The purpose of this paper is to explore the ferrocement building technique for sustainable housing. Ferrocement involves the use of conventional cement with fine aggregate and several layers of steel, with the advantage of higher strength than conventional reinforced concrete, limited formwork and thinner sections. It is particularly suitable for thin shell structures, where geometry minimizes bending loads. Architectural flexibility is one of the main priorities considered in sustainable housing, along with energy efficiency, occupant comfort, resistance to seismic and tornado events, affordability and durability. Ferrocement’s historical and present applications are covered, along with other building techniques, in order to establish best practices and possible improvements. Reducing construction labor is a particular focus, which has limited ferrocement development in recent years. Computer modeling of shell form finding is described, with three case studies created. A structural analysis method is described and applied to each case study to verify general building code safety. Energy modeling is performed in two climates for each case study in the United States and compared to key PassivHaus energy demand limits. Net zero energy use is possible with on-site solar photovoltaic generation.

Esta pesquisa objetiva documentar e analisar informações sobre projetos e processos desenvolvidos por João Filgueiras Lima, Lelé, para componentes pré-fabricados em argamassa armada sob o enfoque do desempenho nas fases de produção, montagem e uso final. A natureza descritiva desta pesquisa permitiu a sistematização do conhecimento nela reportado e analisado com base no estudo de documentos históricos e trabalhos técnicos, observação e entrevistas semi-estruturadas e livres. A escolha dos componentes que são objeto de estudo da dissertação (viga da escola e casca da creche) se deu com base na adequação do desenho ao seu material e à sua técnica construtiva e a oportunidade de evolução do projeto. Os componentes são analisados qualitativamente, com base nos seguintes requisitos de desempenho relativos às suas funções no edifício: desempenho estrutural, construtibilidade, adequação ao uso final. Destacam-se as interfaces entre os componentes de argamassa armada analisados e os demais componentes, elementos e subsistemas da construção. / This research aims to document and analyze information stemmed from projects and processes developed by João Filgueiras Lima, Lelé, to examine the performance stages of production, assembly and final use of the precasted components on ferrocement. The descriptive nature of this research led to the systematization and analysis of the knowledge reported on historical documents and technical works, observation, semi-structured and unstructured interviews. The election of the object of study (the beam of the school and shell of the nursery school), was based on the adequacy of the design to the material employed and to the constructive technique applied as well as on the opportunity of evolution of the project. The components are qualitatively analyzed, based on the following performance requirements: structural performance, constructibility and adequacy for final use. Interfaces between the components of ferrocement analyzed and other components, subsystems and elements of construction are also explored.

Recentemente, tem se verificado aplicações de painéis sanduíche como elementos estruturais e não estruturais na Construção Civil, principalmente empregados em edificações. Painéis sanduíche, com faces de argamassa armada e núcleo de espuma rígida de poliuretano derivado de óleo de mamona, são estudados visando o emprego em edificações. O comportamento à flexão destes painéis, é estudado através de ensaios de flexão com vigas submetidas a carregamentos nos terços do vão. Alguns modelos teóricos para o cálculo do deslocamento são propostos e comparados com os deslocamentos obtidos nos ensaios. Ensaios de cisalhamento da espuma são feitos a fim de se determinar o seu módulo de deformação transversal, bem como a resistência ao cisalhamento. Obtém-se da análise dos resultados dos ensaios, parâmetros para projeto deste elemento. / Sandwich panels have been used as structural or nonstructural elements in the Civil Construction, mainly in building. A kind of sandwich panel, with ferrocement faces and stiff foam core of castor oil polyurethane, is studied aiming its use in building. The bending behavior of these panels is studied through bending tests with beams loaded at the third parts of the span. Some theoretical models for the deflection calculation are proposed and compared with the experimental values obtained in the tests. Shear tests on the polyurethane foam were done to determinate its shear modulus and its shear strength. Design parameters are obtained from the analysis of the experimental results.

Esta pesquisa objetiva documentar e analisar informações sobre projetos e processos desenvolvidos por João Filgueiras Lima, Lelé, para componentes pré-fabricados em argamassa armada sob o enfoque do desempenho nas fases de produção, montagem e uso final. A natureza descritiva desta pesquisa permitiu a sistematização do conhecimento nela reportado e analisado com base no estudo de documentos históricos e trabalhos técnicos, observação e entrevistas semi-estruturadas e livres. A escolha dos componentes que são objeto de estudo da dissertação (viga da escola e casca da creche) se deu com base na adequação do desenho ao seu material e à sua técnica construtiva e a oportunidade de evolução do projeto. Os componentes são analisados qualitativamente, com base nos seguintes requisitos de desempenho relativos às suas funções no edifício: desempenho estrutural, construtibilidade, adequação ao uso final. Destacam-se as interfaces entre os componentes de argamassa armada analisados e os demais componentes, elementos e subsistemas da construção. / This research aims to document and analyze information stemmed from projects and processes developed by João Filgueiras Lima, Lelé, to examine the performance stages of production, assembly and final use of the precasted components on ferrocement. The descriptive nature of this research led to the systematization and analysis of the knowledge reported on historical documents and technical works, observation, semi-structured and unstructured interviews. The election of the object of study (the beam of the school and shell of the nursery school), was based on the adequacy of the design to the material employed and to the constructive technique applied as well as on the opportunity of evolution of the project. The components are qualitatively analyzed, based on the following performance requirements: structural performance, constructibility and adequacy for final use. Interfaces between the components of ferrocement analyzed and other components, subsystems and elements of construction are also explored.

Recentemente, tem se verificado aplicações de painéis sanduíche como elementos estruturais e não estruturais na Construção Civil, principalmente empregados em edificações. Painéis sanduíche, com faces de argamassa armada e núcleo de espuma rígida de poliuretano derivado de óleo de mamona, são estudados visando o emprego em edificações. O comportamento à flexão destes painéis, é estudado através de ensaios de flexão com vigas submetidas a carregamentos nos terços do vão. Alguns modelos teóricos para o cálculo do deslocamento são propostos e comparados com os deslocamentos obtidos nos ensaios. Ensaios de cisalhamento da espuma são feitos a fim de se determinar o seu módulo de deformação transversal, bem como a resistência ao cisalhamento. Obtém-se da análise dos resultados dos ensaios, parâmetros para projeto deste elemento. / Sandwich panels have been used as structural or nonstructural elements in the Civil Construction, mainly in building. A kind of sandwich panel, with ferrocement faces and stiff foam core of castor oil polyurethane, is studied aiming its use in building. The bending behavior of these panels is studied through bending tests with beams loaded at the third parts of the span. Some theoretical models for the deflection calculation are proposed and compared with the experimental values obtained in the tests. Shear tests on the polyurethane foam were done to determinate its shear modulus and its shear strength. Design parameters are obtained from the analysis of the experimental results.

RIBEIRO, Diego Castro.Proposta de tecnologia social para redução do risco de eutrofização em açudes no semiárido. 2013. 122 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Programa de Pós-Graduaçãoem Desenvolvimento e Meio Ambiente, Fortaleza-CE, 2013 / Submitted by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-10T16:16:03Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_dcribeiro.pdf: 5905719 bytes, checksum: 706db28067fa0e6b0460e2004c956920 (MD5) / Approved for entry into archive by demia Maia (demiamlm@gmail.com) on 2016-05-10T16:17:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_dcribeiro.pdf: 5905719 bytes, checksum: 706db28067fa0e6b0460e2004c956920 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T16:17:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_dcribeiro.pdf: 5905719 bytes, checksum: 706db28067fa0e6b0460e2004c956920 (MD5) Previous issue date: 2013 / The deficit in the water balance of the Brazilian Semiarid (BS) makes water the dams vulnerable to the increased concentration of dissolved substances, which could limit or even derail its multiple uses. In addition, several human actions increase the risk of eutrophication of these water bodies. One is the intensive aquaculture, which may contribute to the increase of organic matter. For a sustainable aquaculture production, seeks to use technologies that are both agro-ecological and economic solidarity and promote food security. This study aimed to develop a proposal technology financially viable and socially suitable for fish producing without increasing the risk of eutrophication of dams, source of more than 90% of the water consumed in the BS. This technology makes the consortium with macrophytes in small-scale production of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) in ferrocement tanks using recirculated water. The research was conducted in a private rural property, located in Horizonte, Ceará, Brazil, between November 2012 and February 2013. Three modules were constructed using the technology of cultivation ferrocement and low cost materials for recirculation and aeration of the water. Were evaluated the growth performance with stocking density of 30 fish/m³, with three diets: only with commercial feed, with reduced ration in consortium with water hyacinth (Eicchornia crassipes) and with commercial feed and water hyacinth. Was performed financial analysis for the operation of a module simulating a production biannual cultivation of fish with 800 g, were obtained viability indicators, outcome measures and economic sensitivity analysis to changes in prices and market interest. Monitoring of water quality measurements were made in situ and laboratory testing, measuring the main physico-chemical parameters of interest in aquaculture. Were raised the potential characteristics of the system that could take it to the status of social technology as well as its main strengths and weaknesses, and to correlate them with possible environmental damage inherent and comparing them with the impacts of conventional tilapia culture. The module was constructed with two culture tanks ferrocement (creation and filtration), and a water pumping system and other aeration. According to the biometric data, it observed that treatment only with commercial diet is the most suitable, but the water hyacinth are indispensable in the biofilter for maintaining water quality in appropriate conditions. In simulation, the cultivation proved to be feasible (Cost-benefit = 1.84; Point leveling = 31%; Rate of return on capital = 60%) and very stable to changes in prices and market interest (Rate internal return = 101%). Furthermore, this mode of cultivation proved to be very promising as social technology, low risk environment with few resources and used small volume of wastewater generated. Moreover, it represents a source of animal protein and / or low-income families to pay concomitant with preserving the quality of the surface water resources of the BS decreased risk of eutrophication. It can be concluded that it is feasible in tilapia culture tanks ferrocement structure with water recirculation for reuse in construction and easy operation on a small scale. The effective cost of cultivation module (≈ US$ 1.075) is low when considering the benefits of activity for the development of BS, which strengthens aquaculture familiar with sustainable use of natural resources. / O deficit no balanço hídrico do Semiárido Brasileiro (SB) faz com que a água dos açudes da região seja vulnerável ao aumento da concentração de substâncias dissolvidas, podendo limitar ou até inviabilizar seus usos múltiplos. Além disso, diversas ações antrópicas elevam o risco de eutrofização desses corpos d’água. Uma delas é a aquicultura intensiva, que pode contribuir com o acréscimo de matéria orgânica. Para uma produção aquícola sustentável, busca-se utilizar tecnologias que ao mesmo tempo sejam agroecológicas, econômico-solidárias e que promovam segurança alimentar. Este trabalho teve por objetivo a elaboração de uma proposta de tecnologia viável financeiramente e adequada socialmente para produção de peixes sem aumentaro risco de eutrofizaçãodos açudes, fonte de mais de 90% da água consumida no SB. A referida tecnologia consorcia macrófitas aquáticas com a produção em pequena escala de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) em tanques de ferrocimento com recirculação de água. A pesquisa foi desenvolvida em uma propriedade rural particular, localizada no município de Horizonte/CE, entre novembro de 2012 e fevereiro de 2013. Foram construídos três módulos de cultivo utilizando a tecnologia do ferrocimento e materiais de baixo custo para a recirculação e a aeração da água. Foi avaliado o desempenho zootécnico com densidade de estocagem de 30 peixes/m³, com três regimes alimentares: apenas com ração comercial; com ração reduzida em consórcio com aguapés (Eicchornia crassipes); e com ração comercial e aguapés. Realizou-se a análise financeira para a operação de um módulo de cultivo simulando uma produção semestral de peixes com 800 g, sendo obtidos os indicadores de viabilidade, as medidas de resultados econômicos e a análise de sensibilidade às variações de preços e de juros do mercado. No monitoramento da qualidade de água, foram feitas medições in situ e análises laboratoriais, medindo-se os principais parâmetros físico-químicos de interesse aquícola. Foram levantadas as potenciais características do sistema que pudessem levá-lo à condição de tecnologia social, bem como seus principais pontos positivos e negativos, correlacionando-os com os possíveis danos ambientais inerentes e comparando-os com os impactos da tilapicultura convencional. O módulo de cultivo foi construído com dois tanques de ferrocimento (criação e filtração), além de um sistema bombeamento da água e outro de aeração. De acordo com os dados biométricos, observou-se que o tratamento somente com ração comercial é o mais indicado, mas os aguapés são indispensáveis no biofiltro para a manutenção da qualidade de água em condições adequadas. Em simulação, o cultivo mostrou-se ser viável (Benefício-custo = 1,84; Ponto de nivelamento = 31%; Taxa de remuneração do capital = 60%) e bem estável às variações de preços e de juros do mercado (Taxa interna de retorno = 101%). Além disso, essa modalidade de cultivo mostrou-se bastante promissora como tecnologia social, apresentando baixo risco ao ambiente com poucos recursos utilizados e pequeno volume de efluente gerado. Ademais, representa uma fonte de proteína animal e/ou de renda para famílias de baixa remuneração, concomitante à conservação da qualidade dos recursos hídricos superficiais do SB pela diminuição do risco de eutrofização. Pode-se concluir que é viável o cultivo de tilápias em tanques de ferrocimento, com estrutura de recirculação para reaproveitamento da água de fácil construção e operação em pequena escala. O custo efetivo do módulo de cultivo (≈ R$ 2.150) é baixo quando considerados os benefícios da atividade para o desenvolvimento do SB, que fortalece a aquicultura familiar com uso sustentável dos recursos naturais.

This work claims to study the technical feasibility of using ferrocement panels as permanent self-supported formworks for execution of bridges on local roads. It is justified by changes in the production structure of agriculture in general that resulted in changing the type of traffic, impacting the service life of special engineering structure and also the limited capacity of infrastructure investments and technical capacity of municipalities to whom these systems are jurisdictional . The study was done by the development of theoretical models of a size which can be positioned with simple equipment and check its structural plates. The methodological approach included bibliographic and document analysis research. The theoretical development studies considered the reference group recognized research, relevant technical standards and analytical models already consolidated. / O objetivo deste trabalho é estudar a viabilidade técnica do uso de placas de argamassa armada como formas permanentes e autoportantes para execução de pontes em vias secundárias e vicinais. Justifica-se pelas mudanças da estrutura produtiva da agropecuária em geral que resultaram na alteração do tipo de tráfego, com impacto na vida útil das obras de arte viárias e também na baixa capacidade de investimentos em infraestrutura e capacitação dos municípios a quem estes sistemas estão jurisdicionados. O estudo foi feito pelo desenvolvimento teórico de modelos de placas de dimensões tais que possam ser posicionadas com equipamentos simples e a sua verificação estrutural. A abordagem metodológica contemplou pesquisa bibliográfica e análise documental. O desenvolvimento teórico considerou estudos de referência de grupos de pesquisa reconhecidos, normas técnicas pertinentes e modelos analíticos já consolidados. / Mestre em Engenharia Civil

Al pasar de los años se han ido utilizando distintos tipos de materiales en el ámbito de la construcción, tales como el barro, piedra, adobe y entre otros. Estos se han visto desplazados debido a la existencia de otros materiales que brindan mayor resistencia, como el uso de concreto. Sin embargo, para las personas con déficit económico, trabajar con concreto puede resultar costoso y se ven obligadas a utilizar materiales de bajo costo, como el adobe. El principal problema de este material es su baja resistencia a la compresión y a la tracción. Por esta razón, se propone el uso de fibra de lana en las unidades de adobe y el reforzamiento de la mampostería con ferrocemento. Para llevar a cabo la investigación fue necesario realizar el estudio del suelo in situ para obtener información acerca de sus características físicas. Luego, se realizó una investigación sobre la cantidad y longitud de la fibra. Seguidamente se elaboraron las muestras de adobe tradicional y con 1% de lana para someterlas a ensayos de compresión axial y diagonal. Se concluye que la implementación solo de la fibra de lana aumenta en un 75% la resistencia a la compresión en la unidad, así mismo se obtiene un incremento del 25% en la resistencia al corte diagonal. Por otro lado, el uso de fibra de lana adicionando ferrocemento en la mampostería nos muestra que existe un incremento a la compresión axial de 64% con respeto a la pila de adobe tradicional. / Over the years, different types of materials have been used in construction, such as mud, stone, adobe and others. These have been displaced due to the existence of other materials that provide greater resistance, such as concrete. However, for people with economic deficits, working with concrete can be costly and they are forced to use low-cost materials such as adobe. The main problem with adobe is its low compressive and tensile strength. For this reason, the use of wool fibre in the adobe units and the reinforcement of the masonry with ferrocement is proposed. In order to carry out the research it was necessary to study the soil in situ to obtain information about its physical characteristics. Then, an investigation of the quantity and length of the fibre was carried out. Samples of traditional adobe and 1% wool were then prepared and subjected to axial and diagonal compression tests. It is concluded that the implementation of wool fibre alone increases the compressive strength of the unit by 75%, as well as increasing the diagonal shear strength by 25%. On the other hand, the use of wool fibre with the addition of ferrocement in the masonry shows that there is an increase in axial compression of 64% with respect to the traditional adobe pile. / Tesis