Diante do contexto atual de grande preocupação com a preservação do meio ambiente e, ao mesmo tempo, milhares de pessoas desabrigadas devido à pobreza e às catástrofes ambientais, surge a necessidade de se estudar materiais de construção alternativos, que possam contribuir para amenizar essas questões. Com base nisso, este trabalho enfoca o emprego de tubos de papelão na construção civil pelo arquiteto japonês Shigeru Ban. Estudou-se os sistemas construtivos criados pelo referido arquiteto e as características técnicas dos tubos de papelão que este utiliza em suas obras. Foram realizados alguns ensaios técnicos preliminares para a caracterização de tubos de papelão fabricados por uma indústria brasileira, e também para se chegar à conclusão se suas características técnicas possibilitariam gerar sistemas construtivos como os das obras japonesas. Este estudo, porém, é apenas o início de muitas pesquisas que devem ser feitas até que se identifique a viabilidade de aplicação desta tecnologia no Brasil. / According to the actual context of great concern with the environment preservation and, at the same time, millions of homeless people due poverty and environmental catastrophes, arises the necessity of studying alternative construction materials, which can contribute to soften these issues. Based in this, this work focuses the use of paper tubes in the construction by the japanese architect Shigeru Ban. The construction systems created by the referenced architect and the technical characteristics of paper tubes that he uses in his works have been studied in this research. Preliminary technical tests have been done to characterize paper tubes made by a brazilian industry and to check if their technical characteristics would become possible the production of construction systems as the japanese works. This study, however, is only the beginning of several researches that will made until identify the viability of application this technology in Brazil.

A reutilização aumenta e valoriza o ciclo de vida dos produtos sem necessidade da desintegração do material, proporcionando um destino adequado e o aproveitamento da configuração formal, da energia e matéria-prima agregadas e das propriedades inerentes ao produto que é descartado. Este trabalho teve como objetivo identificar e propor parâmetros técnicos de resistência, absorção, recobrimentos e corte a laser, visando possibilitar a reutilização de tubos de papelão, provenientes de descarte, no desenvolvimento de produtos. Por meio do panorama sobre o descarte deste material no recorte geográfico da cidade de Porto Alegre, realizado através de visitas a empresas dos segmentos de confeccção e gráfico, selecionou-se como padrão de tubo a ser pesquisado o de diâmetro interno 76,2mm (encontrado geralmente nas espessuras 3mm, 4mm, 5mm e 6,5mm), cujo destino recorrente é o recolhimento por catadores de materiais recicláveis. Para a realização dos ensaios técnicos, efetuou-se a coleta dos tubos até ser atingida a quantidade necessária, aferiram-se suas medidas e confeccionaram-se os corpos de prova. Em seguida, após a caracterização do material através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise termogravimétrica (ATG), foram realizados ensaios técnicos de resistência à compressão axial e diametral; flambagem; absorção de água; testes de recobrimento, corte a laser e experimentações sobre métodos de união. Como resultados, a temperatura de combustão, identificada na ATG, indica que até os 210°C existe uma faixa de segurança na utilização dos tubos. Pelos resultados dos ensaios de compressão axial e diametral, concluiu-se que que a direção mais adequada e com maior relevância de utilização dos tubos de papelão é a vertical, com o sentido da carga aplicado paralelamente à seção transversal. O ensaio de flambagem permitiu verificar que as falhas apresentadas não são repentinas; a amostra permaneceu estável, já que não houve ruptura súbita. No teste de absorção de água, constatou-se que os tubos são higroscópicos, necessitando de impermeabilização; para reconhecer um material de recobrimento adequado para os tubos de papelão, refez-se o ensaio de absorção de água com os tubos revestidos por tintas e vernizes à base de água. O melhor resultado foi apresentado pelo verniz marítimo em três demãos, revestimento que foi analisado por MEV. Após ensaios técnicos, foram realizados experimentos de corte a laser e métodos de união dos tubos. Concluiu-se a viabilidade da aplicação da tecnologia de corte a laser no material, determinando-se a potência e velocidades adequadas para o corte mais eficiente em cada espessura; e os métodos de união estudados possibilitam elaborar uma variedade de combinações aplicáveis na configuração de produtos. Por fim, acredita-se que o estudo e reconhecimento de características peculiares de novos materiais é um ponto determinante para a inserção destes no Design. / The reuse increases and enhances the life cycle of the product without the disintegration of the material, providing a correct destination and use of formal configuration, energy and raw material and aggregate properties inherent to the product or material that is discarded. This study aims to identify the technical parameters of resistance, absorption, coatings and laser cutting to reuse cardboard tubes, from disposal in product development. Through the overview of the disposal of this material in the city of Porto Alegre, conducted through visits to businesses in the segments of clothing and printing industry, was selected as standard tube to be researched the inner diameter of 76,2mm (found usually in thicknesses 3mm, 4mm, 5mm and 6,5mm), whose destination is the collection by waste pickers. For conducting technical trials, performed the collection tubes until reach the required amount, have assessed up your measurements and sewed up the specimens. Then, after the characterization of the material by scanning thermal gravimetric analysis (TGA ) and electron microscopy (MEV), technical tests of resistance to axial and diametrical compression, buckling, water absorption, coating testing, laser cutting and experiments on joining methods were performed. As a result, the combustion temperature the ATG identified, indicates that even at 210°C there is a range of safety of the tubes. The results of the tests diametral and axial compression, it was concluded that the most appropriate and most important use of paper tubes is the vertical direction, with the direction of the load applied parallel to the cross-section. The buckling test has shown that the problems presented are not sudden, the sample remained stable, since there was no sudden break. In the water absorption test, it was found that the pipes are hygroscopic, requiring waterproofing; to recognize a material suitable for coating cardboard tubes, the water absorption test is remade and tubes were coated with paints and varnishes water-based. The best result was presented by three coats of marine varnish, coating was analyzed by MEV. After technical tests, experiments of laser cutting and joining methods were performed. The conclusion of the feasibility of applying laser cutting technology in the material, determining the appropriate speed and power for efficient cutting each thickness, and the possible joining methods studied prepare a variety of combinations applyable on a product’s configuration. Finally, it’s believed that the recognition and study of specific characteristics of new materials is a key factor on its insertion in product design.

A reutilização aumenta e valoriza o ciclo de vida dos produtos sem necessidade da desintegração do material, proporcionando um destino adequado e o aproveitamento da configuração formal, da energia e matéria-prima agregadas e das propriedades inerentes ao produto que é descartado. Este trabalho teve como objetivo identificar e propor parâmetros técnicos de resistência, absorção, recobrimentos e corte a laser, visando possibilitar a reutilização de tubos de papelão, provenientes de descarte, no desenvolvimento de produtos. Por meio do panorama sobre o descarte deste material no recorte geográfico da cidade de Porto Alegre, realizado através de visitas a empresas dos segmentos de confeccção e gráfico, selecionou-se como padrão de tubo a ser pesquisado o de diâmetro interno 76,2mm (encontrado geralmente nas espessuras 3mm, 4mm, 5mm e 6,5mm), cujo destino recorrente é o recolhimento por catadores de materiais recicláveis. Para a realização dos ensaios técnicos, efetuou-se a coleta dos tubos até ser atingida a quantidade necessária, aferiram-se suas medidas e confeccionaram-se os corpos de prova. Em seguida, após a caracterização do material através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise termogravimétrica (ATG), foram realizados ensaios técnicos de resistência à compressão axial e diametral; flambagem; absorção de água; testes de recobrimento, corte a laser e experimentações sobre métodos de união. Como resultados, a temperatura de combustão, identificada na ATG, indica que até os 210°C existe uma faixa de segurança na utilização dos tubos. Pelos resultados dos ensaios de compressão axial e diametral, concluiu-se que que a direção mais adequada e com maior relevância de utilização dos tubos de papelão é a vertical, com o sentido da carga aplicado paralelamente à seção transversal. O ensaio de flambagem permitiu verificar que as falhas apresentadas não são repentinas; a amostra permaneceu estável, já que não houve ruptura súbita. No teste de absorção de água, constatou-se que os tubos são higroscópicos, necessitando de impermeabilização; para reconhecer um material de recobrimento adequado para os tubos de papelão, refez-se o ensaio de absorção de água com os tubos revestidos por tintas e vernizes à base de água. O melhor resultado foi apresentado pelo verniz marítimo em três demãos, revestimento que foi analisado por MEV. Após ensaios técnicos, foram realizados experimentos de corte a laser e métodos de união dos tubos. Concluiu-se a viabilidade da aplicação da tecnologia de corte a laser no material, determinando-se a potência e velocidades adequadas para o corte mais eficiente em cada espessura; e os métodos de união estudados possibilitam elaborar uma variedade de combinações aplicáveis na configuração de produtos. Por fim, acredita-se que o estudo e reconhecimento de características peculiares de novos materiais é um ponto determinante para a inserção destes no Design. / The reuse increases and enhances the life cycle of the product without the disintegration of the material, providing a correct destination and use of formal configuration, energy and raw material and aggregate properties inherent to the product or material that is discarded. This study aims to identify the technical parameters of resistance, absorption, coatings and laser cutting to reuse cardboard tubes, from disposal in product development. Through the overview of the disposal of this material in the city of Porto Alegre, conducted through visits to businesses in the segments of clothing and printing industry, was selected as standard tube to be researched the inner diameter of 76,2mm (found usually in thicknesses 3mm, 4mm, 5mm and 6,5mm), whose destination is the collection by waste pickers. For conducting technical trials, performed the collection tubes until reach the required amount, have assessed up your measurements and sewed up the specimens. Then, after the characterization of the material by scanning thermal gravimetric analysis (TGA ) and electron microscopy (MEV), technical tests of resistance to axial and diametrical compression, buckling, water absorption, coating testing, laser cutting and experiments on joining methods were performed. As a result, the combustion temperature the ATG identified, indicates that even at 210°C there is a range of safety of the tubes. The results of the tests diametral and axial compression, it was concluded that the most appropriate and most important use of paper tubes is the vertical direction, with the direction of the load applied parallel to the cross-section. The buckling test has shown that the problems presented are not sudden, the sample remained stable, since there was no sudden break. In the water absorption test, it was found that the pipes are hygroscopic, requiring waterproofing; to recognize a material suitable for coating cardboard tubes, the water absorption test is remade and tubes were coated with paints and varnishes water-based. The best result was presented by three coats of marine varnish, coating was analyzed by MEV. After technical tests, experiments of laser cutting and joining methods were performed. The conclusion of the feasibility of applying laser cutting technology in the material, determining the appropriate speed and power for efficient cutting each thickness, and the possible joining methods studied prepare a variety of combinations applyable on a product’s configuration. Finally, it’s believed that the recognition and study of specific characteristics of new materials is a key factor on its insertion in product design.

Diante do contexto atual de grande preocupação com a preservação do meio ambiente e, ao mesmo tempo, milhares de pessoas desabrigadas devido à pobreza e às catástrofes ambientais, surge a necessidade de se estudar materiais de construção alternativos, que possam contribuir para amenizar essas questões. Com base nisso, este trabalho enfoca o emprego de tubos de papelão na construção civil pelo arquiteto japonês Shigeru Ban. Estudou-se os sistemas construtivos criados pelo referido arquiteto e as características técnicas dos tubos de papelão que este utiliza em suas obras. Foram realizados alguns ensaios técnicos preliminares para a caracterização de tubos de papelão fabricados por uma indústria brasileira, e também para se chegar à conclusão se suas características técnicas possibilitariam gerar sistemas construtivos como os das obras japonesas. Este estudo, porém, é apenas o início de muitas pesquisas que devem ser feitas até que se identifique a viabilidade de aplicação desta tecnologia no Brasil. / According to the actual context of great concern with the environment preservation and, at the same time, millions of homeless people due poverty and environmental catastrophes, arises the necessity of studying alternative construction materials, which can contribute to soften these issues. Based in this, this work focuses the use of paper tubes in the construction by the japanese architect Shigeru Ban. The construction systems created by the referenced architect and the technical characteristics of paper tubes that he uses in his works have been studied in this research. Preliminary technical tests have been done to characterize paper tubes made by a brazilian industry and to check if their technical characteristics would become possible the production of construction systems as the japanese works. This study, however, is only the beginning of several researches that will made until identify the viability of application this technology in Brazil.

A reutilização aumenta e valoriza o ciclo de vida dos produtos sem necessidade da desintegração do material, proporcionando um destino adequado e o aproveitamento da configuração formal, da energia e matéria-prima agregadas e das propriedades inerentes ao produto que é descartado. Este trabalho teve como objetivo identificar e propor parâmetros técnicos de resistência, absorção, recobrimentos e corte a laser, visando possibilitar a reutilização de tubos de papelão, provenientes de descarte, no desenvolvimento de produtos. Por meio do panorama sobre o descarte deste material no recorte geográfico da cidade de Porto Alegre, realizado através de visitas a empresas dos segmentos de confeccção e gráfico, selecionou-se como padrão de tubo a ser pesquisado o de diâmetro interno 76,2mm (encontrado geralmente nas espessuras 3mm, 4mm, 5mm e 6,5mm), cujo destino recorrente é o recolhimento por catadores de materiais recicláveis. Para a realização dos ensaios técnicos, efetuou-se a coleta dos tubos até ser atingida a quantidade necessária, aferiram-se suas medidas e confeccionaram-se os corpos de prova. Em seguida, após a caracterização do material através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise termogravimétrica (ATG), foram realizados ensaios técnicos de resistência à compressão axial e diametral; flambagem; absorção de água; testes de recobrimento, corte a laser e experimentações sobre métodos de união. Como resultados, a temperatura de combustão, identificada na ATG, indica que até os 210°C existe uma faixa de segurança na utilização dos tubos. Pelos resultados dos ensaios de compressão axial e diametral, concluiu-se que que a direção mais adequada e com maior relevância de utilização dos tubos de papelão é a vertical, com o sentido da carga aplicado paralelamente à seção transversal. O ensaio de flambagem permitiu verificar que as falhas apresentadas não são repentinas; a amostra permaneceu estável, já que não houve ruptura súbita. No teste de absorção de água, constatou-se que os tubos são higroscópicos, necessitando de impermeabilização; para reconhecer um material de recobrimento adequado para os tubos de papelão, refez-se o ensaio de absorção de água com os tubos revestidos por tintas e vernizes à base de água. O melhor resultado foi apresentado pelo verniz marítimo em três demãos, revestimento que foi analisado por MEV. Após ensaios técnicos, foram realizados experimentos de corte a laser e métodos de união dos tubos. Concluiu-se a viabilidade da aplicação da tecnologia de corte a laser no material, determinando-se a potência e velocidades adequadas para o corte mais eficiente em cada espessura; e os métodos de união estudados possibilitam elaborar uma variedade de combinações aplicáveis na configuração de produtos. Por fim, acredita-se que o estudo e reconhecimento de características peculiares de novos materiais é um ponto determinante para a inserção destes no Design. / The reuse increases and enhances the life cycle of the product without the disintegration of the material, providing a correct destination and use of formal configuration, energy and raw material and aggregate properties inherent to the product or material that is discarded. This study aims to identify the technical parameters of resistance, absorption, coatings and laser cutting to reuse cardboard tubes, from disposal in product development. Through the overview of the disposal of this material in the city of Porto Alegre, conducted through visits to businesses in the segments of clothing and printing industry, was selected as standard tube to be researched the inner diameter of 76,2mm (found usually in thicknesses 3mm, 4mm, 5mm and 6,5mm), whose destination is the collection by waste pickers. For conducting technical trials, performed the collection tubes until reach the required amount, have assessed up your measurements and sewed up the specimens. Then, after the characterization of the material by scanning thermal gravimetric analysis (TGA ) and electron microscopy (MEV), technical tests of resistance to axial and diametrical compression, buckling, water absorption, coating testing, laser cutting and experiments on joining methods were performed. As a result, the combustion temperature the ATG identified, indicates that even at 210°C there is a range of safety of the tubes. The results of the tests diametral and axial compression, it was concluded that the most appropriate and most important use of paper tubes is the vertical direction, with the direction of the load applied parallel to the cross-section. The buckling test has shown that the problems presented are not sudden, the sample remained stable, since there was no sudden break. In the water absorption test, it was found that the pipes are hygroscopic, requiring waterproofing; to recognize a material suitable for coating cardboard tubes, the water absorption test is remade and tubes were coated with paints and varnishes water-based. The best result was presented by three coats of marine varnish, coating was analyzed by MEV. After technical tests, experiments of laser cutting and joining methods were performed. The conclusion of the feasibility of applying laser cutting technology in the material, determining the appropriate speed and power for efficient cutting each thickness, and the possible joining methods studied prepare a variety of combinations applyable on a product’s configuration. Finally, it’s believed that the recognition and study of specific characteristics of new materials is a key factor on its insertion in product design.

A extração cada vez maior de recursos da natureza e o grande volume de lixo descartado nos aterros sanitários alertam para a necessidade de se promover a reciclagem e a reutilização de resíduos para se gerarem novos materiais, inclusive, no setor da construção civil. Com base nisso e a partir de um estudo sobre as obras arquitetônicas em que Shigeru Ban construiu painéis de vedação com tubos de papelão, este trabalho desenvolveu uma proposta de painéis de vedação vertical de tubos de papelão e fez uma avaliação do seu desempenho estrutural visando a sua utilização no Brasil. Foram realizados ensaios técnicos para avaliar o painel de vedação vertical de tubos de papelão proposto, no que se refere à sua resistência mecânica e ao seu comportamento quando submetido às principais ações sofridas por um painel de vedação vertical. Também foi construída uma célula-teste para avaliar o desempenho técnico e estrutural do painel de vedação vertical de tubos de papelão proposto quando submetido a situações reais de exposição. Os dados obtidos em ambas as avaliações foram levados em consideração para verificar o desempenho geral do painel que se propôs, possibilitando concluir se este é apto ao seu emprego na construção civil no Brasil, e sugerir alguns usos e aplicações para o mesmo. / The increasing extraction of nature resources and the large volume of waste discarded in landfills call for the need to promote recycling and reuse of waste to create new materials, inclusive in the construction industry. Considering this aspect and from a study of the architectural masterpieces where Shigeru Ban built sealing cardboard tubes panels, this study developed a proposal for vertical sealing cardboard tubes panels and assessed their structural performance having in mind their use in Brazil. Technical tests were conducted to evaluate the proposed vertical sealing cardboard tubes panel regarding its mechanical resistance and behavior when submitted to the main actions suffered by a vertical sealing panel. A test cell was also built to evaluate the structural and technical performance of the proposed vertical sealing cardboard tubes panel when submitted to real exposure situations. Data obtained in both evaluations were taken into consideration to verify the general performance of the proposed panel, allowing to conclude whether this is suitable for being used in civil construction in Brazil, and to suggest some usage and applications for it.

A extração cada vez maior de recursos da natureza e o grande volume de lixo descartado nos aterros sanitários alertam para a necessidade de se promover a reciclagem e a reutilização de resíduos para se gerarem novos materiais, inclusive, no setor da construção civil. Com base nisso e a partir de um estudo sobre as obras arquitetônicas em que Shigeru Ban construiu painéis de vedação com tubos de papelão, este trabalho desenvolveu uma proposta de painéis de vedação vertical de tubos de papelão e fez uma avaliação do seu desempenho estrutural visando a sua utilização no Brasil. Foram realizados ensaios técnicos para avaliar o painel de vedação vertical de tubos de papelão proposto, no que se refere à sua resistência mecânica e ao seu comportamento quando submetido às principais ações sofridas por um painel de vedação vertical. Também foi construída uma célula-teste para avaliar o desempenho técnico e estrutural do painel de vedação vertical de tubos de papelão proposto quando submetido a situações reais de exposição. Os dados obtidos em ambas as avaliações foram levados em consideração para verificar o desempenho geral do painel que se propôs, possibilitando concluir se este é apto ao seu emprego na construção civil no Brasil, e sugerir alguns usos e aplicações para o mesmo. / The increasing extraction of nature resources and the large volume of waste discarded in landfills call for the need to promote recycling and reuse of waste to create new materials, inclusive in the construction industry. Considering this aspect and from a study of the architectural masterpieces where Shigeru Ban built sealing cardboard tubes panels, this study developed a proposal for vertical sealing cardboard tubes panels and assessed their structural performance having in mind their use in Brazil. Technical tests were conducted to evaluate the proposed vertical sealing cardboard tubes panel regarding its mechanical resistance and behavior when submitted to the main actions suffered by a vertical sealing panel. A test cell was also built to evaluate the structural and technical performance of the proposed vertical sealing cardboard tubes panel when submitted to real exposure situations. Data obtained in both evaluations were taken into consideration to verify the general performance of the proposed panel, allowing to conclude whether this is suitable for being used in civil construction in Brazil, and to suggest some usage and applications for it.