e seções de pilares, além disso, devem-se adotar verificações de tensões na base do pilar e na base da estaca, regiões sobrecarregadas de tensões.

Constatou-se que o modelo analítico de Blévot atende as necessidades de projeto, mesmo se tratando de um método mais conservador do que o numérico, e ainda tem a vantagem de se tratar de um método relativamente simples de ser aplicado.

Para os modelos de blocos sobre duas estacas são detalhes importantes:

O espraiamento de tensões na base do pilar, que difere principalmente do trabalho de Blévot, e mostra que há uma angulação das tensões de compressão que parte da estaca até a lateral da base do pilar.

O fluxo de tensões principais que indica que há um esforço de tração dentro da biela de compressão, onde os elementos desta região estão submetidos a esforços tanto de compressão como de tração.

Blocos com maiores dimensões na altura estão sujeitos a uma menor solicitação de tração na base do bloco entre os eixos das estacas, porém a transmissão dos esforços de compressão para as estacas já não apresentam a mesma vantagem.

Para blocos sobre três estacas, verificou-se que:

Há um comportamento semelhante ao modelo de bloco sobre duas estacas nos cortes que foram apresentados, porém há uma necessidade da utilização de um software mais refinado para um corte transversal, onde há tensões de compressão que não puderam ser analisadas.

Para as máximas tensões de tração foi verificado que são localizadas na base do bloco, no sentido abaixo do pilar, local onde a armadura principal deve ser posicionada.

A seção transversal dos pilares também influenciou na propagação de tensões, pilares de seção quadrada foram mais uniformes, enquanto os de seção retangular não apresentaram a mesma simetria.

Por fim, para blocos sobre quatro estacas, a análise se deu de forma mais sucinta, pela mesma dificuldade encontrada em traçar um plano de corte transversal para se verificar a biela de compressão, uma vez que ela se estende de maneira espacial dentro do bloco.

Nos planos de corte analisados, pode-se verificar comportamentos semelhantes aos blocos de duas estacas, com o mesmo espraiamento de tensões na base do pilar e com o esforço de tração dentro da biela de compressão.

Assim como no modelo de três estacas, os modelos de quatro estacas também tiveram a relação da seção do pilar com a simetria da distribuição das tensões dentro do bloco.

Para a transmissão de cargas do pilar para as estacas, em todos os modelos analisados, constata-se que o ângulo de inclinação da biela de 45,00° é o ideal, pois apresenta um equilíbrio entre as concentrações de compressão e de tração.

Referências

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TAYLOR, H. P. J.; CLARKE, J. L. Some detailing problems in concrete frame structures. The Structural Engineer, Londres, v. 54, n. 10, 1976.

Notas

1. Estudantes de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: henrique.neo@yahoo.com.

2. Estudantes de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: kvas@cro5.eb.mil.br.

3. Professora da Graduação de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: enatasbs@utfpr.edu.br.

Capítulo 2:

Estudo experimental em modelo reduzido do escoamento em um sistema de transposição de peixes do tipo ranhura vertical

Larissa Vidigal Guidini4

Fernando Oliveira de Andrade5

Introdução

Sistemas de transposição de peixes (STP) são estruturas hidráulicas construídas para permitir que os peixes superem um obstáculo à migração (Guo et al., 2012). Estes dispositivos favorecem a reprodução dos peixes, permitido que se desloquem em direção às cabeceiras dos rios durante a piracema (Sanagiotto, 2011). Além disso, os STPs têm a função de equilibrar as funções ecológicas de montante e jusante de um rio, desempenhando um papel insubstituível na proteção dos peixes e seu habitat. Um projeto adequado desses sistemas requer conhecimentos interdisciplinares e deve combinar as características da estrutura com a capacidade natatória dos peixes (Guo et al., 2012).

No Brasil, há pouco conhecimento sobre as espécies de peixes e suas características, como por exemplo, a capacidade natatória e suas rotas de migração. Entretanto, sabe-se que muitas das espécies de piracema não conseguem utilizar os mecanismos de passagem de forma eficiente (Coletti, 2005). Na ausência do conhecimento das espécies alvo, o STP deve ser projetado de forma versátil e com possibilidades de modificações (Larinier, 2001). Experimentos mostram que quando bem projetada, estruturas do tipo escada com ranhura vertical operam com baixa seletividade, podendo ser atravessada por várias espécies (Larinier, 2008).

A escada do tipo ranhura vertical consiste em um canal retangular com fundo inclinado, dividido em tanques por meio de septos e ranhuras. A água escoa por esse canal, passando de um tanque para o outro através das ranhuras (Alvarez-Vázquez et al., 2007). Parte do escoamento é revertido para montante, criando regiões de recirculação nos tanques, onde o escoamento é mais lento, possibilitando o descanso dos peixes antes de continuar a transpor o sistema (Guo et al., 2012).

Para determinar a eficiência do sistema, variáveis hidrodinâmicas, tais como velocidade e turbulência, devem ser observadas. Uma das etapas mais importantes no planejamento do STP é comparar as variáveis hidrodinâmicas com dados da ictiofauna, a partir da escolha de um modelo geométrico adequado (Mao et al., 2012).

Em escadas do tipo ranhura vertical, as principais variáveis consideradas na avaliação de sua eficiência são a velocidade na ranhura, o nível de água, o padrão do escoamento e a potência dissipada por unidade de volume. A velocidade na ranhura é um critério muito importante, pois atravessá-la requer que o peixe alcance sua velocidade de explosão, isto é, sua velocidade máxima. Desta forma, faz-se necessário que a velocidade na ranhura seja menor que a velocidade de explosão da espécie alvo (Bermúdez et al., 2010; Sanagiotto et al., 2012). A potência dissipada por unidade de volume varia entre as espécies, assim como a velocidade. Bell (1973) propôs o limite de 0,191 kW/m3, valor mais comum e utilizado para o dimensionamento. Por fim, a profundidade dentro dos tanques garante o conforto para o peixe ao longo de seu caminho. Desta forma, devem ser atendidos valores mínimos, para que, na existência de um obstáculo, como pedras, não sejam formadas regiões com velocidade de fluxo muito altas ou situações de elevada aeração (Sanagiotto et al., 2012).

Uma maneira de otimizar os projetos, reduzir custos e definir as características adequadas do escoamento é a simulação mediante o uso de modelos experimentais. Neste trabalho, avaliou-se as características do escoamento em um modelo de uma escada de peixe do tipo ranhura vertical na escala 1:40, por meio de medição dos níveis de água, dos valores de velocidade em pontos de interesse, do cálculo da potência dissipada em cada tanque e da visualização do escoamento. Os valores obtidos no modelo foram convertidos em valores de protótipo e comparados com características biológicas de três espécies de peixes encontradas no Brasil, com o objetivo de avaliar a viabilidade de aplicação prática do STP estudado.

1. Procedimentos metodológicos

Para este estudo foi construído um modelo reduzido junto ao laboratório de hidráulica da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, considerando-se um fator de escala de 1:40 e semelhança de Froude, com objetivo de converter os resultados do modelo em valores de protótipo. A escolha das dimensões do modelo teve como base as dimensões do canal disponível no laboratório e sua geometria foi inspirada no modelo experimental de Tolentino et al. (2014). Em seu modelo, Tolentino utilizou disposição de anteparos semelhante, em uma escala de 1:7,5, considerando um protótipo com 3m de largura, similar ao protótipo considerado no presente estudo.

A estrutura do modelo consistiu em um canal fabricado em acrílico transparente com 7,7cm de largura, 25cm de profundidade e 4,9m de comprimento. Também integrou a estrutura um sistema de bombeamento, que permitiu a recirculação da água no canal. A água foi bombeada de um reservatório inferior até a entrada do canal na parte mais elevada, por onde escoava até retornar ao reservatório inferior.

O canal foi segmentado em tanques por meio de anteparos de acrílico, fabricados sob medida. Foram construídos 10 tanques com 10cm de comprimento e com septos de 6,0cm e 0,5cm. A Figura 8 ilustra a planta baixa de um tanque típico da estrutura.

Figura 8. Planta baixa do modelo na escala 1:40

Fonte: Autoria própria.

A declividade no canal pôde ser controlada de acordo com a necessidade do experimento e foram adotadas neste estudo as inclinações de 1,5% e 3%, devido às limitações da estrutura do canal. A vazão foi mantida constante e igual a 0,6L/s durante todo o experimento. Sua determinação foi dada pela média de cinco medições através do método direto volumétrico.

Para determinação da profundidade do escoamento, utilizou-se uma ponta limnimétrica, posicionada em dois pontos de medição em cada tanque. Os pontos foram localizados no centro do tanque, distantes 2cm entre si na direção longitudinal. Com as medidas obtidas, calculou-se a média das profundidades para um tanque e assim, comparou-a com a do tanque anterior para obter a perda de carga entre os tanques.

A potência dissipada por unidade de volume (Pv) foi calculada de acordo com a seguinte equação,

(1)

onde Q é a vazão, 𝛾 o peso específico da água, 𝛥h a perda de carga entre dois tanques consecutivos, ym a profundidade média do escoamento a jusante da ranhura, B a largura do tanque e L seu comprimento. Adotou-se o limite dessa variável estabelecido por Bell (1973) de 0,191 KW/m3 de dissipação de energia por unidade de volume.

Para a determinação das velocidades do escoamento, utilizou-se um tubo de Pitot posicionado em seções selecionadas na ranhura e em um plano horizontal. No ensaio, a velocidade de cada seção (v) foi calculada mediante a medida da pressão estática (p) e da pressão de estagnação (p0) de acordo com a Equação (2). Nessa equação, g é a aceleração da gravidade e 𝛾 o peso específico da água,

(2)

Na região das ranhuras, as medições de velocidade foram realizadas nas entradas dos tanques 2, 6 e 9, para inclinações de 1,5% e 3,0%, em diferentes profundidades, de modo que pudesse ser traçado um perfil da velocidade na direção vertical da ranhura.

As medições de velocidade do escoamento principal foram feitas para ambas inclinações, em um único plano horizontal no tanque 6, onde o escoamento já estava estabilizado, a uma distância de 6cm do fundo. Os dados foram coletados apenas na região de escoamento principal, uma vez que a região de recirculação era muito estreita para o posicionamento do tubo de Pitot.

Comprimento (cm)

Velocidade crítica (m/s)

Velocidade Prolongada (m/s)

Velocidade de explosão (m/s)

min.

máx.

Mandi

19

1,29

0,95

1,24

-

Piau

16

1,32

1,12

1,68

1,58

Curimba

29

1,23

1,16

1,60

1,78

Quadro 1. Velocidades de três espécies de peixe típicas brasileiras

Fonte: Santos (2007).

Após realizar as medições, utilizando a semelhança de Froude para a escala do estudo, foram calculados os valores de velocidade no protótipo, que foram comparados com os dados da ictiofauna. Apesar da escassez na literatura especializada sobre características básicas da atividade natatória em peixes neotropicais, um estudo em particular (Santos, 2007) avaliou as velocidades de três espécies: Pimelodus maculatus, Leporellus vittatus, Prochilodus costatus, conhecidos, respectivamente, como mandi-amarelo, piau e curimba. O primeiro é um peixe da ordem siluriformes, e os demais da ordem dos characiformes, comumente encontrados nos rios brasileiros. Dessa forma o presente trabalho se beneficiou desses dados, apresentados no Quadro 1, para realizar comparações entre as velocidades dos peixes e do escoamento no STP.

As velocidades analisadas por Santos (2007) são classificadas em crítica, prolongada e de explosão. A velocidade de explosão é aquela em que o peixe consegue manter por alguns segundos e está associada ao escoamento nas ranhuras. As velocidades prolongada e crítica são velocidades médias ao longo de um trajeto. Esses valores foram utilizados para avaliar a adequação da estrutura de transposição para uma eventual aplicação em tamanho real. As velocidades crítica e prolongada foram comparadas com a velocidade média do escoamento principal, medida em um plano horizontal no tanque 6. A velocidade de explosão dos peixes foi comparada com as velocidades do escoamento na região das ranhuras verticais doas tanques 2, 6 e 9.

2. Resultados e discussões

Após medições de profundidade da superfície da água, calculou-se a perda de carga entre cada tanque. Os valores obtidos são mostrados no Quadro 2. Percebe-se uma maior estabilidade do escoamento nos tanques centrais (do 4 ao 6), onde ocorreu menor variação de perda de carga entre os tanques. Este comportamento era esperado, uma vez que nos tanques iniciais e finais o escoamento tende a mudanças mais bruscas em sua configuração, devido as influências das condições de contorno de entrada e saída. Na região onde o escoamento se apresentou mais estável, aproximadamente entre os tanques 4 e 6, a perda de carga resultou em um intervalo entre 6,25mm e 6,75mm para i = 1,5%. Para o caso da inclinação i = 3,0%, a perda de carga permaneceu no intervalo de 7mm e 5mm.

i = 1,5%

i = 3,0%

Tanque

Média de profundidade (mm)

Δh (mm)

Tanque

Média de profundidade (mm)

Δh (mm)

1

142

11

1

138,5

3,5

2

137,5

4,5

2

134,25

4,25

3

134

3,5

3

125,5

8,75

4

127,75

6,25

4

118,5

7

5

121

6,75

5

112,5

6

6

114,25

6,75

6

107,5

5

7

107

7,25

7

99

8,5

8

99

8

8

89,5

9,5

9

86,75

12,25

9

77

12,5

10

74,5

12,25

10

67,5

9,5

Quadro 2. Profundidade média e perda de carga para i = 1,5% e i = 3,0%

Fonte: Autoria própria.

A Figura 9 mostra a visualização lateral do escoamento, onde pode-se visualizar os níveis de água dos 10 tanques do STP, os quais foram utilizados para calcular a perda de carga ao longo da estrutura. O escoamento ocorre da direita para a esquerda.

Figura 9. Nível de água entre os tanques do STP

Fonte: Autoria própria.

Com base nas dimensões do modelo e na determinação da profundidade do escoamento, calculou-se a dissipação de energia por unidade de volume para cada tanque e para os dois valores de declividade no modelo. Os resultados obtidos de dissipação de energia por unidade de volume foram também convertidos, de acordo com a escala do estudo, para valores de protótipo. Na Figura 10 são comparados os valores de dissipação de energia para as duas inclinações com o limite estabelecido por Bell (1973).

Figura 10. Dissipação de energia por unidade de volume para i = 1,5% e i = 3,0%

Fonte: Autoria própria.

Observa-se que, para o protótipo, a dissipação de energia foi superior ao recomendado pela literatura, encontrando-se dentro do limite apenas as medidas dos tanques 2 e 3 para i = 1,5% e dos tanques 1 e 2 para i = 3,0%. Este limite é fundamental para que os peixes possam utilizar o sistema sem sofrer desorientação e fadiga, uma vez que quando há muita energia dissipada o peixe gasta muita energia para realizar a transposição para montante. Notou-se ainda que a dissipação de energia é mais baixa na região inicial do escoamento pelo fato da profundidade ser maior nesses tanques.

Os ensaios com o tubo de Pitot forneceram perfis de velocidade nas regiões das ranhuras de entrada dos tanques 2,6 e 9. A partir da escala do modelo (1:40), calculou-se a velocidade do protótipo, utilizando a semelhança de Froude. As médias das velocidades para cada ranhura são apresentadas no Quadro 3.

i = 1,5%

i = 3,0%

velocidade média ranhura (m/s)

velocidade média ranhura (m/s)

Tanque

modelo

protótipo

Tanque

modelo

protótipo

2

0,41

2,61

1

0,43

2,73

6

0,47

2,96

2

0,65

4,09

9

0,57

3,61

3

0,72

4,57

Quadro 3. Médias de velocidades do escoamento para i = 1,5% e i = 3,0% e para ranhuras 2, 6 e 9

Fonte: Autoria própria.

Comparando ambas inclinações, notam-se velocidades médias mais altas para i = 3,0%. Este comportamento está associado aos níveis de água mais baixos observados nesta inclinação (princípio da conversação de massa). As Figuras 11 e 12 mostram os perfis adimensionais de velocidade nas ranhuras, onde y é a profundidade de medição, h é a profundidade da superfície do escoamento, v é velocidade na ranhura e vapro é a velocidade de aproximação, calculada a montante do primeiro tanque e igual a 0,05m/s para i = 1,5% e a 0,06m/s para i = 3,0%.

Figura 11. Perfil de velocidade adimensional. Função entre y/h e v/vapro para i = 1,5%

Fonte: Autoria própria.

Figura 12. Perfil de velocidade adimensional. Função entre y/h e v/vapro para i = 3,0%

Fonte: Autoria própria.

Analisando o perfil da velocidade nas ranhuras 2, 6 e 9, nota-se o aumento da velocidade na direção do escoamento, ao passar de um tanque para outro. Ainda é possível observar o crescimento gradativo da velocidade na direção vertical, até um valor máximo nas profundidades y/h em torno de 0,6 a 0,8.

Comparando-se as duas inclinações estudadas, percebe-se que no tanque 2, no início da estrutura, as velocidades são similares, pois houve pouca atuação da declividade no sistema. Nos tanques 6 e 9, observa-se que as velocidades em i = 3,0% são superiores em relação a i = 1,5%. No primeiro caso (maior declividade), as velocidades adimensionais v/vapro máximas são da ordem de 12 a 14, enquanto no segundo caso (menor declividade) essas velocidades são da ordem de 10 a 12.

As velocidades médias na região do escoamento principal foram medidas apenas no tanque central, tanque 6, a uma profundidade de 6cm em um plano horizontal. A Figura 13 ilustra o comportamento das velocidades num plano horizontal no tanque 6.

Figura 13. Velocidade no escoamento principal em um plano horizontal para i = 1,5% e i = 3,0%

Fonte: Autoria própria.

Verificou-se que, nessa região do escoamento, a velocidade decresceu à medida que se avança em direção ao próximo tanque, partindo de um valor máximo na ranhura, até um valor mínimo próximo à ranhura do tanque subsequente.

A Figura 14 mostra a visualização da superfície do escoamento. Com base nesses registros, percebeu-se a formação de uma região de recirculação de água e uma região de escoamento principal. Constatou-se a formação de um vórtice de aproximadamente 8cm em sua dimensão longitudinal e de aproximadamente 4,4cm na dimensão transversal. Convertendo esses valores com o fator de escala do estudo, estima-se um vórtice de 3,2m por 1,76m para o protótipo.

Figura 14. Visualização do escoamento e detalhamento do vórtice

Fonte: Autoria própria.

A relevância deste estudo fundamenta-se na comparação dos resultados obtidos no estudo em escala reduzida com os dados da ictiofauna, relatados a partir da literatura. Observou-se nos experimentos que a estrutura não apresentou resultados satisfatórios em termos de dissipação de energia por unidade de volume. O limite estimado para utilização do mecanismo é de 0,191 kW/m3, respeitado apenas nos tanques 2 e 3 de i = 1,5% e nos tanques 1 e 2 de i = 3,0%. Assim, a estrutura não seria totalmente adequada para eventual aplicação prática, uma vez que poderia causar desorientação e estresse nos peixes.

Conforme relatado no estudo de Santos (2007), a maior velocidade alcançada por um peixe, foi igual a 1,78m/s, correspondente à velocidade de explosão do curimba. Esta velocidade é inferior a todas as velocidades calculadas para o protótipo, o que significa, que os peixes teriam dificuldades na transposição do escoamento nas regiões das ranhuras. No entanto, cabe mencionar que a vazão do escoamento também interfere diretamente neste estudo, uma vez que para vazões menores, o sistema poderia apresentar velocidades compatíveis com as espécies estudadas.

Ao analisar o comprimento médio dos peixes, que no estudo relatado é inferior a 30cm, nota-se que a profundidade do escoamento seria adequada aos peixes, uma vez que a profundidade mínima observada neste estudo foi de 6,75cm (no tanque 10 de i = 3,0%), equivalente a 2,7m em escala de protótipo.

A partir da visualização do escoamento, observou-se a formação de uma região de recirculação com vórtice de dimensões de 3,2m na direção longitudinal e 1,76m na direção transversal para o protótipo. Ao relacionar essas medidas com o comprimento dos peixes, percebe-se que a região de recirculação apresentaria dimensões adequadas à utilização, possibilitando o descanso dos peixes nessa região.

3. Considerações finais

Os resultados desse trabalho em modelo reduzido na escala 1:40 mostraram que dois parâmetros hidráulicos do escoamento no interior dos tanques (dissipação de potência por unidade de volume e velocidade nas ranhuras) não são totalmente favoráveis para uma eventual utilização de um protótipo do STP estudado. Os resultados de potência dissipada permitiram concluir que a estrutura como um todo dissipa muita energia, uma vez que o limite proposto por Bell (1973) de 0,191 kW/m3 foi ultrapassado em quase todos os tanques estudados. Uma maneira de atenuar esse problema seria modificar a geometria dos tanques, de modo a diminuir a dimensão longitudinal em relação à transversal. Também se observou velocidades muito elevadas nas regiões das ranhuras 2, 6 e 9, o que dificultaria o transporte dos peixes a montante. Os resultados obtidos foram superiores as velocidades de explosão das espécies de peixes estudadas.

As medições de nível de água mostraram que a profundidade do escoamento é adequada para possibilitar o desenvolvimento da capacidade de nado dos peixes. A visualização do escoamento permitiu concluir que os vórtices formados nos tanques possuem dimensões adequadas para proporcionar regiões de descanso para as espécies de peixes estudadas, uma vez que a região de recirculação da água dentro dos tanques possui dimensões muito maiores que as dimensões típicas das espécies de peixes adultas.

Este estudo utilizou dados de ictiofauna referentes a apenas três espécies de peixes. Uma amostra de três espécies não representa a enorme diversidade de espécies encontradas nos rios brasileiros, entretanto, os dados utilizados foram considerados suficientes para atingir os objetivos propostos. Cabe observar que existe uma grande escassez de informações disponíveis na literatura especializada em ictiofauna.

Em estudos futuros recomenda-se que os experimentos sejam realizados para diferentes valores de vazão, com o objetivo de observar a influência da variação da vazão no escoamento, estabelecendo assim uma vazão ótima para o STP. Outra sugestão seria a construção de um modelo com possibilidade de alteração das posições dos anteparos durante o estudo, para que assim pudesse ser analisada a otimização da configuração geométrica do modelo. Por fim, aconselha-se realizar o estudo para inclinações maiores do que as utilizadas do presente trabalho, de modo que estrutura de transposição não necessite de dimensões longitudinais amplas, o que facilitaria o transporte dos peixes nas duas direções.

Referências

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Notas

4. Estudante de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: larissa_gui@hotmail.com.

5. Professor do Curso de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: fandrade@utfpr.edu.br.

Capítulo 3:

Investigação da viabilidade da produção de concreto com CO2 incorporado

Marcela da Silva Gayer6

Michel Gustavo Boaron7

Yasmin Bellizze Grande8

Wellington Mazer9

Introdução

A construção civil reconheceu ser uma das maiores responsáveis pelas emissões anuais de CO2. Estima-se que 5% das emissões industriais mundiais são devido à produção de cimento (Damtoft, 2008 apud Monkman, 2014). Além disso, prevê-se que a produção de cimento e de concreto aumente a longo prazo em resposta à crescente demanda (Scrivener, 2014). Sendo assim, o desafio é reduzir a intensidade das emissões de dióxido de carbono associadas à produção e uso do cimento. Por isso, a indústria de cimento anunciou um plano para reduzir as emissões de CO2 até 2050, ao mesmo tempo que projeta um aumento na produção do cimento, durante o mesmo período (IEA, 2009).

Há anos, procura-se abordagens inovadoras que possam ser parte de uma estratégia de mercado para as empresas produtoras de cimento. Foram traçados vários planos com novas abordagens para reduzir a intensidade das emissões de dióxido de carbono, mas muitos deles não se tornam viáveis (Monkman, 2014).

Um método em potencial é a reutilização do dióxido de carbono no concreto, durante sua produção. O mecanismo de reação de dióxido de carbono com silicato de cálcio na presença de água foi sistematicamente estudado na década de 1970, na Universidade de Illinois. Nessa pesquisa, mostrou-se que o silicato de cálcio adicionado ao cimento na presença de água reage com o dióxido de carbono, formando o carbonato de cálcio (CaCO3), um mineral estável e resistente, que influencia diretamente no desempenho do concreto (Berger; Young, 1979).

Atuais estudos sobre a técnica de incorporação do CO2 no concreto fresco têm mostrado os benefícios da adição à mistura. Uma vez injetado, o CO2 converte-se quimicamente num mineral sólido que será elemento integrante do concreto, podendo melhorar suas propriedades.

Devido ao caráter recente e inovador dessa tecnologia, é de interesse técnico, ambiental e econômico reproduzi-la em laboratório, a fim de investigar a influência da nova abordagem nas propriedades do concreto fresco e endurecido. E, além disso, avaliar seus benefícios frente à realidade do mercado brasileiro de construção civil.

1. Revisão bibliográfica

Nas estruturas de concreto armado, normalmente, o dióxido de carbono (CO2) penetra no concreto quando este encontra-se no estado endurecido, e como consequência tem-se a diminuição do pH do concreto e a despassivação das armaduras. No entanto, o CO2 pode ser introduzido no concreto ainda no estado fresco, durante sua produção, conduzindo a resultados diferentes do anterior.

1.1 Diferença entre carbonatação no concreto endurecido e fresco

O concreto pode ser submetido a dois tipos de reações de carbonatação. O primeiro consiste na reação – por um longo período de tempo – do concreto endurecido com o CO2 presente na atmosfera. E o segundo, é caracterizado pela reação entre o CO2 e o concreto fresco, provocada pela inserção de CO2 no processo produtivo desse concreto. Nesse último caso, a reação pode ocorrer dos estágios iniciais da mistura e se estender até, no máximo, por 48 horas (Monkman, 2016).

1.1.1 Carbonatação do concreto no estado endurecido

Segundo Levy (2001), a despassivação da armadura é o grande risco da carbonatação no concreto endurecido. Enquanto o pH for superior a 11, dificilmente ocorrerá corrosão da armadura, contudo, se atingir níveis inferiores, dará início ao processo de despassivação da armadura, diminuindo assim a longevidade e a resistência da estrutura.

Inicialmente, o CO2 reage com a água presente no líquido intersticial dos poros do concreto, formando ácido carbônico (H2CO3). Esse, por sua vez, reage com os compostos de cálcio presentes no concreto, advindos da reação de hidratação do cimento, mas principalmente, com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2). Essa reação básica origina o carbonato de cálcio (CaCO3) como evidenciado na equação (1) (Monkman; MacDonald; Hooton, 2016):

Ca(OH)2 + H2CO3 → CaCO3 + 2H2O , (1)

Papadakis, Vayenas e Fardis (1991) afirmam que o CO2 ainda reage com todos os outros produtos oriundos da hidratação do cimento e também disponíveis nos poros do concreto, como o silicato de cálcio hidratado (C-S-H), trissulfoaluminato de cálcio hidratado (etringita), monossulfoaluminato de cálcio hidratado, silicato tri-cálcico (C3S) e silicato di-cálcico (C2S).

A reação do gás com o Ca(OH)2 é tida como básica por ser a que acontece em maior quantidade, visto que a maior parte do consumo de CO2 é usado para reagir com esse composto. De acordo com Peter et al. (2008), a quantidade CO2 consumido na reação entre Ca(OH)2 e CO2 é três vezes maior do que o consumido na reação entre C-S-H e CO2, que por sua vez é vinte vezes maior que a reação do gás com o C2S e cinquenta vezes maior que na reação do gás com C3S.

Peter et al. (2008) ainda faz o adendo que outros álcalis como o hidróxido de potássio (KOH), o hidróxido de sódio (NaOH) e o hidróxido de magnésio (Mg(OH)2) estão também presentes na pasta de cimento e, mesmo que em pequena quantidade, podem ser carbonatados.

Segundo Kazmierczak (1995), a transferência CO2 da atmosfera para os poros do concreto acontece devido à diferença de concentração dos meios. De acordo com Monkman; MacDonald; Hooton (2016) a umidade relativa do ar é a principal facilitadora da entrada do CO2 no concreto e pela quantidade de CO2 absorvido no tempo.

Geralmente, a umidade relativa está em torno de 40% e 90%. Quando está abaixo disso, não há água o suficiente para dissolver o CO2 e formar o gás carbônico. Por outro lado, quando está mais saturado do que esse limite, o espaço não comporta a entrada do gás. Quando a umidade relativa está dentro desse intervalo, cria-se o cenário ideal para o desenvolvimento das reações em níveis profundos (Papadakis; Vayenas; Fardis, 1991).

Ainda exercem influência na carbonatação a temperatura, o tipo do cimento, as adições, a relação água/aglomerante, o tempo, a condição de cura e o tipo de agregado (Werle; Kazmierczak; Kulakowski, 2011).

1.1.2 Carbonatação do concreto no estado fresco

O processo de carbonatação ocorre concomitante com o início da reação de hidratação do cimento, devido ao contato do concreto fresco com CO2. Dentro de um ambiente favorável, a carbonatação ocorre rapidamente e contribui para um concreto mais denso e resistente. O tempo de exposição varia dependendo da maneira como é feito, mas varia entre poucos segundos até o tempo necessário para o início da pega (Monkman; MacDonald; Hooton, 2016).

Os mecanismos de reação da carbonatação no concreto fresco são consideravelmente diferentes dos vistos na carbonatação do concreto endurecido. Segundo Young (1974, apud Monkman; Macdonald; Hooton et al., 2016), as reações básicas e espontâneas de hidratação do cimento consistem em reagir o C2S e o C3S com água, formando C-S-H, carbonato de cálcio e energia, visto que caracteriza uma reação exotérmica.

Maries (1985, apud Bertos et al., 2004) aponta os episódios que marcam as etapas da carbonatação no concreto fresco, ilustrados na Figura 15 e descritos abaixo.

Figura 15. Sequência de reações do processo de carbonatação no concreto fresco

Fonte: Maries (1985) apud Bertos et al. (2004)

I. O CO2 se difunde no ar e entra em contato com o concreto fresco;

II. O CO2 permeia a massa de concreto fresco;

III. O CO2(g) se solubiliza na fase aquosa do concreto e se transforma em CO2(aq). Essa etapa é favorecida pela alta área superficial interna do concreto;

IV. O CO2(aq) reage com a H2O, produzindo H2CO3. Essa reação acontece numa velocidade menor e, portanto, rege a taxa de transformação das próximas reações de carbonatação;

V. O ácido carbônico (H2CO3) ioniza – logo após a reação anterior se consolidar – e libera íons de H+, HCO3-, CO32-. A presença de íons H+ na mistura diminui o pH do concreto nesse momento. Geralmente, observa-se um salto de 11 para 8;

VI. Devido a essa queda de pH, ocorre a desestabilização e a dissolução de C2S e de C3S – maior concentração de silicato de cálcio no cimento. Ocorre rapidamente, liberando muita energia para o sistema. Os grãos de silicato de cálcio são revestidos por uma fina camada de C-S-H gel e que também se dissocia, liberando íons Ca2+ e Si44-.

VII. Ocorre então a nucleação do CaCO3 e consequente formação do C-S-H gel;

VIII. O CaCO3 que não reage precipita como fase sólida, sendo a calcita a forma ideal;

IX. Pode acontecer, paralelamente, uma carbonatação secundária, onde reações entre o CO2 e o cimento que produzem C-S-H gel e são transformados em SH e CaCO3.

As reações de carbonatação do cimento mostram que a maioria dos compostos ricos em silicatos do cimento indicam que o início da carbonatação é acompanhada da hidratação do CO2, indicada na equação (2) e, depois de certo tempo, tem início a carbonatação secundária, como mostrado na equação (3) (Lange; Hills; Poole, 1996):

C3S + yH2O + (3 – x)CO2 → CxSHy + (3 – x)CaCO3 , (2)

CxSHy + zCO2 → C(x-z)SHy + zCaCO3 , (3)

O mecanismo apresentado tem como referência o comportamento do C3S durante sua hidratação. O processo químico visto com o C2S é bastante similar em todo o processo (Lange; Hills; Poole, 1996).

A fim de atingir o proposto acima, inicialmente, o CO2 se solubiliza na água e resulta em H2CO3, resultando na liberação de 699.9 x 103 J/mol, regido pela equação (4) (Bukowski; Berger, 1979):

CO2 + H2O → H2CO3 , (4)

A presença do ácido carbônico provoca uma reação forte com C3S nos primeiros 3 minutos de contato, como mostrado na equação (5) (Young; Berger; Breese, 1974 apud Bertos et al., 2004).

C3S + 1/2 H2C03 → C1.4SH0.6 + 1/2CaCO3 + 0.6H2O , (5)

Nesse momento, se dá a formação do CaCO3 cristalizado. Também é uma reação exotérmica, liberando 1205.8 x 103 J/mol (Bukowski; Berger, 1979).

Depois de 3 minutos, a recarbonatação do gel passa a ser a reação principal, implicando em uma alteração na composição, como indicado na equação (6) (Young; Berger; Breese, 1974 apud Bertos et al., 2004):

CxSHy + (x – x’)CO2 → Cx’SHy’ + (x – x’)CaCO3 + (y – y’)H2O , (6)

Logo, toda reação que acontecer nesse período acarreta uma mudança de composição do gel. Essa etapa vai se estender até que todo C-S-H formado nesse período de tempo se transforme em CaCO3 e sílica gel (como explicitado na equação 6) e também porque o valor absoluto dos termos com “ ‘ “ são inferiores aos termos sem “ ‘ “, gerando uma redução na quantidade do composto. Esse novo gel é estável, além de manter uma morfologia similar ao original, como apresentado na equação (7) (Yousuf et al., 1993):

C3S2H2 + 3CO2 → SiO2(gel) + 3 CaCO3 +3 H2O , (7)

Há vários parâmetros que influenciam na capacidade e na qualidade da carbonatação, principalmente na difusão e reatividade do CO2. Tais fatores são apresentados na Figura 16.

Figura 16. Esquema dos potenciais influenciadores no processo de carbonatação

Fonte: Adaptada de Bertos et al. (2004).

A carbonatação no concreto fresco resulta do cálcio que seria utilizado para formar hidróxido de cálcio e contribuir para um pH básico. Contudo, a produção de hidróxido de cálcio não deixa de existir a longo prazo, com o endurecimento do concreto. Foi observado que em concreto com CO2 injetados por 120 segundos e depois moldados corpos de prova curados em câmara úmida, esse processo de carbonatação tem um efeito mínimo no pH da solução dos poros do concreto endurecido, não despassivando a armadura (Monkman, 2016).

Após o processo de carbonatação, observa-se uma aceleração das reações de hidratação, precipitação de calcita nos poros, descalcificação de grãos de cimento residuais e aumento da polimerização dos silicatos (Bertos et al., 2004).

2. Estudo de caso

Uma empresa canadense desenvolveu essa nova abordagem para produzir concreto com a injeção de CO2 (Monkman, 2014). Foram feitas investigações usando dióxido de carbono como matéria prima durante a mistura do concreto, onde buscou-se maximizar a absorção do CO2. Porém, foi percebido problemas com relação ao tempo de reação e à trabalhabilidade do concreto. Foram realizadas pesquisas laboratoriais utilizando a calorimetria isotérmica para identificar a quantidade ideal de CO2 que deveria ser usada (Monkman; MacDonald; Hooton, 2016).

Os experimentos foram feitos com a intenção de analisar o uso de concreto para sequestro de dióxido carbônico da atmosfera e também de avaliar os impactos nas propriedades do concreto carbonatado, se comparado ao concreto referência, como quanto à consistência, à evolução do calor de hidratação, à resistência à compressão e à flexão. Também era de interesse fazer com que o desempenho observado no laboratório fosse reproduzido em grande escala, para que o concreto carbonatado pudesse ser produzido a nível industrial, além de estabelecer uma dosagem ótima de dióxido de carbono a ser injetado (Monkman, 2014).

Para otimização da dosagem de dióxido de carbono, foram realizados ensaios durante o verão de 2013 e seguidos procedimentos de controle de qualidade para assegurar que todo o concreto produzido estivesse na mesma consistência (Monkman, 2014).

Os estudos de caso foram realizados na cidade de Dartmouth, Nova Scotia, no Canadá e foram conduzidos através de empresas produtoras de concreto. O dióxido de carbono foi adicionado ao concreto dentro do caminhão betoneira, durante a mistura. Um tanque contendo CO2 líquido foi conectado a um sistema de controle e injeção de gás. Mediu-se o líquido para inserir no caminhão betoneira. Porém, o CO2 líquido não é estável à temperatura e pressão atmosférica, ele converte-se em gás imediatamente após a saída do sistema de injeção. Para tanto, introduziu-se o CO2 no concreto fresco a uma vazão específica e durante um intervalo de injeção fixa. Depois que ocorreu a reação com o cimento durante os primeiros estágios de hidratação, o concreto foi submetido à avaliação e ensaio (Monkman, 2014).

Para medir a quantidade de CO2 incorporado, foram colhidas amostras de concreto fresco. Foi feita a secagem das amostras para retirada de água e, então, elas foram peneiradas numa peneira com abertura de 160 μm. Foram examinadas amostras e mediu-se a quantidade de CO2 que havia no material passante. Essa informação, alinhada com o traço do concreto calculado, permitiu comparar o valor teórico e prático do teor carbono incorporado ao concreto. O material fino foi analisado através do método de detecção por absorção de infravermelho, através do forno de indução CS-800 – Eltra: Elemental Analysers – (Monkman, 2014; Eltra, 2017).

Foram feitas análises no concreto nos estados, fresco e endurecido. O teor de ar incorporado e a consistência do concreto foram medidos no momento do molde. Foram ainda realizados ensaios de calorimetria de condução isotérmica (utilizada para caracterizar a hidratação inicial), de resistência à compressão (medida a 1, 3, 7 e 28 dias) e de durabilidade, de acordo com o padrão das normas do Canadá (Monkman, 2014; Monkman; MacDonald; Hooton, 2016).

Foram produzidos quatro tipos de concreto: um concreto referência e três carbonatados, com valores de absorção próximos de 0,4%, 0,5% e 0,6% de CO2 em relação à massa de cimento. Não foi possível fazer uma avaliação da quantidade precisa de dióxido de carbono injetado em cada ensaio por questões técnicas. Desse modo, a dosagem foi feita de maneira qualitativa (Monkman, 2014).

O traço padrão utilizado resiste a 30 MPa e tem abatimento (slump) de 100 mm. A dosagem de materiais utilizados está especificada no Quadro 1. A temperatura do dia era de 10oC, com chuva leve. Foram rodados 3m3 de concreto por ensaio.

Material

Quantidade

Unidade

Porcentagem

Brita 20 mm

2786

kg

38 %

Areia

2412

kg

32 %

Areia úmida

619

kg

8 %

Cimento Portland

900

kg

12 %

Cinza Volante

180

kg

2 %

Aditivo (Visco 2100)

810

mL

-

Aditivo fluído (Viscoflow)

1620

mL

-

Água

480

L

7 %

Relação a/c

0,444

Quadro 1. Traço usado pela concreteira

Fonte: Monkman (2014).

Sabe-se que a taxa de reação de dióxido de carbono aumenta com a diminuição da relação água/cimento. Para promover a reação de carbonatação a sequência de mistura foi alterada. A água foi adicionada depois que o dióxido de carbono reagiu. Os agregados e cimento foram misturados de maneira breve antes da injeção do CO2. O dióxido de carbono foi injetado 180 segundos antes da adição de água, dos aditivos e das adições. Foi calculado que a água associada aos agregados era suficiente para proporcionar a relação água/cimento desejada no momento da carbonatação, que era de 0,16 (Monkman, 2014).

Já era conhecido através ensaios laboratoriais que a injeção de CO2 ao concreto fresco reduzia a consistência. A primeira medida do abatimento ocorreu 5 minutos depois do caminhão betoneira chegar no local do ensaio. Isso equivalia de 25 a 30 minutos depois da mistura ter começado. Foram feitas mais algumas medidas de abatimento em outros períodos subsequentes para avaliar a consistência e trabalhabilidade de acordo com o tempo. O concreto foi misturado no caminhão entre as medições. Os dados foram comparados com o concreto referência e os resultados estão apresentados na Figura 17 (Monkman, 2014).

Figura 17. Ensaio de consistência do concreto produzido pela concreteira

Fonte: Adaptado de Monkman (2014).

Os três concretos carbonatados tiveram valores de abatimento iniciais de 120 a 140 mm, porém, pode-se notar a rápida redução da trabalhabilidade das amostras carbonatadas. Após 28 minutos, o concreto referência possuía 86% da sua consistência inicial, enquanto os concretos carbonatados reduziram de 27 a 41% da referência. Dois dos concretos carbonatados ainda tiveram redução da trabalhabilidade após os 28 minutos. Dessa maneira a utilização do concreto carbonatado exigiria uma aplicação mais rápida que o normal ou mudança do traço para assegurar uma trabalhabilidade adequada (Monkman, 2014).

Ainda sobre as propriedades do concreto fresco, a temperatura do concreto referência era de 15,2°C, enquanto os concretos carbonatados apresentaram maior temperatura uma vez que a reação de carbonatação é exotérmica. A temperatura da amostra com absorção de 0,43% foi de 17°C, para a amostra com 0,55% foi de 18,4°C e para a amostra com 0,64%, 19,4°C. O resultado condiz com os ensaios reproduzidos em menor escala no laboratório, no qual o grau de reação do CO2 com o concreto se mostrou diretamente proporcional ao aumento de temperatura (Monkman, 2014).

A resistência à compressão foi medida aos 3, 7, 28 e 56 dias. Nas idades três corpos de provas foram submetidos aos ensaios, enquanto nas idades mais avançadas foram apenas dois. Os resultados estão apresentados na Figura 18 (Monkman, 2014).

Figura 18. Resistência à compressão do concreto carbonatado

Fonte: Adaptado de Monkman (2014).

A resistência do concreto referência ao terceiro dia era de 21 MPa, 28 MPa ao sétimo dia, 41 MPa ao vigésimo oitavo dia e 47 MPa ao quinquagésimo sexto dia. As três amostras de concreto carbonatado obtiveram resistência inferior à referência aos 3 dias. Nessa idade, o concreto com menor dose de CO2 apresentou 91% da resistência referencial, enquanto os outros dois cerca de 70%. No sétimo dia, o concreto com baixa dose de CO2 atingiu a resistência referencial, ao passo que os concretos com doses maiores apresentavam 85% da referencial. Aos 28 dias, a dosagem mais baixa era 10% mais resistente que a referência, enquanto as outras duas tinham 95% da resistência do concreto referência. Aos 56 dias, todos os concretos carbonatados apresentaram resistência ligeiramente maior que a referência (Monkman, 2014).

3. Conclusões

O resultado principal é fornecer à indústria de construção civil uma tecnologia alternativa que melhore as propriedades do concreto, ao mesmo tempo que compense os impactos ambientais decorrentes do processo produtivo do cimento. Também se espera que o produto final seja porta de entrada de muitas indústrias que buscam entrar no mercado sustentável, uma vez que atende a um dos quesitos exigidos para obtenção da certificação LEED.

Referências

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BERTOS, M. Fernandéz et al. A review of accelerated carbonation technology in the treatment of cement-based materials and sequestration of CO2. Journal of Hazardous Materials, v. B112, p. 193-205, 2004.

BUKOWSKI, J. M.; BERGER, R. L. Reactivity and strength development of CO2 activated non-hydraulic calcium silicates. Cement and Concrete Research, v. 9, n. 1, p. 57-68, 1979.

ELTRA, Gmbh. Disponível em: <http://bit.ly/2zrI3To> Acesso em: 27 dez. 2018.

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KAZMIERCZAK, Claudio Souza. Contribuição para a Análise da Eficiência de Películas Aplicadas Sobre Estruturas de Concreto Armado com o Objetivo de Proteção Contra a Carbonatação. 1995. 168f. São Paulo. Tese (Doutorado em Engenharia) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo.

LANGE, L. C.; HILLS, C. D.; POOLE, A. B. The influence of mix parameters and binder choice on the carbonation of cement solidified wastes. Waste Management, v. 16, n. 8, p. 749-756, 1996.

LEVY, Salomon Mony. Contribuição ao estudo da durabilidade de concretos, produzidos com resíduos de concreto e alvenaria. Escola Politécnica, p. 208, 2001. Disponível em: <http://bit.ly/2Ar3vI6>. Acesso em: 05 maio 2017.

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PAPADAKIS, Vangelis G.; VAYENAS, Costas G.; FARDIS, Michel N. Fundamental Modeling and Experimental Investigation of Concrete Concrete Carbonation. ACI Materials Journal, v. 88, n. 4, p. 363-373, 1991.

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WERLE, Ana Paula; KAZMIERCZAK, Claudio de Souza; KULAKOWSKI, Marlova Piva Carbonatação em concretos com agregados reciclados de concreto. Ambiente Construído (Online), v. 11, p. 213-228, 2011.

YOUSUF, M. et al. An FTIR and XPS investigations of the effects of carbonation on the solidification/stabilization of cement based systems-Portland type V with zinc. Cement and Concrete Research, v. 23, n. 4, p. 773-784, 1993.

Notas

6. Estudantes de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR.

7. Estudantes de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR.

8. Estudantes de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR.

9. Professor do Curso de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: wmazer@utfpr.edu.br.

Capítulo 4:

Percepção da qualidade do transporte público de Curitiba sob a ótica do usuário

Thiago Carvalho dos Reis Silveira10

Vanessa do Rocio Nahhas Scandelari11

Introdução

Mobilidade urbana tem se tornado um tópico de grande relevância política e acadêmica nas últimas décadas. O súbito crescimento econômico e geográfico das cidades (Jones, 2014; Priester et al., 2014) aliado ao uso desordenado de meios individuais de transporte desencadeou os níveis atuais de poluição, congestionamentos e acidentes (Gossling, 2013), por consequência, impactando em qualidade de vida (NTU, 2009).

Neste contexto, cidades devem buscar mudanças de hábito ao instigar meios de transporte sustentáveis, tais como, o transporte ativo e o coletivo por meio de melhoria de qualidade e políticas públicas que os tornem mais atrativos (Lovegrove et al., 2014; Quan; Weitiao, 2013), deste modo instigando a retenção e prospecção usuários.

As ações e políticas públicas, relacionadas à mobilidade urbana, devem buscar conhecer os fatores mais influentes para o usuário, dadas as circunstâncias locais, na escolha do modal de transporte (Dell’Olio; Ibeas; Cecin, 2010; Redman et al., 2013; Stead, 2016). Contudo, as necessidades do usuário podem ser sumarizadas como “a satisfação de poder chegar ileso e pontualmente em seu destino, tendo percebido o tempo de prestação de serviço como agradável e seguro” (Fernandes; Bodmer, 1995).

Qualidade é critério fundamental para o usuário na escolha do meio transporte e, portanto, tem grande influência na fidelização de clientes (Rojo et al., 2014; Minser, 2010). No transporte público, devido à caracterização como serviço, o setor está condicionado à intangibilidade, inseparabilidade, heterogeneidade e simultaneidade no seu ciclo produtivo (Valente et al., 2015; Lima Jr., 1995). Deste modo, a soma das interações do usuário com os fatores apresentados define os momentos da verdade que influenciam a percepção da qualidade (Fernandes; Bodmer, 1995).

A coleta de dados relativos à importância e performance percebida em relação aos atributos da qualidade do transporte público são essenciais para se manter ou elevar o nível de qualidade do sistema (Guirao; García-Pastor; Lópes-Lambas, 2016). Estes dados são obtidos por meio de pesquisas de avaliação de serviço, ou seja, o levantamento de opiniões de usuários em relação a totalidade ou aspectos do serviço (Associação Nacional de Transportes Públicos, 1997).

Dessa forma, a percepção da qualidade pela ótica do usuário decorre da avaliação de fatores componentes, tais como, acessibilidade, frequência e pontualidade, tempo de viagem, densidade de pessoas, confiabilidade, conforto, tarifa, segurança, características dos veículos, características dos locais de parada, sistema de informações, conectividade, comportamento dos operadores e estado das vias (Bertozzi; Lima Jr., 1998; Dell’Olio; Ibeas; Cecin, 2010; Ferraz; Torres, 2004; Lima Jr., 1995; Wan et al., 2016).

Confiabilidade, pontualidade, frequência, conforto, limpeza, densidade de passageiros, sistema de informações, preço, segurança, acessibilidade e comportamento dos operadores estão entre os fatores mais influentes na satisfação dos usuários (Dell’Olio; Ibeas; Cecin, 2010; Wan et al., 2016). No entanto, transferência entre linhas é visto como fator inconveniente, devido à fatores como tempo e esforço (Chowdhury; Ceder, 2016).

Em Curitiba, a taxa de crescimento anual de automóveis já supera o crescimento populacional. Segundo os dados do Seminário do Uso do Automóvel de 2015, se todos os carros da cidade fossem alinhados, estes percorreriam os 4.600 km de vias disponíveis. Ainda, caso nenhuma medida seja tomada, em 2020, pode-se se chegar a uma relação de um carro para cada 1,10 habitante. Ao passo que o sistema de transporte público vem perdendo volume de passageiros acima da média nacional. Considerando-se o cenário atual, avaliar a qualidade do transporte público de Curitiba, por meio da perspectiva do usuário, é um estudo importante para que se possa encontrar os principais pontos a serem melhorados no sistema.

1. Procedimentos metodológicos

Pesquisas de satisfação são uma importante ferramenta de análise no planejamento do transporte público, uma vez que melhorias na qualidade percebida pelo usuário levam a maior utilização deste modal (Guirao et al., 2016). Desta forma, questionários eletrônicos (survey) foram aplicados à amostra com o intuito de avaliar a percepção da qualidade do transporte público de Curitiba sob a ótica do usuário, uma vez que o método geralmente produz dados de alta qualidade e tem baixo custo (Moysés; Moori, 2007).

Este estudo se caracteriza como qualitativo, dessa forma os dados foram coletados por meio da escala psicométrica de Likert e apresentam caráter transversal, por conseguinte descrevem os elementos da teoria abordada em relação a um único ponto no tempo, sendo sintetizados de forma a descrever as características da amostra (Hair et al., 2005). Os entrevistados foram convidados a participar por meio de divulgação de link gerado pelo Google Forms™ por meio das redes de broadcast das principais universidades de Curitiba, tais como, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Universidade Federal do Paraná (UFPR) e Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC-PR) e, também, das redes sociais.

O questionário desenvolvido é composto por questões fechadas, tendo alternativas apresentadas em formato de lista, que podem ou não ser dependentes entre si abordando questionamentos relativos à percepção da qualidade do serviço prestado e a importância dos fatores estudados na percepção global da qualidade. Além disso, insumos foram coletados a fim de classificar os respondentes em relação a características socioeconômicas e de utilização.

As questões, relativas a percepção do sistema, foram desenvolvidas com base nas conceituações de Ferraz e Torres (2004), assim como, nos preceitos para avaliação da qualidade sob a ótica do usuário disponível no estudo de Bertozzi e Lima Jr. (1998) – apresentados no Quadro 1. No desenvolvimento da survey, os fatores lotação, características dos ônibus, características dos locais de parada e estado das vias foram agrupados e, então, denominadas conforto e ambiente. As temáticas de sustentabilidade e modicidade tarifária, caracterizadas como parte da boa qualidade do transporte público no decreto nº 1356 da Câmara Municipal de Curitiba em 2016, também foram abordadas.

Fator Caracterizador

Descrição

Acessibilidade

Associada à facilidade de chegar ao local de embarque e, também de se chegar ao destino final. Importam as distâncias percorridas e a comodidade no trajeto.

Frequência de Atendimento

Relacionada ao intervalo de tempo entre veículos, dessa forma afeta o tempo de espera nos locais de parada e, também, influi diretamente na flexibilidade do sistema.

Tempo de Viagem

Corresponde ao tempo gasto no interior dos veículos e depende da velocidade média do sistema e da distância percorrida entre os pontos de embarque e desembarque.

Lotação

Relativo à quantidade de passageiros em pé no interior dos coletivos.

Confiabilidade

Engloba a pontualidade (grau de cumprimento de horários) e a efetividade da realização da programação operacional (porcentagem de viagens programadas realizadas).

Segurança

Compreende os acidentes envolvendo os veículos e os atos de violência no interior dos veículos ou pontos de parada.

Características dos Ônibus

Relativo à tecnologia e estado de conservação, inclui fatores como: temperatura, ventilação, nível de ruído, aceleração horizontal e vertical, nível de vibração, tipo de bancos, número e largura das portas, largura do corredor, altura dos degraus e aspectos visuais.

Características dos Locais de Parada

Envolve sinalização adequada, existência de cobertura e bancos e aparência dos objetos sinalizadores e abrigos.

Sistema de Informações

Relacionado às informações disponíveis ao usuário, envolve: disponibilidade de horários e itinerários, número, nome e horário das linhas nos locais de parada, assim como, locais de informações nos terminais e centrais de reclamações.

Conectividade

Depende da configuração espacial da rede de linhas e da existência de integração física e tarifária do sistema. Dessa forma, influi na facilidade de deslocamento do usuário.

Comportamento dos operadores

Podem ser avaliados a habilidade e cuidados na condução dos motoristas e o nível de educação e pró-atividade dos funcionários.

Estado das vias

Relativo à qualidade da superfície de rolamento, uma vez que influi na frequência de redução e aumento de velocidade, assim como, a existência de poeira ou lama.

Quadro 1. Conceituação dos fatores caracterizadores da qualidade no transporte público

Fonte: Adaptado de Ferraz e Torres (2004).

Os dados obtidos para a amostra de usuários foram tabulados e analisados individualmente para cada fator tendo-se, também, considerado na análise a natureza operacional correlata. A escala de Likert permitiu que as respostas fossem compiladas de forma a se obter uma média global ponderada indicando o nível de satisfação do usuário. Após essa etapa, a importância relativa e o fator financeiro foram aplicados como ponderações buscando os fatores mais críticos e com maior impacto na satisfação global. A distribuição final foi apresentada em forma de ranking.

2. Resultados e discussões

A definição do tamanho amostral é o primeiro passo para uma caracterização segura e eficiente. Deste modo, a partir da teoria estatística é possível inferir que para a população estudada seriam necessárias 385 respostas para nível de confiança de 95% e margem de erro de 5%. No entanto, após o período de aplicação dos questionários por meio eletrônico se obteve 1.319 respostas, portanto elevando o nível de confiança para 99,7% e reduzindo a margem de erro em 1%.

A amostra foi então classificada a partir de variáveis sociodemográficas com parâmetros de gênero, idade, renda familiar mensal e nível educacional, tal como, apresentado na Tabela 1.

Variáveis Sociodemográficas

Amostra

Masculino

Feminino

Total

%

Amostra

%

Amostra

%

Gênero

747

57%

572

43%

1319

100%

Idade

Terceira Idade

3

0%

1

0%

4

0%

Meia Idade

86

7%

65

5%

151

11%

Adulto

127

10%

228

17%

355

27%

Jovem Adulto

300

23%

211

16%

511

39%

Adolescente

231

18%

177

13%

408

31%

Renda Familiar Mensal

Mais que 10 Salários Mínimos

139

11%

133

10%

272

21%

Entre 4 a 10 Salários Mínimos

279

21%

203

15%

482

37%

Menos que 4 Salários Mínimos

329

25%

236

18%

565

43%

Escolaridade

Ensino Médio Incompleto

21

2%

11

1%

32

2%

Ensino Superior Incompleto

479

36%

383

29%

862

65%

Ensino Superior Completo

247

19%

178

13%

425

32%

Tabela 1. Distribuição de Respostas para Variáveis Socioeconômicas

Fonte: Autores.

As distribuições de faixa etária e de gênero se assemelham ao disposto no último censo demográfico para a pirâmide etária curitibana (IBGE, 2016) que vem passando por uma fase de transição de jovem para adulta. O cenário é resultante da queda de taxa de natalidade aliado ao aumento de expectativa de vida.

Segundo Cardoso (2007), a mobilidade individual de núcleos familiares com renda mensal superior a 20 salários mínimos é cerca de 20 vezes superior às com menos de 2 salários mínimos. Dessa forma, assim como esperado, há uma concentração expressiva de usuários na parte da amostra com menor renda familiar, sendo que 43% dos respondentes provém das classes com renda inferior a 4 salários mínimos. Nível educacional reteve 97% da amostra com no mínimo ensino superior incompleto, no entanto se deve a divulgação facilitada no meio acadêmico.

A fim de melhor entender os hábitos de utilização do transporte coletivo, dados relativos à frequência de uso, períodos de utilização e acessos por dia, propósitos de viagem, frequência de utilização por categoria de ônibus e número conexões utilizadas nos trajetos usuais foram coletadas (Tabela 2).

Frequência de Uso

%

Propósitos de Viagem

%

Categorias de Ônibus

%

Diário

68%

Educacional

39%

Menos frequente

32%

Trabalho

26%

Expresso Ligeirão

7%

Períodos do Dia

%

Lazer

23%

Expresso Biarticulado

31%

Matutino

39%

Outros Fins

12%

Linha Direta

18%

Vespertino

40%

Nº de Conexões Utilizadas

%

Interbairros

10%

Noturno

21%

Alimentador

18%

Acessos por Dia

%

Nenhuma

34%

Convencional/ Troncal

15%

Uma

44%

Uma vez por dia

26%

Duas

17%

Circular Centro

0%

Duas vezes por dia

63%

Três

5%

Três vezes por dia

12%

Mais que três

1%

Tabela 2. Distribuição de Respostas para Variáveis de Uso do Transporte Coletivo

Fonte: Autores.

A distribuição da amostra demonstra um perfil de usuário frequente, sendo que 68% utiliza o sistema diariamente tendo como principais fins educação e trabalho, por consequência indicando possibilidade de aumento de utilização para outros fins. Os picos de utilização se dão pela manhã e pela tarde, sendo o expresso BRT a categoria mais utilizada (31,4%), sendo seguido por duas categorias: Alimentadores (18,4%) e Linhas Diretas (18,0%). Segundo dados da URBS (2017), os ônibus biarticulados BRT representam 77% do corredor norte, 84% do corredor sul, 44% do corredor Boqueirão, 75% do corredor leste e 70% do corredor oeste, portanto é esperado que esta seja a categoria mais utilizada devido ao posicionamento estratégico das linhas.

Então, buscando encontrar os principais pontos de melhoria do sistema na visão do usuário foram utilizadas duas ponderações para definir um ranking que tivesse em conta os pontos com maior influência no nível global de satisfação. A primeira ponderação buscou encontrar a importância relativa dada em relação aos 14 fatores estudados por meio da relação entre número máximo de respostas possíveis pelo número obtido, tal como, apresentado na Tabela 3. De forma análoga ao disposto na literatura, tarifa, segurança, frequência de atendimento, conectividade, confiabilidade, tempo de viagem e medidas de conforto estão entre as mais influentes.

O segundo critério escolhido foi uma ponderação financeira, sendo obtida com base na teoria econômica denominada vontade de pagar (willingness to pay) referente ao valor máximo que um consumidor está preparado a pagar por um serviço (Mariani; Pegô-Fernandes, 2014). Dessa forma, os respondentes avaliaram por meio de 15 questões, 12 fatores do transporte público de acordo com a escala de Likert, sendo a ponderação obtida pela relação entre máximo possível pelo obtido (Tabela 4). Os fatores tarifa e sistemas de informação não foram contemplados, no entanto a fim de cálculo foi adotado um valor neutro de acordo com a sua posição na classificação de importância relativa.

Posição

Critério

Respostas

Máximo

Fator

1

Tarifa

1073

1319

1,23

2

Segurança

1020

1319

1,29

3

Frequência de Atendimento

765

1319

1,72

4

Conectividade

1507

2638

1,75

5

Confiabilidade

742

1319

1,78

6

Tempo de Viagem

678

1319

1,95

7

Características dos Locais de Parada

469

1319

2,81

8

Características dos Ônibus

873

2638

3,02

9

Densidade de Passageiros (Lotação)

404

1319

3,26

10

Sustentabilidade

315

1319

4,19

11

Acessibilidade

279

1319

4,73

12

Estado das Vias

278

1319

4,74

13

Sistemas de Informação

225

1319

5,86

14

Comportamento dos Operadores

159

1319

8,30

Tabela 3. Importância Relativa dos Fatores Componentes do Transporte Público

Fonte: Autores.

Posição

Critério

Respostas*

Máximo

Fator

1

Segurança

1650

2220

1,35

2

Tempo de Viagem

1536

2220

1,45

3

Sustentabilidade

1525

2220

1,46

4

Conectividade

4484

6660

1,49

5

Confiabilidade

1492

2220

1,49

6

Frequência de Atendimento

1479

2220

1,50

7

Características dos Locais de Parada

2901

4440

1,53

8

Densidade de Passageiros (Lotação)

1433

2220

1,55

9

Estado das Vias

1430

2220

1,55

10

Características dos Ônibus

2647

4440

1,68

11

Acessibilidade

2476

4440

1,79

12

Comportamento dos Operadores

1236

2220

1,80

Tabela 4. Ponderação Financeira dos Fatores Componentes do Transporte Público de acordo com a Teoria Vontade de Pagar (Willingness to Pay)

Fonte: Autores.

* Valor ponderado de acordo com a escala de Likert.

Assim, foi possível identificar quais os principais pontos de melhoria do sistema, sendo os mais críticos: tarifa, segurança, tempo de viagem, frequência de atendimento e lotação, tal como apresentado na Tabela 5.

No cenário atual, a tarifa é um fator crítico para o usuário, uma vez que 89% da amostra acredita que o valor cobrado é injusto, uma das causas prováveis do alto impacto no orçamento familiar. O aumento no valor em 14,8% no início de 2017 pode representar no mínimo 18% do salário mínimo e 42% da cesta básica para aqueles que usam o sistema duas vezes por dia ao longo da semana de trabalho. Em contrapartida, o sistema vem se recuperando de um desequilíbrio financeiro causado pela não atualização da tarifa por um longo período aliado ao declínio do número de passageiros, tendo impacto direto na tarifa técnica que, por exemplo, subiu em 8,7% de 2016 para 2017. A não renovação da frota também afeta o equilíbrio do sistema, pois os custos de manutenção e o índice de interrupção de viagens por falhas mecânicas vêm aumentando.

Segurança pode ser avaliada por duas vertentes distintas: na probabilidade de se envolver em assaltos e na de se envolver em acidentes. Enquanto, esta última apresenta bons resultados, uma vez que 74% da amostra se sente segura em relação à habilidade de direção do motorista, a primeira não é tão promissora. Dos respondentes, 79% não se sente seguro e 52% conhece ou já foi uma vítima de furto ou assalto no sistema. Segundo dados da URBS (2017), em 2016, a média era de 8,50 assaltos/dias, sendo que este número tem se mantido constante desde 2013, em contrapartida o número de passes roubados vem decaindo devido à maior utilização do cartão transporte.

Tempo de trajeto é um fator de decisão crucial para um usuário em potencial, no entanto, as condições no interior do ônibus podem alterar a percepção. Na opinião da amostra, o tempo de trajeto por ônibus é muito superior ao do transporte individual, sendo que o tempo de espera pode ser um fator contribuinte, pois 66% dos respondentes utiliza no mínimo 2 conexões nos trajetos usuais. Os usuários das linhas interbairros, diretas e alimentadoras foram os que mais notam o percurso prolongado.

Frequência de serviço representa a facilidade de acesso ao sistema, portanto quanto maior a frequência, mais próximo o sistema dos modais individuais. Na cidade, o tempo médio de espera é de 10 minutos, principalmente devido as linhas expressas e diretas, dentro de um total de 20 horas de operação, sendo que 56% não acredita ter que esperar muito pela linha desejada. No entanto, 48% da amostra afirma se atrasar ou perder compromissos por espera excessiva o que não condiz com o índice de pontualidade do sistema (99,8%). Por consequência, pode ser relacionado à falta de planejamento dos usuários.

O índice de lotação das linhas está intimamente ligado com o conforto experimentado durante a utilização do serviço, dessa forma tem impacto direto na probabilidade de fidelização do usuário. Em Curitiba, a densidade de passageiros em horário de pico é crítica, uma vez que pode chegar a 0,24 m²/passageiro, dessa forma indicando condições de esmagamento. O panorama reflete na percepção dos respondentes, sendo que 89% não acredita haver ônibus suficiente para a demanda em horário de pico e 58% enfrenta condições de lotação em no mínimo três vezes por semana.

É importante ressaltar que mesmo que conectividade e confiabilidade tenham aparecido em sexto e sétimo lugares na classificação, os fatores apresentam alto nível de aceitação por parte da amostra. Isto ocorre, pois ambos têm elevada importância relativa e financeira, por consequência suas médias finais foram reduzidas. Em contrapartida, é necessário manter atenção constante em relação ao desempenho dos fatores uma vez que tem grande influência na satisfação do usuário do sistema.

Finalmente, ao se analisar as 5 primeiras posições do ranking de principais melhorias nota-se uma íntima correlação, pois para que se reduza a relação de tempo de viagem, principalmente, em horário de pico, no qual o sistema apresenta piores resultados, seria necessária uma redução do fluxo total de veículos, uma vez que não sejam executados grandes investimentos em vias exclusivas. Para que isso ocorra é preciso que uma parcela maior da população opte pelo transporte público o que, por conseguinte, aumentaria a demanda do sistema. Nesse cenário, é preciso que a frequência de atendimento e a capacidade dos veículos seja aumentada a fim de garantir o conforto dos passageiros, sendo este um fator de grande influência na fidelização do potencial usuário. Por fim, o aumento de volume de passageiros impactaria diretamente no índice de passageiro por quilômetro (IPK) que levaria a melhor distribuição de custos operacionais e, consequentemente, na redução da tarifa técnica.

Posição

Critério

Média

Classificação

Ponderações

Valor Final

Importância Relativa

Fator Financeiro

1

Tarifa

1,47

Ruim

1,23

1,35

2,44

2

Segurança

2,54

Regular

1,29

1,35

4,42

3

Tempo de Viagem

2,20

Regular

1,95

1,45

6,19

4

Frequência de Serviço

2,66

Regular

1,72

1,50

6,89

5

Densidade de Passageiros (Lotação)

1,51

Ruim

3,26

1,55

7,64

6

Conectividade

3,30

Bom

1,75

1,49

8,58

7

Confiabilidade

3,34

Bom

1,78

1,49

8,82

8

Características dos Pontos de Parada

2,28

Regular

2,81

1,53

9,81

9

Características dos Ônibus

2,38

Regular

3,02

1,68

12,06

10

Sustentabilidade

2,64

Regular

4,19

1,46

16,09

11

Estado das Vias

2,63

Regular

4,74

1,55

19,37

12

Acessibilidade

2,98

Regular

4,73

1,79

25,22

13

Sistemas de Informações

3,17

Bom

5,86

1,55

28,76

14

Comportamento dos Operadores

3,40

Bom

8,30

1,80

50,59

Tabela 5. Ranking de Pontos de Melhoria do Sistema após Ponderação

Fonte: Autores.

3. Conclusões

O transporte público é um serviço essencial do ponto de vista social e ambiental, uma vez que garante o direito de ir e vir, assim como, pode ser parte da solução para redução das taxas de consumo de energia, emissão de poluentes, acidentes de trânsito e congestionamentos crescentes nos últimos anos. No cenário curitibano, é percebido um declínio na utilização desse modal, sendo estimada uma projeção de 1 automóvel para cada 1,10 habitante até 2020, o que terá impactos graves na mobilidade urbana. Dessa forma, investimento em infraestrutura e em políticas, pró transporte ativo e público, são necessários.

O estudo da importância relativa e da qualidade percebida é crucial para se elevar o nível de operação do sistema de acordo com a visão do usuário, uma vez que a satisfação decorre da soma de diversos fatores resultantes das interações com o sistema, também denominados momentos da verdade, dessa forma servindo para a atualização de políticas e atualização de metas. A aplicação de survey permitiu avaliar os pontos de maior influência na satisfação, bem como, os com maior necessidade de melhoria. Tarifa, segurança, frequência de atendimento, conectividade, confiabilidade e tempo de viagem são os fatores mais relevantes tanto para o usuário curitibano, sendo seguidos por critérios de conforto.

Dessa forma, são necessários estudos emergenciais envolvendo a composição da tarifa técnica e possíveis fontes de renda alternativas a fim de reduzir a parcela de custo passada ao consumidor final, bem como, sobre o impacto do fluxo de veículos no transporte coletivo e medidas para reduzir o tempo de viagem, análises de possibilidade de aumento de frequência de operação nas linhas mais visadas e com maior índice de lotação ou, caso possível, utilização de veículos ou modais com maior capacidade, tais como, o veículo leve sobre trilhos (VLT) ou veículo leve sobre pneus (VLP). Além de investimentos em segurança pública, principalmente, nas regiões com índices mais elevados de criminalidade.

Referências

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Notas

10. Estudante de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: thiagocarvalhoreis@gmail.com.

11. Professora do Curso de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: vrnahhas@gmail.com.

Capítulo 5:

Comparação de Métodos Construtivos: Utilização de Diferentes Ferramentas no Canteiro de Obras

Adalberto Matoski1

Paulo Renato Reche Bezerra2

Álvaro Fernandes Coelho3

Priscila Nienov4

Luana Cechin5

1. Introdução

As construtoras buscam constantemente a inovação e o consequente aumento dos parâmetros de produtividade dos canteiros de obras. Dentro deste contexto, um dos parâmetros de produtividade em construção civil é o de nivelamento de laje, que trata basicamente da utilização de ferramentas que garantam que todos os escoramentos de suporte da laje estejam em mesma cota, formando um plano uniforme.

Considerando que os trabalhos de armação da laje são executados acima do painel da laje a ser nivelada, caso este nivelamento não seja corretamente corrigido, após a concretagem da laje poderão surgir gastos para correção do contrapiso desnivelado, uma vez que os escoramentos sofrem uma redução de altura. Essa variabilidade relacionada aos processos de produção deve ser minimizada. A variação na execução de tarefas relativamente simples, como por exemplo, o nivelamento são aspectos que devem ser considerados. As razões para redução dessas variações estão justificadas considerando que há um aumento do tempo para sua execução com consequente aumento de custo (Arantes, 2010).

Outra variável dentro da construção civil que tem sua produtividade alterada, conforme o método utilizado para sua aplicação, é a fixação de dutos elétricos. Para comparar a eficiência de diferentes métodos aplicados, leva-se em conta o conceito de ancoragem, que trata da fixação dos parafusos que futuramente suportarão os eletrodutos da instalação elétrica. As variáveis verificadas para comparar estas eficiências são: o acabamento da ancoragem, a capacidade de sustentação e a facilidade para amarração dos eletrodutos. Caso esta fixação não seja corretamente executada, os dutos poderão cair sobre o forro, necessitando de manutenção em caso de rompimento de algum cabo elétrico.

Considerando os aspectos mencionados anteriormente, neste trabalho foi utilizada como estudo de caso a construção de um prédio em Curitiba para tomada de dados e a comparação entre os métodos tradicionais e o proposto. Assim o objetivo foi comparar o tempo gasto para execução de duas atividades na execução de obras. Para isso os dois casos supracitados foram analisados.

2. Revisão Bibliográfica

2.1 Racionalização construtiva

O planejamento e gestão são as atividades necessárias para todas as indústrias do setor da construção civil. Classificado como um aprendizado contínuo, a busca por melhores processos de gestão para elevar a eficiência e produtividade, tornou-se ferramenta importante conforme Gehbauer (2002). Ainda segundo o autor, as empresas que se ajustarem a uma gestão e planejamento no sentido de redução da geração de resíduos e aumento da produtividade, sem perca de qualidade, possuirão maior destaque no mercado quando o período de crise econômica terminar.

Pode-se observar, também, uma introdução a uma grande variedade de materiais, ferramentas, equipamentos, técnicas especiais, processos construtivos e administrativos voltados à construção civil, contribuindo assim para o aumento da qualidade das obras e redução dos desperdícios. A utilização dessas inovações surge como uma ferramenta importante para que as construtoras obtenham vantagens competitivas no mercado de trabalho e se diferenciarem das suas concorrentes, agregando também maior eficiência às atividades de produção (Oliveira, 1999; Peixoto; Gomes, 2006; Porto, 2016).

Dentro disto, temos o conceito de racionalização, que pode ser entendido como medidas que visam a diminuição dos desperdícios e a pleno aproveitamento dos insumos disponíveis (Vilató; Franco, 2000).

Para Melhado (1994; 2001), a racionalização significa a implantação de medidas de padronização de componentes, simplificação de operações e aumento da produtividade, acarretando em reduções de custos.

A racionalização construtiva também pode ser entendida como uma ação ou um conjunto de ações praticadas com o objetivo de tornar racional a atividade construtiva, ou seja, são ações que tem por objetivo otimizar o uso dos recursos humanos, materiais, organizacionais, energéticos, tecnológicos, temporais e financeiros disponíveis na construção em todas as suas fases (Couto, 2007; Figueiró, 2007).

Racionalizar a produção significa reduzir o tempo de trabalho afim de que se consiga melhor produtividade. Para isso, deve-se buscar o desenvolvimento dos processos construtivos, dos materiais e dos equipamentos envolvidos e capacitação dos colaboradores (Sabbatini, 1989).

2.2 Processo construtivo racionalizado para lajes

O processo produtivo para a execução de lajes de concreto armado, pode ser representado pelas fases apresentadas na Figura 19.

Figura 19. Representação esquemática da produção de lajes em concreto armado

Fonte: Souza e Melhado, 2002.

Antes da execução da laje propriamente dita, para racionalização do processo produtivo de lajes de concreto armado, recomenda-se que alguns passos sejam cumpridos para a perfeita execução desta, como locação e verificação dos eixos de referência, limpeza das superfícies das fôrmas e aplicação de desmoldante, controle do posicionamento, fixação das escoras e travamentos, posicionamento do equipamento de nível em local protegido de modo a abranger toda a laje sem a necessidade de ser transferido de local (Edital da revista Pini web, 2016). Ainda esse mesmo edital, indica outras atividades como: nivelamento da fôrma com uso do aparelho de nível, distribuição e amarração da armadura da laje, posicionamento dos espaçadores de plástico, distribuição dos eletrodutos e posterior controle, controle do nivelamento da fôrma, locação das taliscas ou mestras, nivelamento das taliscas ou mestras, locação e fixação dos gabaritos e caixas de passagem, verificação da disponibilidade e funcionamento de equipamentos e ferramentas.

Ainda com o intuito de se racionalizar os processos construtivos das lajes de concreto armado, para Souza e Melhado (2002) deve haver um controle rigoroso do nivelamento das formas durante o processo de concretagem, com a responsabilidade de reposicionar as peças, caso estas sejam deslocadas durante o processo. Este nivelamento é adquirido com um conjunto de ações e equipamentos, tais como uso de uma referência de nível e planejamento prévio das atividades. Por sua vez, Souza (2000) observa ainda que para medir a produtividade, deve-se considerar a mão de obra necessária para se produzir um determinado serviço.

3. Procedimentos Metodológicos

Foram realizados dois estudos de casos, com o objetivo de identificar a produtividade de duas atividades durante a execução de uma laje de concreto armado. Os serviços analisados foram o nivelamento de laje e a ancoragem da infraestrutura elétrica.

Foram considerados diferentes equipamentos utilizados e diferentes métodos para execução dos serviços, também foi definido que a mesma equipe de trabalhadores seria responsável pela execução ambos os métodos. Registrou-se o tempo de início e fim para cálculo da produtividade em hora/homens. Ao final da coleta de dados, foi realizada uma análise econômica sobre cada método.

3.1 Nivelamento de laje

Nesta atividade foram utilizados dois métodos para nivelamento da forma de fundo de laje de concreto armado, cada medição cobriu uma área de 131 m² de painel de laje. Considerando dois andares medidos e quatro tomadas de tempo por andar, teve-se como resultado oito medições distintas. Os métodos adotados foram:

método tradicional da mangueira com água: onde uma extremidade da mangueira fica em um gabarito fixo e na outra extremidade é feita a marcação em cada escoramento metálico principal. Ambas as extremidades da mangueira devem estar livres (Figura 20), impedindo que qualquer pressão, diferente da pressão atmosférica, interfira no nível da superfície da água. Após esta marcação, com uma trena, a altura do gabarito até o painel de fundo da laje deve ser a mesma para todas as outras marcações nos escoramentos metálicos restantes.

Figura 20. Detalhe da superfície d’água

Fonte: Autores.

• Método do laser rotativo (Figura 21): neste caso, o equipamento foi calibrado com base no mesmo gabarito utilizado no método anterior. O equipamento onde o laser rotativo se encontra, permanece estático durante todo o processo de nivelamento após a sua calibração. A equipe caminhou com o receptor laser por cada escoramento metálico onde, com auxílio da haste acoplada ao receptor que toca a superfície de fundo da forma, foi informado se o escoramento deveria ter sua cota rebaixada ou elevada.

Figura 21. Detalhe do receptor laser e haste

Fonte: Autores.

A equipe para o desenvolvimento destes dois métodos era formada por dois trabalhadores. A produtividade foi calculada por horas/homens.

3.2 Ancoragem da infraestrutura elétrica

Para a segunda atividade foram adotados os seguintes equipamentos: a) furadeira, bucha e parafuso, b) finca pino à pólvora e c) finca pino a gás, foi disponibilizado um apartamento de 129 m² para cada método. Os procedimentos consistiram na:

• realização do furo com uma furadeira, e em sequência a instalação da bucha e do parafuso. Após a realização desta ancoragem, os eletrodutos foram fixados com o uso de arames;

• fixação do suporte por um disparo com uma pistola de pólvora (Figura 22). Nesta fixação, foi também travado um suporte para auxiliar a amarração do arame, e;

• fixação através de uma pistola com propulsão a gás comprimido (Figura 23). Este pino foi cravado com um suporte plástico que recebeu uma fita dentada para amarração dos eletrodutos elétricos.

Figura 22. Pistola com uso de pólvora

Fonte: Autores.

Figura 23. Pistola com o uso de gás

Fonte: Autores.

Após a coleta de dados foi realizada a tabulação e a determinação da produtividade.

4. Resultados e discussões

4.1 Nivelamento de laje

O tempo obtido para realização do nivelamento numa área tipo de 131 m² está apresentado no Quadro 1.

Método

Hora de início

(hh:mm)

Hora final de calibração

(hh:mm)

Início de intervalo

(hh:mm)

Final de intervalo

(hh:mm)

Hora do término

(hh:mm)

Tempo total

(minutos)

Prod. (h/h)

Obs (-)

Laser

10:10

10:17

-

-

11:00

50

0,417

Pav. 01

Mang.

11:15

11:17

11:44

13:25

14:20

84

0,700

Laser

15:38

15:44

-

-

16:23

45

0,375

Mang.

07:14

07:15

-

-

08:16

62

0,517

Laser

08:40

08:41

-

-

09:16

36

0,300

Pav. 02

Laser

09:50

09:52

-

-

10:24

34

0,283

Mang.

13:13

13:14

-

-

14:19

66

0,550

Mang.

14:23

14:24

-

-

15:23

60

0,500

Onde: Mang – Método da mangueira / Laser – Método do Laser rotativo

Quadro 1. Tomada de tempo do serviço de nivelamento de laje

Organizou-se os valores de produtividade de cada método e obteve-se uma diferença média para cada método, indicada no Quadro 2.

Método

Produtividade (h/h)

Média (h/h)

Laser rotativo

0,417

0,3438

Laser rotativo

0,375

Laser rotativo

0,300

Laser rotativo

0,283

Mangueira

0,700

0,5668

Mangueira

0,517

Mangueira

0,550

Mangueira

0,500

Δ

0,223

Quadro 2. Diferença média de produtividade

Utilizando o teste “t de student” para a análise estatística, observou-se que há uma diferença significativa no tempo médio de execução dos serviços, onde o método que utilizou o nível laser rotativo exigiu menor tempo.

4.2 Ancoragem da infraestrutura de elétrica

O tempo obtido para realização da ancoragem em um apartamento tipo de 129 m² está apresentado no Quadro 3.

Método

Horário de início

(hh:mm)

Horário final de calibração

(hh:mm)

Início do intervalor

(hh:mm)

Final de intervalo

(hh:mm)

Horário de término

(hh:mm)

Tempo total

(minutos)

Produtividade

(h/h)

Furadeira/bucha/parafuso

14:29

14:29

-

-

16:25

116

1,933

Finca pino – pólvora

14:00

-

14:09

14:14

14:21

16

0,267

Finca pino – gás

8:54

8:55

-

-

9:09

15

0,250

Quadro 3. Tomada de tempo da fixação de ancoragem

A qualidade do serviço foi classificada segundo os seguintes parâmetros: integridade do furo e agressão à estrutura da laje, resistência ao arranque, capacidade de amarração (quando o suporte aguenta os eletrodutos sem a necessidade de realizar outro furo intermediário) e facilidade na amarração, cujos resultados estão no Quadro 4.

Item

Furadeira

Pistola

Pólvora

Gás

Agressão

04

01

05

Arranque

05

05

05

Capacidade

03

04

03

Facilidade

01

04

05

01: Ruim / 02: Aceitável / 03: Bom / 04: Muito bom / 05: Excelente

Quadro 4. Qualidade do acabamento da ancoragem

As Figuras 24, 25 e 26 mostram os resultados obtidos pelas ancoragens por furadeira, pistola a pólvora e pistola a gás, respectivamente.

Figura 24. Ancoragem por furadeira

Fonte: Autores.

Figura 25. Ancoragem por pistola a pólvora

Fonte: Autores.

Figura 26. Ancoragem por pistola a gás

Fonte: Autores.

4.3 Discussões

Analisando os dados apresentados do nivelamento da laje no Quadro 2, obteve-se uma diferença média de 0,223 h/h. A área deste estudo foi de 131m², extrapolando esse resultado para área completa do pavimento tipo de 582.18m² haverá então uma diferença de 0,991 h/h por pavimento tipo realizado nesta obra para a equipe de dois trabalhadores.

Considerando que existem 7 andares por cada uma das 3 torres realizadas, mais uma área de 1500m² de subsolo em cada torre, a diferença final ficaria com um valor de 56,94 h/h.

Consultou-se, então, o Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (Sinapi) para buscar o valor da hora de serviço de um trabalhador (pedreiro) com encargos complementares embutidos no custo. Nesta consulta, obteve-se um custo de 20,64 R$/hora. O código da composição pesquisada possui o número 88.309, consultada no mês de 07/2016. Multiplicando a diferença de horas registradas pelo valor unitário da hora, obteve-se, então, uma diferença econômica de R$ 1.175,33.

Este montante não é suficiente para confirmar o investimento a ser realizado, cotado em R$ 3.000 se fosse considerado somente a laje. Porém, um equipamento laser rotatório é utilizado para nivelamento de outros elementos estruturais, como formas de vigas, verificação de planicidade de contrapiso e em outras etapas da construção. Considerando que haverá economia do tempo gasto nestas outras atividades, o investimento realizado poderá atingir o patamar do custo do equipamento, justificando economicamente a sua viabilidade.

Para a ancoragem da infraestrutura elétrica, dispensou-se a análise de gastos de brocas para o método “a”, pois o tempo gasto é sete vezes superior aos demais métodos.

Com relação aos equipamentos do tipo finca pino, verificou-se que há uma diferença de massa de ambas as pistolas. Enquanto a pistola com o uso de pólvora apresenta uma massa de 1,90 kg, a pistola com o uso de gás comprimido apresentou uma massa de 2,70 kg. Considerando ainda que a fixação é realizada em locais altos e essa pistola precisa ser erguida a cada disparo, somado à repetição de tiros por apartamento, essa diferença de massa demanda um esforço e um desgaste maior do operador, podendo implicar na alteração do tempo demandado para realizar uma grande sequência de apartamentos. No presente estudo de caso não houve diferença significativa de tempo entre o finca pino a pólvora e o finca pino a gás.

Por outro lado, por não haver necessidade de descarte de cartuchos de pólvora (limitados a 10 disparos por cartucho) e nem tampouco o armazenamento desse material explosivos, a pistola com o uso de gás comprimido apresentou melhores resultados com relação aos resíduos sólidos gerados e armazenamento e estocagem de materiais. Somado então, com o menor tempo gasto para realizar o serviço, concluiu-se que a utilização de pistola com gás comprimido apresentou melhor resultado geral. Deve-se considerar ainda que em algumas regiões seu uso é restrito.

5. Conclusões

Para a atividade de nivelamento da laje, pode-se observar que a utilização do nível rotativo aumentou em aproximadamente 60% a produtividade para a execução deste serviço quando comparado com o método de nivelamento que utiliza a mangueira e água. No que se refere a parte econômica, pode-se verificar que o investimento no nível rotativo apresenta viabilidade, condicionado ao uso para nivelamento de todos os elementos da obra e não somente a laje.

Para a ancoragem da infraestrutura elétrica, pode-se observar que o método que aumentou a produtividade foi a pistola a gás comprimido, pois reduziu o tempo em 85% quando comparado com o método que utilizava a furadeira, bucha e parafuso. O método que utilizava a pistola à pólvora também aumentou a produtividade, porém a pistola a gás apresentou-se mais satisfatória. Além disso, a pistola à pólvora possui restrições legais para sua utilização.

No que se refere à qualidade do serviço, pode-se verificar que a pistola à pólvora não apresentou integridade do furo e acabou por danificar a estrutura da laje. No que se refere, à resistência ao arranque e à capacidade de amarração os três métodos apresentaram resultados satisfatórios. Para a facilidade de amarração dos eletrodutos, a furadeira não apresentou resultados satisfatórios. Pode-se verificar a viabilidade econômica quanto a utilização da pistola a gás comprimido.

Referências

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COUTO, Amanda Bastos; COUTO, João Pedro Amelida. Os benefícios ambientais e a racionalização do efeito de aprendizagem na indústria da pré-fabricação. In: CONGRESSO NACIONAL DA CONSTRUÇÃO, 3, – “Congresso Construção em 2007”. Actas. Coimbra: Universidade de Coimbra, 2007.

FIGUEIRÓ, Wendell Oliveira. Racionalização do Processo Construtivo de Edifícios em Alvenaria Estrutural. 2009. 88f. Monografia (Especialização em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte.

GEHBAUER, Fritz. Planejamento e gestão de obras: um resultado prático da cooperação técnica Brasil – Alemanha. Curitiba: CEFET-PR, 2002.

MELHADO, Silvio Burrattino. Qualidade do projeto na construção de edifícios: aplicação ao caso das empresas de incorporação e construção. 1994. 294f. Tese (Doutorado em Engenharia) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo.

______. Gestão, Cooperação e Integração para um Novo Modelo Voltado à Qualidade do Processo de Projeto na Construção de Edifícios. 2001. 235f. Tese (Livre-Docência) – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Departamento de Engenharia de Construção Civil, São Paulo.

OLIVEIRA, Paulo Vinicius Harada et al. Análise da aplicação de check-list sobre inovações tecnológicas em canteiros de obra. In: Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, 8 ENTAC. Anais. Salvador, 2000.

PEIXOTO, Berto Luiz Freitas; GOMES, Maria de Lourdes Barreto. Ganhos em produtividade decorrentes de inovação tecnológica na construção civil: o uso dos distanciadores plásticos no subsetor de edificações. In: XXVI ENEGEP. Anais. Fortaleza, 2006.

PINI WEB. A qualidade do processo construtivo e as lajes de concreto armado de edifícios. Revista Pini Web. Disponível em: <http://bit.ly/2DMK6o7>. Acesso em: 01 out. 2016.

PORTO, Sérgio. Qualificação e produtividade são os grandes desafios da construção: avanços tecnológicos têm contribuído para a racionalização de processos e ajudaram a reduzir expressivamente o número de acidentes do trabalho e o desperdício. Revista Construção Mercado: Negócios de incorporação e construção, 2016. Disponível em: <http://bit.ly/2zuR2U3>. Acesso em: 23 out 2016.

SABBATINI, Fernando Henrique. Desenvolvimento de métodos, processos e sistemas construtivos: formulação e aplicação de uma metodologia. 1989. 334f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo.

Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil (SINAPI). Disponível em: <http://bit.ly/2QjKIsi>. Acesso em: 15 jul. 2016

SOUZA, Ana Lúcia Rocha; MELHADO, Silvio Burrattino. Projeto e execução de lajes racionalizadas de concreto armado. São Paulo: Ed. O nome da rosa, 2002.

SOUZA, Ubiraci Espinelli Lemes. Como medir a produtividade da mão-de-obra na construção civil. In: Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído, 8 ENTAC. Anais. Salvador, 2000.

VILATÓ, Rolando Ramirez; FRANCO, Luiz Sérgio. Racionalização de projetos de edifícios em alvenaria estrutural. PCC 2515 – Alvenaria Estrutural. São Paulo: Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, 2000.

Notas

1. Professor do Curso de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR – Brasil. E-mail: adalberto@utfpr.edu.br.

2. Sindicato da Indústria da Construção Civil (SINDUSCON) – Curitiba – PR – Brasil. E-mail: Paulo.renato.reche@gmail.com.

3. Sindicato da Indústria da Construção Civil (SINDUSCON) – Curitiba – PR – Brasil.

4. Estudante PPGEC/UTFPR – Curitiba – PR – Brasil. E-mail: p.nienov@vanguardhome.com.br.

5. Estudante PPGEC/UTFPR – Curitiba – PR – Brasil. E-mail: luhcechin@gmail.com.

Capítulo 6:

Reassentamento populacional: um estudo de caso na construção do Parque Linear do Rio Ressaca

Alessandro Lunelli1

Cecília Pereira2

Mariana Kszan3

Natália Acco4

Raquel Guidolin5

Tatiana Gadda6

Introdução

O atual cenário brasileiro como país em desenvolvimento é refletido através das inúmeras demandas populacionais ainda latentes e visivelmente manifestas. Para Gonçalves (1998), a questão habitacional encontra-se como uma das demandas mais urgentes e está largamente evidenciada tanto no meio rural, quanto no meio urbano. O processo de urbanização dado de forma acelerada, desordenada e desigual concretizou-se em cidades configuradas de acordo com contrastes sociais entre espaços considerados formais, providos de infraestrutura e serviços básicos, e, em situação antagônica, aqueles informais, como favelas e ocupações irregulares. Segundo Nalin (2007), este contraste, revelado no déficit habitacional, é mantido pelos diversos interesses daqueles que repartem o solo pelo ponto de vista econômico, manifestando a desigual distribuição de renda no Brasil. Isto é, o alto preço do solo urbano inviabiliza que as classes menos abastadas tenham acesso à cidade formal e, por conseguinte, à moradia digna.

A evidente consequência destes fatos mostra-se na procura por alternativas de moradia, sendo elas em zonas periféricas, onde há menor valorização imobiliária, ou de forma clandestina, em terrenos abandonados ou em áreas de preservação ambiental, conforme explicitado por Lima (2001). As formas de habitação desenvolvidas são precárias, já que a baixa renda (que dificilmente consegue acesso a ambientes adequados) se soma à ausência ou limitação de infraestrutura urbana. Há um impacto direto na diminuição da qualidade de vida devido, não somente, a debilidade material das habitações, mas também no desfalque sociocultural gerado por essa marginalização, que limita a formação do indivíduo como profissional e cidadão. Cabe salientar ainda as consequências destas formas de ocupação do solo relacionadas aos problemas ambientais, pois em muitos dos casos há um desequilíbrio na forma de utilização dos recursos naturais e em sua preservação.

Ainda segundo Lima (2001), torna-se, portanto, indispensável ressaltar a responsabilidade pública em meio a conjuntura habitacional no Brasil, visto que a gestão estatal tem por fim resguardar a defesa dos bens e interesses da coletividade. Algumas alternativas como demolições e despejos forçados em ocupações irregulares de centros urbanos já foram realizadas e provaram-se ineficazes por apenas deslocarem o problema para as zonas mais periféricas, mostrando o caráter autoritário e higienista de tais ações. Outra alternativa são os programas de reassentamento, que deslocam famílias moradoras de áreas impróprias para áreas urbanizadas. Contudo, esta alternativa, em alguns casos, causa rompimento de vínculos e mudanças no cotidiano das comunidades. Para Nalin (2007), é necessário que a política de reassentamento populacional se apoie em um extenso suporte nas áreas de assistência social, educação, cultura, esporte, lazer, geração de trabalho e renda, de forma participativa e não autoritária, para que se obtenha sucesso na reintegração social dos indivíduos diretamente afetados. Ainda, é previsto na lei do Estatuto das Cidades, Art. 53-A, a responsabilidade pública, desde o âmbito municipal ao federal, de estabelecer projetos habitacionais de cunho social.

1. Modelo de riscos e reconstrução

Para se obter uma análise mais profunda sobre o assunto, é importante ressaltar os casos onde os programas de reassentamento populacional encontraram ou não sucesso. Para tanto, um levantamento literário com base em um modelo conceitual (conceptual framework – modelo de riscos e reconstrução) acerca de processos de reassentamento populacional realizado por Cernea (1994, 1997) foi utilizado como base. O modelo esclarece os maiores riscos do processo de reassentamento, bem como as respostas comportamentais das pessoas afetadas, servindo como uma ferramenta de ação guiada, útil ao planejamento e à gestão.

Para Cernea (1997), a retirada involuntária de uma população de seu local de origem é um ato agressivo, pois, em muitos casos, essa população já cresceu e desenvolveu laços de vizinhança, adquiriu bens materiais e montou uma percepção da cidade de modo geral. Os responsáveis por conceber as estratégias para o processo de reassentamento devem se atentar a este principal fato, de que existe um complexo social inerente a essa tarefa, e caso este aspecto seja ignorado, ou tratado com menor esmero, o reassentamento não obterá sucesso.

O reassentamento involuntário é um problema de relevância global por conta de sua magnitude e frequência, e seus efeitos diversos podem e devem ser contrabalanceados nos âmbitos moral e econômico. Cernea (1997) nomeia os oito maiores problemas pós-reassentamento desta natureza, principalmente ligados à possibilidade de empobrecimento: (1) a falta de terra, pois a desapropriação da mesma remove as bases em que os sistemas produtivos, atividades comerciais e modos de vida das pessoas são construídos; (2) o desemprego, já que os previamente empregados podem perder acesso ao trabalho; (3) o desalojamento, uma vez que a perda de um espaço prévio relaciona-se diretamente com a perda de uma identidade sociocultural dos indivíduos, resultando na privação de moradias; (4) a marginalização, quando as famílias perdem poder econômico, ou por falta de investimento em infraestrutura e serviços; (5) pode aumentar a morbilidade e mortalidade ao relacionar-se com o stress social, insegurança, trauma psicológico, além da sujeição à doenças por falta de saneamento e fornecimento de água; (6) a fome, ocasionada pela falta de recursos alimentícios; (7) a perda de acesso à propriedade comum, como parques, recursos naturais, cemitérios ou a falta de acesso à serviços públicos depois do reassentamento e, por fim, (8) a desarticulação social, já que reassentamentos involuntários dispersam comunidades, fragmentam organizações sociais e laços interpessoais, gerando a perda do senso de identidade cultural.

Segundo Cernea (1994), existem fatores comuns em reassentamentos que explicam, pela sua ausência ou sua presença, seu sucesso em alguns casos e em outros não. O primeiro desses fatores é a vontade política. Para o autor, o comprometimento do governo é importante no âmbito legal, adotando uma série de leis e regulamentações para setores de investimento específicos, como água, transportes e indústria. Essas regulamentações devem aplicar-se a todos os tipos de projetos de reassentamento e proteger os estilos de vida e costumes das pessoas reassentadas. Outros fatores importantes são uma boa avaliação financeira e social a fim de evitar que as populações reassentadas arquem com os custos do projeto. Para o autor, um dos principais problemas é que raramente os valores pagos em indenizações refletem os valores reais dos bens, principalmente no caso dos reassentados que precisam repor as terras que perderam. A participação comunitária também é apontada como um fator significativo. Por exemplo. é preciso informar a tempo as populações atingidas sobre a necessidade do reassentamento, seus direitos, habilitação, opções, procedimentos legais e mecanismos de recurso e então encontrar soluções conjuntas acerca de opções e soluções alternativas para evitar ou minimizar a remoção. Para o sucesso do reassentamento é preciso, antes de tudo, que os indivíduos da comunidade sejam beneficiados pelo próprio projeto que motivou sua remoção (Cernea, 1994).

Com a necessidade de aprimorar as operações nos reassentamentos, Cernea (1994) cita medidas adotadas pelo Banco Mundial que tiveram essa finalidade. Dentre elas, se destaca a importância do estabelecimento de prioridades estratégicas, as quais abrangem: 1) a adoção de normas e regulamentos por parte do mutuário; 2) fortalecer a capacidade institucional deste através de assistência institucional e projetos de capacitação organizacional local em reassentamentos; 3) aprimorar o projeto, evitando ou reduzindo tanto quanto possível a remoção de pessoas e estabelecendo cronogramas precisos que vinculem o andamento das obras civis ao avanço gradual do reassentamento; 4) promover a participação das pessoas; 5) conceder, sempre que necessário, crédito suplementar aos projetos em curso; 6) estabelecer que futuras operações de reassentamentos se processem em paralelo às obras civis, como projetos isolados.

O objetivo do presente artigo é detalhar o caso do reassentamento populacional na construção do Parque Linear do Rio Ressaca, em São José dos Pinhais, município da região metropolitana de Curitiba, analisando seu contexto e conjuntura a fim de explicar os fatores que geraram seus bons resultados.

1.1 Apresentação

O Ressaca é um dos principais rios do município de São José dos Pinhais, Paraná, integrando a Bacia Hidrográfica do Alto Iguaçu. Delimita-se, a norte, pelo rio Iguaçu, a sul com a sub-bacia hidrográfica do rio Miringuava, a leste com a sub-bacia hidrográfica do rio Pequeno e a oeste com a sub-bacia hidrográfica do Avariu. Seu curso hídrico principal, o rio Ressaca, possui 6,3 km de extensão e localiza-se majoritariamente no centro urbano do município. A sub-bacia hidrográfica do rio Ressaca sofreu impactos negativos relacionados à expansão do espaço urbano no seu entorno imediato, ficando sujeita, dentre outros problemas, a frequentes inundações (Neto, Léo Carli et al. apud. PMSJP, 2013).

A ocupação de áreas irregulares, como margens de rios, enfraquece o suporte da diversidade ambiental, comprometendo a qualidade do ar, do solo e da água (Tucci, 2009 apud. Figueiredo, 1997). Para Figueiredo (1997), os principais fatores fomentadores de enchentes em áreas urbanas são resultados da urbanização. Acontecem devido a ocupação das áreas ribeirinhas, pelo baixo custo; devido à pouca consciência em relação à impermeabilização do solo; ou, ainda, devido a problemas localizados, como obstruções ao escoamento ou projetos inadequados, por exemplo.

Tal problemática na sub-bacia do Rio Ressaca deu origem a um projeto municipal de controle das cheias, decretado em 10 de fevereiro de 2010 pelo então prefeito do município, Ivan Rodrigues, seguindo projeto preliminar elaborado em 2005 e complementando decreto anterior publicado em 2007. Declarando de Utilidade Pública as obras do projeto Parque Linear do Rio Ressaca, o novo decreto dispõe a

implantação de obras de drenagem para controle de cheias e implantação de parque linear urbano ao longo do rio sobre as áreas de intervenção e intervenções para limpeza e manutenção do rio. (PMSJP, 2010a)

O problema envolvia todo o município – as inundações frequentemente fechavam acessos viários à cidade, por exemplo – sendo, porém, a população ribeirinha a maior afetada já que, além da problemática das inundações em si, precisava lidar com a perda material e a proliferação de animais e doenças. A população não tinha uma relação de identidade cultural para com o rio, frequentemente referindo-se a ele como um córrego, ou mesmo uma valeta de esgoto, com a noção somente do seu próprio meio e não do rio como um todo. O projeto de reassentamento, por fim, surgiu de forma a compor as ações necessárias ao projeto (informação verbal).7

Assim, em julho de 2010, a Prefeitura de São José dos Pinhais sancionou a Lei municipal nº 1.582, que estabeleceu o projeto do Parque Linear do Rio Ressaca e criou o programa municipal de habitação para atendimento às famílias em vulnerabilidade socioeconômica e ambiental atingidas pela implantação do referido projeto, bem como todas as suas diretrizes de funcionamento (PMSJP, 2010b).

A proposta do projeto do parque linear consiste então em três aspectos principais: a obra em si, que abrange todos os aspectos construtivos e ambientais, o desenvolvimento do reconhecimento do rio como elemento integrante do espaço urbano e o reassentamento da população afetada, sendo este último o tópico de maior interesse neste artigo.

2. Metodologia

A palestra “Projeto Parque Linear do Rio Ressaca” ocorrida no Seminário “Boas Práticas em Planejamento e Governança Pública”, na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, em março de 2017, estimulou o desenvolvimento da presente pesquisa. A palestra tratou do reassentamento da população ribeirinha do Rio Ressaca, em São José dos Pinhais - PR, ocorrido em função de um projeto de controle de cheias na região, chamando a atenção quanto aos bons resultados apresentados.

A fim de atingir o objetivo do presente artigo, foi elaborada uma revisão bibliográfica sobre a problemática do reassentamento involuntário. Para se aproximar mais do objeto de pesquisa, foi feita uma revisão do projeto e uma entrevista com as servidoras municipais Vera Lúcia da Rosa Coelho e Maria Diair Dissenha Sohn, em maio de 2017, respectivamente arquiteta e assistente social, participantes do projeto, a fim de compreender o caso e analisar as decisões tomadas e soluções encontradas durante o projeto de reassentamento. Os tópicos abordados durante a entrevista foram relacionados às etapas do projeto, incluindo seus principais obstáculos e a forma como a equipe de profissionais os contornou, destacando os princípios básicos que orientaram as decisões tomadas.

Finalmente, foi feita uma análise crítica do projeto de reassentamento, aplicando o material coletado na entrevista sob a ótica do que foi levantado na pesquisa bibliográfica.

3. Análise

Neste capítulo, um estudo é realizado partindo da apresentação e análise das estratégias e ações desenvolvidas no caso do reassentamento da população ribeirinha do Rio Ressaca, baseando-se na metodologia utilizada e destacando os detalhes projetuais da obra que gerou a necessidade de realocação; o processo de transferência das famílias, apresentando o banco de dados; a abordagem social em relação a todos os envolvidos; e, enfim, a descrição dos fatores que contribuíram para a boa realização do projeto.

3.1 O Projeto do Parque Linear do Rio Ressaca

Devido aos problemas ambientais citados no item 1.2, a ideia da criação de um parque linear às margens do Rio Ressaca surgiu no ano 2000. Cinco anos depois, o projeto da obra foi desenvolvido e, a partir de 2010 passou a ser executado. Devido à extensão do Rio, e, portanto, da obra, esta foi dividida em três trechos de atuação, conforme pode ser observado na Figura 27. Os dois primeiros trechos já foram concluídos, enquanto o terceiro, cuja obra de drenagem e saneamento se iniciou em 2015, está em processo de execução (informação verbal¹).

A necessidade de reassentamento da população ribeirinha que ocupava as margens do Rio Ressaca foi percebida não só pela obra do Parque Linear, mas também pelos diversos problemas citados já enfrentados pela comunidade, como as cheias e seus subsequentes. Por este motivo, iniciou-se em 2009, o processo de trabalho com as famílias afetadas visando o reassentamento.

Figura 27. Implementação do projeto e seus três trechos

Fonte: PMSJP, 2017.

3.2 O processo de reassentamento populacional

Seguindo as instruções colocadas pelo Ministério das Cidades, constituiu-se uma Unidade Executora Local (UEL), composta por um grupo de profissionais locais responsáveis pela implementação das intervenções de forma a realizar o reassentamento da população da forma mais viável e adequada. Quando o pré-projeto foi iniciado, ainda não existia o programa Minha Casa Minha Vida – o governo federal subsidiava o Fundo Nacional de Habitação de Interesse Social, que previa a aplicação de uma legislação municipal no processo de reassentamento involuntário – o que deu origem aos já citados decretos (informação verbal¹).

Antes de começar qualquer tipo de trabalho direto com a população afetada, foi essencial o processo de informação das várias entidades dentro da cidade, visto que a grande escala da obra a tornaria custosa e causaria um grande impacto na população. Dessa forma, funcionários da prefeitura, vereadores, diretores de escolas, agentes comunitários e representantes de associações de moradores puderam desmistificar alguns pré-conceitos sobre o assunto e se inteirar a respeito da necessidade da implantação do projeto, de cuidados para com o Rio e do próprio reassentamento através de reuniões e audiências públicas (informação verbal¹).

A partir disso, estabelecida a equipe e o projeto, pôde-se definir o perímetro de atuação, a área de interferência direta (a área de obras diretas no rio, perímetro de reassentamento e do parque) e a indireta (toda a bacia de contribuição) e, assim, fazer um levantamento topográfico para identificar as construções que seriam atingidas pelo processo. Depois de estabelecida a área de abrangência identificou-se as famílias em risco iminente com auxílio da defesa civil e comunidade. Todas as famílias foram cadastradas e suas casas seladas. Nesta etapa, uma equipe composta pela assistente social e estagiários fez a visita das casas, preenchendo um cadastro social por família. O cadastro, disponível no Anexo A, contempla diversos aspectos, desde dados básicos pessoais e das casas até a posse de animais e a opinião sobre o projeto do Parque Linear, construindo um perfil socioeconômico da população afetada e possibilitando um diagnóstico para definição das famílias a serem reassentadas, assim como para implantação e ampliação de políticas públicas para atendimento da nova demanda. Foram também recolhidos dados acerca da presença de familiares na vizinhança.

As casas foram ainda avaliadas para que o valor da indenização de cada imóvel fosse calculado. Optou-se por fazer a contabilização por famílias, já que o número real de pessoas seria impreciso por ser dinâmico (informação verbal¹). Como resultado, foram computadas 250 famílias que deveriam ser realocadas. Ao fim do processo, 200 foram efetivamente reassentadas, devido a algumas desistências e abandonos, além de outros que obtiveram a titularidade da área e/ou não estavam em situação de vulnerabilidade socioeconômica. Muitos, ainda, não possuíam a devida documentação de seus terrenos ou mesmo documentos pessoais (informação verbal¹).

Houve também um processo intenso acerca da indenização de cada família por suas casas. Se o valor da indenização ultrapassasse 140 mil reais, as famílias seriam desconsideradas do processo de reassentamento, já que o valor pago ofertaria a possibilidade de compra de um novo imóvel. As famílias com renda de mais de dois salários mínimos teriam, também, a opção de adquirir o novo imóvel. As famílias menos abastadas teriam que passar por um parecer social para conseguir concessão de uso do imóvel por 25 anos (informação verbal¹).

É importante ressaltar que, mesmo que nesse processo muitas pessoas tenham regularizado sua documentação fundiária e pessoal, aqueles que possuíam moradias não devidamente regularizadas também foram indenizados – muitas das pessoas que moravam nas margens do rio haviam comprado ou ganhado as terras, obtendo apenas o certificado de compra e venda, outras foram também indenizadas pelas benfeitorias (informação verbal¹).

A equipe de profissionais também ficou responsável por encontrar um local para onde a população afetada seria reassentada. Todos os loteamentos se encontravam dentro do município, em áreas públicas e em um raio menor de 3,5 quilômetros do local em que as famílias inicialmente moravam. Devido ao grande número de famílias, as mesmas foram divididas em cinco loteamentos: Moradias Pinheiro, Vale Verde, Holtmann, Parque São José e Rio Pequeno, que abrigaram 115, 37, 22, 14 e 12 famílias, respectivamente, que podem ser vistos na Figura 28 (com exceção do Rio Pequeno).

Figura 28. Mapa dos locais das novas moradias

Fonte: PMSJP, 2017.

As casas nas quais as famílias foram realocadas eram padronizadas, com 40m2 cada, dispondo de dois quartos, sala com cozinha conjugada e banheiro. As habitações, que estavam inseridas em terrenos de 200m2, foram entregues finalizadas, mas possibilitavam futuras mudanças e ampliações conforme a necessidade particular de cada família, permitindo que elas pudessem alterá-las e colocar sua própria personalidade nelas. Segundo Vera Lúcia, algumas das famílias já haviam ampliado suas casas até a data da entrevista (informação verbal¹).

A distribuição das casas foi feita de acordo com um sorteio de famílias. Assim, cada família sorteada, havendo antes visitado as opções de casa, tinha a possibilidade de escolher sua futura moradia, criando assim um vínculo de pertencimento e de poder de escolha, ainda que limitado (informação verbal¹). O sorteio contava com prioridade aos idosos e, depois, pessoas com deficiência e crianças, conforme prescrito em lei. Respeitando os laços de vizinhança, procurou-se manter, na medida do possível, os maiores grupos de pessoas, de forma a diminuir os impactos sentidos quanto à mudança. Uma pesquisa comparativa realizada com 76 famílias mostrou que 67 avaliaram as novas moradias como “melhor”, 6 famílias avaliaram como “igual”, e 3 famílias avaliaram como “pior” (informação verbal¹).

O trabalho em equipe foi essencial durante o processo das mudanças de moradia. Segundo Maria e Vera, a sincronia das ações de cada equipe foi muito importante para evitar possíveis novas ocupações tanto nas casas antigas como novas. O desligamento da rede elétrica, demolição das construções deixadas e a mudança para a nova casa, por exemplo, deveriam ser feitos no mesmo dia (informação verbal¹).

3.3 Trabalho social

É de extrema importância perceber como o trabalho social com toda a população teve papel fundamental na boa recepção do reassentamento pela comunidade, como destacado por Vera Lúcia e Maria Diair. Mover uma comunidade inteira com laços de vizinhança e famílias que já ocupavam a região há gerações é uma questão complexa e delicada, e deve-se pensar no bem-estar das pessoas e na preservação da dinâmica das famílias, mantendo os aspectos culturais e os laços de vizinhança daquela comunidade. Tal procedimento requer, primeiramente, uma equipe multidisciplinar determinada e engajada (informação verbal¹).

Percebeu-se durante a entrevista que tal equipe multidisciplinar foi fundamental para dar início ao processo. Houve uma colaboração de várias secretarias da prefeitura, e os próprios funcionários tiveram participação fundamental no processo, mobilizando-se para fazer o que podiam dentro das necessidades e capacidades (informação verbal¹).

Além disso, a informação também foi um dos principais fatores para que o reassentamento ocorresse da melhor forma, de forma a demonstrar a aplicação prática da literatura então referenciada neste artigo. Foi de suma importância que esta fosse levada às pessoas antes, durante e após o reassentamento, inteirando a população como um todo, não só as pessoas reassentadas, como também aquelas que seriam temporariamente afetadas pelo projeto e os futuros vizinhos das famílias realocadas. Dois aspectos importantes na transmissão das informações foram a transparência e a homogeneidade, levando a mesma informação a todos e tornando a população ciente dos processos e das dificuldades no projeto.

Para evitar qualquer tipo de imposição aos moradores e à população de São José dos Pinhais, foram feitas diversas reuniões e audiências públicas sobre as questões preocupantes do Rio Ressaca e seus impactos na cidade, fazendo com que a própria população visse a necessidade da construção do Parque Linear e, consequentemente, do reassentamento (informação verbal¹).

Houve um grande trabalho com a desmistificação do termo “invasão” para a “ocupação” através de ações de conscientização e participação popular, cuidando para não intensificar a estigma de marginalização, como demonstrado no artigo referenciado. Maria Diair destacou a importância da participação das escolas na conscientização das famílias, em especial das crianças. Foi possível trazer a questão do Rio Ressaca em várias atividades escolares, o que influenciou na formação de identidade para com o Rio, uma vez que as crianças transmitiam as informações aos seus respectivos núcleos familiares (informação verbal¹).

Além dessas atividades de informação, aconteciam oficinas e reuniões com uma média de 10 a 30 famílias. Assim, as pessoas se mantinham informadas de cada passo da obra e dos seus direitos, bem como puderam aprender sobre planejamento financeiro, cidadania, segurança alimentar, cultivo de produtos orgânicos em hortas, geração de trabalho e renda, economia doméstica, patrimonial e educação ambiental e sanitária, já que todo o complexo de subsistência das famílias seria profundamente afetado com a mudança para uma habitação regulamentada. Prova disso está na pesquisa comparativa, que mostrou que, das 76 famílias entrevistadas, 68 passaram a fazer a separação de lixo e, de um total de 71 famílias, 63 criaram hábitos de redução de energia e água (informação verbal¹).

Os cuidados com a adaptação da população continuaram mesmo depois do processo de reassentamento, como também é realçado na literatura referenciada. Houve monitoramento e visitas constantes por parte da assistência social (visitas domiciliares). É entendido por essa equipe que o processo de reassentamento depende não somente das mudanças físicas e geográficas, mas principalmente das que envolvem a implementação de novos hábitos dos reassentados, que não contam mais com a estrutura social e econômica desenvolvida em sua prévia comunidade, necessitando, portanto, de acompanhamento para a criação de um novo processo de socialização e adequação econômica (informação verbal¹).

3.4 Fatores determinantes

Observando de um espectro geral pode-se constatar que a parcela do projeto que cabe ao reassentamento da população atingida obteve sucesso. Tomando por base a literatura utilizada, percebe-se que este caso é quase uma exceção. Este foi um ponto muito acentuado na entrevista realizada com duas das integrantes responsáveis do projeto (informação verbal¹).

Segundo Maria Diair e Vera Lúcia, alguns pontos podem ser considerados de maior importância no sucesso do projeto supracitado: a união da equipe multidisciplinar, que através das reuniões semanais eram inteirados dos acontecimentos gerais, evitando a tomada de decisões contraditórias, que atrasariam o projeto; o trabalho in loco de todas as equipes, conduzido pela humildade e comprometimento para com as famílias, a transparência e a contínua troca de informações, que as manteve a par dos acontecimentos, construindo uma relação de participação essencial para a aceitação do projeto, evitando grandes resistências; a compreensão da dinâmica da comunidade e seu monitoramento, fundamental para que a adaptação ocorresse de forma não psicologicamente agressiva, o que causaria uma desmotivadora relutância; e, enfim, a noção de independência dos reassentados, que por diversas formas foram instruídos e ensinados (cursos de educação ambiental e sanitária, planejamento financeiro, segurança alimentar, etc.) a fim de que fossem preparados para as novas condições socioeconômicas que os esperariam nas novas habitações (informação verbal¹).

Outros pontos, de ordem logística, também são relevantes na realização do projeto. A rapidez na troca de informação e a cooperação de diferentes agentes de forma sincronizada e previamente organizada proporcionaram que as tomadas de decisões fossem feitas de forma coordenada e coerente, sem causar equívocos práticos que desestimulariam a continuidade do projeto.

Além disso, foi pontuado o fato de que houve continuidade do projeto mesmo com as mudanças de gestão. Observamos ainda que, apesar do trabalho social do reassentamento estar concluído, a execução do empreendimento continua em obras de drenagem e trabalho socioambiental, e que o acompanhamento do trabalho social ainda ocorre de acordo com a demanda.

O cadastro social foi muito abrangente quanto ao cuidado com as necessidades das pessoas, o que ajudou os tomadores de decisão nos processos de ordenamento do reassentamento. Ainda, houve sorte quanto à inexistência de práticas ilegais, como o tráfico de drogas, pois, caso houvesse tais obstáculos, uma ação ainda mais complexa deveria ser desenvolvida para que eventuais monopólios de organizações criminosas não exercessem influência sobre o processo de reassentamento, desencorajando a própria população, os profissionais envolvidos e até mesmo a vontade política.

É sabido que, quando se trata de ações que afetam diretamente a seres humanos, não existem fórmulas exatas para delimitar as sequências de ação que podem vencer cada obstáculo. Devido ao dinamismo das relações sociais, há a necessidade de entendimento do contexto local, social e econômico do grupo estudado. Isto acarreta em diversas variáveis, as quais, não podem ser equacionadas, mas devem acompanhar cada tomada de decisão, assim como nos fatores acima listados, levando cada um ao êxito.

4. Conclusão

A questão habitacional é uma das problemáticas mais visíveis e contrastantes das cidades brasileiras. É o sintoma mais aparente da desigualdade social ainda enfrentada no país. As ocupações irregulares são um dos elementos desta questão que melhor elucidam o seu impacto na sociedade. Contudo, a população que nelas residem encontram dentro de suas comunidades e laços de convivência uma forma de contornar esses impactos e poder participar da cidade dentro de suas limitações econômicas. O processo de reassentamento populacional, portanto, encontra o desafio de ter o seu campo de ação imerso nesta complexa trama social em que as ocupações estão inseridas.

O caso estudado neste artigo, encontrou no zelo pela comunidade em questão o fator determinante do bom desenvolvimento e aceitação do projeto de reassentamento por parte da população realocada. Este cuidado foi apoiado por uma extensa rede de profissionais multidisciplinares engajados com o objetivo do projeto, que promoveram a logística e organização necessária para o bom andamento do processo.

Identificamos a fluida inter-relação dos agentes das várias áreas que integram o projeto, através da troca de informação e participação, como ponto chave por consolidar o sucesso deste caso. O estabelecimento de um objetivo comum a todos os integrantes do projeto – o deslocamento gradual e harmonioso de mais de 200 famílias para suas novas habitações – gerado pela intensa comunicação e ciência dos acontecimentos, fez com que houvesse o melhor encaminhamento das etapas do projeto.

O estímulo à participação da população no projeto é outro fator de destaque. Foi incentivada a melhor compreensão do projeto, e a população pôde, conhecendo as suas etapas e integrando-se aos eventos educativos e informativos, sentir-se parte do projeto que afetaria suas vidas. Desta forma, a sensação de pertencimento fez com que a inevitável desocupação fosse menos traumática.

Dentre as profissões envolvidas no processo, vale salientar a imprescindível atuação do Assistente Social em apontar as contradições socioambientais urbanas existentes e na defesa do direito à moradia e à cidade.

O reassentamento da população ribeirinha do Rio Ressaca pode ser tratado como um caso de melhor prática e de utilidade àqueles que enfrentam desafios similares nas diversas ocupações irregulares ainda existentes nas cidades brasileiras.

Agradecimentos

Não podemos deixar de agradecer a todos e todas que contribuíram com o bom desenvolvimento deste artigo. Contamos com a enorme disponibilidade e colaboração das participantes do projeto de reassentamento da população ribeirinha do Rio Ressaca, Vera Lúcia da Rosa Coelho e Maria Diair Dissenha Sohn, respectivamente, arquiteta e assistente social, que puderam nos elucidar acerca dos desafios e obstáculos que surgiram durante o processo que durou mais de 10 anos. Ainda, nos tornamos admirados pela determinação e entusiasmo de ambas quanto ao curso de realocação das famílias, o que representou o engajamento e comprometimento de toda a equipe responsável, obtendo o evidente sucesso apresentado neste artigo.

Importante ainda agradecer à Letícia Costa pela assessoria final e Mariana Kszan pelas caronas até São José dos Pinhais.

Referências

BRASIL. Estatuto das Cidades. Capítulo X, Disposições Finais, Art. 53-A. 10 de julho de 2001.

CERNEA, Michael M. Reassentamento populacional e desenvolvimento. Finanças & Desenvolvimento, v. 14, n. 3, p. 46-49, 1994.

CERNEA, Michael. The risks and reconstruction model for resettling displaced populations. World development, v. 25, n. 10, p. 1569-1587, 1997.

LIMA, Cristina de Araújo. Considerações sobre ocupações irregulares e parcelamento urbano em áreas de mananciais da região metropolitana de Curitiba-PR. Desenvolvimento e meio ambiente, Curitiba, v. 3, 2001.

FIGUEIREDO, Sebastião Virgílio de Almeida. Conflitos relativos ao uso da água. In: SILVA, Demetrius David da; PRUSKI, Fernando Falco. Recursos hídricos e desenvolvimento sustentável da agricultura. Viçosa: UFV, 1997, p. 37-44.

NALIN, Nilene Maria. Os significados da moradia: um recorte a partir dos processos de reassentamento em Porto Alegre. 2007. 174f. Dissertação (Mestrado em Serviço Social) – Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.

NETO, Léo Carli et al. Estudo preliminar dos aspectos ambientais relacionados à implantação do parque linear do Rio Ressaca, no município de São José dos Pinhais, Paraná. In: XIII CONGRESSO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE DE POÇOS DE CALDAS, 2016. Anais. Poço de Caldas, 2016.

PMSJP. PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO JOSÉ DOS PINHAIS. Decreto n. 013, de 10 de fevereiro de 2010a.

PMSJP. PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO JOSÉ DOS PINHAIS. Lei ordinária n. 1583, de 16 de julho de 2010b.

PMSJP. PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO JOSÉ DOS PINHAIS. Mapa de bacias hidrográficas. São José dos Pinhais, 2013. Disponível em: <http://bit.ly/2q9rJSh>. Acesso em: 03 jun. 2017.

TUCCI, Carlos Eduardo Morelli. Plano diretor de drenagem urbana: princípios e concepção. Revista brasileira de recursos hídricos, Porto Alegre, v. 2, n. 2, p. 5-12, 1997.

Notas

1. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), acadêmicos do curso de Arquitetura e Urbanismo. E-mail: luunelli@gmail.com.

2. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), acadêmicos do curso de Arquitetura e Urbanismo. E-mail: cissa_gomes97@hotmail.com.

3. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), acadêmicos do curso de Arquitetura e Urbanismo. E-mail: mariskszan@hotmail.com.

4. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), acadêmicos do curso de Arquitetura e Urbanismo. E-mail: natalia_acco@hotmail.com.

5. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), acadêmicos do curso de Arquitetura e Urbanismo. E-mail: raquel.guidolin@gmail.com.

6. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Professora do Departamento Acadêmico de Construção Civil (DACOC), PhD em Ciências Ambientais Humanas e da Terra. E-mail: tatianagadda@utfpr.edu.br.

7. Entrevista concedida à equipe por Coelho, Vera Lúcia da Rosa e Sohn, Maria Diair Dissenha na Secretaria Municipal de Habitação, São José dos Pinhais, maio de 2017.

Capítulo 7:

Medição da concentração de radônio em poços de monitoramento e ambientes internos da sede neoville

Nicole Pereira dos Santos8

Marcos Vinícius Faian Santos9

Janine Nicolosi Correa10

Introdução

A radioatividade natural é a radiação que é emitida pelo próprio ambiente, e está presente na natureza e advém de praticamente todos os tipos de rochas, areias, solos e água e também da contribuição da radiação cósmica. Ao discutir sobre este assunto é necessário ressaltar que o ser humano convive com a radioatividade vinda de várias fontes naturais e artificiais. O gráfico da distribuição da dose em relação às fontes (UNSCEAR, 2000) é apresentado na Figura 29.

Figura 29. Distribuição da contribuição das fontes de radiação para a dose média anual

Fonte: Adaptado de UNSCEAR, 2000.

Um fato motivador importante para este estudo é que a exposição diária à radioatividade natural, em geral não provoca efeitos maléficos. Todavia, há níveis de exposição à radioatividade natural que podem influenciar em questões relacionadas à saúde, principalmente de ocasionar câncer.

O foco desde artigo é medir a concentração de radônio (²²²Rn) em ambientes internos (indoor) da nova sede do campus (Sede Neoville) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), em Curitiba. O local, o qual antigamente era uma fábrica, está sendo adaptado para ambientes de ensino, com salas de aulas, laboratório, ambientes administrativos, dentre outros (UTFPR, 2017).

Neste contexto, é importante conhecer as concentrações indoor de radônio nos ambientes da Sede Neoville, comparar com os limites recomendados (UNSCEAR, 2016; ICRP, 2016; CNEN, 2005) e quais as medidas a serem tomadas caso essa concentração seja alta (WHO, 2009).

O radônio faz parte da série natural radioativa do urânio e seu progenitor é o elemento rádio. O radônio é o único elemento dentro dessa série a possuir forma gasosa, e consequentemente tem maior mobilidade, sendo facilmente encontrados em águas subterrâneas, solos e rochas. O gás é inodoro, incolor e insípido e emissor de partículas alfa (α) (ATSDR, 2000).

Ao ser inalado, o radônio pode decair dentro dos pulmões e conjuntamente com seus filhos de meia-vida curta, que também são emissores alfa, contribuem por mais de 50% da dose média recebida, que é grande responsável pelo desenvolvimento de tumores (UNSCEAR, 2000).

Por esse motivo, os órgãos internacionais (ICRP, 2016; UNSCEAR, 2000; Who, 2009), desde a década dos anos de 1970 passaram a estabelecer limites, que ficam em torno de 300 Bq/m3 para a concentração indoor de radônio, que por sua vez está relacionado a uma dose de 10 mSv. Estes limites estão associados ao fato do radônio ser a segunda causa de câncer de pulmão. Medidas de controle, ações preventivas e mitigatórias passaram a ser normatizadas para o controle da concentração em residências e em locais de trabalho. Uma das ações mais comuns é estabelecer maior ventilação no local.

Tendo em vista que as concentrações indoor de radônio estão relacionadas à segunda causa de câncer no pulmão e que há um grande interesse em conhecer estas concentrações em ambientes de convívio humano e ainda, que a UTFPR tem interesse neste tipo de pesquisa, justifica-se este trabalho que tem como objetivo principal medir as concentrações em vários ambientes e em poços de monitoramento da antiga fábrica que atualmente é a sede Neoville do Campus Curitiba, situado no estado do Paraná.

1. Fundamentação teórica

O radônio tem três isótopos naturais que fazem parte das séries naturais radioativas do 238U, 232Th e 235U. A meia-vida destes isótopos é de 3,8 dias (222Rn), 56 segundos (220Rn) e 4 segundos (219Rn). O precursor do 222Rn, o 226Ra possui meia-vida de1600 anos. O decaimento do 222Rn é seguido pela desintegração sucessiva de emissores alfa e beta, de meia-vida curta. Após etapas de decaimento, a cadeia radioativa termina com o chumbo 206Pb, estável.

O radônio 222R vem do decaimento do rádio 226Ra, metal que está presente nos solos e rochas em quantidades que variam de acordo com a formação e composição da região, além também de se encontrar em poços e aquíferos.

O radônio e seus filhos de meia-vida curta são os principais contribuidores para a exposição humana às radiações naturais. Isto acontece devido à inalação do radônio naturalmente presente na atmosfera, que ao decair dentro dos pulmões, junto com os filhos alfa e beta-emissores, contribuem para maior probabilidade de desenvolvimento de tumores, e assim de talvez de um futuro câncer de pulmão.

Segundo a ICRP 65 (1993), a dose máxima que uma pessoa pode ser exposta a radiação emitida pelo radônio seria uma dose anual entre 3 e 10 mSv, levando em consideração um período de ocupação (em caso de residências) de 7000 horas.

Esta dose está relacionada com concentrações limite de cerca de 300 Bq/m3. (UNSCEAR, 2016; CNEN, 2005).

A necessidade de controle da concentração indoor de radônio é evidenciada nos documentos da (UNSCEAR, 2016; ICRP, 2016; CNEN, 2005; WHO, 2009) devido ao risco associado. Os limites são estabelecidos de forma particular, para cada país, já que cada região possui suas peculiaridades com relação à radioatividade natural. Todavia, como mencionado, há recomendações gerais que estabelecem limites (WHO, 2009; CNEN, 2005; UNSCEAR, 2006).

Como segue na Tabela 1, são apresentadas algumas concentrações de radônio em diferentes países (WHO, 2009), que pertencem a OECD (Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico).

País

Concentração de 222Rnindoor (Bq/m3)

Média

Média

Desvio padrão

Aritmética

Geométrica

Geométrico

Alemanha

49

37

2,0

Bélgica

48

38

2,0

Canadá

28

11

3,9

Estados Unidos

46

25

3,1

França

89

53

2,0

Luxemburgo

110

70

2,0

México

140

44

2,1

Tabela 1. Concentrações de radônio indoor em países da OECD

Fonte: Adaptado de WHO (2009).

No Brasil, os níveis médios de concentração de 222Rn foram identificados em diversas regiões. Os valores medidos por (Corrêa, 2006; Del Claro, 2013), evidenciam que na região de Curitiba as concentrações indoor médias estão em geral abaixo dos 300Bq/m3.

Algumas medidas feitas no Brasil sobre a concentração de radônio nas regiões do Brasil podem ser vistas na Tabela 2.

Região

Concentração de 222Rn indoor (Bq/m3)

Fonte

Curitiba (PR)

42

Corrêa, 2006

Campo Largo (PR)

60

Corrêa, 2006

São Paulo (SP)

131

Da Silva, 2005

Rio de Janeiro (RJ)

40

Magalhâes, 1999

Monte Alegre (PA)

116

Melo, 1999

Tabela 2. Concentrações de Rn222 em algumas regiões do Brasil

Fonte: Adaptado de Del Claro, 2013.

Mas, algumas concentrações apresentam valores superiores aos limites recomendados, e ainda, dados de concentração de 222Rn indoor no Brasil ainda são insuficientes para se estabelecer limites e relacionar os mesmos a riscos à saúde. Desta forma, valores médios em regiões (estados) não estão disponíveis tornando assim difícil de estabelecer um valor médio de concentração para o Brasil, o que seria subsídio para que as recomendações nacionais (CNEN, 2005; UNSCEAR, 2016) se tornem leis.

Para a medição de radônio podem ser usados detectores ativos e passivos. Os detectores ativos são equipamentos eletrônicos que associam a energia das partículas alfa à atividade da amostra. Os detectores passivos do estado sólido associam o número de traços a atividade da amostra.

A Who (2009) definiu diversos métodos duráveis e econômicos para prevenção de radônio indoor, sendo que em muitos países da Europa e nos Estados Unidos da America, esse controle tornou-se rotina e,em alguns países, inclusive, obrigatório.

A Who (2009) coloca como principais medidas:

• aumentar a ventilação nos pisos inferiores;

• instalar sistema de ventilação no porão ou subsolo;

• evitar a passagem de ar do porão para os ambientes internos da casa por meio de vedação e/ou despressurizarão;

• melhorar a ventilação da casa como todo.

Os métodos da Who (2009) mostram ser capazes de reduzir os níveis de radônio interno em mais de 50% e no caso de uso de ventilação forçada no porão, os níveis de radônio podem ser reduzidos ainda mais.

Desta forma, a medição, controle e mitigação de radônio podem contribuir para diminuir a dose indoor recebida e,portanto, reduzir o risco à saúde associado.

2. Metodologia

O local monitorado nesta pesquisa é a Sede Neoville do Campus Curitiba da UTFPR. Os ambientes fazem parte de galpões de uma antiga fábrica (Figura 30) que possuem internamente poços de monitoramento que eram, na época da empresa anterior, utilizados para verificar a qualidade da água. Estes poços de monitoramento estão fechados com tampa metálica (Figura 31) que pode ser facilmente removida.

Figura 30. Armazém onde então os detectores

Fonte: Autoria própria, 2017.

Figura 31. Poços de Monitoramento

Fonte: Autoria própria, 2017.

O período da coleta de dados foi do dia 21 de dezembro de 2016 à 02 de março de 2017. Em um primeiro momento foi feita uma visita à Neville para se observar locais passíveis de se instalar os detectores de radônio.

O tipo de detector utilizado foi o CR-39 (Figura 32). A escolha deste detector se deve ao fato de o laboratório de Física Nuclear Aplicada da UTFPR campus Curitiba já utilizar, sendo assim ter uma disponibilidade mais fácil para a elaboração do experimento. O CR-39 é um material plástico de polietileno capaz de registrar, ao longo de sua estrutura, partículas alfa (α) emitidas pelo gás ²²²Rn durante seu processo de decaimento radioativo. A área de 1 cm2 do detector é sensível para a detecção e sua transparência permite que minúsculos traços relacionados às interações das partículas alfa (α) com material detector sejam observados, depois de submetido à revelação dos traços.

Figura 32. Imagem do detector CR-39

Fonte: Corrêa J. N., 2011.

Com isso o CR-39 foram postos nas câmaras de difusão para que consiga diminuir a deposição dos produtos de decaimento do radônio sobre o detector. A câmara utilizada é feita com fibra de carbono de alta condutividade elétrica. Com isso, a deposição dos produtos indesejados, denominado plate-out, no detector, será feita preferencialmente nas paredes da câmara. Além disso, o formato em semi-esfera da câmara propicia um melhor transporte difusivo na direção das paredes e a melhor absorção dos subprodutos do radônio, que, tendo energias mais baixas e meias-vidas menores, tendem a decair antes de chegar ao detector. Um exemplo de montagem da câmara é mostrado na Figura 33.

Figura 33. Câmara de difusão utilizada nas tomadas de dados

Fonte: Del Claro F., 2013.

Após todo o procedimento de montagem, os detectores já nas câmaras foram levados para a sede Neoville para que serem instalados nos poços de monitoramento e nos ambientes próximos como se apresenta na Figura 34.

Figura 34. Ambiente interno da Neoville

Fonte: Autoria própria, 2017.

A retirada das câmaras ocorreu após 72 dias, tempo considerável de medição para que se possa registrar um número considerável de traços no detector para que o número de traços seja suficiente em termos estatísticos.

As câmaras contendo dos detectores foram levadas para o laboratório onde ocorreu a revelação química em solução de NaOH 6,5M.Com a revelação, os traços deixados no CR-39 ficam maiores e visíveis para serem contabilizados através de microscópio óptico.

A concentração de radônio nos ambientes está relacionada com o número de traços nos detectores. O grupo de pesquisa que atua na área de radônio nos departamentos de Física e de Construção Civil da UTFPR utiliza, para os cálculos, a equação de calibração que relaciona o número de traços à concentração, obtida em colaboração com a CNEN e verificada, periodicamente em trabalhos de intercomparação entre os laboratórios de radônio no Brasil.

Desta forma, obteve-se o valor das concentrações de radônio e de seus respectivos erros, para que assim sejam feitas as análise e a verificação do pressuposto de que há concentração importante nos ambientes e poço da sede Neoville, que possa contribuir, por difusão, ao aumento da concentração nos ambientes de convívio humano da sede.

3. Resultados e discussão

A medição das concentrações de radônio em ambientes indoor e/ou grande circulação de pessoas é importante para se ter conhecimento no nível de concentração que o local possui, para que assim se verifique se há riscos a saúde humana e assim tomar as providencias necessárias.

E com esse intuito foi medido a concentração de radônio nos ambientes internos (Tabela 3) e dos poços de monitoramento (Tabela 4) da sede Neoville da UTFPR do campus Curitiba.

Detector

Concentração ± erro (Bq/m3)

1

25 ± 2

2

57 ± 5

3

51 ± 4

4

59 ± 5

5

61 ± 5

6

49 ± 4

Tabela 3. Concentrações de Rn222 nos ambientes internos na sede Neoville

Fonte: Autoria própria.

Detector

Concentração ± erro (Bq/m3)

7

1910 ± 190

8

8800 ± 680

9

4860 ± 370

10

9300 ± 710

11

2080 ± 160

12

2090 ± 160

Tabela 4. Concentrações de Rn222 nos poços na sede Neoville

Fonte: Autoria própria.

Comparando os dados das Tabelas 3 e 4 com os padrões internacionais recomendados, nos quais as concentrações (~300 Bq/m³) estão relacionadas à dose limite que uma pessoa pode receber de 10 mSv, tem-se que as medidas feitas nos poços foram bem elevadas. Todavia, devido aos poços serem selados (fechados com tampas), observa-se que a contribuição aos ambientes não se efetiva de modo contundente, pois as medições das concentrações dos ambientes internos da sede Neoville apresentaram valores inferiores aos limites recomendados pelas organizações (Who, 2009; Cnen, 2005; UNSCEAR, 2006), o que não indica risco aos estudantes/professores/funcionário que utilizam o local.

4. Conclusões

Com relação às medições das concentrações em vários ambientes e em poços de monitoramento da antiga fábrica que atualmente é a sede Neoville do Campus Curitiba, situado no estado do Paraná, observou-se que as comparações com os padrões internacionais recomendados, mostraram resultados altos para os poços de monitoramento e baixos para os ambientes. Isto se justifica pelo fato de não ocorrer exalação de radônio dos poços para os ambientes, já que os poços estão tampados.

A partir do que foi apresentado, pode-se constatar que o fato dos poços estarem fechados é um fato importante para que o ambiente não possua níveis de concentração elevados também. Além disso, a circulação de ar nos ambientes, com certeza contribui ainda mais para que os níveis de concentração sejam mais baixos. Uma recomendação necessária é que se os poços de monitoramento sejam lacrados e que se mantenha a ventilação nos ambientes para que não haja risco a saúdes dos estudantes e funcionários no local.

Referências

CNEN – Comissão Nacional de Energia Nuclear. Ministério da Ciência e Tecnologia. NE 3.01 Diretrizes Básicas de Proteção Radiológica. 2005. 112f. Rio de Janeiro, Brasil. Disponível em: <http://bit.ly/2PiziUX>. Acesso em: dez. 2017.

CORRÊA, Janine Nicolosi. Avaliação dos Níveis de Concentração de Radônio em Ambientes e Águas de Poços no Estado do Paraná. 2011. 113f. Tese (Doutorado em Ciências) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba.

DEL CLARO, Flávia. Avaliação da Concentração de Radônio-222 no Ar de Postos de Trabalho de Curitiba/PR, 2013. 2011. 103f. Dissertação (Mestrado Engenharia Elétrica e Informática Industrial) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba.

DA SILVA, Almy Anacleto Rodrigues da. Radônio e filhos em residências da Cidade de São Paulo. 2005. 101f. Tese (Doutorado em Ciências) Programa de Pós-Graduação do Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo.

ICRP – International Commission on Radiological Protection. ICRP 115 – Lung Cancer Risk from Radon and Progeny and Statement on Radon. Amesterdã, Elsevier, v. 40, n. 1, 2010.

MAGALHÃES, Maisa Haiidamus. Dinâmica do Radônio no Ar em Ambientes Tropicais. 1999. 100f. Dissertação (Mestrado em Biociências Nucleares) – Programa de Pós-Graduação da Universidade Estadual do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.

MELO, Vicente de Paula. Avaliação da Concentração de Radônio em Residências do Município de Monte Alegre – PA. 1999. 133f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas (Biofísica)) – Programa de Pós-Graduação do Instituto de Biofísica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.

UNSCEAR – United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and Effects of Ionizing Radiation, annex E, v. II, 2006. UNSCEAR Report to the United Nations General Assembly.

WHO – World Health Organization. WHO handbook on indoor radon: a public health perspective, 2009.

Notas

8. Estudante de Licenciatura em Física/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: nicole210389@gmail.com.

9. Estudante de Licenciatura em Física/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: marcos_faian@hotmail.com.

10. Professor do Curso de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: janine@utfpr.edu.br.

Capítulo 8:

Desenvolvimento de um modelo utilizando inferência estatística para estimativa de custos de reforço e alargamento de pontes em concreto de pequenos vãos

Marianna do Rocio Cardoso11

Amacin Rodrigues Moreira12

Introdução

Em toda a sua existência a humanidade tem se preocupado com a construção de estruturas de acordo com as suas necessidades. As pontes surgiram devido à necessidade de superar obstáculos naturais e fronteiras existentes, beneficiando não apenas a comunidade, como também contribuindo para a evolução das civilizações.

Foi no século XIX, quando surgiu o cimento Portland, que se iniciou a era das construções em concreto (Santos, 2008). O concreto, devido a sua grande resistência à compressão, é um material amplamente aplicado na construção de pontes. Sua limitada resistência à tração provoca a necessidade do uso das armaduras de aço nas zonas tracionadas. Desta maneira, o concreto armado tornou-se um dos mais importantes materiais utilizados na engenharia (DNIT, 2004).

Ao longo do tempo as pontes em concreto armado sofrem constante deterioração provocada por agentes agressivos, alterações em seu regime de utilização ou pelos próprios erros de execução e projeto. A ação desses mecanismos, aliado ao envelhecimento natural, além de afetar a durabilidade da estrutura, diminui a sua vida útil. Sendo assim, cada vez mais se torna necessário intervir nas pontes de concreto para restaurar suas condições de segurança e reestabelecer a sua funcionalidade (DNIT, 2004).

A malha rodoviária federal no Brasil, implantada a partir de 1940, engloba pontes com diversas geometrias transversais, calculadas para resistir a diversos carregamentos e dimensionadas de acordo com os critérios vigentes na época em que foram projetadas, muitos dos quais não mais aceitos. Estas pontes correm o risco de se tornarem funcionalmente obsoletas e estruturalmente deficientes, caso não se adequem às novas dimensões transversais e às atuais cargas adotadas, alargando seus tabuleiros e reforçando sua estrutura. Dessa maneira, desde a implantação até a data atual, algumas obras foram substituídas, porém muitas obras foram restauradas e, principalmente, reforçadas e alargadas (Vitório, 2013; DNIT, 2004).

Para Giovannetti (2014), diversas pontes rodoviárias brasileiras encontram-se desgastadas, degradas e envelhecidas, chegando ao limite de sua vida útil. De acordo com dados divulgados pelo Tribunal de Contas da União (TCU), cerca de 75% das 5600 pontes cadastradas nas rodovias brasileiras pelo DNIT (Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes), que não estão sob regime de concessão, estão em precário estado de conservação necessitando de intervenções para se adequarem às condições de uso. Considerando-se que os recursos materiais e financeiros são limitados, ressalta-se a importância da conservação e manutenção das Obras de Artes Especiais (OAEs) existentes.

Evidentemente, para reverter essa situação, são necessárias políticas e estratégias governamentais voltadas para a reabilitação e a conservação destas OAEs (Vitório, 2008). Sendo assim, em 2011, o governo federal desenvolveu um programa de conservação e reabilitação das OAEs. Trata-se do Programa de Reabilitação de Obras de Arte Especiais (Proarte). O programa tem como objetivo atender às necessidades de restauração, reforço e alargamento das obras da malha rodoviária federal, proporcionando aos usuários nível de segurança e conforto adequado, conforme descrito no Quadro resumo a seguir (Thormann, 2011).

OAE’s: Pontes, viadutos, e pontilhões

Número total:

500

Extensão:

36101m

Área:

468.663m²

Comprimento

Nº de OAE’s

Até 60m

65%

327

De 60m a 120m

21%

103

Maior que 120m

14%

70

Largura

Nº de OAE’s

Até 8,30m

15%

73

De 8,30m a 13m

79%

394

Maior que 13m

6%

33

Necessidades de intervenção

Nº de OAE’s

Recuperação e reforço:

15%

74

Recuperação, reforço e alargamento:

85%

426

Fonte: Thormann (2011).

Atualmente, o grande desafio é reabilitar essas estruturas de concreto danificadas respeitando as restrições econômicas atuais. Logo, o custo de aplicação influencia diretamente na técnica que deverá ser aplicada para alargar e reforçar as OAE’s.

Nos últimos anos, a publicação de trabalhos e a realização de estudos e eventos técnicos apontam para uma necessidade em comum, qual seja a implantação de sistemas de gestão de pontes, especialmente em países que ainda não adotam um procedimento sistemático para essa questão. Um sistema de gestão de pontes representa para os órgãos responsáveis pela administração das redes viárias um valioso instrumento, pois permite decisões rápidas e eficientes baseadas em parâmetros técnicos e científicos voltados à otimização dos custos de manutenção desse importante patrimônio público (Vitório, 2006).

Para que haja uma gestão de pontes eficaz deve-se ter um rigoroso cadastro das obras existentes e um programa de vistorias sistemáticas. Além disso, devem-se incluir diversas atividades técnicas, administrativas e organizacionais, com o objetivo de instituir e por em prática uma política que englobe a conservação, recuperação, ampliação ou substituição das OAEs. Os dados obtidos contribuem para identificar a intervenção necessária, quando serão estimados os custos de tal ação (Vitório, 2006). A Figura 35, a seguir, exibe o diagrama de um sistema típico de gestão de pontes rodoviárias.

Figura 35. Diagrama de um sistema típico de gestão de pontes

Fonte: Ortega apud Vitório (2006).

Atualmente, a inferência estatística vem sendo amplamente empregada na engenharia de avaliação de imóveis. Entre todos os métodos empregados na avaliação de imóveis o mais utilizado é o método comparativo de dados, onde se estima o valor do bem através da comparação com dados de mercado semelhantes quanto às características intrínsecas e extrínsecas, ou seja, o valor do imóvel avaliando está diretamente relacionado aos valores dos imóveis que se assemelham a ele. (Nór, 2008; Dantas, 1998). Devido à diversidade de imóveis oferecidos pelo mercado imobiliário, torna-se impossível a comparação direta dos preços, mesmo no caso de semelhança entre os imóveis, pois ainda assim existirão fatores que diferenciam os imóveis entre si (Nadal, 2008).

Segundo Nadal (2008), pelos motivos supracitados, torna-se necessário aplicar uma técnica que permita ajustar essas diferenças entre os imóveis. Sendo assim, a análise de regressão linear múltipla, também chamada de Modelo Clássico de Regressão, que é uma técnica de inferência estatística, está sendo muito utilizada para identificar os principais fatores que influenciam a determinação dos preços de imóveis e estimar o valor de mercado das propriedades. Além disso, seu uso tem sido muito facilitado, atualmente, pela utilização de softwares específicos.

O método consiste em estimar o valor do bem através de suas características físicas e do seu entorno. No caso do modelo proposto, estima-se o custo de reforço e alargamento de pontes de pequenos vãos com base nas características da ponte que será avaliada.

Com o desenvolvimento deste procedimento para geração de modelos matemáticos é possível analisar a viabilidade econômico-financeira de aplicação das possíveis técnicas de reforço e alargamento da ponte, propondo uma solução mais rápida para auxiliar aos órgãos públicos ou executores nas fases de planejamento e controle, visto que com o modelo não haverá a necessidade de orçar a intervenção através da contratação do projeto.

1. Procedimentos metodológicos

Para o sucesso da aplicação da Inferência Estatística é necessário atender a uma sequência de análise e seleção de variáveis. Sendo assim, as etapas do procedimento desenvolvido nesta metodologia são: análise da tipologia da amostra; seleção das variáveis da regressão; desenvolvimento do modelo matemático; e validação do modelo através de um teste de validação.

Para compor a amostra foram selecionados projetos de OAEs de pequenos vãos, de concreto armado e protendido, para servirem de referência. As estruturas escolhidas para compor a amostra, doze ao todo, possuem diferentes soluções em projetos estruturais de alargamento e reforço, justamente para oferecer maior abrangência e amplitude ao modelo desenvolvido. Tais pontes limitam-se ao estado do Paraná e estão localizadas em trechos de rodovia nacional, como BR-376, BR-476 e estadual, como PR-473, entre as cidades de Maringá, Paiçandu, Nova Londrina, Tibagi, Lapa, São Mateus e União da Vitória. Todos os dados referentes às estruturas analisadas provêm dos próprios projetos executivos de reforço e alargamento, bem como, de memoriais descritivos e orçamentos de execução.

Segundo a classificação de acordo com o sistema estrutural da superestrutura, observaram-se pontes em estrutura hiperestática (pórticos) e em estrutura isostática (vigas), sendo muito comum o emprego da laje associada às longarinas de seção transversal retangular, seção T e seção I. Já em relação ao processo construtivo, as pontes foram construídas em concreto armado moldado no local ou com elementos em concreto pré-moldado. Entre as principais características geométricas observadas estão os vãos principais entre 15 metros e 35 metros e a extensão total entre 15 metros e 85 metros.

Além disso, as pontes sofreram alterações em seu gabarito transversal para se adequar aos gabaritos das rodovias e se adaptar ao trem tipo de classe 45 em vigor. A largura original dos tabuleiros das pontes variou entre 2,6 metros e 12,15 metros. Os métodos executivos destes reforços e alargamentos da amostra foram por meio do concreto armado convencional moldado in loco, vigas pré-moldadas e vigas em concreto protendido.

A amostra escolhida representa um grupo de OAEs com sistemas estruturais compatíveis e, portanto, a equação não pode ser extrapolada para obras com outros sistemas, tais como seções caixão, estruturas metálicas, passarelas de pedestres, entre outros.

Como os elementos que compõe a amostra apresentam características heterogêneas, há a necessidade de utilização de variáveis visando à obtenção do modelo estatístico.

Nesta fase foram identificadas as variáveis independentes que devem influenciar a variável dependente deste trabalho, o custo de reforço e alargamento de pontes de concreto. O valor do custo final da intervenção é proveniente de planilhas orçamentárias de execução com valores alusivos ao ano de 2015 (SICRO 2 e SINAPI) para que a análise seja feita com os valores reais de mercado. Além disso, os dados que satisfazem as variáveis dependentes foram coletados nos projetos estruturais de reforço e alargamento das estruturas. As variáveis da regressão utilizadas para a modelagem dos dados foram as seguintes:

• Largura original: largura inicial do tabuleiro da ponte – variável quantitativa;

• Razão de alargamento: razão entre a largura final e largura inicial do tabuleiro da ponte – variável quantitativa;

• Número de linhas de apoio: número de linhas de apoio consideradas para o dimensionamento – variável quantitativa;

• Extensão Total: comprimento total da obra, expresso em metros – variável quantitativa;

• Idade da estrutura: estimativa da idade da estrutura – variável quantitativa;

• Número de vigas: quantidade de vigas do alargamento – variável quantitativa;

• Tipo das vigas do alargamento: viga moldada in loco (1), viga pré-moldada (2) – variável dicotômica;

• Tipologia da estrutura: sistema estrutural em pórtico (1), em viga (2) – variável dicotômica;

• Tipo de concreto aplicado nas vigas do alargamento: concreto armado ou concreto protendido – CA (1), CP (2) – variável dicotômica;

• Reforço Estrutural: tipo de reforço que pode ser aplicado – aumento de seção transversal (1), fibra de carbono (2), protensão externa (3), adição de novos pilares (4), sem reforço (5) – variável qualitativa;

Observam-se no Quadro 1 as variáveis utilizadas no trabalho de acordo com a sua natureza: quantitativa, qualitativa e dicotômica.

Quantitativas

Qualitativas

Dicotômica

Razão de alargamento

Reforço Estrutural

Tipo das vigas do alargamento

Largura original

Tipologia da Estrutura

Extensão total

Tipo de concreto das vigas

Nº de linhas de apoio

Idade da Estrutura

Nº de vigas

Quadro 1. Resumo das variáveis utilizadas no estudo

Fonte: Autoria própria.

Ao estimar o custo de reforço e alargamento da OAE, por meio do modelo matemático desenvolvido, é necessário que as variáveis independentes referentes à tipologia e as características originais da estrutura sejam levantadas em uma base de dados já existente como seus projetos originais e relatórios de inspeção.

No entanto, como grande parte dos projetos originais das pontes brasileiras, principalmente das mais antigas, não existe mais nos arquivos dos órgãos que as construíram anos atrás, é necessário que sejam realizadas inspeções especiais para coletar informações referentes à OAE. Através das inspeções é possível avaliar e determinar as características físicas da estrutura original, como comprimento total, vão principal e tipologia da estrutura e, consequentemente, definir essas variáveis no modelo matemático.

Além disso, ainda para o caso da falta dos projetos originais, a idade das pontes deve ser estimada por meio das características da seção transversal do tabuleiro, considerando a evolução do gabarito transversal desde 1940 até a data atual, conforme informações do Manual de Inspeção de Pontes Rodoviárias do DNIT (2004). Outra maneira de obter a idade das obras cujos projetos não mais existem, é buscando informações disponíveis em placas de inauguração, depoimento de moradores das proximidades e observando as tipologias estruturais que caracterizaram as épocas em que foram construídas.

O modelo matemático desenvolvido apresentará como resultado uma equação que estima o custo de reforço e alargamento de pontes de pequenos vãos, por meio das variáveis dependentes que foram determinadas anteriormente. Será dispensado aos dados obtidos da amostra um tratamento por meio de inferência estatística. Esse processo permite encontrar estimativas não tendenciosas de custo, estabelecendo intervalos de confiança para as mesmas.

O programa utilizado neste trabalho, o INFER 32® (versão demonstrativa), trata-se de um software estatístico desenvolvido pela empresa Ária Informática. O mesmo foi utilizado para avaliar a amostra selecionada usando estatística inferencial, pesquisando o modelo matemático que melhor a representa, através de regressão linear por mínimos quadrados e da análise da regressão.

Foram introduzidas as variáveis citadas anteriormente e processou-se a pesquisa do modelo matemático de ajustes de curvas que melhor se adapta a amostra. O INFER 32® possui 15 funções de transformação que podem ser aplicadas sobre cada uma das variáveis da planilha, de forma a buscar uma equação que melhor se ajuste ao modelo, conforme a Figura 36.

Figura 36. Modelos de transformação para aplicar na análise

Fonte: Programa INFER 32 ®.

Após configurar as transformações das variáveis executou-se a pesquisa. Durante o processamento, o programa armazena as informações sobre os 50 modelos (as 50 melhores equações) que melhor se adaptam ao critério escolhido. Ao final da pesquisa é mostrada uma janela contendo esses 50 modelos, permitindo a escolha do mais representativo. Além disso, o programa fornece diversos dados para a escolha do modelo a ser analisado como, por exemplo, gráficos de dispersão dos resíduos, teste de hipóteses, coeficientes de determinação e correlação, transformação das variáveis para ajuste do modelo, além de outras ferramentas estatísticas disponíveis.

Uma vez escolhidos os modelos gerou-se o relatório correspondente aos mesmos. O relatório do INFER 32® é composto por tabelas contendo os resultados estatísticos referentes à avaliação da amostra, e de gráficos, que permitem uma visualização de todos os testes estatísticos realizados.

Por fim, após a análise, foi escolhido o modelo final que melhor representou a amostra, atendendo aos pressupostos de regressão linear múltipla.

Nesta etapa foi demonstrado como aplicar o teste de validação da equação de regressão linear múltipla resultante, aplicando-o a uma OAE contida fora da amostra, comparando o resultado final ao custo de reforço e alargamento orçado. Com essa extrapolação pretendeu-se apresentar uma orientação de como validar o modelo numérico desenvolvido, já que sua validação dependeria de um número mínimo de OAEs para compor os testes de aplicação.

Para a descrição de como aplicar o método proposto apresenta-se um modelo com foco em OAEs de pequenos vãos com diferentes características geométricas entre si, justamente para oferecer maior amplitude no estudo. A seguir será apresentada uma descrição das OAEs que compõe a amostra deste estudo.

Viaduto sobre ferrovia: Rodovia PR-323

Trata-se de um viaduto sobre ferrovia localizado na rodovia PR 323 (trecho Maringá – Paiçandu) de 40 metros de extensão e 12,15 metros de largura, com vão principal de 33 metros. O viaduto, constituído por um sistema estrutural em vigas, necessitou de ampliação e foi alargado com adição de novas vigas e pilares de concreto. O gabarito foi alargado ficando com a largura total de 22,80 metros, adotando-se um sistema estrutural com 6 longarinas protendidas, sendo 2 em cada vão, além de transversinas e vigas de apoio. Na Figura 37 observa-se a vista lateral da obra de alargamento da estrutura.

Figura 37. Vista lateral do viaduto na Rodovia PR 323 em fase de execução do alargamento

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o Rio Tigre

Trata-se de uma ponte localizada na BR-376 (trecho Paranavaí – Nova Londrina) sobre o rio Tigre. Possui 69 metros de extensão, 10 metros de largura e vão principal de 23 metros. A ponte, constituída por um sistema estrutural em vigas, necessitou de ampliação e foi alargada com adição de novas vigas e pilares em concreto. O gabarito foi alargado para 12,80 metros, dimensionado de acordo com o Trem-Tipo Classe 45, adotando-se para tal um sistema estrutural com 6 vigas pré moldadas em concreto armado, em toda a obra. Observa-se na Figura 38 a vista lateral da ponte original.

Figura 38. Vista lateral da ponte original sobre o rio Tigre

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o Rio Fortaleza

Trata-se de uma ponte localizada na Fazenda Monte Alto, na cidade de Tibagi. Possui 60 metros de extensão, 2,60 metros de largura original e vão principal de 15 metros. A ponte, constituída por um sistema estrutural em vigas, necessitou de ampliação e foi alargada com adição de novas vigas e reforçada com o aumento da seção transversal dos pilares existentes. O gabarito foi alargado para 5,60 metros e dimensionado de acordo com o Trem-Tipo Classe 30, adotando-se para tal um sistema estrutural de 8 vigas pré-moldadas em concreto armado convencional, em toda a obra. Na figura 39 pode-se observar a ponte durante a execução do alargamento.

Figura 39. Vista frontal da ponte sobre o rio Fortaleza durante a execução reforço e alargamento

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o banhado do Rio Iguaçu

Trata-se de uma ponte localizada na BR-476 (trecho Curitiba – União da Vitória), sobre o banhado do rio Iguaçu. Possui 21 metros de extensão, 8,30 metros de largura original e vão de 7,9 metros. O gabarito foi alargado para 16,30 metros e dimensionado de acordo com o Trem-Tipo Classe 45, adotando-se para tal um sistema estrutural com 4 vigas pré-moldadas em concreto armado convencional. Ainda, a mesoestrutura e infraestrutura foram reforçadas com perfis metálicos. Na Figura 40 pode-se observar a ponte durante a execução do alargamento.

Figura 40. Vista lateral da ponte sobre o banhado do rio Iguaçu durante a execução do alargamento

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o Rio Passa Dois

Trata-se de uma ponte localizada na BR-476 (trecho Curitiba – União da Vitória), sobre o rio Passa Dois. Possui 23,50 metros de extensão, 8,30 metros de largura original e vão de 16,0 metros. O gabarito foi alargado para 13,0 metros, adotando-se um sistema estrutural com 4 vigas pré-moldadas em concreto armado convencional. A mesoestrutura e a infraestrutura foram reforçadas com 12 perfis metálicos e, além disso, foi feito o reforço estrutural das longarinas existentes por meio do aumento de suas seções transversais. Na Figura 41 pode-se observar a vista frontal da ponte.

Figura 41. Vista frontal da ponte original sobre o rio Passa Dois

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o Rio Água Amarela I

Trata-se de uma ponte localizada na BR-476 (trecho Curitiba – União da Vitória), sobre o rio Água Amarela I. Possui 22,40 metros de extensão, 8,30 metros de largura original e vão de 14,90 metros. O gabarito foi alargado para 13,0 metros, adotando-se um sistema estrutural com 4 vigas pré-moldadas em concreto armado convencional. A meso e infraestrutura foram reforçadas com 12 perfis metálicos e, além disso, foi feito o reforço estrutural das longarinas existentes por meio do aumento de suas seções transversais. Na Figura 42 pode-se observar a vista frontal da ponte alargada e reforçada.

Figura 42. Vista frontal da ponte alargada sobre o rio Água Amarela I

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o Rio Água Amarela II

Trata-se de uma ponte localizada na BR-476 (trecho Curitiba – União da Vitória), sobre o rio Água Amarela II. Possui 14,00 metros de extensão, 8,30 metros de largura original e vão de 9,35 metros. O gabarito foi alargado para 13,0 metros, adotando-se um sistema estrutural com 4 vigas pré-moldadas em concreto armado convencional. A meso e infraestrutura foram reforçadas com 12 perfis metálicos e, além disso, foi feito o reforço estrutural das longarinas existentes por meio do aumento de suas seções transversais. Na Figura 43 pode-se observar a vista frontal da ponte alargada e reforçada.

Figura 43. Vista frontal da ponte alargada sobre o rio Água Amarela II

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o Rio Vargem Grande

Trata-se de uma ponte localizada na BR-476 (trecho Curitiba – União da Vitória), sobre o rio Vargem Grande. Possui 20,00 metros de extensão, 8,25 metros de largura original e vão de 15,90 metros. O gabarito foi alargado para 13,0 metros, adotando um sistema estrutural com 4 vigas pré-moldadas em concreto armado convencional. A meso e infraestrutura foram reforçadas com 12 perfis metálicos e, além disso, foi feito o reforço estrutural das longarinas existentes por meio do aumento de suas seções transversais. Na Figura 44 pode-se observar a vista lateral da ponte alargada e reforçada.

Figura 44. Vista lateral da ponte alargada sobre o rio Vargem Grande

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o Rio Maciel

Trata-se de uma ponte localizada na BR-476 (trecho Curitiba – União da Vitória), sobre o rio Maciel. Possui 12,20 metros de extensão, 8,25 metros de largura original e vão de 12,00 metros. O gabarito foi alargado para 13,0 metros, adotando-se um sistema estrutural com 4 vigas pré-moldadas em concreto armado convencional. A meso e infraestrutura foram reforçadas com 12 perfis metálicos e, além disso, foi feito o reforço estrutural das longarinas existentes por meio do aumento de suas seções transversais. Na Figura 45 pode-se observar a ponte alargada.

Figura 45. Vista frontal da ponte alargada sobre o rio Maciel

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o Rio Espingarda

Trata-se de uma ponte localizada na BR-476 (trecho Curitiba – União da Vitória), sobre o rio Espingarda. Possui 85 metros de extensão, 10,4 metros de largura original e vãos de 7,95 metros. O gabarito será alargado para 12,75 metros, adotando-se um sistema estrutural com 2 vigas pré-moldadas em concreto protendido. Na Figura 46 pode-se observar a vista inferior da ponte original.

Figura 46. Vista inferior da ponte original sobre o rio Espingarda

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o Rio Macacos

Trata-se de uma ponte localizada na BR-476 (trecho Curitiba – União da Vitória), sobre o rio Macacos. Possui 12,80 metros de extensão, 8,08 metros de largura original e vão de 11,40 metros. O gabarito será alargado para 12,75 metros, adotando-se um sistema estrutural com 2 vigas pré-moldadas em concreto armado. Na Figura 47 pode-se observar a vista lateral da ponte original.

Figura 47. Vista lateral da ponte original sobre o rio Macacos

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

Ponte sobre o Rio Lajeado

Trata-se de uma ponte localizada na BR-476 (trecho Curitiba – União da Vitória), sobre o rio Lajeado. Possui 15,00 metros de extensão, 8,60 metros de largura original e vão de 9,15 metros. O gabarito foi alargado para 12,75 metros, adotando-se um sistema estrutural com 2 vigas pré-moldadas em concreto armado. Na Figura 48 pode-se observar a vista lateral da ponte original.

Figura 48. Vista lateral da ponte original sobre o rio Lajeado

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

2. Resultados e discussões

Em uma primeira análise, foram selecionados três modelos obtidos do primeiro processamento. As equações que representam estes modelos estão descritas a seguir:

Modelo A

• Custo = – 60,6580x106 – 8314750 / [Largura Inicial] – 682834 / [Razão de alargamento] + 6113988 x Ln ([Nº de Linhas de Apoio]) + 11822 x [Extensão Total] + 1,7248x107 x Ln ([Idade da Estrutura]) – 193439 x [No de Vigas] + 6498520 x [Tipo das vigas do alargamento] – 27955 x [Tipologia da Estrutura] – 3411167 x Ln ([Reforço Estrutural])

Modelo B

• Custo = (6,4413x1018 + 1,9478x1018 x Exp (-[Largura Inicial]) + 4,0112x1014 / [Razão de alargamento] – 1,1344x1016 x Exp ([Nº de Linhas de Apoio]) – 9,2666x1019 x Exp (-[Extensão Total]) – 1,8610x1018 x Ln ([Idade da Estrutura]) + 6,4687x1014 / [Nº de Vigas] – 2,3219x1013 x [Tipologia da Estrutura] + 5,3515x1017 x [Tipo de Concreto Aplicado] – 1,5327x1018 x Exp (-[Reforço Estrutural]))1/2

Modelo C

• Custo = -10,4033x108 + 22,150 x Exp ([Largura Inicial]) + 34118 x Exp ([Razão de alargamento]) + 1817431 x Exp ([Nº de Linhas de Apoio]) + 11822 x [Extensão Total] + 3,0990x108 x Ln ([Idade da Estrutura]) – 8026,6 x Exp ([Nº de Vigas]) + 1,3668x109 x [Tipo das vigas do alargamento] – 28575 x [Tipologia da Estrutura] – 2,2350x107 x [Tipo de Concreto Aplicado] – 1672924 x Exp ([Reforço Estrutural])

Constatou-se que o modelo A foi o que melhor representou a amostra. Apesar do modelo B possuir maiores coeficientes de determinação e correlação, e menor significância, verificou-se que o modelo A apresentou melhor correlação entre os seus regressores e a variável dependente “Custo”. Isso significa que as variáveis são importantes na concepção do modelo final, confirmando a hipótese de que influenciam na estimativa do custo de reforço e alargamento. Caso o modelo B fosse escolhido, variáveis fundamentais para estimativa do custo, como extensão total, largura inicial e número de vigas do alargamento teriam que ser excluídas da análise final, diminuindo a confiabilidade do modelo. Na Tabela 1 comparam-se os valores estatísticos obtidos dos três modelos.

A

B

C

Coeficiente de correlação (r)

0,9994

0,9999

0,9994

Valor t calculado

41,82

91,9

29,57

Valor t tabelado (t crítico)

1,886

1,886

3,078

Coeficiente de determinação (r²)

0,9989

0,9998

0,9989

Coeficiente r² ajustado

0,9937

0,9987

0,9874

Tabela 1. Comparação dos valores obtidos nos modelos A, B e C

Fonte: Adaptado de INFER 32®.

Por sua vez, o modelo C não satisfez alguns pressupostos da regressão linear, como nível de significância e multicolinearidade, portanto foi rejeitada a hipótese da existência de regressão linear múltipla no mesmo.

Com base no primeiro processamento, as variáveis “Razão de alargamento” e “Idade da estrutura” foram retiradas da análise, pois apresentaram baixo coeficiente de correlação com a variável dependente. A variável “Tipologia da Estrutura” também foi excluída, pois superou o limite definido para o nível de significância, sendo assim ambas as variáveis não são importantes para a formulação do modelo.

A variável “Tipo das vigas do alargamento” que pode ser viga moldada in loco ou viga pré-moldada teve grande influencia no valor do custo. Para comprovar, foi realizado no INFER 32® um teste hipotético do modelo, comparando os valores dos dois tipos de viga. Para o modelo com viga moldada in loco o custo de reforço e alargamento estimado foi incoerente, estando muito acima da realidade. Justifica-se o ocorrido devido ao fato de haver apenas uma OAE, dentre as 12 unidades da amostra, que foi alargada com viga moldada in loco e em concreto protendido, a qual apresentou o maior custo da amostra. No entanto, sabe-se que a protensão é a responsável pelo encarecimento da intervenção, portanto optou-se por desconsiderar essa variável a fim de não influenciar negativamente o resultado, oferecendo maior confiabilidade ao modelo.

Finalmente, após o novo processamento obteve-se um coeficiente de determinação (r²) de 0,9962. Ou seja, 99,62% da variação no custo são explicadas através das variáveis utilizadas e 0,38% são explicadas por variáveis que não constam no modelo.

O modelo apresentou elevada confiabilidade, de aproximadamente 99,98%, devido ao nível de significância obtido. Quanto menor o valor, menor a probabilidade de haver cometido algum erro durante a modelagem. Além disso, a normalidade do modelo foi atestada, pois a distribuição de resíduos está de acordo com a distribuição normal. Os resultados finais da análise estatística constam na Tabela 2.

Descrição

Resultado

Dados

12

Dados considerados

12

Variáveis

10

Variáveis consideradas

6

Coeficiente de Correlação

0,9981

Coeficiente de Determinação

0,9962

F Calculado

216,2

Significância do modelo

7,2x10-4

Distribuição dos resíduos

83,33% - 100% - 100%

Tabela 2. Resultados da estatística

Fonte: Adaptado de INFER 32®.

Com relação à significância dos regressores, o modelo foi satisfatório, visto que todos estão abaixo do limite de 5%, conforme valores expressos na Tabela 3.

Variável

Coef

t Calculado

Significância

Aceito

Largura Inicial

b1

9,708

2,0x10-2%

Sim

Nº de Linhas de Apoio

b2

-8,929

0,03%

Sim

Extensão Total

b3

-8,097

0,05%

Sim

Nº de Vigas

b4

23,77

2,5x10-4%

Sim

Tipo de Concreto Aplicado

b5

-18,23

9,1x10-4%

Sim

Reforço Estrutural

b6

27,80

1,1x10-4%

Sim

Tabela 3. Significância dos regressores (modelo final)

Fonte: Adaptado de INFER 32®.

Analisando-se a correlação parcial entre as variáveis independentes e a dependente, notou-se que o tipo do concreto aplicado nas vigas do alargamento, o reforço estrutural e a extensão total da OAE possuem grande influencia na determinação do custo, conforme os valores que constam da Tabela 4.

Custo

Custo

1,0000

Largura Inicial

-0,3055

Nº de Linhas de Apoio

0,4020

Extensão Total

-0,4490

Nº de Vigas

0,0710

Tipo de Concreto Aplicado

-0,6478

Reforço Estrutural

0,9128

Tabela 4. Correlações parciais do modelo final

Fonte: Adaptado de INFER 32®.

Através do gráfico dos resíduos versus valores estimados pela regressão, exibido na Figura 49, foi possível constatar que o modelo apresentou a condição de homocedasticidade, pois os pontos estão distribuídos de maneira aleatória.

Figura 49. Gráfico de resíduos X valor estimado (modelo final)

Fonte: INFER 32®.

Analisando-se o mesmo gráfico da Figura 49 é possível observar a inexistência de multicolinearidade, visto que os pontos estão distribuídos de maneira aleatória e não seguem uma tendência.

Portanto, a equação de regressão linear múltipla que melhor descreveu a relação entre custo de reforço e alargamento de pontes de pequenos vãos e as variáveis independentes é:

• Custo = 570767 + 996151 / [Largura Inicial] – 117134 x [Nº de Linhas de Apoio] – 3245514 / [Extensão Total] + 1351870 / [Nº de Vigas] – 514934 x [Tipo de Concreto Aplicado] + 167053 x [Reforço Estrutural]

Finalmente, de acordo com o gráfico dos valores estimados pelo modelo em função dos valores da variável dependente de cada amostragem da Figura 50, confirmou-se que a equação final obtida se adequou a amostra estudada, pois quanto mais próximos os dois valores estiverem e mais próximo à reta, melhor o ajuste do modelo.

Figura 50. Gráfico de ajuste do modelo final

Fonte: INFER 32®.

Foi realizada aplicação da equação obtida a uma OAE contida fora da amostra, para orientar como deve ser feito o teste de validação da equação de regressão linear múltipla. Nesse teste de validação comparou-se o resultado final ao custo de reforço e alargamento orçado.

Trata-se de uma ponte localizada na BR-476 (trecho Curitiba – União da Vitória), sobre o rio Carazinho. Possui 12,20 metros de extensão e 8,10 metros de largura original. O gabarito foi alargado para 13,0 metros, adotando um sistema estrutural com 2 vigas pré-moldadas em concreto armado convencional. Foi feito o reforço estrutural das longarinas existentes por meio do aumento de suas seções transversais. Na Figura 51 pode-se observar a vista lateral da ponte original.

Figura 51 . Vista lateral da ponte original sobre o rio Carazinho

Fonte: AAD Projetos Consultoria e Engenharia.

O custo de reforço e alargamento da ponte sobre o rio Carazinho, orçado por meio do quantitativo de materiais e serviços, foi de 536.510,74 Reais. Já, por meio da equação definida, estimou-se um valor de 521.509,25 Reais, desse modo o erro foi de aproximadamente 3% o que caracteriza que o modelo foi bem ajustado.

Ainda, o INFER 32® determinou um intervalo de confiança de 30% para o valor estimado pela equação, sendo assim o valor mínimo obtido da análise é de 508.512,89 Reais e o valor máximo é de 534.505,60 Reais, estando muito próximo ao valor real.

3. Conclusões

Este artigo apresentou um procedimento para geração de modelos numéricos que possam ser extrapolados, para estimar o custo de reforço e alargamento de pontes em concreto armado e protendido de pequenos vãos. Através deste, pretende-se auxiliar a análise da viabilidade econômico-financeira das intervenções necessárias, a ser utilizada pelos órgãos responsáveis nas fases de planejamento e organização de investimentos.

Foi realizado um estudo de caso a fim de aplicar a metodologia desenvolvida, a qual se mostrou convergente. Para a amostra analisada no estudo, com foco em pontes de concreto de pequenos vãos, foi obtida uma equação de regressão linear múltipla que apresentou 99,98% de confiabilidade. No teste de validação, o custo estimado pela equação ficou muito próximo ao custo orçado. Sendo assim, quanto à fundamentação matemática utilizada, afirma-se que a inferência estatística é uma ótima ferramenta para análise de dados.

Em suma, pode-se concluir em relação ao modelo numérico final que:

• todas as variáveis utilizadas apresentaram um alto índice de confiabilidade;

• o modelo apresentou poder de explicação indicando que 97% do custo das OAEs analisadas são explicados pelas variáveis independentes da equação;

• as variáveis “Tipo de concreto aplicado” e “Reforço estrutural” têm elevada correlação com a variável dependente, ou seja, possuem alta influência sobre o custo.

Referências

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______. Manual de inspeção de pontes rodoviárias. 2. ed. Rio de Janeiro, 2004.

DANTAS, Rubens Alves. Engenharia de avaliações: uma introdução à metodologia científica. São Paulo: Pini, 1998.

GIOVANNETTI, Ana Carolina Virmond Portela. Avaliação do estado de conservação de pontes – estudo de caso. 2014. 130f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

NADAL, Carlos Aurélio. Avaliação de imóveis pelo método dos mínimos quadrados. Curitiba: Departamento de Geomática – UFPR, 2008.

NÓR FILHO, Nelson Nady. Engenharia de Avaliações. São Paulo: Pini, 2008.

SANTOS, José Manuel Martins Neto dos. Avaliação da Integridade Estrutural de Pontes em Betão – o caso da Ponte Nossa Senhora da Guia. 2008. 282f. Dissertação (Mestrado em Estruturas de Engenharia Civil) – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto.

THORMANN, José Francisco Fogaça Programa de Reabilitação de Obras de Arte – PROARTE. Brasília: DNIT, 2011.

VITÓRIO, José Afonso Pereira. Vistorias, Conservação e Gestão de Pontes e Viadutos de Concreto. In: 48. CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO. Anais. Rio de Janeiro: IBRACON, 2006.

______. Avaliação do grau de risco estrutural de pontes rodoviárias em concreto. In: 50. CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO. Anais. Rio de Janeiro: IBRACON, 2008.

______. Um estudo comparativo sobre métodos de alargamento de pontes rodoviárias de concreto armado, com a utilização das normas brasileiras e Eurocódigos. 2013. 296f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto.

Notas

11. Estudante de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: marianna.rcardoso@hotmail.com.

12. Professor do Departamento de Construção Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: amacinrm@utfpr.edu.br.

Capítulo 9:

Análise dos riscos de acidentes em obras de pequeno porte

Leticia da Silva Pinto13

Rodrigo Eduardo Catai14

Rosemara Santos Deniz Amarilla15

Massayuki Mario Hara16

Introdução

Os acidentes de trabalho vêm sendo observados desde o ano 400 a.C., mas somente por volta de 1700 foi publicada a obra De Morbis Artificium Diatriba, conhecida como “Doença dos Artífices”, por Bernardino Ramazzini, considerado o pai da Medicina Ocupacional, que explora sobre as doenças do trabalho e métodos de prevenção (Ferreira; Peixoto, 2014).

Em 1802, foi criada a “Lei da Saúde e Moral dos Aprendizes”, na Inglaterra, que delimitou a jornada e exigiu ventilação nos locais de trabalho. Em 1830, foi publicado na Inglaterra o livro Os Efeitos das Principais Atividades, Ofícios e Profissões, do Estado Civil e Hábitos de Vida, na Saúde e Longevidade, com Sugestões para a Remoção de Muitos dos Agentes que Produzem Doenças e Encurtam a Duração da Vida, que contribuiu para a criação da legislação ocupacional (Ferreira; Peixoto, 2014). Desde esta época, os tipos de trabalho com maiores riscos de acidentes eram realizados por escravos e pessoas consideradas inferiores na escala social, portanto, não existia preocupação com o bem-estar do trabalhador (Chagas et al., 2011).

No Brasil, essa preocupação com o trabalhador ocorreu de forma tardia. Em 1889, a legislação do trabalho começou a ser aplicada, mas somente foi ampliada durante o governo Vargas (1930-1945) com a Consolidação das Leis do Trabalho (CLT) instituída pelo Decreto-Lei nº 5452, de 1º de maio de 1943 (Chagas et al., 2011).

A indústria da construção civil é um setor da economia que historicamente contribui de modo relevante para o aumento das estatísticas de acidentes de trabalho no Brasil (Nunes, 2014). Com isso, a preocupação com a saúde e segurança dos trabalhadores, que são os maiores ativos dessa indústria, tem grande importância para as construtoras, que passaram a tomar medidas de prevenção para garantir mais qualidade de vida a seus colaboradores (Araujo, 2015).

Embora, se possa observar alguma melhoria na preocupação dos empregadores com os acidentes e doenças do trabalho, assim como, um processo de redução dos acidentes totais, os números nacionais relativos ainda são bem altos (Pereira, 2015). O Anuário Estatístico de Acidentes do Trabalho, doravante denominado AEAT é um instrumento de consulta pública de dados relacionados a acidentes de trabalho, que informa, além dos dados coletados pelo INSS por meio da CAT (Comunicado de Acidente de Trabalho), as informações que tem origem nos benefícios de natureza acidentária concedidos pelo INSS. Segundo dados da AEAT de 2013, a construção civil tem um elevado índice de acidentes, sendo 15.500 com CAT registrada, e 21.434 no total (Ministério da Previdência e Assistência Social, 2015).

Os acidentes de trabalho podem ser pequenas lesões, lesões permanentes, ou acidentes fatais, com consequências que afetam não somente a vida profissional, como a pessoal do trabalhador, prejudicando seu bem-estar e de pessoas próximas (Martins et al., 2010). Assim, em virtude da preocupação com a segurança dos trabalhadores, em junho de 1978, com a Portaria nº 3.214, foram aprovadas as primeiras Normas Regulamentadoras (NR) do capítulo V da CLT, relativas à Segurança e Medicina do Trabalho. Estas normas vêm sendo atualizadas e ampliadas, e, atualmente existem 36 Normas regulamentadoras. Em 2007, foi criada a norma OHSAS, que estabelece um processo de gestão de segurança e saúde ocupacional (SSO) que visa à redução ou eliminação completamente dos riscos que os trabalhadores estão expostos (Seiffert, 2010).

No Brasil, não existem pesquisas ou dados que demonstrem quantas empresas adotam Sistemas de Gestão de Segurança e Saúde do Trabalho (SGSST), mas é possível notar o crescimento do número de empresas construtoras que adotam algum sistema de gestão. No entanto, ainda existe um grande número que desconhecem os SGSSTs, os conceitos envolvidos, como implantar e quais os resultados possíveis com essa implementação (Benite, 2004). A segurança e saúde no trabalho devem ser tratadas com seriedade, pois subestimar ou ser indiferente aos riscos presentes no canteiro de obras cria um ambiente propício para a ocorrência de acidentes (Cocharero, 2007).

Portanto, para um desempenho satisfatório é necessário um bom ambiente de trabalho, que respeite as normas e o meio ambiente e auxilie o crescimento do trabalhador, possibilitando um bom relacionamento social. Essas metas podem ser alcançadas modificando o sistema de gestão da segurança e saúde do trabalho, preocupando-se não somente com o cumprimento de normas, mas com a real prevenção de acidentes e a integridade do funcionário, o que pode acarretar em aumento da produtividade e qualidade do produto (Benite, 2004).

Com base neste contexto, o presente estudo tem como objetivo principal desenvolver um checklist para análise de riscos em obras de pequeno porte da construção civil. Visando o controle de riscos para eliminar ou minimizar a ocorrência de acidentes de trabalho no setor, bem como auxiliar as construtoras no cumprimento das Normas Regulamentadoras.

1. Procedimentos metodológicos

A presente pesquisa originou-se de uma investigação qualitativa, tendo como método principal o estudo de caso, com o intuito de estudar quatro obras de engenharia, sendo três edifícios residenciais e um galpão comercial, de quatro construtoras diferentes, sendo três microempresas e uma empresa de pequeno porte, situadas na cidade de Curitiba, Paraná.

A partir da análise das Normas Regulamentadoras e da Norma OHSAS 18001:2007, elaborou-se um checklist, com as informações que podem ser observadas num canteiro de obras. O Quadro 1, ilustra os principais itens de cada checklist desenvolvido nesta pesquisa, os subitens que fazem parte do checklist são referentes aos itens de cada Norma Regulamentadora, pertinentes ao objetivo do estudo.

Principais itens do checklist

Checklist

Descrição

Normas Regulamentadoras

A

Documentação

NR1, NR4, NR6, NR7, NR9, NR10, NR18, NR35

B

CIPA

NR5, NR18

C

Tapumes e galerias

NR18

D

Área de vivência

NR18

E

Armazenagem e estocagem de materiais

NR18

F

Sinalização e segurança

NR18

G

Proteção contra incêndio

NR18, NR23

H

Equipamento de proteção individual

NR18

I

Trabalho a céu aberto

NR21

J

Demolição

NR18

K

Escavações, fundações e desmonte de rochas

NR18

L

Carpintaria

NR18

M

Armações de aço

NR18

N

Estrutura de concreto

NR18

O

Estruturas metálicas

NR18

P

Operações de soldagem e corte a quente

NR18

Q

Escadas, rampas e passarelas

NR8, NR12, NR18

R

Medidas de proteção contra quedas de altura

NR18, NR35

S

Alvenaria, revestimentos e acabamentos.

NR18

T

Instalações elétricas

NR10, NR18

U

Telhados e coberturas

NR18

V

Movimentação e transporte de materiais e pessoas

NR11, NR18

W

Andaimes e plataformas de trabalho

NR18

X

Máquinas, equipamentos e ferramentas diversas

NR12, NR18

Y

Locais confinados

NR18, NR33

Z

Ordem e limpeza

NR18, NR25

Quadro 1. Principais itens do checklist aplicado nos canteiros de obras

Fonte: Autoria própria (2017).

2. Resultados e discussões

Análise na empresa “A”

Realizou-se uma análise geral da empresa “A”, e identificou após as análises que 75% dos itens estavam em conformidade, ou seja, de acordo com as normas regulamentadoras, e, 25% de não conformidades presentes no canteiro de obra, observa-se na Figura 52 a relação geral entre conformidades e não conformidades.

Figura 52. Relação geral entre conformidades e não conformidades da empresa “A”

Fonte: Autoria própria (2017).

As irregularidades encontradas estão divididas em nove principais itens do checklist elaborado, pode-se observar na Figura 53, a relação entre conformidades e não conformidades de cada etapa.

Durante a aplicação do checklist na obra da empresa “A”, foi sugerido pelo responsável da obra a inclusão de algumas documentações na ferramenta utilizada pelo pesquisador, sendo: plano de atendimento a emergência, análise preliminar de risco, matrícula CEI, alvará e ART, além de ter sido notado pelo observador, a necessidade da mudança de posição de alguns checklists, de forma que a aplicação do mesmo fosse otimizada.

Figura 53. Relação entre conformidades e não conformidades de cada etapa da empresa “A”

Fonte: Autoria própria (2017).

Análise na empresa “B”

A aplicação da ferramenta na empresa “B”, constatou 59 não conformidades, correspondentes a 39% dos dados, conforme ilustrado na Figura 54.

Figura 54. Relação geral entre conformidades e não conformidades da empresa “B”

Fonte: Autoria própria (2017).

Essas irregularidades estão divididas em 11 etapas, como pode ser observado na Figura 55, que ilustra a relação entre conformidades e não conformidades de cada etapa analisada.

Figura 55 . Relação entre conformidades e não conformidades de cada etapa da empresa “B”

Fonte: Autoria própria (2017).

Durante a aplicação da ferramenta na empresa “B”, notou-se a necessidade de mudar a ordem de alguns principais itens do checklist, a repetição de alguns itens, que foram retirados posteriormente além da necessidade de desmembramento de outros.

Análise na empresa “C”

Na empresa “C” observou-se 54 irregularidades, resultando em 43% de não conformidades, conforme mostra a Figura 56.

Figura 56. Relação geral entre conformidades e não conformidades da empresa “C”

Fonte: Autoria própria (2017).

Observa-se na Figura 57, que essas irregularidades podem ser divididas em 12 etapas. Durante a aplicação do checklist na obra da empresa “C”, averiguou-se a necessidade de mudança de posição de um checklist na ferramenta, que foi providenciado antes da visita à obra da empresa D.

Figura 57. Relação entre conformidades e não conformidades de cada etapa da empresa “C”

Fonte: Autoria própria (2017).

Análise na empresa “D”

Na empresa “D” a relação geral entre conformidades e não conformidades, resultou em 24% de irregularidades observadas durante a aplicação e análise do checklist (Figura 58).

Figura 58. Relação geral entre conformidades e não conformidades da empresa “D”

Fonte: Autoria própria (2017).

Esses itens estão divididos em 12 etapas do canteiro, como pode ser observado na Figura 59, que mostra a relação entre conformidades e não conformidades de cada uma.

Durante a aplicação do checklist na empresa “D”, notou-se que o objetivo inicial tinha sido atendido, pois o mesmo encontrava-se disposto de forma fácil para ser aplicado dentro do canteiro de obras.

Figura 59. Relação entre conformidades e não conformidades de cada etapa da empresa “D”

Fonte: Autoria própria (2017).

Devido à aplicação da ferramenta de gestão de segurança, notou-se algumas semelhanças entre as empresas. Em todas, as áreas de vivência não estavam em perfeito estado de conservação e higiene, necessitando de limpeza. Não existia um representante da CIPA nas empresas “B, C e D”, que informaram não ter ciência da obrigatoriedade do mesmo, quando a empresa não se enquadra no Quadro I da NR 5.

Com relação à prevenção de incêndio, todas as empresas têm falta de medidas para contenção de fogo, pessoal treinado para o primeiro combate e falta de sinalização indicando a saída da obra. A respeito das instalações elétricas, as empresas “A, B e D” não possuíam o esquema unifilar de seus estabelecimentos e as empresas “B, C e D” não dispunham de proteção contra incêndio e explosão nas áreas com instalações ou equipamentos com risco de acidentes desta espécie.

Em todas as empresas havia a falta do manual de instruções próximo aos equipamentos, e nas empresas “A, C e D” o canteiro continha material ou entulho obstruindo vias de circulação, passagens ou escadarias. Durante a aplicação da ferramenta nas empresas citadas anteriormente, levantou-se junto aos responsáveis pelas obras quais eram as dificuldades encontradas para a implementação da segurança e as respostas foram diferentes para cada situação.

A empresa “A” considera como maior dificuldade a colaboração de empresas terceirizadas. Dentro do canteiro há três empreiteiras e como a construtora está tentando se certificar no PBQP-H, a solução foi começar com um plano de advertências com pedido para troca de funcionários. De acordo com o responsável pela obra, o custo para a adoção das medidas de segurança não é impeditivo, pois a maioria desse valor será diluído por vários anos, tornando o pequeno.

3. Conclusões

Por meio do desenvolvimento e aplicação do checklist, observou-se a real situação dos canteiros de obras, no tocante ao cumprimento das Normas Regulamentadoras. Esta pesquisa confirmou a necessidade de aplicabilidade de um checklist com o intuito de controlar os riscos de acidentes que existem ou venham a existir em ambientes de trabalho do setor da construção civil.

Notou-se que a implementação da segurança do trabalho depende da colaboração das empresas e seus funcionários, onde um não consegue o efetivo cumprimento das normas sem o apoio do outro. Observou-se que as empresas estão optando pela contratação de empreiteiras para os serviços de construção civil, um dos fatores que dificultam eventualmente na implementação da segurança dentro do canteiro de obras.

Conclui-se com os resultados obtidos por meio da aplicação do checklist foi possível relacionar as não conformidades com as ações que não são diretamente ligadas à execução da tarefa como a falta de extintores, a falta de manual de instruções dos equipamentos e a falta de sinalização, que seriam simples de serem resolvidos, mas por não impedirem a realização do serviço, não são tratados com seu devido valor.

Outro fator interessante observado durante a pesquisa foi a questão de as empresas “B, C e D” não terem ciência da necessidade de um representante da CIPA no canteiro mesmo quando não enquadrados no Quadro I da NR 5, mostrando a falta de conhecimento sobre a norma em questão.

Além disso, uma curiosidade é que as empresas “A e D”, que representaram um percentual de não conformidade reduzido, sendo de 25 e 24% respectivamente, tiveram a fiscalização do Ministério do Trabalho e Emprego recente à data da visita à obra, fazendo com que os mesmos adotassem rapidamente as medidas de segurança para prevenir os acidentes que apresentassem risco de morte iminente aos seus funcionários.

A importante contribuição desta pesquisa é auxiliar as empresas deste setor em relação à organização e formalização a respeito das medidas de segurança, sendo este um bom ponto de partida para construtoras que estão se inserindo no mercado e têm interesse de atender a todas as normas exigidas pela legislação, sabendo porque cada medida é importante, como atendê-las de acordo com a necessidade de cada uma e quais atitudes são permitidas por lei.

Referências

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BENITE, Anderson Glauco. Sistema de Gestão da Segurança e Saúde no Trabalho para Empresas Construtoras. 2004. 221f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Universidade de São Paulo, São Paulo.

CHAGAS, Ana Maria; SALIM, Celso Amorim; SERVO, Luciana Santos Mendes. Saúde e Segurança no Trabalho no Brasil: Aspectos Institucionais, Sistemas de Informação e Indicadores. Brasília: Ipea, 2011. 396p.

COCHARERO, Renato. Ferramentas para Gestão de Segurança e Saúde do Trabalho no Canteiro de Obras. 2007. 108f. Monografia (MBA em Tecnologia e Gestão na Produção de edifícios) – Universidade de São Paulo, São Paulo.

FERREIRA, Leandro Silveira; PEIXOTO, Néverton. Segurança do Trabalho I. Santa Maria: Colégio Técnico Industrial da Universidade Federal de Santa Maria, 2014.

MARTINS, Marcele et al. Segurança do Trabalho estudos de casos nas áreas agrícola, ambiental, construção civil, elétrica, saúde. Porto Alegre: Editora SGE, 2010.

MINISTÉRIO DA PREVIDÊNCIA E ASSISTÊNCIA SOCIAL. Anuário Estatístico de Acidente do Trabalho. 2013. Brasília: MPAS, 2015.

NUNES, Flávio Oliveira. Segurança e saúde no trabalho: esquematizada (normas regulamentadoras nº. 10 a 19). v. 2. 2. ed. Rio de Janeiro: Forense; São Paulo: Método, 2014.

PEREIRA, Alexandre Demetrius. Tratado de segurança e saúde ocupacional: aspectos técnicos e jurídicos. Volume 1: NR1 a NR6. 3. ed. São Paulo: Saraiva, 2015.

OHSAS. OHSAS 18001:2007. Occupational Health and Safety Management Systems. OHSAS, 2007.

SEIFFERT, Mari Elizabete Bernardini. Sistemas de gestão ambiental (ISO 14001) e saúde de segurança ocupacional (OHSAS 18001): vantagens da implantação integrada. 2. ed. São Paulo: Atlas, 2010.

Notas

13. Estudante de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: leticiapinto@alunos.utfpr.br.

14. Professor do Departamento Acadêmico de Construção Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: catai@utfpr.edu.br.

15. Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Eng. Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: rosemara.deniz@hotmail.com.

16. Professor do Departamento Acadêmico de Construção Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: massayuki@utfpr.edu.br.

Capítulo 10:

Análise da aplicação da Gestão de Desenvolvimento de Produto (gdp) na construção civil através da maturidade do Processo de Desenvolvimento de Produto (PDP)

Eloise Wacholski Rodrigues17

Cezar Augusto Romano18

Introdução

A indústria da construção civil possui algumas características que demonstram sua grande importância no cenário da economia nacional, as quais se destacam: quantidade de trabalhadores contratados para atuar nos canteiros de obra tem um valor expressivo comparado a outros setores; o déficit habitacional, que tem possibilitado grandes investimentos em construção de edifícios, com o objetivo de suprir a necessidade de residências para a população brasileira; a utilidade de obras de infraestrutura para a população; e um PIB de 4,0%, no segundo trimestre de 2013, que estava acima da média nacional de 3,3% (IBGE, 2013).

Apesar de possuir características, que poderiam impulsionar o crescimento desta indústria, as obras no Brasil são caracterizadas por: baixa eficiência produtiva; qualidade e produtividade insatisfatórias; pouco afeição a modificações; utilização de mão de obra de baixa qualificação e alta rotatividade de pessoal (Mello 2007). Na mesma linha, Souto (2006) caracteriza o planejamento das construtoras como apenas um plano de ataque para a construção, sem a preocupação com o processo gerencial.

As falhas no gerenciamento da construção de um edifício desencadeiam inúmeros outros problemas, uma vez que esta é caracterizada pela execução de vários processos interligados e simultâneos, que necessitam de controle e intervenções, trazendo uma grande complexidade na sua administração. Koskela (2000) entende que o aumento na complexidade dos produtos e dos processos ocorridos a partir da transformação das indústrias, após a Segunda Guerra Mundial, vem exigindo mudanças também nos processos relacionados ao desenvolvimento de produto na indústria da construção.

Diante desse cenário, alguns estudos têm sido feitos através da aplicação de conceitos do processo de desenvolvimento de produtos (PDP) na indústria da construção. Tzortzopoulos (1999) propôs um conjunto de elementos básicos e direcionamentos para o desenvolvimento do modelo do processo de projetos de duas empresas construtoras incorporadoras. Romano, Back e Oliveira (2001) desenvolveram uma metodologia para a modelagem do processo de projeto para o desenvolvimento integrado de edificações. Os autores Miron et al. (2002) aplicaram algumas ferramentas e abordagens gerenciais do PDP relativas ao gerenciamento dos requisitos do cliente, planejamento e controle do desenvolvimento do produto, e sistema de troca de informações. Nobre, Santos e Barros Neto (2004) avaliaram as fases de elaboração de projetos e execução de uma obra e verificaram alguns problemas no processo como falta de compatibilização dos projetos e perdas de informações, retrabalhos gerados pela falta de atualização dos projetos, falta de planejamento de custos para o lançamento do produto, falta de levantamento das necessidades dos clientes. Na pesquisa de Moura (2005), foram desenvolvidos o diagnóstico e o modelo preliminar para integração das atividades do PDP em empresa construtora com objetivo de conseguir maior eficácia no controle do fluxo de informações e também maximizar a satisfação do cliente através da reorganização do PDP na gestão do empreendimento, procurando também atingir a redução do tempo de desenvolvimento dos produtos e a simultaneidade entre projeto e produção. Para Moura (2005) uma edificação pode ser entendida como um produto, e também é possível considerar o gerenciamento da obra e de projetos como parte do produto oferecido pelas construtoras.

No estudo dirigido por Barros Neto e Nobre (2009) destacaram-se as melhorias no desenvolvimento de produtos imobiliários através da análise das necessidades dos clientes.

Observa-se que nenhuma das pesquisas considera aplicação do PDP na construção civil com foco em gestão de desenvolvimento de produtos (GDP). Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo verificar a aplicação de GDP através da análise de maturidade de PDP de Rozenfeld et al. (2006) de empresas de projetos do setor da construção civil.

1. Modelo de PDP de Rozenfeld et al. (2006)

Rozenfeld et al. (2006) desenvolveram um modelo que engloba o desenvolvimento do produto a partir do planejamento estratégico até a sua retirada no mercado, considerando todo o seu ciclo de vida, e divide-se em três macrofases: Pré-Desenvolvimento, Desenvolvimento e Pós-Desenvolvimento, conforme ilustrado na Figura 60. Cada macrofase se decompõe em outras fases que detalham e especificam as atividades dentro do processo.

Figura 60. Processo de desenvolvimento de produto de Rozenfeld et al. (2006)

Fonte: Adaptado de Rozenfeld et al. (2006).

No pré-desenvolvimento deverá ocorrer ligação entre os objetivos da empresa e os projetos desenvolvidos. É formado pelas fases de: (a) planejamento estratégico de produtos (escopo da revisão do plano estratégico de negócios (PEN), informações sobre tecnologia e mercado, portfólio de produtos, mudanças no portfólio de produtos, viabilidade do portfólio de produtos), e (b) planejamento do projeto (escopo do produto e do projeto, modelo de referência, atividades e sequência, cronograma, estimativa de orçamento do projeto, avaliação de riscos, viabilidade econômica do projeto, indicadores de desempenho, plano de comunicação, planejamento).

No desenvolvimento realiza-se o projeto informacional (a revisão e atualização do escopo do produto, detalhamento do ciclo de vida do produto e definição dos seus clientes, identificação dos requisitos dos clientes do produto, definição dos requisitos do produto e das especificações-meta do produto, monitoramento da viabilidade econômico-financeira), projeto conceitual (modelagem funcional, solução para as funções do produto, definição da arquitetura, analise dos sistemas, subsistemas e componentes (SSC), definição de ergonomia e estética do produto, dos fornecedores e parcerias de desenvolvimento, concepção do produto, plano macro de processo), projeto detalhado (criação e detalhamento dos SSCs, desenvolvimento de fornecedores, planejamento do processo de fabricação e montagem, configuração e documentação do produto e processo, aperfeiçoamento do produto e processo, planejamento do fim de vida do produto, testes e homologações do produto, envio da documentação do produto a parceiros, monitoramento da viabilidade econômico-financeira), preparação para produção (obtenção de recursos de fabricação, planejamento da produção piloto, recebimento e instalação de recursos, produção do lote piloto, homologação do processo, aperfeiçoamento da produção, certificação do produto, desenvolvimento do processo de produção, desenvolvimento do processo de manutenção, capacitação de pessoal, monitoramento da viabilidade econômico-financeira) e lançamento do produto (planejamento do lançamento, desenvolvimento do processo de vendas, de distribuição, de atendimento ao cliente e de assistência técnica, ocorre o lançamento do produto através do marketing, o gerenciamento do lançamento, atualização do plano de fim de vida, monitoramento da viabilidade econômico-financeira).

No pós-desenvolvimento acontecem as atividades de acompanhamento do produto e processo de descontinuidade do produto. O acompanhamento do produto caracteriza-se pelas fases de avaliação da satisfação do cliente, monitoramento do desempenho do produto (técnico, econômico, ambiental, de produção e de serviços). Na descontinuidade do produto realiza-se a análise e aprovação da descontinuidade do produto, planejamento da descontinuidade do produto, preparação para o recebimento do produto, acompanhamento do recebimento do produto, descontinuidade da produção, finalização do suporte ao produto, avaliação geral e encerramento do projeto.

No modelo de Rozenfeld et al. (2006), aparecem atividades que se repetem em todas as etapas do desenvolvimento, como a avaliação de cada fase (gates), o monitoramento da viabilidade econômico-financeira e documentação das decisões tomadas e lições aprendidas. Esse processo proporciona uma maior eficiência no PDP, reduzindo significativamente as falhas do processo, melhorando seu desempenho na perspectiva de melhoria contínua. Os autores entendem que todas as fases do PDP demandam recursos e tempo para serem executadas e transformam dados de entradas em saídas, como, por exemplo, os requisitos do cliente em produto final.

Este modelo ainda possui os processos de apoio gerenciamento de mudanças de engenharia (melhoria relacionada com o produto e seu processo de fabricação) e melhoria do PDP (melhoria relacionada com o processo de desenvolvimento).

1.1 Modelo de Maturidade de PDP

Nesta pesquisa optou-se por trabalhar com o modelo de maturidade do PDP proposto por Rozenfel et al. (2006), pois esses autores desenvolveram um modelo baseado nas melhores práticas de indústrias de manufatura do Brasil, incorporaram ao modelo conceitos de Stage-GateTM de Cooper (2001); de representação gráfica do PDP e suas atividades como Ulrich e Eppinger (1995); e de preocupação com a melhoria contínua conforme Pahl e Beitz (1996), tornando-o desta forma um modelo mais completo para ser analisado.

Baseados em seu modelo de referência de PDP, Rozenfeld et al. (2006) criaram uma proposta de maturidade do PDP. Nesse modelo as atividades do PDP são agrupadas em áreas de processo, ou conhecimento. Assim, uma empresa pode ser considerada de um determinado nível de maturidade se desenvolver as práticas estabelecidas conforme o modelo, que é dividido em 5 níveis e 8 subníveis, conforme Quadros 1a, 1b e 1c.

Nível

Área de Conhecimento

Sub Nível

Pré-desenvolvimento

Planejamento Estratégico do Produto

Planejamento do Projeto

Básico: realiza as atividades

Engenharia produto

1.1

Escopo, atividades macro e tempos.

Marketing e qualidade

1.2

Conversa com alta cúpula.

Engenharia de processos, produção e suprimentos.

1.3

Gestão de projetos e custos

1.4

Pensa em portfólio.

Realiza estudo de viabilidade, utiliza sistema.

Intermediário: utiliza padrões, métodos; gerencia atividades; é repetitivo

Engenharia de produto

2.1

Planejamento das plataformas de produto integrado ao portfólio.

Realiza análise de riscos, qualidade.

Marketing e qualidade

2.2

Realiza gestão de portfólio integrada ao planejamento estratégico da empresa.

Engenharia de processos, produção e suprimentos.

2.3

Integra parceiros da cadeia de suprimentos.

Gestão de projetos, custos e meio ambiente.

2.4

Realiza todas as atividades de gestão de projeto

Resultados são mensuráveis

3

Possui indicadores de desempenho para todas as atividades.

Existe controle e correções

4

Ocorre controle de todas as atividades com base nos indicadores.

Melhoria contínua

5

Ciclo de transformação do PDP integrado ao ciclo de melhoria incremental, ao gerenciamento de mudanças e ao planejamento do projeto.

Quadro 1a. Modelo de maturidade de Rozenfeld et al. (2006)

Fonte: Rozenfeld et al. (2006).

Nível

Área de Conhecimento

Sub Nível

Desenvolvimento

Projeto Informacional

Projeto Conceitual

Projeto Detalhado

Preparação da Produção

Lançamento do Produto

Básico: realiza as atividades

Engenharia produto

1.1

Define requisitos, concepção, estrutura, desenhos, utiliza CAD, dimensiona itens.

Compra recursos.

Marketing e qualidade

1.2

Desdobra requisitos, analisa ciclo de vida.

Considera requisitos na homologação do produto.

Libera produção.

Integra ações.

Engenharia de processos, produção e suprimentos.

1.3

Planeja processo macro, conversa com fornecedores.

Produz lote piloto e homologa processo.

Gestão de projetos e custos

1.4

Realiza aprovação simples de fases (gates)

Planeja lançar.

Intermediário: utiliza padrões, métodos; gerencia atividades; é repetitivo

Engenharia de produto

2.1

Modelagem funcional. Define princípios de solução, aplica DFx, concepções alternativas, aplica QFD.

Aplica FMEA, utiliza CAE.

Marketing e qualidade

2.2

Os processos de negócio resultantes são desenhados e projetados simultaneamente.

Engenharia de processos, produção e suprimentos.

2.3

Integra parceiros da cadeia de suprimentos.

Detalha o processo de fabricação e montagem, utiliza CAPP e PDM.

Gestão de projetos, custos e meio ambiente.

2.4

Realiza todas as atividades de gestão de projeto; existe integração entre planos; realiza gates de projeto com critérios pré-definidos,; monitora continuamente custos, volumes e preços previstos; monitora riscos; acompanha indicadores de gestão de projetos; desenvolvimento sustentável é considerado

Resultados são mensuráveis

3

Possui indicadores de desempenho para todas as atividades.

Existe controle e correções

4

Ocorre controle de todas as atividades com base nos indicadores e são tomadas ações corretivas integradas aos processos de apoio de gerenciamento de mudanças e melhoria incremental. Aplica-se o gerenciamento de parâmetros críticos e projeto robusto (método Ta Gushi).

Melhoria contínua

5

Ciclo de transformação do PDP integrado ao ciclo de melhoria incremental, ao gerenciamento de mudanças e ao planejamento do projeto.

Quadro 1b. Modelo de maturidade de Rozenfeld et al. (2006) ( Continua...)

Fonte: Rozenfeld et al. (2006). (continuação)

Nível

Área de Conhecimento

Sub Nível

Pós-desenvolvimento

Processos de Apoio

Acompanhar Produto e Processo

Descontinuar Produto

Gerenciar Mudanças de Engenharia

Melhoria Incremental do PDP

Básico: realiza as atividades

Engenharia produto

1.1

Marketing e qualidade

1.2

Atende à legislação.

Engenharia de processos, produção e suprimentos.

1.3

Gestão de projetos e custos

1.4

Intermediário: utiliza padrões, métodos; gerencia atividades; é repetitivo

Engenharia de produto

2.1

Integrado ao PDP, existe time de acompanha mento.

Realizado de maneira informal

Ciclo de melhoria ocorre sem monitoramento de indicadores ou integração

Marketing e qualidade

2.2

Engenharia de processos, produção e suprimentos.

2.3

Gestão de projetos, custos e meio ambiente.

2.4

Planos de reutilização, reciclagem e descarte integrados e realizados.

Processo formalizado, controlado, usa sistema.

Resultados são mensuráveis

3

Existe controle e correções

4

Ocorre controle de todas as atividades com base nos indicadores e são tomadas ações corretivas integradas aos processos de apoio de gerenciamento de mudanças e melhoria incremental. Aplica-se o gerenciamento de parâmetros críticos e projeto robusto (método Ta Gushi).

Melhoria contínua

5

Ciclo de transformação do PDP integrado ao ciclo de melhoria incremental, ao gerenciamento de mudanças e ao planejamento do projeto.

Quadro 1c. Modelo de maturidade de Rozenfeld et al. (2006)

Fonte: Rozenfeld et al. (2006).

O modelo determina que para passar para o próximo nível de maturidade, precisa preencher os requisitos dos níveis ou subníveis anteriores.

O nível 1 (básico) indica que apenas algumas atividades das prescritas como boas práticas na bibliografia e nos manuais sobre PDP são realizadas. Ele é subdividido em quatro subníveis:

(a) No subnível 1.1 os requisitos são definidos de forma não sistemática, as características do produto podem ser definidas pela própria empresa, sem realização de levantamentos de mercado. As atividades realizam-se nas fases de projeto informacional, conceitual e detalhado.

(b) No subnível 1.2 há integração inicial com o planejamento estratégico da empresa (ligação informal, por meio de conversas e experiências dos dirigentes). No projeto informacional os requisitos dos clientes são considerados na definição do produto, de forma ainda não sistemática. Há liberação não sistemática da produção. Há iniciativas de melhoria no PDP através de projetos de transformação simples, sem abordagem sistemática.

(c) No subnível 1.3 são realizadas as atividades das fases de projeto conceitual e detalhado. Realiza-se o planejamento do processo macro de forma sistemática. Inicia-se o fechamento de acordos com fornecedores. A liberação da produção baseia-se na homologação do processo. (d) No subnível 1.4 a empresa pensa em portfólio de produtos e analisa os projetos entre si. A empresa começa a aplicar conceito de aprovação de fase (gate) durante a macrofase de desenvolvimento. Integra campanhas de marketing ao PDP. Elabora projetos de transformação do PDP com maior precisão.

No nível 2 (intermediário) as atividades do PDP são padronizadas e seus resultados são previsíveis, diferente do nível anterior, em que não há uma preocupação com padronização e previsibilidade. São utilizados métodos e ferramentas de apoio ao PDP. Este nível é subdividido em quatro níveis intermediários denominados de 2.1, 2.2, 2.3 e 2.4 com atividades desenvolvidas conforme Quadros 1a, 1b e 1c.

O nível 3 (resultados mensuráveis) engloba a realização de todas as atividades dos níveis anteriores, acrescentando-se o uso de indicadores de desempenho para medir o desempenho das atividades.

No nível 4 (controle e correções) as ações de correção são sistemáticas e integradas aos processos de gerenciamento de mudança.

No nível 5 (melhoria contínua) ocorre a integração interna ao PDP, e deste com os processos de gerenciamento das mudanças de engenharia, melhoria incremental do PDP e processo de transformação do PDP. A prática de permanente melhoria no PDP como um todo é contínua e incorpora-se à cultura da empresa.

2. Método

A metodologia abordada nesta pesquisa é quantitativa e do tipo exploratória, tem como objetivo verificar a aplicação de GDP através da análise de maturidade de PDP de Rozenfeld et al. (2006) de empresas de projetos do setor da construção civil. O procedimento utilizado para obter os dados foi o levantamento (survey), por meio de aplicação de questionário estruturado e padronizado.

As etapas da sequência metodológica estão representadas na Figura 61, conforme descrito abaixo:

(a) Etapa 01: Revisão da literatura do processo de desenvolvimento de produtos (PDP), gestão de desenvolvimento de produtos (GDP), PDP aplicado na construção civil, modelo de PDP de Rozenfeld et al. (2006), maturidade do PDP baseado no modelo de maturidade e de Rozenfeld et al.(2006).

(b) Etapa 02: Identificação das lacunas existentes em GDP, através do PDP na construção.

(c) Etapa 03: Adaptação do questionário, já elaborado pelo grupo de pesquisas do PPGEC da UTFPR e aplicado por Michaud (2015).

(d) Etapa 04: Classificação das variáveis conforme os requisitos do modelo de maturidade de PDP de Rozenfeld et al. (2006).

(e) Etapa 05: Análise multivariada dos dados e verificação do objetivo da pesquisa.

(f) Etapa 06: Conclusões dos resultados encontrados.

Figura 61. Sequência metodológica da pesquisa

Fonte: Autores (2015).

2.1 Adaptação do survey aplicado

O questionário deste estudo dividiu-se em 4 etapas. A etapa 1 consiste no levantamento do perfil da organização e do entrevistado. Na etapa 2, verificam-se as características do ambiente concorrencial. A etapa 3 consiste na identificação das características da organização, com base na maturidade organizacional. A etapa 4 foi estruturada com base na NBR 13531 e objetiva levantar informações a respeito do nível de efetividade dos processos (relativo ao processo de projeto). Na etapa 5, identifica-se o nível de utilização de ferramentas e processos.

Com o objetivo de quantificação o questionário possui escalas de mensuração. Nas partes 2 e 3 do questionário, foi utilizada escala de mensuração de diferencial semântico e ordinal. Constituída por sete graus, valorados entre -3 e 3, postos entre dois adjetivos ou frases descritivas antônimas, com os termos negativos na coluna mais à esquerda e os positivos na coluna mais à direita, conforme descrito no Quadro 2.

Pequena

-3

-2

-1

0

1

2

3

Grande

Nenhum (padronizados)

-3

-2

-1

0

1

2

3

Altamente diferenciados

Fácil domínio

-3

-2

-1

0

1

2

3

Difícil domínio

Somente quando solicitado pelo cliente

-3

-2

-1

0

1

2

3

Sempre

Muito baixo

< De 1% do CUB

-3

-2

-1

0

1

2

3

Muito alto

> de 10% do CUB

Quadro 2. Modelo de escala diferencial semântico

Fonte: Michaud (2015).

Nas partes 4 e 5 do questionário, Michaud (2015) utilizou a escala de mensuração ordinal. Considerando que o zero como resposta, significaria que o processo era inexistente, podendo variar até o máximo 6, definindo como processo altamente desenvolvido, como pode ser visualizado no Quadro 3.

0

1

2

3

4

5

6

Processo inexistente

Processo minimamente desenvolvido (ou em implantação)

Processo pouco desenvolvido

(Ou utilizado parcialmente)

Processo desenvolvido (implantado e funcionando)

Processo bem desenvolvido (implantado e funcionando plenamente)

Processo muito desenvolvido (funcionando plenamente e estabilizado)

Processo altamente desenvolvido (plenamente utilizado com aperfeiçoamentos constantes)

Quadro 3. Modelo de escala de intensidade

Fonte: Michaud (2015).

O tamanho da amostra definido por Michaud (2015) seguiu o padrão definido por Hair Jr. et al. (2007), que determina o tamanho ideal para uma amostra, que possibilite a obtenção das respostas necessárias ao atendimento dos objetivos da pesquisa, maior ou igual a cem. Foi realizada uma triagem das empresas respondentes. Das 165 empresas pesquisadas, foram selecionadas apenas empresas que desenvolviam projetos relevantes para o setor da construção civil, totalizando uma amostra com 100 elementos.

Antes da análise de dados, foi realizada a compatibilidade das questões do questionário aplicado com os requisitos de maturidade propostos por Rozenfeld et al. (2006). Portanto, a base de dados permaneceu inalterada, porém os parâmetros de análise foram adaptados ao modelo de maturidade, e foram selecionadas apenas as informações pertinentes ao assunto estudado.

Desta forma, escolheram-se as questões do questionário que poderiam descrever os requisitos de maturidade e procedeu-se a compatibilização. Esta fase da pesquisa foi baseada estritamente nas definições dos requisitos de maturidade propostos por Rozenfeld et al. (2006).

Após definiu-se a correlação entre os requisitos do nível de maturidade e as variáveis do questionário, como mostrado na Tabela 1. Este processo foi aplicado a todos os níveis de maturidade.

Nível de Maturidade 1.1

Variável

Requisito

Descrição da Variável

X41

Definição de atividades e prazos sem controle

18.6 - Segue o modelo NBR-13531

X52

Definição de requisitos do produto não sistemática

20.2 - Cadastro dos dados do terreno

X56

Definição de requisitos do produto não sistemática

21.1- Estudo das exigências dos clientes

X57

Definição da estrutura do produto com especificações mínimas

21.2-Estudo das características e necessidades dos usuários

X74

Dimensionamento de alguns componentes e subsistemas

24.1-Desenho inter-relacionamento entre projetos

X75

Dimensionamento de alguns componentes e subsistemas

24.2 - Dados para estimativas de custos e prazos

Tabela 1. Compatibilidade entre requisitos de maturidade e variáveis do questionário

Fonte: Autores (2015).

Para a realização da análise discriminante, as empresas da amostra foram classificadas conforme sua pontuação, através da somatória dos valores (escala numérica) respondidos no questionário. A partir destes valores, estabeleceu-se uma classificação das empresas, como descrito abaixo e na Figura 62:

(a) Grupo 1 (muito pouco desenvolvida): somatório abaixo de 128;

(b) Grupo 2 (pouco desenvolvida): somatório acima de 128 até 175;

(c) Grupo 3 (medianamente desenvolvida): somatório acima de 175 até 223;

(d) Grupo 4 (desenvolvida): somatório acima de 223.

Figura 62. Curva logit de classificação das empresas

Fonte: Autores (2015).

2.2 Análise discriminante Stepwise

Nesta pesquisa optou-se pela análise discriminante. Segundo Maroco (2003), é uma técnica estatística multivariada, que tem como um dos objetivos a identificação das variáveis que melhor diferenciam entre dois grupos ou mais. Entre os métodos desta análise, nesta pesquisa utilizou-se o stepwise. De acordo com Hair Jr. et al. (2007), o método escolhido é útil quando o pesquisador quer considerar um número relativamente grande de variáveis independentes para inclusão na função. O método seleciona sequencialmente a próxima melhor variável discriminante em cada passo, sendo eliminadas as variáveis que não são úteis para a discriminação. Adotou-se como critério de seleção das variáveis a distância de Mahalanobis, pois Maroco (2003) sugere a sua utilização quando as variáveis estudadas apresentam correlações significativas entre si e existem mais de dois grupos, e este é o caso das variáveis estudadas nesta pesquisa.

A análise discriminante Stepwise foi realizada por meio do software SPSS (Statistical Package for Social Sciences). O objetivo da análise foi identificar as características (variáveis) que identificavam as empresas com maior maturidade e os diferentes grupos de maturidade e verificar a compatibilidade do modelo de maturidade com as práticas de processo de desenvolvimento da construção.

Verificou-se a homogeneidade das matrizes de variância pelo teste M de Box, conforme Tabela 2. O valor Sig. de 0,082, maior que o nível de significância (α=0,05) adotado, indica que a hipótese de igualdade das matrizes de variância e covariância encontra sustentação. Através da análise das correlações entre as variáveis, conclui-se que não há problemas de multicolinearidade entre as variáveis independentes, portanto mantem-se todas as variáveis na análise.

M de Box

12,392

Z Aprox.

0,993

df1

12

df2

60839,780

Sig.

0,453

Testa hipótese nula de matrizes de covariâncias de população igual.

Tabela 2. Teste M de Box

Fonte: Resultados da análise discriminante dados pelo software SPSS (2015).

A análise também informou o teste de hipótese lambda wilks para as funções discriminantes, representados na Tabela 3. Apenas as funções 1 e 2 são consideradas estatisticamente significantes, por terem nível de significância menor que o valor arbitrário 0,05.

Teste de funções

Lambda de Wilks

Qui-quadrado

df

Sig.

1 até 3

0,037

268,253

39

0,000

2 até 3

0,506

55,537

24

0,000

3

0,825

15,680

11

0,153

Tabela 3. Teste Lambda de Wilks

Fonte: Resultados da análise discriminante dados pelo software SPSS (2015).

Uma maneira de interpretar os resultados da análise discriminante é descrever cada grupo em termos de seu perfil, utilizando o valor médio do escore discriminante para uma determinada categoria de variável (Figura 63).

Figura 63. Mapa territorial dos grupos

Fonte: Resultados da análise discriminante dados pelo software SPSS (2015).

Estes coeficientes, denominados centroides, são representados graficamente em um mapa territorial (Maroco, 2003). Portanto, pode-se verificar na Figura 63 que os grupos de maturidade levantados nesta pesquisa estão bem definidos, apenas alguns pontos não se encontram no entorno do seu grupo. Isso mostra que o método de classificação das empresas está coerente, não possuindo discrepâncias.

3. Resultados e discussões

Neste estudo foram investigadas as características das empresas que possuíam maior nível de maturidade, utilizando os resultados gerados a partir da matriz estrutural.

Como base nas recomendações para análise do valor dos coeficientes de correlação proposta por Hair Jr. et al. (2005), a análise da intensidade das correlações neste trabalho baseou-se nos seguintes critérios: Correlação de ± 0,01 até ± 0,20(força de associação leve quase imperceptível); Correlação de ± 0,21 até ± 0,40 (força de associação pequena, porém definida); Correlação de ± 0,41 até ± 0,70 (força de associação moderada); Correlação de ± 0,71 até ± 0,90 (força de associação alta).

Sendo assim, considerou-se que as variáveis com correlação maior que 0,154 discriminam as características das empresas com maior maturidade, e foram classificadas, conforme exposto na Tabela 4.

Classificação

Variável

Correlação Canônica

01

X82 (Memorial descritivo e quantitativo)

0,387

02

X58 (Organogramas e fluxogramas funcionais)

0,321

03

X83 (Memorial descritivo para venda)

0,310

04

X65 (Planejamento orçamentário)

0,304

05

X84 (TI relação c/clientes e fornecedores)

0,271

06

X67 (Considera disponibilidade de materiais e mão de obra)

0,265

07

X3 (Diferenciação dos projetos)

0,263

08

X37 (Atendimento ao cliente)

0,261

09

X40 (Gestão do cronograma físico-financeiro)

0,258

10

X96 (Gestão do conhecimento)

0,254

11

X42 (Procedimentos de atendimento ao cliente)

0,247

12

X86 (Assistência durante a obra)

0,245

13

X87 (Verificação da obra conforme projeto)

0,240

14

X57 (Estudo características e necessidades)

0,237

15

X93 (Documento com alterações do projeto durante a obra)

0,225

16

X81 (Desenhos para licitação de serviços)

0,217

17

X19 (Verificação das atividades)

0,211

18

X24 (Adoção de melhorias)

0,205

19

X62 (Avaliação da eficiência energética no projeto)

0,169

20

X21 (Controle dos terceirizados)

0,154

Tabela 4. Classificação das variáveis conforme correlação

Fonte: Resultados da análise discriminante dados pelo software SPSS (2015).

Conforme detalhado na Tabela 5 verifica-se que a elaboração do memorial descritivo e quantitativo (com todos os elementos da edificação, instalações prediais, componentes construtivos e materiais de construção) destaca-se em primeiro lugar como uma característica que diferencia as empresas com maior maturidade, caracterizando um detalhamento do processo de fabricação e montagem sob o ponto de vista do processo de desenvolvimento de produto (PDP), conforme estabelecido nesta pesquisa. Sob a ótica da construção civil, entende-se a relevância do memorial descritivo e quantitativo para a execução da obra.

Classificação

Variável

Requisito de Maturidade

1

X82 (Memorial descritivo e quantitativo)

Detalha processo de fabricação e montagem

2

X58 (Organogramas e fluxogramas funcionais)

Modelagem funcional do produto

3

X83 (Memorial descritivo para venda)

Detalha processo de fabricação e montagem

4

X65 (Planejamento orçamentário)

Análise de viabilidade econômica

5

X84 (TI relação c/clientes e fornecedores)

Integração de parceiros da cadeia de suprimentos

6

X67 (Considera disponibilidade de materiais e mão de obra)

Ligação informal entre planejamento estratégico e estratégia de produtos

7

X3 (Diferenciação dos projetos)

Plano estratégico detalhado em plano estratégico para produtos

8

X37 (Atendimento ao cliente)

Processos de negócio (assistência técnica, atendimento ao cliente)

9

X40 (Gestão do cronograma físico-financeiro)

Monitoramento contínuo de custos

10

X96 (Gestão do conhecimento)

Documentos gerenciados, mas sem integração com gestão do produto

11

X42 (Procedimentos de atendimento ao cliente)

Processos de negócio (assistência técnica, atendimento ao cliente)

12

X86 (Assistência durante a obra)

Processos de negócio (produção) desenhados e projetados simultaneamente

13

X87 (Verificação da obra conforme projeto)

Controle de todas as atividades, com base nos indicadores

14

X57 (Estudo características e necessidades)

Definição da estrutura do produto com especificações mínimas

15

X93 (Documento com alterações do projeto durante a obra)

Gestão de mudanças informal

16

X81 (Desenhos para licitação de serviços)

Detalha processo de fabricação e montagem

17

X19 (Verificação das atividades)

Aplica conceito de aprovação de fases

18

X24 (Adoção de melhorias)

Melhoria contínua aplicada desde o projeto do produto

19

X62 (Avaliação da eficiência energética no projeto)

Desenvolvimento sustentável ligado ao plano de fim de vida

20

X21 (Controle dos terceirizados)

Atividades padronizadas e resultados previsíveis

Tabela 5. Classificação das variáveis e requisitos de maturidade

Fonte: Resultados da análise discriminante dados pelo software SPSS (2015).

Em segunda colocação, evidencia-se a variável organograma e fluxogramas funcionais, associada ao requisito modelagem funcional do produto. Pode ser compreendida como um levantamento organizado e detalhado das exigências do cliente de forma a determinar as funções que deverão existir no produto (construção), os quais devem constar nos projetos necessários para a execução da obra.

Em terceiro lugar encontra-se o memorial descritivo para venda, que pode ser percebido como essencial para a execução da obra, tanto como estratégia de marketing e venda.

O planejamento orçamentário, na quarta colocação, caracterizada como análise de viabilidade econômica, demonstra a preocupação das empresas maduras com a avaliação da rentabilidade do projeto.

O requisito integração de parceiros da cadeia de suprimentos representa a quinta variável, apresentando uma relação muito bem estabelecida com clientes e fornecedores, com o intuito de compatibilização das informações trocadas.

Em sexta colocação, verifica-se a característica referente à consideração da disponibilidade de recursos materiais e mão de obra, evidenciando que há uma ligação informal entre planejamento estratégico e a estratégia para produtos.

A variável diferenciação de projetos, na sétima posição, pode ser interpretada como uma tentativa de detalhamento do plano estratégico da empresa em plano estratégico do produto. Ou seja, a preocupação em obter projetos diferenciados, com relação a outras empresas, evidencia a existência de benchmarking e portfólio de produtos, e consequente alinhamento entre planejamento estratégico e planejamento de produto.

As características em oitavo e décimo primeiro lugar revelam que os serviços para atendimento ao cliente é uma marca das empresas maduras, podendo ser associados ao requisito de processos de negócio atento ao apoio a clientes.

A variável que se encontra em nono lugar sinaliza a utilização do cronograma físico-financeiro como ferramenta de gestão e monitoramento contínuo dos custos. Isso significa conferência frequente dos gastos efetuados no decorrer da execução da obra, conforme estipulado no planejamento do projeto.

A décima colocada, gestão do conhecimento, caracteriza o gerenciamento das informações pertinentes ao projeto. Esta variável foi vinculada ao requisito de gerenciamento de documentos, de forma a entender que os dados essenciais do PDP devem ser armazenados e controlados.

A assistência durante a obra, em décimo segundo lugar, pode ser compreendida como integração entre os agentes envolvidos do projeto e execução, de forma a promover o desenvolvimento integrado do empreendimento.

Os resultados que ainda podem ser ressaltados, neste estudo, são: controle das atividades com base nos indicadores, podendo ser realizado através da verificação da obra conforme o projeto (13°); realização do estudo das características e necessidades dos clientes (14°) para a definição da estrutura do produto, com as especificações mínimas; gestão de mudanças ocorrida informalmente através de documentos com alterações do projeto durante a obra (15°); aplicação do conceito de aprovação de fases por meio da verificação de atividades (16°); e padronização das atividades através do controle dos serviços executados pelos terceirizados (20°).

O próximo passo da pesquisa foi comparar as variáveis melhor classificadas com o nível de maturidade de Rozenfeld et al. (2006), baseada na equivalência estipulada entre as variáveis e os requisitos do modelo de maturidade. De acordo com a Tabela 6, o item com maior relevância é memorial descritivo e quantitativo (X82).

Para Rozenfeld et al. (2006), esta variável encontra-se no nível de maturidade 2.3, cumprindo o requisito de detalhamento do processo de fabricação e montagem, que pode ser chamado de detalhamento para a execução da obra. Segundo a amostra entrevistada nesta pesquisa, este item caracteriza as empresas com maior maturidade, considerando maduras aquelas que realizam as especificações de todos os elementos da edificação, instalações prediais, componentes construtivos e materiais de construção.

No entanto, Rozenfeld et al. (2006) define este requisito apenas como grau de maturidade intermediário, caracterizando o detalhamento suficiente para o desenvolvimento do empreendimento.

Classificação

Variável

Nível de Maturidade

1

X82 (Memorial descritivo e quantitativo)

2.3

2

X58 (Organogramas e fluxogramas funcionais)

2.1

3

X83 (Memorial descritivo para venda)

2.3

4

X65 (Planejamento orçamentário)

1.4

5

X84 (TI relação c/clientes e fornecedores)

2.3

6

X67 (Considera disponibilidade de materiais e mão de obra)

1.2

7

X3 (Diferenciação dos projetos)

2.2

8

X37 (Atendimento ao cliente)

2.2

9

X40 (Gestão do cronograma físico-financeiro)

2.4

10

X96 (Gestão do conhecimento)

2.1

11

X42 (Procedimentos de atendimento ao cliente)

2.2

12

X86 (Assistência durante a obra)

2.2

13

X87 (Verificação da obra conforme projeto)

4

14

X57 (Estudo características e necessidades)

1.1

15

X93 (Documento com alterações do projeto durante a obra)

2.1

16

X81 (Desenhos para licitação de serviços)

2.3

17

X19 (Verificação das atividades)

1.4

18

X24 (Adoção de melhorias)

5

19

X62 (Avaliação da eficiência energética no projeto)

2.4

20

X21 (Controle dos terceirizados)

2.1

Tabela 6. Classificação das variáveis – nível de maturidade de Rozenfeld et al. (2006)

As variáveis X58 (Organogramas e fluxogramas funcionais), X83 (Memorial descritivo para venda), X84 (TI relação com clientes e fornecedores), X3 (Diferenciação dos projetos), X37 (Atendimento ao cliente), X96 (Gestão do cronograma físico-financeiro), X96 (Gestão do conhecimento), X42 (Procedimentos de atendimento ao cliente), X86 (Assistência durante a obra), X93 (Documento com alterações do projeto durante a obra), X81 (Desenhos para licitação e serviços), X62 (Avaliação da eficiência energética no projeto) e X21 (Controle dos terceirizados) definem claramente uma classificação intermediária das empresas estudadas. Isto significa que elas utilizam alguns padrões e métodos para gerenciar suas atividades.

Não é possível afirmar que tais padrões estão internalizados nas empresas, pois os requisitos X65 (Planejamento orçamentário), X67 (Considera disponibilidade de materiais e mão de obra), X57 (Estudo das características e necessidades dos clientes), e X19 (Verificação das atividades) determinam o nível básico.

Já as variáveis X87 (Verificação da obra conforme projeto) e X24 (Adoção de melhorias), apontadas como nível de maturidade 4 e 5 respectivamente, precisam ser melhor estudadas, pois os objetivos dos requisitos controle de todas as atividades com base nos indicadores e melhoria contínua aplicada desde o projeto do produto, são mais amplos do que as atividades aos quais eles foram associados. Por exemplo, realizar apenas a verificação da obra conforme o projeto pode não significar a existência de todos os indicadores para o controle das atividades, e a preocupação com adoção de melhorias pode não definir em sua totalidade o conceito de melhoria contínua.

Na Figura 64 apresenta-se de forma mais sucinta os resultados apresentados na Tabela 6. Verifica-se que a maior parte das atividades se concentra no nível médio de maturidade, até o subnível 2.3. Portanto, com base nos resultados, é possível inferir que as empresas estudadas não possuem os níveis de maturidade 3, 4 e 5, conforme o modelo proposto. Verifica-se também que o modelo de maturidade de Rozenfeld et al. (2006) possui uma aderência considerável com as características das empresas estudadas.

Figura 64. Nível de maturidade. Classificação

Fonte: Autores (2015).

4. Conclusão

A aplicação da análise discriminante possibilitou alcançar o objetivo principal da pesquisa: analisar a aplicação de GDP através do modelo de maturidade das empresas que desenvolvem projetos no setor da construção civil. Em decorrência dessa aplicação, houve a percepção das características que diferenciam o maior nível de maturidade e percebeu-se que as empresas avaliadas obtiveram apenas o nível intermediário, conforme o modelo de maturidade de PDP.

Conforme os resultados apresentados se pode afirmar um grande interesse das empresas no desenvolvimento detalhado do projeto, pois se preocupam com a elaboração do memorial descritivo, de organogramas e fluxogramas funcionais, e memorial descritivo para venda. Há também interesse no relacionamento com clientes, isto se verifica através das variáveis levantamento das necessidades dos clientes, e nível de serviço para o atendimento ao cliente.

As empresas analisadas com maior maturidade demonstram realizar o monitoramento contínuo de custos através da gestão do cronograma físico-financeiro. Também realizam atividades padronizadas através do controle dos terceirizados e apontam para uma possibilidade de adoção de gates, pelo fato de adotarem o procedimento de aprovação das atividades.

Através deste estudo constatou-se que o modelo de maturidade de Rozenfeld et al. (2006) possui uma aderência considerável com as características das empresas estudadas. Em consequência disto, é possível afirmar que a gestão de desenvolvimento de produtos (GDP) pode ser praticada como metodologia de gerenciamento na construção civil, através da aplicação do modelo de PDP.

Considerando os resultados obtidos nesta pesquisa, observa-se como uma grande oportunidade o desenvolvimento de uma estrutura para a representação de um modelo de PDP adaptado à construção civil, com o envolvimento de todos os processos existentes no empreendimento.

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ULRICH, Karl T.; EPPINGER, Steven D. Product Design and Development. New York: McGraw-Hill/Irwin, 1995.

Notas

17. Estudante de Mestrado em Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: eloisewr@yahoo.com.br.

18. Professor do Curso de Engenharia Civil/UTFPR – Curitiba – PR. E-mail: caromano@utfpr.edu.br.

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