Introdução

As atividades da cadeia produtiva da construção civil são estratégicas para a dinâmica da economia e o desenvolvimento da sociedade. Esse setor é responsável por 13% do Produto Interno Bruto (PIB) global e emprega 7% da população mundial em idade ativa (MGI, 2017). No Brasil, a construção civil movimenta 62 segmentos da indústria nacional, contribui com 7% na composição do PIB e representa 10% do mercado de trabalho brasileiro (ABRAINC, 2021).

Apesar das externalidades positivas relacionadas à geração de emprego e renda, a relação entre natureza e atividade econômica é frágil. Portanto, não é possível dissociar diversas categorias de impactos ambientais das atividades da construção civil. Sua cadeia produtiva é predominantemente baseada no modelo econômico linear, conhecido por: “pegar, fazer e descartar” (Guerra; Leite, 2021; Zhang et al., 2021). Em virtude disso, suas atividades exercem fortes pressões sobre os recursos naturais e estão entre as maiores fontes de resíduos em muitos países (Zanni et al., 2018).

Quase metade dos recursos extraídos no planeta são usados para habitação, construção e infraestrutura (Zanni et al., 2018). Ainda é esperado que o consumo global de cimento aumente entre 12% e 23% até 2050 (IEA, 2018) e a produção de aço cresça até 30% no mesmo período (IEA, 2020). Enquanto isso, estima-se que o processo produtivo do cimento seja responsável por 7% das emissões globais de dióxido de carbono (CO₂) e a produção do aço contribua com 7% a 9% das emissões antropogênicas de CO₂ (WGBC, 2019). Em 2019, as concentrações atmosféricas de CO₂ alcançaram níveis superiores aos registrados em qualquer momento dos últimos 2 milhões de anos, e a temperatura global da superfície apresentou um aumento de 1,09 °C no período de 2011 a 2020 em comparação com o período pré-industrial (IPCC, 2023). Os dados apontam a necessidade de abordar a descarbonização do setor de construção civil como parte essencial da transição para uma economia global mais sustentável.

Adicionalmente, existe outra problemática associada às atividades da construção civil. São os expressivos volumes gerados de Resíduos de Construção Civil (RCC). No Brasil, a incerteza dos dados não permite identificar com precisão a quantidade de RCC que o país produz atualmente. Porém, sabe-se que foram coletados pelos serviços de limpeza dos municípios brasileiros cerca de 40,5 milhões de toneladas (Mt) de RCC em 2018 (ABRELPE, 2020). No panorama mundial, a China, os Estados Unidos e a União Europeia são as maiores potências econômicas e geradoras de RCC (Rabirifar et al., 2020). A China gerou cerca de 1,7 bilhão de tonelada de RCC em 2018 (QII, 2019). No mesmo período, a geração desses resíduos na União Europeia foi de 838,9 Mt (Eurostat, 2021). Enquanto nos Estados Unidos foram geradas 600 Mt de RCC em 2018 (EPA, 2021).

Na União Europeia (88%) e nos Estados Unidos (76%), a taxa de reciclagem de RCC é superior a 70% (Eurostat, 2021; EPA, 2021), porém estima-se que esse percentual seja inferior a 10% em países como a China e o Brasil (QII, 2019; Reis et al., 2021). Apesar da União Europeia apresentar bons indicadores de reciclagem, não são observados avanços para prevenir a geração desses resíduos (Zhang et al., 2021). O mesmo acontece nos Estados Unidos, onde o aumento na geração de RCC entre 1996 (136 Mt) e 2018 (600 Mt) foi de 341,17% (EPA, 2021). A carência de diretrizes nas fases iniciais de projeto com o objetivo de minimizar o fluxo de resíduos é um dos fatores que explicam esse aumento (Kanters, 2018). Portanto, são necessárias estratégias que possam permitir o uso mais eficiente dos recursos na construção civil e evitar o desperdício (Krausmann et al., 2017).

No extremo oposto da economia linear, a economia circular é um modelo centrado na relação entre a natureza e a atividade econômica. Sua concepção é baseada em um ciclo contínuo de desenvolvimento que preserva e aprimora o capital natural, otimiza a produtividade de recursos e minimiza riscos sistêmicos gerindo estoques finitos e fluxos renováveis (EMF, 2017). É importante ressaltar que economia circular não é sinônimo absoluto de sustentabilidade. Embora a economia circular se concentre principalmente na capacidade de reutilização e redução dos resíduos, a sustentabilidade demanda uma visão mais ampla, que inclui a qualidade ambiental, a prosperidade econômica e a equidade social (Kirchherr; Reike; Hekker, 2017). Para ser sustentável, o ciclo econômico circular precisa levar em consideração não apenas a circularidade dos materiais, mas também os impactos ambientais e sociais envolvidos ao longo do ciclo de vida do produto ou processo. Portanto, a relação entre circularidade e sustentabilidade é dinâmica e pode variar conforme as práticas específicas adotadas e as considerações aplicadas ao longo do ciclo de vida dos produtos.

Os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) estabelecidos pela Organização das Nações Unidas (ONU) em 2015 são essenciais para fomentar a sustentabilidade em diferentes segmentos da sociedade até 2030. A adoção de práticas econômicas circulares é uma estratégia importante para atender ao ODS 12 (assegurar padrões de consumo e produção sustentáveis) e ao ODS 13 (combate às mudanças climáticas), além de proporcionar benefícios em outros dez ODS, incluindo o ODS 9 (construir infraestruturas resilientes, promover a industrialização sustentável e fomentar a inovação) (EMF, 2021). Ademais, as pesquisas com foco em estratégias circulares para a construção civil podem auxiliar a criar ambientes construídos que contribuam para o alcance de múltiplos ODS (EMF, 2021). Essas pesquisas desempenham um papel relevante para a promoção da circularidade na indústria da construção, direcionando-a para um futuro mais sustentável, resiliente e equitativo.

Quando se visa uma abordagem construtiva circular é essencial a adoção de práticas que abranjam todo o ciclo de vida de uma edificação, visando manter os materiais em circulação pelo maior tempo possível e reduzir a necessidade de recursos novos (Guerra; Leite, 2021). No caso de materiais que pertencem aos ciclos biológicos, estratégias de aproveitamento em cascata devem ser aplicadas, onde os materiais são reaproveitados em vários ciclos sequenciais antes de retornarem à natureza, livres de substâncias tóxicas (EMF, 2017). Por outro lado, para os materiais que fazem parte dos ciclos técnicos, como polímeros, plásticos e ligas metálicas, uma abordagem circular propõe o gerenciamento de estoques desses materiais oriundos de recursos finitos por meio do reuso como estratégia principal (Cheshire, 2016). Nesse contexto, a desconstrução das edificações é uma estratégia que merece destaque para a circularidade dos materiais, componentes e elementos da construção. Desconstruir significa desmontar sistematicamente as edificações (Bertino et al., 2021), visando a recuperação dos seus materiais e componentes para outros ciclos de vida (Eckelman et al., 2018). Desse modo, a disposição final e o desperdício associados à economia linear e comumente praticados nas construções tradicionais são evitados (Dams et al., 2021).

As pesquisas sobre desconstrução ganharam popularidade sobretudo entre os anos de 1990 e o início dos anos 2000. Os trabalhos de Chini e Balachandran (2002a), Crowther (2001), Morgan e Steverson (2005) e Guy e Ciarimboli (2006), contribuíram para o entendimento dos princípios de partida para a elaboração do Projeto para Desconstrução (PpD). Mais recentemente, os estudos buscaram explorar as funcionalidades da metodologia BIM (Building Information Modeling) para auxiliar no planejamento da desconstrução (Akinade et al., 2017, 2020). Outros trabalhos abordaram o desenvolvimento de sistemas para a desconstrução e a análise da circularidade de edifícios (Dams et al., 2021; O’Grady et al., 2021; Sanchez; Rausch; Hass, 2019).

Apesar dos esforços da comunidade científica para demonstrar suas vantagens, a desconstrução não é uma prática convencional na construção civil (Munaro; Tavares; Bragança, 2022). Menos de 1% dos estoques de edifícios são totalmente desmontáveis, gerando um desafio ainda maior para a implementação da desconstrução em larga escala (Chini; Schultmann, 2002b; Munaro; Tavares; Bragança, 2022; Kanters, 2018). No Brasil, a aplicação da desconstrução como uma estratégia de mercado é recente e pouco explorada. Consequentemente, a maioria das construções são demolidas por métodos destrutivos que diminuem a possibilidade de recuperação dos materiais que poderiam ser reaproveitados (CBCS, 2014). Segundo Kanters (2018), o entendimento sobre o potencial de desconstrução de diferentes materiais de construção é crucial para a sua efetividade e disseminação. Gorgolewski (2018) reforça que é preciso difundir informações sobre o potencial de desconstrução dos materiais de construção e de sistemas construtivos, assim poderiam estabelecidos mecanismos para o reaproveitamento generalizado.

O framework conceitual é uma ferramenta que pode auxiliar implementação de práticas circulares na construção civil. O framework conceitual é definido como uma rede ou “plano” de conceitos vinculados que, juntos, fornecem uma compreensão abrangente de um fenômeno (Jabareen, 2009). Nesse sentido, frameworks desenvolvidos a partir de diretrizes de desconstrução podem fornecer uma melhor compreensão sobre as práticas mais indicadas para promover a circularidade dos materiais de construção. Portanto, o objetivo desse artigo é propor diretrizes e um framework para circularidade dos materiais, componentes e elementos obtidos por estratégias de desconstrução de edificações. Uma aproximação do tema ao contexto brasileiro ainda é explorada considerando um dos principais sistemas construtivos – alvenarias (IBGE, 2010) – usado no país e as possibilidades de manutenção do ciclo de vida dos seus produtos construtivos.

Método

Para alcançar o objetivo proposto do presente trabalho foi conduzida uma revisão sistemática de literatura a partir do método Systematic Search Flow (SSF) de Fehenhof e Fernandez (2016). A finalidade do método é sistematizar o processo de busca dos artigos que irão compor o estudo e evitar o viés do pesquisador (Ferenhof; Fernandez, 2016). O método SSF é composto por quatro fases principais:

1. definição do protocolo de pesquisa;

2. análise;

3. síntese; e

4. escrita.

A Figura 1 apresenta um fluxograma das fases do processo de revisão.

Na primeira fase foram realizadas as seguintes atividades:

1. definição da estratégia de busca;

2. consulta à base de dados; e

3. pré-seleção dos artigos e a composição do portfólio de documentos.

A segunda fase permitiu que os dados fossem organizados e os artigos selecionados. Nesse sentido, uma planilha eletrônica foi utilizada para realizar o levantamento geral sobre os dados dos trabalhos pré-selecionados (título, ano, autor, fator de impacto, objetivo, metodologia, resultados e conclusão). Em seguida, na fase 3, foi realizada a síntese, ou seja, foram produzidas planilhas condensadas sobre os artigos selecionados, explorando os dados adquiridos. Por último, a fase 4 foi dedicada à escrita. Nesse momento os resultados foram consolidados por escrita científica.

Conforme a Figura 1, o protocolo de buscas dos artigos nas bases de dados foi conduzido a partir de palavras-chave e operadores booleanos: “design for deconstruction” and materials, steel and deconstruction, reuse and masonry, “earth construction” and “circular economy”, “earth construction” and “3D”, wood and “building deconstruction”. A pesquisa foi delimitada pelo tipo de documento (artigo) e pelo recorte de tempo dos últimos 20 anos. Não houve restrição quanto à língua dos artigos. Foram encontrados 373 artigos dos quais 126 estavam duplicados. Dos 247 artigos resultantes, aqueles que não estavam relacionados à desconstrução ou ao reuso, reciclagem e economia circular dos materiais de construção civil, foram considerados fora do escopo dos objetivos e excluídos do estudo (210 artigos). No total 37 trabalhos foram incluídos no estudo.

Concentrou-se na investigação das características de sistemas construtivos (steel frame, wood frame, alvenaria convencional e construções de terra) e de seus materiais, componentes e elementos constituintes, em relação ao potencial para a desconstrução. Um componente é uma unidade integrante de um sistema na edificação, possuindo uma forma definida e destinada a cumprir funções específicas, como, por exemplo, bloco de alvenaria e telha (ABNT, 2019). O elemento é, por sua vez, uma parte essencial de um sistema com funções específicas. Geralmente, este elemento é composto por um conjunto de componentes variados, a exemplo de parede de vedação de alvenaria, painel de vedação pré-fabricado e estrutura de cobertura (ABNT, 2019). O conjunto abrangente de elementos e componentes cuidadosamente planejados para atender a uma macrofunção específica, por sua vez, define o sistema como um todo (ABNT, 2019).

Na avaliação dos itens construtivos foram considerados critérios como a facilidade de desmontagem, a possibilidade de reutilização dos componentes, a presença de substâncias tóxicas nos materiais, a disponibilidade de informações técnicas e a viabilidade econômica da desconstrução, que subsidiaram a classificação adotada descrita a seguir:

1. indicado: materiais que foram amplamente recomendados pelos autores consultados como adequados para a desconstrução e reutilização. Esses materiais possuem características favoráveis, como facilidade de desmontagem, baixa presença de substâncias tóxicas e possibilidade de reutilização dos componentes;

2. razoavelmente indicado: materiais que apresentaram algumas ressalvas ou restrições nos artigos e livros consultados, mas ainda assim são considerados viáveis para a desconstrução e reutilização. Esses materiais podem ter certas dificuldades de desmontagem ou limitações na reutilização, mas ainda são considerados aceitáveis dentro do contexto do PpD; e

3. menos indicado: materiais que foram apontados como desafiadores para a desconstrução e reutilização. Esses materiais podem apresentar obstáculos significativos, como complexidade de desmontagem, presença de substâncias tóxicas sem alternativas seguras de remoção ou limitações na reutilização de componentes.

É importante ressaltar que por haver variações e contextos específicos que não foram abordados nos estudos consultados, a aplicação prática dessa classificação deve considerar as particularidades de cada projeto e as recomendações de especialistas e profissionais da área. A partir da literatura consultada, também foram definidos quatro requisitos que agrupam as diretrizes do trabalho:

1. design: diretrizes para a seleção de materiais, componentes, elementos e sistemas construtivos para compor o PpD e facilitar a desmontagem;

2. durabilidade: diretrizes para maximizar a vida útil das edificações e manter os materiais, componentes e elementos construtivos em um alto nível de utilidade;

3. desmontagem: diretrizes relacionadas à adoção de estratégias para valorizar o processo de desconstrução eficiente e a segurança dos trabalhadores; e

4. circularidade: diretrizes para manter o ciclo de vida dos materiais, componentes e elementos, sem oferecer riscos de contaminação a outros materiais, a saúde humana e ao meio ambiente.

O processo de desenvolvimento do framework seguiu seis fases elencadas por Jabareen (2009):

1. Fase 1 – mapeamento das fontes de dados selecionadas: coleta de dados realizada a partir da pesquisa bibliográfica;

2. Fase 2 – leitura extensiva e categorização dos dados selecionados: leitura do material bibliográfico e categorização dos dados sobre sistemas construtivos e de seus materiais, componentes e elementos constituintes no que se refere à desconstrução;

3. Fase 3 – identificação e nomeação dos conceitos: o resultado dessa fase foi a definição dos requisitos (design, durabilidade, desmontagem e circularidade) que apoiaram as diretrizes do trabalho;

4. Fase 4 – desconstrução e categorização dos conceitos: nessa fase foram propostas as diretrizes do trabalho;

5. Fase 5 – integração dos conceitos: os conceitos foram agrupados e integrados no framework; e

6. Fase 6 – sequenciamento lógico: os conceitos foram sintetizados no framework e sequenciados de maneira lógica.

Por fim, foi adotada uma abordagem qualitativa para o processo de análise dos dados obtidos neste trabalho. Nesse tipo de análise, não há preocupação com dados estatísticos, pois o propósito não é numerar ou medir unidades (Prodanov; Freitas, 2013). Além disso, os resultados apresentados são descritivos e tentam retratar uma quantidade significativa de elementos que estão dentro do objetivo da pesquisa (Prodanov; Freitas, 2013).

Resultados e discussões

Materiais e sistemas

A escolha do sistema construtivo tem uma relação direta com a possibilidade de desconstrução do edifício, de como ela deve acontecer e quais materiais podem ser reutilizados. Porém, independentemente do sistema construtivo, existem diferentes camadas que compõem uma construção (Bertino et al., 2021). Desde as não-estruturais, que geralmente são fáceis de desmontar, como portas, janelas, telhado e materiais de acabamento, até a camada estrutural e de fundação do ambiente construído (Bertino et al., 2021). O Quadro 1 apresenta os principais materiais indicados para o PpD de acordo com as etapas de construção ao qual estão relacionados.

Os edifícios com estrutura de aço apresentam alto potencial para desconstrução (Akanbi et al., 2019). O uso de ligações a seco (aparafusadas) em estruturas de aço facilita a separação das suas peças (Bertino et al., 2021; Yeung et al., 2017; Eckelman et al., 2018; Janini; Renuka; Umarani, 2022). Esse tipo de estrutura ainda possui uma capacidade de adaptabilidade a diferentes tipos de uso (Broniewicz; Broniewicz, 2020). Além de prolongar o ciclo de vida das edificações, essa característica favorece a manutenção e a substituição de componentes (Machado; Souza; Veríssimo, 2018). Ao considerar os critérios de PpD de estruturas metálicas, observa-se um potencial de redução de até 40,1% nas emissões de CO₂ e 1,3% nos custos, em comparação com abordagens convencionais (Kim; Kim, 2023). A integração desses critérios de projeto destaca o potencial significativo da desconstrução em estruturas metálicas para mitigar as emissões de carbono.

Lei et al. (2023) examinaram os benefícios da economia de carbono no final da vida útil de diferentes estruturas de construção, usando o potencial de economia de carbono como um índice de avaliação. Os resultados indicam que em comparação com métodos convencionais de demolição e descarte em aterros, a implementação de estratégias de gestão integrada para a desconstrução pode reduzir as emissões de carbono em 150,7 a 246,8 kgCO₂ -e/m², resultando em economias de carbono de 11,9 a 34,8 vezes superiores as emissões de carbono geradas pelo aterro (Lei et al., 2023). Entre as quatro estruturas analisadas, a estrutura de aço leve apresenta o maior potencial de economia de carbono (Lei et al., 2023).

Em edifícios com estrutura de madeira, a aplicação de estratégias como pregar e intertravar suas peças facilita a desconstrução, proporcionando mais oportunidades para a reutilização (Bertino et al., 2021). Segundo Piccardo e Hughes (2022), a reversibilidade das ligações, a independência dos diferentes componentes do edifício e a pré-fabricação são estratégias que favorecem a desconstrução eficiente de edifícios de madeira e promovem o reuso desse material. Akanbi et al. (2019) destacam que a adoção de estratégias alinhadas com a desconstrução pode potencialmente assegurar a reutilização de até 65% do material proveniente de um edifício em madeira. Contudo, é importante ressaltar que esse resultado pode não abranger completamente a realidade prática de todos os casos de desconstrução de edifícios em madeira, uma vez que diversos fatores, como critérios de projeto, especificações de materiais, métodos de desmontagem específicos e condições locais, podem influenciar os índices de reaproveitamento. Além dessas considerações, é essencial abordar outros fatores relacionados à madeira, como a gestão sustentável das florestas e a certificação tanto florestal quanto de produtos de madeira para garantir uma utilização eficiente e sustentável desse recurso (Husgafvel; Sakaguch, 2023). Nunes et al. (2019) ao analisarem o material recuperado de 36 casas desconstruídas observaram um benefício líquido de 7,6 toneladas de CO₂ equivalente por casa em comparação a demolição. As análises de sensibilidade revelaram no estudo que a desconstrução sempre terá um benefício de carbono sobre a demolição, esses benefícios são principalmente atribuídos à produção evitada de novos materiais e ao contínuo sequestro de carbono da madeira (Nunes et al., 2019). Esses resultados reforçam a importância de considerar outros aspectos além da eficiência técnica da desconstrução, para garantir uma abordagem integrada no desenvolvimento de práticas construtivas mais sustentáveis.

Quanto as estruturas de concreto, aquelas moldadas in loco são consideradas mais difíceis de separar (Hopkinson et al., 2019). Assim, o concreto é tipicamente reciclado (convertido em agregado) ou descartado em aterro sanitário (Eckelman et al., 2018). No entanto, é possível recuperar elementos estruturais pré-fabricados de concreto (Hopkinson et al., 2019). Os pré-fabricados podem ser projetados de forma modular e adaptável, por esta razão são associados a métodos de montagem a seco e a uma maior facilidade e rapidez de desmontagem (Bertino et al., 2021). Ademais, desconstruir e reutilizar uma estrutura pré-fabricada de concreto pode gerar mais benefícios ambientais em comparação a sua reciclagem como agregado (Xia; Ding; Xiao, 2020), uma vez que tem-se menos demanda de energia para o processamento.

Os sistemas estruturais mistos fazem o uso eficiente do aço e do concreto. Eckelman et al. (2018) combinaram estratégias de pré-fabricação e desconstrução para avaliarem os benefícios ambientais e energéticos de um novo sistema de piso misto. O estudo revelou que reutilizar três vezes o piso proposto pode reduzir os impactos por edifício em média de 60 a 70%, dependendo da categoria de impacto e da configuração do edifício. Os estudos ainda apontam que os edifícios construídos com materiais pré-fabricados possuem alto potencial para a desconstrução (Bertino et al., 2021; Dayi, 2019; Machado; Souza; Veríssimo, 2018). Como exemplo, os três pavilhões construídos pelo Departamento de Materiais Biológicos e Ciclos de Materiais em Arquitetura (BioMat) do Instituto de Estruturas e Projetos Estruturais da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Stuttgart. Nesses pavilhões, a flexibilidade de biocompósitos pré-fabricados foi combinada com o uso de ligações secas ou o simples intertravamento das peças para criar estruturas que podem ser desconstruídas (Dayi, 2019).

Para paredes, a facilidade de conectar e separar tornou os painéis de gesso populares entre os profissionais da construção. Além disso, informações sobre a instalação geralmente são fornecidas com esses painéis, facilitando o processo de desmontagem ou reparo (Zoghi et al., 2021). No entanto, o gesso é um material que deve ser utilizado com cautela, uma vez que seu processo de reciclagem é complexo, e sua disposição inadequada pode resultar na contaminação do solo, de lençóis freáticos e na liberação de gases tóxicos. Por outro lado, os blocos de concreto, embora possuam alta resistência e sejam atóxicos, apresentam desvantagens no que diz respeito ao período de manutenção e recuperação pós-demolição, devido à sua falta de flexibilidade (Zoghi et al., 2021). Nas paredes constituídas em alvenaria, os blocos ou tijolos geralmente são unidos por ligantes químicos. Esses ligantes possuem propriedades adesivas e coesivas, e quando misturados com outros materiais, passam por um processo de endurecimento progressivo até alcançar uma resistência significativa (Bertino et al., 2021).

No Brasil, o Censo Demográfico de 2010, apontou que 97,8% dos domicílios do país tinham paredes externas construídas com algum tipo de material durável, com predomínio de alvenaria com revestimento (80,0%) (IBGE, 2010). A Região Sudeste do Brasil apresentou a mais alta incidência de domicílios com paredes externas de alvenaria com revestimento (88,6%), seguida das Regiões Centro-Oeste (81,4%), Nordeste (81,2%), Norte (47,9%) e Sul (67,6%) (IBGE, 2010). Mas apesar de ser popular e o seu processo construtivo não ser complexo, na maioria dos casos as alvenarias são demolidas (Zoghi et al., 2021). Portanto, é relevante investigar a possibilidade de projetar as alvenarias de maneira que possam ser desmontadas e os seus produtos construtivos recuperados.

Reuso e a reciclagem de alvenarias

Devido à durabilidade e prevalência ao longo dos tempos, existe um vasto estoque de construções de alvenarias no mundo (Ucer et al., 2018). No entanto, muitos edifícios contendo tijolos ou blocos são demolidos antes do final de sua vida útil (Zhou et al., 2020). Por isso, a reabilitação de tais edifícios ou a recuperação dos materiais são alternativas mais indicadas para minimizar os impactos ambientais de seus entulhos (Erduran; Elias-Ozkan; Ulybin, 2019). Construções de alvenaria tipicamente não são projetadas para a desconstrução total, apesar disso é esperado que parcialmente possam ser recuperados alguns tipos de produtos construtivos. Essa recuperação pode ocorrer em diferentes escalas, desde o corte de seções da parede até a obtenção de tijolos individuais (Erduran; Elias-Ozkan; Ulybin, 2019).

Tijolos maciços e blocos cerâmicos ou de concreto geralmente são feitos em tamanhos padronizados, tornando-os convenientes para o reuso, porém o tipo de ligação pode dificultar a separação (Kanters, 2018). Normalmente são usadas argamassas à base de cimento Portland ou à base de cal para ligação desses materiais. Argamassas à base de cal estão comumente presentes em construções históricas e tendem a apresentar maior perda de aderência após um longo período de uso, assim, o processo de separação torna-se relativamente mais fácil (Hopkinson et al., 2019). Na Rússia, amostras contendo entulhos de demolição, ou seja, seções de parede, argamassa e tijolos de um edifício histórico foram coletadas e testadas quanto às suas propriedades mecânicas. Os resultados indicaram um alto potencial de reutilização de acordo com os testes de laboratório, uma vez que todas as amostras testadas foram capazes de ultrapassar os limites de resistência permitidos naquele país (Ucer et al., 2018). Erduran, Demirel e Elias-Ozkan (2021) concluíram o mesmo ao analisarem seções de parede oriundas do processo de demolição de um edifício na Turquia construído em 1990.

Por outro lado, Erduran, Elias-Ozkan e Ulybin (2019) observaram 1,9 vezes mais custos para construir uma parede com elementos recuperados em comparação a uma nova parede de alvenaria equivalente. O corte das peças de alvenaria recuperadas de escombros de demolição foi o principal fator de encarecimento. Uma alternativa seria integrar seções maiores compostas com vários blocos, de modo que os detritos sejam utilizados de forma mais eficiente. Além de reduzir a quantidade de resíduos descartados, isso resultaria em um método mais eficiente em termos ambientais e econômicos (Erduran; Elias-Ozkan; Ulybin, 2019). Alguns autores consideram que não é prático ou possível a recuperação de tijolos ou blocos ligados por argamassa à base de cimento Portland (Addis, 2006; Iacovidou; Purnell, 2016). No entanto, Zhou et al. (2020) aplicaram dois métodos avançados – o corte com serra e o puncionamento – para a recuperação de tijolos ligados com argamassa desse tipo. Os tijolos recuperados apresentaram aparência visual quase idêntica aos tijolos novos e a resistência à compressão difere em -4,8% a +40%. O processo de recuperação por ambos os métodos ainda obteve consumo de energia e emissão de carbono (<1%), significativamente menores em relação aos tijolos novos (Zhou et al., 2020).

Com o avanço das tecnologias construtivas existe uma tendência de adaptação das construções em alvenaria ao conceito de desconstrução. Desde 2012, uma equipe de pesquisadores alemães investiga soluções desmontáveis em construções desse tipo. O projeto abreviado de REMOMAB (Rezyklierbare, Modulare, Massive Bauweisen - Métodos de Construção Maciça, Modular e Reciclável) está implementando e testando um método de construção de alvenaria a seco. O objetivo é, pela primeira vez, desconstruir um edifício de alvenaria e reconstruí-lo em outro local (Youssef; Erler; Jäger, 2019). Para tanto, é necessário que os tijolos possam ser facilmente separados e reutilizados, como os tijolos dry stack, que podem ser empilhados a seco ou com o uso mínimo de argamassa (Bertino et al., 2021). O Quadro 2 apresenta um resumo dos estudos sobre os métodos para o reaproveitamento de produtos construtivos em alvenaria. Além das possibilidades de recuperação exploradas anteriormente, a reciclagem é uma alternativa que não pode deixar de ser citada, uma vez que faz parte da transição para a economia circular na construção civil (Bertino et al., 2021). Portanto, algumas oportunidades para a reciclagem de produtos provenientes de alvenaria também são apresentadas.

As possibilidades de aproveitamento incluem a substituição parcial do cimento Portland (Amakye; Abbey; Olubanwo, 2021), o uso como agregados para a confecção de blocos e peças diversas (Hita et al., 2017; Mora-Ortiz et al., 2021) e o reuso de seções de paredes e de tijolos (Erduran; Elias-Ozkan; Ulybin, 2019). Em resumo, a recuperação dos produtos construtivos de alvenarias para o reuso ou para a reciclagem, não só diminui a quantidade de resíduos de demolição como também diminui a necessidade de produção de novos materiais, que são dois parâmetros importantes em termos de economia circular (Ucer et al., 2018; Zhou et al., 2020).

Diretrizes e framework para a circularidade de materiais, componentes e elementos obtidos por estratégias de desconstrução

Diretrizes de design

A interligação dos materiais é um dos fatores que mais influenciam a desmontagem das edificações. Por isso, priorizar o uso de materiais e componentes que possam ser unidos/fixados com ligações secas ou intertravados/encaixados é uma estratégia que permite a independência dos sistemas e a recuperação de itens em bom estado com mais facilidade e rapidez (Akanbi et al., 2019; Bertino et al., 2021; Suwaed; He; Vasdravellis, 2022). Embora o uso de ligações químicas seja frequentemente associado à impossibilidade de separar os materiais e componentes, as discussões realizadas no subtópico “Reuso e a reciclagem de alvenarias” indicaram que é possível separar e reaproveitar materiais e componentes unidos por esse tipo de ligação. No entanto, o uso desses ligantes deve ser condicionado ao mínimo, a aderência residual e existência de métodos para a separação dos materiais unidos quimicamente (Ucer et al., 2018; Zhou et al., 2020; Erduran; Elias-Ozkan; Ulybin, 2019; Machado; Souza; Veríssimo, 2018).

Minimizar a quantidade de materiais diferentes, ligações e revestimentos é indicado para tornar a operação de desmontagem mais simples (Chini; Balachandran, 2002a; Crowther, 2001). O excesso de diferentes itens e camadas de revestimentos pode exigir o uso intensivo de ferramentas e conduzir a mais dispêndio de tempo e custos. Assim, quanto mais homogêneos são os itens de uma edificação menos complexas são as operações de troca, manutenção e desmontagem das edificações (ISO, 2020). Também é mais atrativo para o mercado a recuperação de materiais do mesmo segmento. Além disso, deve-se considerar o uso de materiais e componentes que possam ser facilmente transportados, inclusive manualmente. Isso evita o uso de ferramentas e equipamentos complexos ou pesados e facilita o manuseio, a troca e a desmontagem. Esses materiais podem ainda permitir que engenheiros e arquitetos projetem edificações passíveis de serem adaptadas ao longo do tempo.

Utilizar materiais de tamanho padronizado é uma alternativa que facilita o resgate, o transporte e a revenda dos itens. Trabalhar com dimensões padrões pode ainda permitir a execução de projetos adaptáveis e reduzir a geração de resíduos, por evitar cortes e acabamentos desnecessários (ISO, 2020). Porém, a padronização excessiva e a escolha de materiais homogêneos podem apresentar um desafio futuro, pois a estética e as preferências de design evoluem ao longo do tempo. Itens construtivos excessivamente uniforme e padronizados, podem se tornar obsoletos em termos estéticos e não atender às preferências dos clientes no futuro. Portanto, cada caso deve ser avaliado pelos envolvidos no projeto para que a viabilidade final da desconstrução e a circularidade sejam atingidas.

Deve-se ainda evitar o uso de materiais tóxicos, pois além de contaminar outros materiais, eles podem liberar sustâncias potencialmente perigosas para a saúde humana e ao meio ambiente (Crowther, 2001). Nesse sentido, é importante priorizar materiais que sejam seguros ao longo do ciclo de vida da edificação, contribuindo para a sustentabilidade ambiental e a saúde das pessoas que interagem com esses ambientes. Priorizar o uso de materiais pré-fabricados é uma prática amplamente indicada, pelas vantagens relacionadas à diminuição do consumo de materiais, tempo e geração de resíduos (Machado; Souza; Veríssimo, 2018; Dayi, 2019; Bertino et al., 2021; Tavares et al., 2021). Entretanto, itens moldados in loco não impedem ou dificultam a desconstrução, desde que sejam concebidos para a desmontagem (Machado; Souza; Veríssimo, 2018). Da mesma forma, deve-se evitar a ideia de que usar ligações mecânicas é suficiente para garantir a desconstrução (Sassi, 2008), pois esse tipo de ligação pode sofrer danos e causar problemas às partes que estão conectadas (Machado; Souza; Veríssimo, 2018).

Os métodos construtivos modulares são altamente industrializados e racionais. Possuem características como o alto controle de qualidade e a rapidez de execução da construção. Esses métodos também são baseados em subsistemas independentes que funcionam integradamente. Portanto, a modularidade é uma diretriz indicada para melhorar a eficiência e facilitar a desmontagem sistemática das construções (Boadi-Danquah et al., 2017; Arysia; Suryantini, 2021; Dams et al., 2021; Liu et al., 2022). Porém, a fabricação dos módulos pode envolver custos significativos, e a disponibilidade pode ser limitada em determinadas regiões. No Brasil, isso pode impactar na acessibilidade econômica dessa abordagem, especialmente em locais onde a construção modular é menos difundida.

Diretrizes de durabilidade

A durabilidade é um fator chave para maximizar a vida útil de uma edificação, evitar o consumo de novos materiais e a geração de resíduos. Nesse sentido, é particularmente importante pensar em camadas (cobertura, estrutura, piso, vedação, etc.) a partir de uma perspectiva temporal, uma vez que os ativos construídos têm diferentes tempos de vida útil e essas variações precisam ser consideradas no projeto (ISO, 2020). O fim da vida útil de uma camada temporal hierarquicamente superior conduz ao final de vida útil de uma camada inferior (Méquignon, 2011). Portanto, a separação entre componentes de longa e curta duração facilitará a adaptabilidade e ao mesmo tempo reduz a complexidade da desmontagem, permitindo que materiais específicos sejam removidos um de cada vez, conforme o necessário (ISO, 2020). Em vista disso, a construção deve seguir uma hierarquia de montagem, de modo que as camadas com ciclo de vida mais curto sejam mais externas, visíveis e fáceis de acessar (Machado; Souza; Veríssimo, 2018).

Projetar as edificações para a adaptabilidade possibilitará estender a sua vida útil e minimizar o uso dos recursos com modificações desnecessárias durante esse período (Machado; Souza; Veríssimo, 2018; Broniewicz; Broniewicz, 2020; Dams et al., 2021). A adaptabilidade pode ser alcançada, por exemplo, usando paredes interiores móveis ou divisórias e incluindo materiais de fácil reparo ou manutenção (EMF, 2019). Isso ajuda a evitar a necessidade de remover materiais desnecessariamente, ao mesmo tempo que os mantêm em um alto nível de utilidade. Porém, mesmo com a adaptabilidade incorporada ao projeto, a necessidade eventual de demolição pode ser motivada por fatores além da durabilidade dos materiais. A demanda por espaço, mudanças nas regulamentações ou requisitos funcionais podem resultar na decisão de demolir, independente da durabilidade. Além disso, é imperativo pensar no design de edificações flexíveis e desmontáveis, levando em consideração de maneira cuidadosa o aumento do carbono incorporado nas estruturas, decorrente da maior robustez dos elementos construtivos. Torna-se fundamental avaliar se esse acréscimo no carbono incorporado pode ser compensado no futuro e se os elementos serão verdadeiramente reutilizados, a fim de ponderar o impacto ambiental e a eficiência energética associados a essas estratégias.

O emprego de materiais que não possam ser danificados facilmente e em consonância com padrões normativos é importante para evitar problemas às partes que estão conectadas, alongar a vida útil da edificação e aumentar a possibilidade de remoção de itens em bom estado (Crowther, 2001; Guy; Ciarimboli, 2006; Machado; Souza; Veríssimo, 2018; ISO, 2020). Materiais e componentes construtivos devem ser adequadamente armazenados em todas as fases do empreendimento, uma vez que o armazenamento apropriado desempenha um papel crucial na preservação de suas características e na redução do desperdício na obra (Crowther, 2001). Além disso, é essencial observar o conjunto de normas técnicas relacionadas ao desempenho, à manutenção e à durabilidade das edificações. Essas normas oferecem as orientações e os requisitos necessários para manter a utilidade e a qualidade das edificações durante sua vida útil. No entanto, a qualidade e a durabilidade de alguns materiais podem ser influenciadas por fatores imprevistos, como eventos climáticos extremos, desgaste natural e exposição a agentes corrosivos. Assim, a garantia da durabilidade na prática exige uma abordagem abrangente, considerando não apenas a seleção inicial de materiais, mas também a manutenção regular e a resposta adaptativa às condições específicas ao longo do tempo.

Diretrizes de desmontagem

Todos os componentes de uma edificação que serão removidos precisam estar acessíveis para essa operação. Garantir, por meio de estratégias projetuais, a acessibilidade das partes desmontáveis, permite que a desconstrução ocorra de forma eficiente e segura para o trabalhador, pois evita o dispêndio de tempo e o uso de ferramentas mais complexas (Chini; Balachandran, 2002a; Crowther, 2001; Guy; Ciarimboli, 2006; ISO, 2020).

Além disso, para que a desmontagem seja bem-sucedida e segura, é indicado manter um plano de desconstrução atualizado, de acordo com eventuais intervenções realizadas na edificação (Chini; Balachandran, 2002a; Crowther, 2001; Guy; Ciarimboli 2006; Morgan; Stevenson, 2005.) Esse plano deve conter informações como: os materiais utilizados, documentação “as built” (como construído), as instruções sobre como descontruir os elementos e a especificação das ferramentas necessárias para desmontar a edificação (Morgan; Steverson, 2005).

Logo, é fundamental garantir aos trabalhadores o acesso à informação sobre como proceder o processo de desmontagem (Guy; Ciarimboli, 2006; Sanchez; Rausch; Hass, 2019; O’Grady et al., 2021). A função dessas informações é dar suporte ao sequenciamento correto de desmontagem que foi projetado, para que a desconstrução possa ser executada de maneira precisa e com menores riscos aos trabalhadores (ISO, 2020). A desconstrução não vai ocorrer de maneira eficiente e segura se os trabalhadores não entenderem como deve ocorrer o processo de desmontagem. Como estratégia complementar para minimizar eventuais danos aos trabalhadores, ainda é indicado a elaboração de um mapa de riscos para a desmontagem da edificação. Isso significa que devem ser representados graficamente os diferentes tipos de riscos a que os trabalhadores podem ser expostos e as ações preventivas.

Outro fator chave é a capacitação dos trabalhadores sobre como realizar a desmontagem (ISO, 2020). A capacitação ajuda os trabalhadores a desenvolverem suas habilidades, a melhorar o desempenho de suas atribuições e a prevenir acidentes de trabalho. Assim, o domínio dos processos pelos trabalhadores torna-se uma realidade e os riscos são minimizados. Finalmente, é esperado que sejam disponibilizados equipamentos de proteção individual para os trabalhadores, assim como as ferramentas e equipamentos adequados para a desmontagem.

Diretrizes de circularidade

Um fator-chave para impulsionar a economia circular na construção civil é a existência de um mercado para materiais recuperados em que eles estejam disponíveis e tenham a sua qualidade assegurada (Cheshire, 2016). Nesse sentido, concomitantemente à desmontagem é indicado que os itens recuperados sejam separados por tipos de cada materiais e de componentes. Essa prática busca otimizar a eficiência do processo, direcionando itens similares para processos específicos. Em seguida, deve-se classificar os itens obtidos conforme as possibilidades de novos ciclos de vida. Ainda é indicado que seja atualizado ou criado um banco de dados para facilitar a gestão e/ou comercialização dos itens recuperados (Cheshire, 2016; Cai; Waldmann, 2019; Jaysinghe; Waldmann, 2020). Além de oferecer um panorama abrangente dos recursos disponíveis, o banco de dados promove a transparência e a rastreabilidade ao longo do ciclo de vida dos materiais.

Para materiais que pertencem a ciclos biológicos é indicado aplicar estratégias de aproveitamento em cascata, ou seja, o uso sequencial do material em múltiplas aplicações, até a devolução na natureza por meio de processos como a biodigestão e a biodegradação (Cheshire, 2016; EMF, 2017). Como exemplo, uma viga de madeira que após o uso como um material estrutural, pode ser reutilizada como um elemento não-estrutural e depois reciclada para compor um painel de fibras, e por fim ser encaminhada para a compostagem e gerar biogás (Cheshire, 2016). Porém, o sucesso do ciclo biológico está diretamente ligado à ausência de contaminação do material por substâncias tóxicas. No Brasil, onde a madeira é frequentemente submetida a tratamentos químicos contra organismos xilófagos, essa prática torna sua adequação para o reuso mais complexa. Para materiais do ciclo técnico, o prolongamento do tempo de vida útil do material deve ocorrer a partir do reuso em primeira instância, uma vez que, essa estratégia conserva o maior valor dos itens (EMF, 2017). No reuso, os materiais são usados novamente tanto para o seu uso original como para funções diferentes, sem a perda drástica do seu valor e sem sofrer transformações químicas, mas quando o reuso do material não é possível, deve-se permitir o seu reparo, remanufatura ou reciclagem, uma vez que são estratégias preferíveis ao descarte (Akinade et al., 2020; EMF, 2017).

Em países como o Brasil, que não dispõem de legislações e regulamentações específicas para a economia circular, a falta de orientação pode criar dificuldades operacionais e também limitar a eficácia das estratégias circulares. Nesse cenário, é essencial que em paralelo à busca por regulamentações adequadas, haja um esforço contínuo para melhorar as condições de mercado que promovam efetivamente a economia circular e a gestão sustentável dos recursos. Ademais, a parceria com agências locais de desenvolvimento econômico para capacitar a mão de obra na desconstrução e reutilização de materiais, especialmente priorizando comunidades de baixa renda, é uma estratégia integral para impulsionar a sustentabilidade e o desenvolvimento local (Teicher, 2023).

Proposição do framework

A proposta do framework (Figura 2) congrega os requisitos e as diretrizes definidas em uma estrutura conceitual intuitiva e aplicável em empresas do setor da construção civil. Sua abordagem considera a desconstrução das edificações como uma estratégia para motivar a aplicação de práticas circulares nesse setor. O framework proposto também pode ser adotado no planejamento estratégico de empresas, uma vez que sua estrutura é propícia para fomentar um modelo de negócio e/ou um diferencial competitivo.

Para a implementação do framework deve haver um esforço para que as diretrizes estabelecidas sejam incorporadas na etapa de projeto, uma vez que as decisões iniciais implicam em grandes impactos futuros (Akinade et al., 2017). As diretrizes elencadas interagem com os requisitos do framework (design, durabilidade, desmontagem e circularidade) por meio de diferentes cores. Considerar o design corresponde ao requisito inicial do framework proposto. Isso significa que os materiais, componentes e elementos com maiores potenciais de desmontagem devem ser selecionados no intuito de facilitar a desconstrução e permitir que sejam recuperados o maior de número de itens.

Na sequência, a durabilidade é o requisito que objetiva maximizar a vida útil dos empreendimentos para evitar o consumo de produtos construtivos e permitir que a desconstrução siga uma sequência de desmontagem baseada em camadas temporais. Além disso, a durabilidade permite que o nível de utilidade dos materiais, componentes e elementos de um empreendimento permaneça alto ao longo do tempo e favoreça a circularidade desses itens. Concomitante à durabilidade, no requisito de desmontagem deve ser priorizada a eficiência da desconstrução, de modo que os processos de desmontagem sejam executados sem erros e com riscos reduzidos aos trabalhadores.

No requisito da circularidade, deve ser permitido que os itens recuperados por intermédio das etapas anteriores mantenham o seu ciclo de vida. Esses itens podem retornar para o projeto de novos empreendimentos desmontáveis ou serem transferidos para outros setores. Além de reduzir o consumo de novos recursos, propiciar a circularidade dos materiais, componentes e elementos provenientes das diretrizes de design adotadas na concepção dos projetos, irá impedir que resíduos ou materiais contaminantes sejam descartados de maneira inadequada. Desse modo, considerando que os recursos provenientes dos ciclos biológicos devem retornar para a natureza e que a geração de rejeitos remanescentes e inaproveitáveis seja mínima, a disposição final deles encerra a proposição do framework.

Conclusões

O presente trabalho objetivou propor diretrizes e um framework para circularidade dos materiais, componentes e elementos obtidos por estratégias de desconstrução de edificações. A partir da condução da Revisão Sistemática de Literatura, identificou-se que os materiais pré-fabricados, destacam-se nas pesquisas em relação à desconstrução, pelo seu potencial de montagem a seco e leveza. Ademais, são materiais associados a sistemas modulares que consomem menos recursos, tempo e resíduos. Enquanto isso, a madeira pode ser pregada ou intertravada, facilitando assim a desmontagem e o aproveitamento futuro do material. As estruturas de aço são as mais indicadas para o PpD. Esse tipo de sistema estrutural pode ser ligado a seco e permite que construções possam ser adaptadas a diferentes usos.

No Brasil, assim como em outros países, existe um estoque expressivo de edificações construídas com alvenaria convencional. Esse sistema construtivo exige mais tempo, técnicas especiais de corte e mão de obra especializada para realizar a recuperação dos seus materiais, componentes e elementos. Contudo, há avanços nas pesquisas em relação à possibilidade de os produtos construtivos de alvenarias serem recuperados e reaproveitados de forma segura e com características acima dos padrões normativos exigidos para utilização em outras construções.

A partir da revisão de literatura e das discussões realizadas, foram propostas 26 diretrizes associadas a quatro requisitos. O framework sintetizou a contribuição teórica do trabalho em uma estrutura conceitual inovadora, que oferece subsídios para auxiliar o setor da construção civil a desvincular-se de suas práticas lineares pela adoção de outras que motivam o desenvolvimento econômico circular. Contribuindo, assim, para gerar uma cadeia de valor mais diversificada, na qual novos modelos de negócios podem surgir, como serviços de recuperação e reutilização de materiais, empresas especializadas em desmontagem de edificações e consultorias focadas em implementar práticas circulares em projetos de construção. Além disso, a transição para uma economia circular pode fortalecer a posição no mercado das empresas e gerar novas oportunidades de emprego, especialmente aquelas que exigem habilidades específicas para montar e desmontar edificações.

Como lacunas identificadas no trabalho, aponta-se que os artigos selecionados a partir do processo de busca não abordaram questões sobre os itens construtivos da camada de cobertura e fundação dos edifícios. Para trabalhos futuros, torna-se relevante a investigação dessas camadas no contexto da desconstrução. Além disso, sugere-se que o framework seja validado e adaptado por meio de workshops e estudos de casos em empresas do setor da construção nacional e internacional para que nele sejam incorporados outros aspectos que não foram identificados nesse estudo. Outro ponto a ser explorado é o cálculo da quantidade de material efetivamente recuperado para reuso em uma desmontagem e as correspondentes quantidade de energia e CO₂ economizadas, ao se evitar a produção de novos componentes e elementos construtivos para novas obras. Ainda, acredita-se que a evolução da cultura de projetos para desconstrução deva passar tanto pelo ensino das disciplinas de projeto dos cursos da área, como pelo mercado, em relação aos projetos executivos voltados para essa prática, com ênfase no detalhamento dos processos de montagem/desmontagem das diversas partes da construção, especialmente dos elementos de conexão, de modo a tornar a cadeia construtiva cada vez mais sustentável e resiliente.

Agradecimentos

Agradecemos à Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal de Ouro Preto (PROPEC), à Pró-reitoria de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação (PROPPI-UFOP) e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pelo financiamento da bolsa de mestrado de Mariana Fernandes Costa Vieira.

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