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LIGTH STEEL FRAME
CONSTRUÇÃO A SECO
Juliana dos Anjos Pacheco Noronha1
Ludmyla Alves da Silva 2
Tatiane Gomes Costa3
Prof. Sérgio Cláudio dos Santos4
RESUMO
Devido ao amplo crescimento populacional e ao progresso tecnológico, o setor da construção civil vem pesquisando métodos mais eficazes de construção com a finalidade de expandir a produtividade, reduzir o desperdício e solucionar a crescente necessidade habitacional. Uma das possibilidades é o uso do sistema construtivo já solidificado nos países desenvolvidos, o Light Steel Framing. O método por ser constituído de perfis de aço galvanizado de baixa espessura formada a frio, apresentando redução do peso da estrutura e facilidade no manuseio do material. A adoção deste sistema pode contribuir para a melhoria do processo construtivo devido a facilidade de montagem, a flexibilidade da arquitetura e dos tipos de materiais que suporta, além da redução no consumo de matéria-prima natural e dos entulhos nas obras. Assim, o sistema construtivo Light Steel Framing vai de encontro ao conceito de desenvolvimento sustentável conservando os recursos naturais, atendendo às necessidades atuais e garantindo que as próximas gerações consigam atender suas necessidades no futuro.
1 INTRODUÇÃO
O setor da construção civil no Brasil é caracterizado pelo uso do sistema
construtivo completamente artesanal, com estrutura de concreto armado associada
à alvenaria de blocos cerâmicos, que tem como particularidade a pouca
produtividade, excessivo desperdício de materiais, além da grande produção de
entulho (SANTIAGO, et al, 2012).
Segundo Hass e Martins (2011) com o próspero crescimento da
construção civil, é preciso construir com mais agilidade, menos desperdício,
produzindo menor volume de residuos, considerando a relevância das questões
ambientais.
1 Graduanda em Engenharia Civil, ju.anjosnoronha@gmail.com 2 Graduanda em Engenharia Civil, ludmyla.alves@hotmail.com 3 Graduanda em Engenharia Civil, 4 Professor do curso de Engenharia Civil e orientador do Artigo Científico
A conscientização pela utilização de energia sustentável vem aumentando
muito e a construção civil tem sido bastante afetada; diante disso, o setor está
constantemente procurando novos métodos mais industrializados, com menor
desperdício, novas tecnologias e a melhor maneira de alcançar a industrialização, a
racionalização dos processos e de proteger o meio ambiente (SANTIAGO et al,
2012).
Buscando alterar esse cenário, o Light Steel Framing (LSF) aparece como
uma ótima resposta, um método construtivo amplamente instituído e divulgado em
países como Estados Unidos e Japão, com a finalidade de diminuir o volume de
perda, o número de operários nos canteiros de obra, a alta produção e o tempo de
entrega, dentre outros (OLIVEIRA, 2011).
Segundo Batista (2011), este sistema construtivo é totalmente
industrializado do ponto de vista racional, que tem como fundamental particularidade
uma estrutura formada por perfis de aço galvanizados de pouca espessura
moldados a frio, proporcionando uma construção com muita eficácia e brevidade de
execução.
Entretanto, o Brasil apesar de ser um dos maiores produtores de aço do
mundo, ainda tem um volume pequeno de construções à seco, atualmente mais
direcionadas para a demanda habitacional, que vem abrindo campo para o sistema
construtivo moderno do LSF e trazendo melhorias à indústria da construção civil
(SANTIAGO, et al, 2012).
Diante do exposto, o objetivo deste artigo é apresentar o sistema Ligth
Steel Framing e as diferenças para o sistema tradicional, identificando as vantagens,
a viabilidade e sua aplicação quanto método construtivo, como forma de mitigar
significativamente os resíduos no canteiro de obras.
2 SISTEMA CONSTRUTIVO TRADICIONAL
O concreto armado associado à alvenaria é um método da indústria da
construção civil e dos mais relevantes componentes da arquitetura, usado em
diversos tipos de estruturas e diferenciado por suportar esforços de tração e
compressão, já que o concreto propriamente dito tem alta resistência à compressão,
mas precisa do aço para resistir à tração (BRUMATTI, 2008).
No Brasil, o sistema construtivo convencional é totalmente artesanal e
amplamente utilizado para diversos tipos de construções residências, industriais e
comerciais. Neste método o concreto armado é utilizado junto à alvenaria de blocos
cerâmicos, responsável pelo fechamento e isolamento da edificação. Apesar de não
ser a única alternativa é o sistema construtivo mais utilizado em todo o mundo
(figura 1) (GROPIUS, 2009).
FIGURA 1. Método construtivo tradicional predominante no Brasil
Fonte: GRANDES CONSTRUÇÕES (2015)
De acordo com Araújo et al (2014) o concreto armado é composto pela
junção do aço e concreto, materiais correspondentes que trabalhando juntos trazem
a resistência suficiente aos esforços que são submetidos, por isso tão popular, pela
durabilidade, custo mais viável e economia.
Segundo Brumatti (2008, pg. 35) é o método mais usado principalmente
por causa da cultura, ao custo mais viável e a popularidade do concreto armado,
devido sua durabilidade e economicidade, também porque outros sistemas
construtivos necessitam de mão de obra especializada. O concreto armado surgiu
da necessidade de mesclar a resistência à compressão e durabilidade da pedra com
as características do aço.
A Construção Civil tem sido considerada uma indústria atrasada quando comparada a outros ramos industriais, por apresentar, de maneira geral, baixa produtividade, grande desperdício de materiais, morosidade e baixo controle de qualidade.
Ainda é o mais utilizado devido ao resultado, um material que tem como
vantagens poder assumir qualquer forma com rapidez e facilidade, além de
proporcionar ao metal proteção contra a corrosão. A união do concreto com a
armadura de aço cria um componente resistente às tensões de compressão e tração
devido às características dos dois materiais (SANTIAGO et al., 2012).
A principal desvantagem do método é o grande peso da estrutura
finalizada e a dificuldade para reformas ou demolições, além da geração de grande
volume de resíduos.
3 SISTEMA CONSTRUTIVO À SECO OU INDUSTRIALIZADO
A construção à seco está completamente relacionada à sustentabilidade,
uma vez que é um método que resulta em uma edificação delicada com produção
mínima de entulho, redução do volume de serviço e mão de obra, se comparado à
convencional. Além de ser resistente, permite usar vários acabamentos e a
possibilidade de executar qualquer projeto arquitetônico (ARAUJO et al, 2014).
Apesar do grande crescimento da indústria da construção civil, a técnica
industrial ainda não é muito adotada, sendo considerada uma novidade, já que
somente no século XX é que alguns profissionais adaptaram e começaram a utilizar,
como os arquitetos Walter Gropius e Le Corbusier (GROPIUS, 2009).
O método industrializado usa basicamente produtos padronizados de
tecnologia avançada, onde os componentes construtivos são fabricados
industrialmente e a matéria prima usada, os procedimentos de fabricação, as
características técnicas e acabamentos passam por rigorosos e sistemáticos
controles de qualidade (WEBSITE REVISTA TECHNE, 2013).
A construção à seco recebe esta denominação em virtude de não utilizar
a água na formulação dos materiais da estrutura, sendo usada apenas na fundação,
também são dispensados a areia e o cimento. O método pode significar o fim do
desperdício de recursos naturais e matéria prima. Os sistemas construtivos
industrializados ou à seco são:
• parede dupla de concreto: emprega módulos prontos formados por duas
placas de concreto armado com um vão no meio por onde passam as
instalações, que podem ou não ser preenchidos com cimento, EPS e lã de
rocha;
• sistema EPS: utiliza telas de aço galvanizado unidas por treliças e
preenchidas com EPS, após erguida, a estrutura é jateada com argamassa,
sendo o produto 80% mais leve que o tijolo e os resíduos 100% recicláveis;
• wood frame: composto por perfis de madeira, montantes de pínus tratados
contra cupins e umidade, com fechamento de placas de drywall ou OSB e
revestimento cimentício; o tempo de obra é 25% menor;
• light steel framing: o sistema mais divulgado no Brasil e a principal
característica é a utilização de perfis de aço galvanizado formando painéis,
vigas e tesouras unidos por parafusos que servem de estrutura e são
resistentes às cargas da construção.
Os perfis, vedados por painéis cimentícios, drywall ou OSB chegam prontos
ao canteiro de obras, o isolamento termo acústico é feito com manta de lã,
com fechamento de gesso acartonado em áreas secas e placas cimentícias
nas molhadas (WEBSITE REVISTA TECHNE, 2013).
FIGURA 1. Sistemas construtivos à seco Fonte: WEBSITE REVISTA TECHNE, 2013 (2013)
4 LIGHT STEEL FRAMING
Contexto histórico
O sistema Light Steel Framing (LSF) é uma evolução do método
construtivo autoportante em madeira usado, sobretudo no Canadá e Estados
Unidos, onde na primeira metade do século XIX, a necessidade de crescimento das
cidades e a rapidez pretendida ocasionaram o contexto perfeito para a propagação
do sistema (SANTIAGO et al., 2012).
Entretanto, a madeira largamente usada nas construções apresenta fácil
combustão, e em 1.871 um grande incêndio consumiu parte da cidade de Chicago,
deixando milhares de desabrigados. Diante disso, foi desenvolvido o sistema light
steel framing, com a concepção estrutural equivalente a de madeira, porém usando
perfis formados a frio de aço galvanizado (ANDERS, 2007).
Entretanto, apesar do protótipo ser executado no início do século XX só
no final do século é que o sistema LSF recebeu destaque nas construções
americanas e sua impulsão se deu devido as grandes tragédias ocorridas no país
(ANDERS, 2007).
O light steel framing foi extensamente usado no Japão após a Segunda
Guerra Mundial, em virtude da urgência de reerguer milhões de habitações
devastadas pelos bombardeios e incêndios posteriores e a rapidez do processo fez
com que o método fosse cada vez mais utilizado nos EUA e Canadá (BONDUKI,
2008).
No Brasil, o LSF foi apresentado por empreendimento privado,
inicialmente para construções residenciais de alta qualidade, mas na atualidade
diversas empresas promovem a execução de suas construções com método, como
Mc Donald’s e Ipiranga Produtos de Petróleo, buscando reduzir o prazo da obra e os
impactos ambientais (SALES, 2009).
Na área habitacional popular foram desenvolvidos alguns conjuntos em
São Paulo, Paraná, Rio Grande do Sul, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e Minas
Gerais, e a Caixa Econômica Federal, por sua vez, também incentiva o
financiamento de habitações em Light Steel Framing no país (BONDUKI, 2008).
Conceito e características
O Light Steel Framing é uma expressão usada no mundo todo para
explicar um método construtivo que usa o aço galvanizado como componente
estrutural principal, aplicando conceitos de construção industrializada, composto por
diversos componentes como fundação, isolamento termo-acústico, fechamentos
externos e internos e além de ser limpa e eficaz (figura 2) (SALES, 2009, pg. 35).
...inovações, como o Ligth Steel Framing e, devem ser economicamente viáveis e compatíveis com os condicionantes nacionais, para que a construção industrializada possa ser uma solução no panorama brasileiro.
A camada mínima de revestimento para proteção do aço é definida pela
NBR 15253:2005 (ABNT) e varia de 150 a 180g/m² para perfis estruturais e 100g/m²
para não estruturais. O LSF é definido como um sistema construtivo seco, pois
possibilita a redução do uso da água na execução da obra, sendo esta utilizada só
na fundação e assentamento de revestimento cerâmico (SANTIAGO et al., 2012).
LSF é o processo pelo qual se compõe um esqueleto estrutural em aço
formado por diversos elementos individuais ligados entre si, passando estes a
funcionar em conjunto para resistir às cargas que solicitam a edificação e dando
forma à mesma (SANTIAGO et al., 2012) (figura 2).
FIGURA 2. Desenho esquemático do sistema Light Steel Framing
Fonte: SANTIAGO et al. (2012)
Grande parte das construções são executadas de forma artesanal, com
vigas e pilares com vedações em alvenaria e concreto armado, diferente da
construção industrializada que não utiliza tijolo ou cimento, resultando em paredes
portantes, como se fossem uma espécie de gaiola (GROPIUS, 2004).
Este processo construtivo possui material próprio para realizar os
fechamentos e arremates, porém, em relação ao acabamento tem flexibilidade para
empregar os mesmos produtos que o sistema convencional.
Segundo GROPIUS (2004, pg 84), a estrutura é executada em perfis de
aço galvanizado, inseridos com espaçamento definido em cálculos estruturais e
seguindo as normas específicas quanto ao dimensionamento e forma da construção
para que não ocorram surpresas.
Este tipo de construção pré-fabricada e industrializada, além de poder contribuir para o barateamento das edificações, traz também como vantagem uma maior independência dos problemas que podem ocorrer por ocasião da execução, em comparação com o processo convencional em concreto, que dependem da secagem dos elementos da construção, das argamassas, etc., para o andamento da obra. Também deve ser levado em conta o ganho de qualidade em relação à precisão de medidas e encaixes, que dispensam ajustes no local, reduzindo o tempo de montagem no canteiro.
O revestimento externo do light steel framing é realizado utilizando placas
cimentícias parafusadas aos perfis e nos arremates e nos acabamentos é usada
uma espécie de massa específica para que não haja problemas posteriores. Já no
revestimento interno, inclusive áreas molhadas como cozinha e banheiro, são
usadas placas de gesso acartonado parafusadas aos perfis, também conhecido
como drywall. Outra facilidade é o isolamento acústico, podendo-se utilizar maior
quantidade de mantas de lã de rocha para isolar melhor uma sala que será um
estúdio musical, por exemplo, sem precisar reforçar a estrutura das paredes.
Neste sistema a seco existe a possibilidade de utilizar uma placa com
maior desempenho em relação ao fogo e a instalação de tubulações de água,
energia e gás que são mais simples e ágeis de executar, em virtude do vão interno
da parede e dos furos nos montantes, possibilitando a realização rápida e sem muita
perfuração (figura 4) (SANTIAGO et al., 2012).
Uma das poucas limitações para se projetar em steel framing é a altura, já
que a construção pode alcançar até sete pavimentos, seguindo cálculos rigorosos e
lembrando que em vários andares as paredes se mantêm autoportantes. A
aceitação do light steel framing pela construção civil está relacionada com a
durabilidade das edificações executadas com o sistema a seco.
FIGURA 4 - Parte interna com sistemas hidráulico, elétrico e isolamento
Fonte: RIBEIRO, MICHALKA JR. (2011)
De acordo com Ribeiro e Michalka JR. (2011, pg. 27), o sistema light steel
framing, poderá apresentar problemas, principalmente nas junções das placas, que
é o maior obstáculo para a parte técnica. Ainda assim é um sistema inovador em
busca de melhorias para resultados ainda mais eficazes.
...a necessidade de industrialização do subsetor de edificações. Considerando tal segmento da Construção Civil, nota-se que “a construção funciona de forma dissociada, com suas fases interagindo sem coordenação entre si. Entre essas fases existem incompreensões, falta de informações, mal-entendidos, tudo colaborando para que ocorra perda de tempo, erros e repetições. Esta situação é incompatível com qualquer processo de industrialização”.
Normas regulamentadoras
Com relação à regulamentação dos perfis formados a frio no Brasil, as
normas são determinadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT),
pelo Sistema Nacional de Avaliações técnicas de produtos inovadores (SINAT) e
Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat (PBQP-H).
A ABNT determina as seguintes normas:
NBR 15.253:2014 “Perfis de aço formados a frio, com revestimento
metálico, para painéis estruturais reticulados em edificações - requisitos gerais”:
estabelece os requisitos gerais e métodos de ensaios para os perfis de aço
formados a frio, com revestimento metálico, para painéis reticulados utilizados em
edificações e destinados à execução de paredes com função estrutural, estruturas
de entrepisos, estruturas de telhados e de fachadas das edificações (light steel
framing) (ABNT, 2014).
NBR 14.762:2010 “Dimensionamento de estruturas de aço constituídas
por perfis formados a frio”: estabelece, com base no método dos estados-limites, os
requisitos básicos que devem ser obedecidos no dimensionamento, à temperatura
ambiente, de perfis estruturais de aço formados a frio, constituídos por chapas ou
tiras de aço-carbono ou aço de baixa liga, conectados por parafusos ou soldas e
destinados a estruturas de edifícios (ABNT, 2010).
NBR 15.578:2008 “Bobinas e chapas de aço revestidas com liga 55%
alumínio - zinco pelo processo contínuo de imersão – especificação”: estabelece os
requisitos para os produtos planos de aço-carbono com espessuras iguais ou
inferiores a 3,20 mm, na forma de bobinas e chapas, revestidas com uma camada
de liga alumínio-zinco pelo processo contínuo de imersão a quente (ABNT, 2008).
NBR 6.355:2012 “Perfis estruturais de aço formados a frio –
padronização”: estabelece os requisitos exigíveis dos perfis estruturais de aço
formados a frio, com seção transversal aberta (ABNT, 2012).
O Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat (PBQP-H)
é um rol de ações desenvolvidas pelo Ministério das Cidades, por meio da
Secretaria Nacional de Habitação, que tem como objetivo fundamental organizar o
setor de construção civil com base na melhoria da qualidade da moradia e da
modernização produtiva, além, de fomentar a pesquisa e o desenvolvimento
tecnológico da indústria, em conformidade com a política habitacional (SILVA et al,
2010).
O Sistema Nacional de Aprovações Técnicas (SINAT) analisa e considera
as diretrizes de desempenho para avaliação técnica de produtos de tecnologia nova.
Tal análise está regulamentada por um mecanismo de suporte na avaliação de
produtos inovadores implantado em 2008, vinculado ao Ministério das Cidades
(SENAI, 2009).
Para o sistema LSF, foi regulamentada a Diretriz SINAT nº 003 “Revisão
01 – diretriz para avaliação técnica de sistemas construtivos estruturados em perfis
leves de aço conformados a frio, com fechamentos em chapas delgadas (sistemas
leves tipo Light Steel Framing)”.
Principais diferenças entre os sistemas construtivos
O light steel framing representa uma relevante colaboração para a
industrialização do setor de construções, em comparação com o convencional, que é
evidenciado pelo grande desperdício de materiais, lentidão na produção, ser mais
vulnerável às manifestações patológicas durante a vida útil, além da grande geração
de resíduos. A figura 5 abaixo apresenta as principais diferenças entre o sistema
construtivo convencional e o sistema construtivo light steel framing (SANTIAGO,
ARAÚJO, 2013):
FIGURA 5. Comparação entre os sistemas construtivos Fonte: SANTIAGO, ARAÚJO (2013)
4 SUSTENTABILIDADE, VANTAGENS E DESVANTAGENS
A compreensão de sustentabilidade e ecoeficiência conquistaram espaço
de relevância nas empresas, organizações não governamentais (ONGs) e órgãos
públicos. As regulamentações cada vez mais rigorosas estabelecem
reponsabilidades até então desprezadas.
A definição de sustentabilidade está associada ao de desenvolvimento
sustentável, aquele que proporciona o desenvolvimento na atualidade, conservando
os recursos naturais e respeitando as necessidades vigentes, assegurando que as
próximas gerações também consigam atender suas necessidades no futuro.
Buscando o desenvolvimento sustentável, foram estabelecidas
legislações do Ministério do Meio Ambiente (MMA), como a Resolução CONAMA
65.307 (2002) e pelo Governo Federal a Politica Nacional de Resíduos Sólidos (Lei
Federal n° 12.305/2010). A regulamentação determina a instituição do Plano de
Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil, visando a não geração de
resíduos, o reaproveitamento, a reciclagem e a correta destinação nos canteiros de
obras (SINDUSCON, 2012).
A proposta do sistema construtivo Light Steel Framing vai de encontro a
todas estas exigências e regulamentações, oferecendo todas as condições às
equipes de projeto e execução da edificação de realizarem uma construção com
mais rapidez, precisão de custos, prazo e qualidade.
O método induz a equipe a realizar a administração da obra, definindo
exatamente a quantidade de montantes, guias, parafusos, placas, mão de obra,
observando o baixo peso estrutural, o alivio que é repassado para a fundação, a boa
distribuição dos esforços, o tempo de execução da obra, a agilidade, o bom
isolamento térmico e acústico, a facilidade para as instalações, o volume de
resíduos, a redução de desperdício e a liberdade arquitetônica (CASTRO, 2005).
A construção enxuta contribui no ponto de vista ambiental, pois os
impactos são bem consideráveis, uma vez que o aço é 100% reciclável e também é
um material que pode ser reaproveitado mantendo sua qualidade e resistência,
proporcionando um desenvolvimento mais sustentável e trazendo alternativas
promissoras para o setor da construção (FREITAS, 2006).
Segundo Santiago et al (2012), por ser um procedimento com grande
nível de industrialização comparado com o sistema construtivo convencional, o LSF
apresenta algumas vantagens como:
• os produtos são desenvolvidos com tecnologia avançada;
• a matéria prima, os processos de fabricação, as características técnicas e
acabamento passam por rigorosos controles de qualidade;
• melhoria do desempenho termo-acústico;
• o aço pode ser reciclado e reaproveitado sem perder qualidade e resistência;
• os perfis de aço galvanizado não contribuem para a propagação do fogo;
• perfis de aço galvanizado resistentes e com grande precisão dimensional;
• durabilidade e a proteção dos perfis de aço, garantindo a proteção e
longevidade da estrutura;
• agilidade de execução, montagem e fabricação de componentes fora do
canteiro de obras, reduzindo os prazos;
• perfis extremamente leves, maior facilidade no transporte, manuseio e
montagem;
• os perfis de aço perfurados facilitam as instalações elétricas e hidráulicas.
(CASTRO, 2005).
Os aspectos que dificultam o desenvolvimento do sistema construtivo light
steel framing e sua aplicação são (FREITAS, 2006):
• falta de reconhecimento como um sistema construtivo, sendo ainda
considerado um sistema inovador;
• processos construtivos ainda muito ligados as práticas dos países de origem,
devendo ser adaptadas à realidade brasileira;
• falta de uma organização setorial, composta pela cadeia produtiva, empresas
e profissionais, tendo como objetivos a troca de experiências, divulgação da
tecnologia, redução dos custos, aumento da qualidade e competitividade
através do associativismo;
• necessidade de mão de obra qualificada e treinamento;
• falhas no desenvolvimento do projeto e consequentes da execução, podendo
tornar o sistema menos vantajoso e mais oneroso; o ideal é antecipar as
etapas da obra e o treinamento dos operários;
• custo superior ao de uma edificação de alvenaria.
5 CONCLUSÕES
A fundamentação teórica oportunizou o entendimento do sistema
construtivo Light Steel Framing e suas peculiaridades, apresentando uma breve
visão sobre as vantagens e desvantagens da utilização do sistema, diante do
sistema construtivo convencional de concreto armado aliado à alvenaria de blocos
cerâmicos.
De forma geral, percebe-se que o sistema LSF apresenta diversas
vantagens técnicas e construtivas, como o alto índice de industrialização, leveza da
estrutura, rapidez construtiva, versatilidade e facilidade de manutenção.
O LSF é uma tecnologia construtiva ainda muito recentemente praticada
no Brasil, assim mesmo, adaptando as vantagens da construção à seco, como
precisão e qualidade da obra com os elementos da climatização natural, o sistema é
uma opção coerente com os vigentes no país.
O Light Steel Framing é muito relevante com relação ao meio ambiental e
sustentabilidade, uma vez que os impactos são pouco significativos já que o aço é
100% reciclável e pode ser reaproveitado inúmeras vezes sem perder sua qualidade
e resistência, possibilitando um desenvolvimento mais sustentável e apresentando
alternativas promissoras para a indústria da construção civil.
O sistema de construção à seco é uma possibilidade para o
desenvolvimento de casas para programas sociais por ser um método
industrializado e racionalizado, com alta produtividade e mínima perda de tempo e
matéria prima, suprindo assim o grande déficit habitacional do país.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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