Reservatórios Construídos com Materiais Alternativos - Márcio Andrade

Reservatórios Construídos com Materiais Alternativos
Grupo: Esgoto Fonte de Recursos
Marcio Andrade
Eng. Civil, Mestre e Doutor na área de Hidráulica e Saneamento | LAAm | GCN | CFH | UFSC

O ferrocimento é um
material constituído
por uma armadura
subdividida e
distribuída, composta
por aços finos – de 2 a
5 mm – e telas,
inseridas em
argamassa rica de
cimento, resultando
em um compósito com
notáveis qualidades,
pequena espessura -
lâminas de 1 a 3 cm
de espessura
resultando em peças
com peso reduzido.
Definição

- Antecedentes
- Primeiro documento escrito por Louis Lambot (1814-1887)
“Ferciment-succedané Du Bois de Construction” (França - 1855)
- Pier Luigi Nervi (1891 – 1979)
Grandes estruturas em Ferrocimento (Itália)
- Ferrocimento no Brasil
•Grupo de São Carlos (EESC-USP) – Pré-Moldagem
•Obras do Arq. João Figueiras Lima (Rio de Janeiro, Salvador, Hospitais da Rede
Sara Kubitschek...)
•Projeto Ferrocimento (UFC) – Moldagem Artesanal
•COPASA - Estações de tratamento de água – Eng. Civil Sávio Nunes Bonifácio
•Diversas obras em Ferrocimento Artesanal – Eng. Agr. Edson Hiroshi Seo
•...
Origem: Um Breve Histórico do Ferrocimento

Barco em Ferrocimento
construído por Lambot em 1848
Desenhos do primeiro documento (1855)
Palacete dos Desportes, Roma - Itália
Obras de Nervi

Argamassa Armada
Centro de Reabilitação Sarah
Kubitschek Lago Norte, Lelé –
Brasília/DF, 2003 – Fotos: Nelson Kon
Beijódromo, Sede da Fundação Darcy
Ribeiro em Brasília em Brasília (2009)
– Fotos: Joana França
Proposta para o conjunto habitacional das Cajazeiras.
Fonte: http://piniweb.pini.com.br/construcao/arquitetura/lele-
projeta-duas-propostas-para-o-minha-casa-minha-vida-
220098-1.aspx
Obras do Arquiteto João Filgueiras Lima (Lelé) na Companhia de Renovação
Urbana de Salvador, Rede Sarah de hospitais, Fábrica Escola, ...
http://www.peu.poli.ufrj.br/arquivos/
Monografias/MICHEL_HOOG_CHAUI_D
O_VALE.pdf

• Hospitais da Rede SARAH
As obras do Lelé (Arq. João Figueira Lima)

ARMADURA
Armadura subdividida e distribuída,
constituída por:
•Malha de Sustentação;
Ferros de construção (Aço CA 50 ou 60)
Diâmetros comumente encontrados: de
3,4 a 6,3 mm (1/4”)
Telas soldadas
•Malha de Telas Finas;
Tela hexagonal (malha de ½”, fio 22 ou
24 (DWG)
Tela de Ráfia
Outras telas
•Arames.
Arame recozido nº 18 (BWG)
Peso de aramado por m2 para cada centímetro de espessura de lâmina de
Ferrocimento
Peso da Aramado por m2 Resistência APLICAÇÕES
De 1 a 2 Kg Baixa
Uso Artesanal
Obras de pequeno vulto
De 2 a 4 Kg Média
Uso da engenharia
Obras de porte médio
Mais de 4 Kg Alta
Uso da engenharia
Grandes estruturas
Peças de alta resistência
Obs.: O m2 da tela hexagonal com malha de ½” e fio nº 22 (BWG) pesa 0,540 Kg

Pontos de sustentação e de conformação
As pontas devem ser recolhidas para não causar ferimentos
nem dificultar o controle da espessura das peças
O Aramado é que
dá a forma da peça

10 mm
10 mm
12 mm
6 mm 6 mm
5 mm
Aramados Reprovados:
Aramados Aprovados:
A distribuição da armadura deve garantir
que nenhum ponto da argamassa fique
afastado mais de 3 mm da aramado
(“Regra dos 3 mm”)
A subdivisão da armadura aumenta
a superfície de contato com a
argamassa (superfície específica)
Superfície de
Aderência = S
Superfície de
Aderência = 1,5 S
Superfície de
Aderência = 2 S
a)
b)
c)
Subdivisão e Distribuição da Armadura

Semelhança construtiva com a taipa
Ferrocimento Artesanal
Argamassa:

Este material permite a confecção de peças em forma livre, sem uso de formas,
possibilitando a construção de estruturas, como cascas em dupla curvatura, resistentes pela
forma, apresentando-se como alternativa economicamente competitiva em relação a outros
materiais convencionais, com maior viabilidade, principalmente quando são exigidas,
simultaneamente, as principais características de desempenho do ferrocimento: resistência e
impermeabilidade.
IMPORTÂNCIA DA FORMA
Peças resistentes pela forma e não pela
força.
As tenções nas paredes são menores e
mais distribuídas nas formas curvas..
Reservatórios esféricos comportam
maior volume para uma mesma
superfície construída (área da esfera é
24% menor do que a do cubo para um
mesmo volume).
Deve-se utilizar “formas
otimizadas”.

Importância da Forma Deve-se, assim, vencer a força
pela forma e não pela força,
utilizar formas orgânicas,
otimizadas, que copiem as
formas da natureza e de
preferência as cascas em
dupla curvatura.

“Multirão 50” – GRET, Fortaleza- CE
Globo, diâmetro = 4 m e expessura = 2 cm
Cúpula casca semi-esférica, D = 6 m
Galpão para componentes habicionais
Ovo, altura = 6 m, expessura = 2 cm
Experimentos do Projeto Ferrocimento – Cascas com 2 cm de espessura
Casca em “saco-cimento”, Euzébio -CE
Box para carrinhos, Caucaia - CE

Cupula semi-esférica, com 6 m de diâmetro e dois
centímetros de espessura, construída com ferrocimento
artesanal,
Praia da Caponga – Cascavel - CE

Tecnologias e Custos
T1 T2 T3
Materiais
$ $ $
Mão de Obra
$ $ $
Equipamentos
$
$
$
∑1 ∑2 ∑3

Caiaque em ferrocimento,
espessura da parede = 7
mm. Placas dobradas após
endurecidas.
Jangada construída em ferrocimento artesanal.
Barco construído em Ferrocimento, utilizando molde de madeira.
Barco em Ferrocimento com 13 pés

Embarcação pesqueira em
Ferrocimento Artesanal,
comprimento de 30 pés,
deslocamento de 7 t
Recuperação de Estruturas

Cisternas rurais no semiárido do nordeste brasileiro (reservatórios para sistemas de aproveitamento de água de chuva)
• Cisternas
construídas por
trabalhadores
rurais alunos do
“Curso de
Extensão de
Ferrocimento
Artesanal para
Operários”.

Construção de reservatórios
em Ferrocimento Artesanal

Pequenos
reservatórios
em
Ferrocimento

Reservatórios
para irrigação

https://docplayer.com.br/48662909-Copasa-divisao-de-saneamento-rural.html
Silos em Ferrocimento Artesanal construídos na Universidade Federal de Viçosa (UFV)
Obras de
saneamento
da Copasa em
Ferrocimento
Silos na
UFV

Tipos de Reservatórios
Abertos
Fechados
Sobre o solo
Semi-enterrados
Enterrados
Elevados
http://aquihablamosportunhol.blogspot.com/2007/11/id
olo-pra-mim-algum-que-eu-admiro-muito.html
Reservatórios domiciliares em Cuba

Dimensionamento de pequenos reservatórios circulares
(Capacidade em metros cúbicos em função do diâmetro e altura em centímetros)

Lagoa de um sistema de irrigação de uma residência
na Praia do Campeche – Florianópolis - SC

Piscinas em
Ferrocimento
Artesanal em um
parque aquático
em Fortaleza - CE

Desenvolvimento de lagoas de maturação aquecidas com
energia solar visando ao reuso de águas (Lisboa-PT)
MA4

MA4 Marcio Andrade; 04/05/2021

Wetland Construída, em
Ferrocimento Artesanal
em uma residência, em
Florianópolis – SC,
visando ao reuso de
águas

Wetland Construída
Tratamento de águas cinzas claras (água de banho, lavatório, de
tanque e máquina de lavar roupa) visando ao reuso de águas.
Componentes do sistema:
• Peneiramento de sólidos (cabelo, pelos, …);
• wetland de escoamento descendente sub-superficial;
• Wetland de escoamento horizontal sub-superficial;
• Lagoa de macrófitas flutluantes;
• Lagoa fótica com aeração em castaca, ornamental;
• Sistema de irrigação por gotejamento.

http://permaculturaceara.org.br/
2017/07/03/ipc-apoia-oficina-
de-cisterna-de-ferrocimento/

Cisterna adaptada para
subsistência no semi-árido
Cisternas de placas
de argamassa
Com esta cisterna de “salvação”,
para finalidades não potáveis, é
possível irrigar pequenas hortas
e suprir a demanda para
dessedentação de pequenos
animais.
https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/29532/1/Cartilha-vol-2-Cisterna-de-placas.pdf

Fonte: https://youtu.be/6HR-E55XJHM

V = 10 m3
H = 10 m
e = 2 cm
Reservatórios elevados executado em Ferrocimento
Artesanal, com método construtivo auto-portante,
dispensando o uso de formas e andaimes.

Reservatórios elevados
executado em Ferrocimento
Artesanal, com método
construtivo auto-portante,
dispensando o uso de formas
e andaimes.
V = 5 m3
H = 7 m
e = 2 cm

Títulos
Torre Sustentável: aproveitamento de água de chuva,
aquecimento solar de água, reservatório de água potável, biodigestor para
resíduos sólidos orgânicos, funcionamento com energia solar fotovoltaica.

Contexto
•Sistema de abastecimento de água
descontinuo;
•Uso de chuveiro elétrico;
•Reservatórios internos com baixa
pressão
•Estruturas improvisadas e
reservatórios precários
•Não aproveita-se água de chuva
como recurso hídrico alternativo
complementar
•Reservatório sem proteção sanitária

Antes Depois
Sistemas de aquecimento solar alternativos
- comprometimento estético
Contexto

Versatilidade: Pode ser adaptada facilmente para
diferentes regiões, mudando a inclinação de acordo
com a latitude local. Além de poder ser o coletor
solar facilmente direcionado para o norte
verdadeiro.

Esquemas de funcionamento da Torre Sustentável

Componentes de
proteção
sanitária do
reservatório de
sistema de
aproveitamento
de água de chuva

Construção da “Torre Sustentável”

Componentes da Torre Sustentável

Projeto hidro-sanitário contendo fossa séptica,
filtro anaeróbio, wetland e uma torre
sustentável para uma edificação da Eletrosul
em Campos Novos – SC

Torre Sustentável – Edificação do Setor de
Manutenção da Subestação de Campos Novos –
Eletrosul Centrais Elétricas Brasileiras S. A.

Outros componentes da Torre Sustentável:
- Dispositivo de descarte de sólidos;
- Dispositivo de desvio de água dos
primeiros escoamentos (“água das
primeiras chuvas”).
MA3

MA3 Marcio Andrade; 02/05/2021

Rocha sedimentar formada pela intercalação de camadas compostas por sedimentos argilosos e sedimentos silte-arenosos, depositados em lagos sob a influência de ambiente glacial. As lâminas de
coloração clara formadas por sedimentos mais grossos são depositadas no fundo de lagos em períodos de verão, quando ocorre o degelo de geleiras que ocasiona um aumento de energia
permitindo o transporte de sedimentos com diâmetros maiores. No inverno, a superfície do lago congela e com isso cessa o aporte de sedimentos. Dessa forma, os sedimentos mais finos que
estavam em suspensão acabam sedimentando no fundo dos lagos, originando camadas escuras. O conjunto dessas camadas alternadas é chamada de varve e dá origem ao nome da rocha,
conhecida como varvito. Aqui em Santa Catarina é conhecida como “folhelho ardosiano”, embora não seja uma rocha metamórfica, e portanto, seja apenas parecida com a ardósia.
Assim, comercialmente denominamos de ardósia, pois poucos sabem que se trata de um varvito.

Biodigestor em Placas de Ardósia (Varvito)
Foram executados os seguintes ensaios: - Resistência Uniaxial;
- Módulo de Ruptura;
- Flexão em 4 Pontos;
- Absorção de Água;
- Densidade Aparente;
- Porosidade Aparente;
- Resistência ao Impacto de Corpo Duro.

Reservatório construído com placas de ardósia, V = 80 m3,
em uma escola pública,
Seara - SC

Reservatório construído com placas
de ardósia, V = 50 m3, Ipira – SC
Dispositivos de descarte de sólidos e
de desvio de água dos primeiros
escoamentos
https://www.scielo.br/pdf/esa/v22n3/1809-
4457-esa-s1413-41522017177829.pdf

Reservatório construído com placas de ardósia, V = 50 m3, Ipira – SC

Reservatório em ardósia, V = 50 m3
Reservatório domiciliar em ardósia, V = 2,5 m3
Reservatório
em placas de
ardósia
rejuntadas com
selante a base
de poliuretano
(PU) e com
anéis de
armadura em
cabos de aço.

Biodigesto construído com placas de ardósia (varvito).
Volume de Câmara de Digestão de 225 m3
Executado em 2 dias (4 trabalhadorxs e 8 horas de caminhão Munck)

Reservatório de
madeira
autoclavada,
V = 60 m3, em
uma escola,
Concórdia-SC

Resgate da
Memória
Tecnológica de
Construções de
Reservatórios com
Madeira
Tonel de vinho (em Urussanga-SC)
Silos verticais em madeira (USA)
Tonel no Museu da Cachaça (Ypióca) com
capacidade para 374 mil litros. Está no
Guinness Book (Maranguape-CE).

Fonte: https://www.6sqft.com/nyc-water-towers-history-use-and-infrastructure/

Biodigestores e Reservatórios construídos com
madeira (Nova Zelândia)
http://www.timbertanks.co.nz/
http://www.timbertanks.co.nz/

Fulões
Fonte: www.marcarinibrasil.ind.com
Esticadores em ferro fundido modular utilizados em
reservatórios de madeira e de placas de ardósia
Modelagem e Impressão 3D do Esticador para Usinagem
Reservatórios para indústria de curtume
Fonte:
https://www.michelon.ind.br
/

Biodigestor em Madeira
Câmara de digestão
apoiada
diretamente sobre
o solo e com
revestimento
interno com
membrana
geosintética.

Biodigestor e Reservatório de digestato cada um com capacidade para 425 m3
construídos com vigas de madeira (Cada um executado em 2 dias por 4 trabalhadorxs)

Reservatório de digestato com capacidade para 230 m3
Executado em 2 dias por 4 trabalhadorxs

Reservatório metálico sobre o
laje de concreto, V = 200 m3,
em uma suinocultura,
Piratuba-SC

Reservatório metálico
sobre o solo, V = 200
m3, em uma avicultura,
Peritiba - SC

Biodigestor em Chapas de Aço Inoxidável Aparafusadas

Outros Materiais
Concreto Armado, Alvenaria, Modelo
Australiano (com diversos materiais), ...

Biodigestor Modelo CSTR em Concreto Armado
Fonte: LACTEC
Armadura do reservatório em concreto
armado (trabalho artesanal).
Forma, juntas de dilatação, concretagem,
impermeabilização, controle tecnológico, ...

Reservatórios construídos com telas de aço e membranas geossintéticas
Foto cedida pelo pesquisador
Roberto Valencia Vásquez
(Instituto Tecnológico Durango- México)
Reservatório tipo tanque australiano
(Fonte: https://produto.mercadolivre.com.br
https://www.recolastambiental.com.br/blog/reservatorios/p
or-que-investir-em-uma-cisterna/

Reservatórios em PRFV (plástico, reforçado em fibra de vidro)
Fonte: https://cibiogas.org/en/file/ud-cibiog%C3%A1s-foto-marcos-labanca-8jpg
Produção de biogás a partir de restos de grama, esgoto e
resíduos orgânicos dos restaurantes do Complexo Itaipu
https://www.erbr.com.br/solucoes/13/tanques-prfv-

Reservatórios (Cisternas) em membranas geossintéticas
Coberturas infláveis

Fonte: https://br.archea-biogas.de/
https://www.embrapa.br/busca-de-projetos/-
/projeto/214374/processo-biotecnologico-em-sistemas-
de-tratamento-de-efluentes-na-suinocultura--sistrates

Fonte: http://biokohler.com/
“Biodigestor em forma tronco-cônico”
Sistemas confeccionado com geomembrana de
PEAD

Fonte: Metalúrgica
Cacupé, BellaCalha,
AcquaSave

https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/201476/1/Sisteminha-Embrapa-UFU-Fapemig-Baixa2019.pdf

Biodigestores rurais para o Projeto PDCT – NE (Convénio CNPq/BID/UFC)
Projeto de 35 biodigestores rurais para o “Projeto Alto Uruguai: Cidadânia , Energia e Meio Ambiente“– Estados de Santa Catarina e
Rio Grande do Sul - Eletrobras/Eletrosul/MAB.
Biodigestor em ferrocimento artesanal
com capacidade para produão de 25 m3
de biogás/dia

Quanto ao volume da Câmara
de Digestão consideramos:
Pequenos V ≤ 50 m3
Médios 50 V ≤ 250 m3
Grandes V 250 m3
Modelo Indiano Modelo Chinês
Fonte: SASSE, L (1986)
Fonte:https://www.santafe.gob.ar/ms/academia/wp-
content/uploads/sites/27/2019/08/M%C3%B3dulo-3-
Biodigesti%C3%B3n-componentes-del-sistema.pdf
Modelos de Biodigestores Rurais
Biodigestores rurais executados pelo Projeto PDCT – NE (Convénio CNPq/BID/UFC)
Modelo Tubular (Plug Flow)
Modelo Chinês
Modelo Tubular (Plug Flow)

Cartilha do Biodigestor Rural
Autores:
Marcio Andrade
Francisco Diniz Bezerra
Paulo César Marques de Carvalho
Cleber Rosa de Oliveira
Marcondes Falcão (Desenhos do
arquiteto e cantor brega Falcão).
https://www.facebook.com/cantorfalcao/photos

Contato!
Marcio Andrade
marcioufsc@gmail.com
marcio.andrade@ufsc.br
WhatsApp: +55 48 991762496
Agradecimentos:
o
o
o
o BIO-ENERGIAo
o
o
o
ASSOCIAÇÃO DE DEFESA DA CIDADANIA, ENERGIA E MEIO AMBIENTE - BIO - ENERGIA.

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