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TCC EXECUÇÃO HABITACIONAL.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
EXECUÇÃO DE HABITAÇÕES POPULARES COM SISTEMA CONSTRUTIVO
LIGHT STEEL FRAME
WAGNER LUIS YAMASHIRO
ORIENTADOR: PROF. DR. JOSÉ CARLOS PALIARI
SÃO CARLOS-SP
2011
2
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
EXECUÇÃO DE HABITAÇÕES POPULARES COM SISTEMA CONSTRUTIVO
LIGHT STEEL FRAME
WAGNER LUIS YAMASHIRO
Trabalho apresentado ao departamento de
Engenharia Civil da Universidade Federal de
São Carlos como requisito para obtenção do
título de Engenheiro Civil.
ORIENTADOR: PROF. DR. JOSÉ CARLOS PALIARI
SÃO CARLOS-SP
2011
3
Agradeço a todos que, direta ou indiretamente,
colaboraram com a execução deste trabalho,
meu orientador, os professores do
Departamento de Engenharia Civil,
meus amigos, e os profissionais que
colaboraram com a pesquisa deste trabalho.
4
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. José Carlos Paliari, orientador do Trabalho de Conclusão de Curso, por todo
empenho, sabedoria, compreensão e, acima de tudo, exigência. Gostaria de ratificar a sua
competência, participação com discussões, correções, sugestões que fizeram com que
concluíssemos este trabalho.
Aos meus familiares que sempre me deram amor e força, valorizando meus potenciais.
A todos os meus amigos e amigas que sempre estiveram presentes me aconselhando e
incentivando com carinho e dedicação.
A todas as pessoas que, direta ou indiretamente, contribuíram para a execução desse
Trabalho de conclusão de curso.
5
RESUMO
O setor da construção civil brasileira ainda se baseia em construções altamente
artesanais, caracterizados pelo alto índice de desperdício de insumos e mão-de-obra,
retrabalhos, grande geração de resíduos sólidos e baixa produtividade. Estes fatores dificultam
a redução do déficit habitacional do país, já que um grande número de unidades habitacionais
é necessário em um curto espaço de tempo, ao mesmo tempo em que o impacto ambiental da
construção civil atual deve ser considerado.
Uma possível solução seriam sistemas construtivos alternativos aos
predominantes no setor atualmente, buscando uma maior racionalização de materiais e melhor
aproveitamento da mão-de-obra. Este estudo analisa características do Light Steel Frame,
sistema já utilizado em grande escala em diversos países, porém pouco difundido no Brasil.
Palavras-chaves: Light Steel Frame, construção racionalizada, construção enxuta, construção
industrializada.
6
ABSTRACT
The Brazilian construction industry is still based on highly artisanal
construction, characterized by high rate of waste of materials and workmanship, rework,
great generation of solid waste and low productivity. These factors make difficult housing
deficit reduction, since a large number of housing units is required in a short period, while
the environmental impact of civil construction should be considered.
A possible solution would be alternative building systems, in the oposition of
building techniques prevalent in the industry today, seeking a further rationalization of
materials and better use of workmanship. This study examines characteristics of Light Steel
Frame, system has been used widely in many countries, but not yet widespread in Brazil.
Keywords: Light Steel Frame, streamlined construction, lean construction, manufactured
construction.
7
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Construção de uma residência em “Light Steel Framing”. ......................................................... 15
Figura 2 – Wood Frame (Fonte: Penna, 2009) ............................................................................................. 16
Figura 3 - Perfis típicos ................................................................................................................................. 19
Figura 4 - Orientação das fibras madeira nas diferentes camadas de uma placa de OSB. ......................... 20
Figura 5 – Elementos de fixação .................................................................................................................. 21
Figura 6 – Detalhe laje radier....................................................................................................................... 22
Figura 7- Instalação dos painéis verticais e detalhe de abertura. (Fonte: SOUSA e MARTINS, 2009) ........ 23
Figura 8 – Estrutura laje e cobertura (Fonte: SOUSA e MARTINS, 2009). ................................................... 24
Figura 9 - Instalação do fechamento interno utilizando o gesso acartonado (JARDIM e CAMPOS, 2008). 26
Figura 10 - Comparativo de desempenho térmico (Fonte: NORTH AMERICAN STEEL FRAMING ALLIANCE,
2000. ...................................................................................................................................................... 27
Figura 11 – Vila Dignidade, Araraquara (2011). ........................................................................................... 30
Figura 12 - Vila Dignidade, Ribeirão Preto (2011). ...................................................................................... 30
Figura 13 – Fundação com pontos hidráulicos e sanitários ......................................................................... 32
Figura 14 - Painéis com aberturas ............................................................................................................... 33
Figura 15 - Treliça de contraventamento .................................................................................................... 34
Figura 16 - Locação da tubulação ................................................................................................................ 36
Figura 17 - Placas cimentícias instaladas ..................................................................................................... 37
Figura 18 - Acabamento texturado sobre as placas .................................................................................... 38
Figura 19 – Planta da primeira Vila Dignidade (CDHU), Avaré. ................................................................... 42
Figura 20 - Projeto popular (A =41,40 m2) (Fonte: MARIUTTI, 2011) ......................................................... 46
Figura 21 – Fotografias da obra – Complexo de Urucu. Fonte: (MARIUTTI, 2010) ..................................... 48
Figura 22 - Fotografia da obra Petrobrás – Comperj. Fonte: (MARIUTTI, 2010) ......................................... 48
Figura 23 - Fotografias da obra Residencial Villa Alpina (Construtora EPO Engenharia) ............................ 49
Figura 24 – Fotografia da Construção Energitérmica Assísmica - Chile ....................................................... 49
8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Exigências normativas para revestimento metálico dos aços para a fabricação de perfis no LSF
............................................................................................................................................................... 18
Tabela 2 – Custos de construção em cada sistema. ..................................................................................... 40
Tabela 3 - Estudo comparativo de etapas entre o sistema de construção convencional e o de Light Steel
Frame..................................................................................................................................................... 41
Tabela 4 - Cronograma de execução para a residência popular – Light Steel Framing .............................. 43
Tabela 5 - Cronograma de execução para a residência popular (Alvenaria) ............................................... 44
Tabela 6 – Tabela comparativa de emissão e quantidade de árvores nos modos de construção alvenaria
estrutural e steel framing. ...................................................................................................................... 47
9
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................ 11
2 OBJETIVOS ................................................................................................................................................. 13
2.1 DETALHAMENTO DO OBJETIVO ......................................................................................................... 13
3 JUSTIFICATIVA ........................................................................................................................................... 14
4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................................................................... 15
4.1 Definição do sistema construtivo LSF ................................................................................................ 15
4.2 Histórico do LSF ................................................................................................................................. 16
4.3. Materiais componentes do LSF ........................................................................................................ 17
4.3.1 Aço .............................................................................................................................................. 17
4.3.2 Perfis metálicos ........................................................................................................................... 18
4.3.3 Revestimentos de fechamento ................................................................................................... 18
4.4 Etapas construtivas ............................................................................................................................ 21
4.4.1 Fundação .................................................................................................................................... 21
4.4.2 Painéis ......................................................................................................................................... 22
4.4.3 Lajes e coberturas ....................................................................................................................... 23
4.4.4 Isolamentos ................................................................................................................................ 24
4.4.5 Fechamento ................................................................................................................................ 25
4.5 Vantagens do sistema ........................................................................................................................ 26
4.6 Desvantagens do sistema .................................................................................................................. 28
4.7 Habitações populares ........................................................................................................................ 29
4.8 Mercado ............................................................................................................................................. 30
5 MÉTODO EXECUTIVO ................................................................................................................................ 31
6 METODOLOGIA ......................................................................................................................................... 39
7 RESULTADOS ............................................................................................................................................. 40
10
7.1 Construção light steel frame x Construção convencional ............................................................. 40
7.2 Exemplos de obras em steel framing ............................................................................................. 47
8 CONCLUSÕES ............................................................................................................................................ 50
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................. 52
11
1 INTRODUÇÃO
Desde o ano de 2005, o mercado da construção civil vem crescendo no Brasil,
cenário que se estende à construção residencial unifamiliar (casas). Neste contexto, em
contraposição ao aumento de demanda junto ao mercado, há notável crescimento na
concorrência entre as empresas construtoras e/ou incorporadoras. Sendo assim, o aumento da
competitividade tem exigido das empresas brasileiras um melhor aproveitamento de seus
recursos por meio da adoção de novas estratégias empresariais (MILAN, 2011).
No entanto, a construção de pequeno porte no Brasil ainda é
predominantemente artesanal, caracterizada pela baixa produtividade e, principalmente, pelo
desperdício. Porém, o mercado tem sinalizado que esta situação deve ser alterada e que o uso
de novas tecnologias é a melhor forma de permitir a “industrialização” e a racionalização dos
processos (FREITAS e CRASTO, 2006). Segundo Freitas e Crasto (2006), o caminho para
mudar tal quadro passa necessariamente pela construção industrializada, com mão-de-obra
qualificada, otimização dos custos mediante a contenção do desperdício de materiais,
padronização, produção seriada e em escala, racionalização dos processos e cronogramas
rígidos de planejamento e execução.
Neste contexto de racionalização e industrialização da construção, o Light
Steel Framing (LSF) surge como um sistema construtivo a ser explorado. Tal sistema vem
ganhando espaço no Brasil em construções dos mais diversos usos e já conta com a
disponibilidade no país de todos os insumos para sua execução. O sistema LSF apresenta
inúmeras vantagens como rapidez na execução, durabilidade e flexibilidade de projeto,
possibilitando aplicações em diversas tipologias de edifícios (SANTIAGO et al., 2010).
Apesar do início voltado para a construção de edificações comerciais e casas de
alto padrão, o LSF vem se apresentando gradativamente como uma alternativa viável para
construção de habitações populares, em grande parte devido à nacionalização dos
componentes e o desenvolvimento da indústria siderúrgica brasileira, já que o peso do aço na
composição de custos é majoritário (SANTIAGO et al., 2010).
Recentemente o Governo Federal lançou a segunda fase do programa Minha
Casa, Minha Vida (MCMV), aprovado em maio de 2011, com investimento previsto de
aproximadamente 72 bilhões de reais até 2014. Com previsão de contratação de 2 milhões de
unidades habitacionais neste período, o programa apresenta características e necessidades
12
favoráveis aos métodos construtivos industrializados, principalmente produção em série e
velocidade de execução, respectivamente.
Portanto, o Brasil possui condições para adoção em larga escala do LSF, haja
vista o cenário econômico e habitacional encontrado atualmente. O custo das edificações em
LSF tende a cair com a massificação da produção, fazendo com que, as características
positivas do sistema construtivo como velocidade de execução, racionalização e qualidade
elevada do produto final possam ser utilizadas para a redução do déficit habitacional
brasileiro.
13
2 OBJETIVOS
O objetivo desta pesquisa é apresentar o método construtivo Light Steel Frame
(LSF) na execução de habitações populares, destacando vantagens e desvantagens em relação
às edificações equivalentes executadas em métodos tradicionais de concreto armado ou
alvenaria estrutural.
O estudo observará características específicas do sistema LSF e sua adequação à proposta de
utilização nos seguintes quesitos:
Projeto
Execução
Desempenho
2.1 DETALHAMENTO DO OBJETIVO
Dentro destes tópicos, vale salientar que o enfoque do estudo será dado
principalmente na execução e viabilidade do método construtivo. Características de projeto e
desempenho serão também observadas, dada a estreita relação entre as etapas.
14
3 JUSTIFICATIVA
Apesar de ser um sistema construtivo consolidado em um grande número de
países desenvolvidos, o LSF ainda é pouco explorado tendo em vista as vantagens que
poderiam ser obtidas com sua utilização em determinadas situações. Para o estudo de
viabilidade deve ser feito uma análise global de custos além de observados aspectos como:
Quando o tempo de obra é um fator preponderante, o LSF deve ser considerado
devido à agilidade inerente do método;
Alívio nas fundações possibilitado pelo baixo peso estrutural e boa distribuição
de esforços;
Bom isolamento acústico e térmico;
Liberdade arquitetônica; Facilidade na acomodação dos sistemas prediais,
como instalações hidráulicas, elétricas e de gás, além de simples acesso para
manutenção;
Menor quantidade de resíduos gerados na obra.
Este último item merece destaque, pois a indústria da construção civil brasileira
é atualmente um dos setores mais poluidores sendo que, segundo estudo da SindusCon-SP
(2010), somente a cidade de São Paulo produz diariamente 17240 toneladas de resíduos de
obras e de demolição, o que representa 55% do total de resíduos sólidos urbanos gerados no
período. Do ponto de vista ambiental, sistemas construtivos baseados no que é denominado
lean construction, ou em tradução literal “construção enxuta”, podem contribuir na
diminuição de tais resíduos sólidos gerados por perdas e desperdício de materiais de
construção, propiciando um desenvolvimento mais sustentável do setor.
15
4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A revisão bibliográfica aborda as definições e características do sistema
construtivo Light Steel Frame, bem como os materiais utilizados. Posteriormente, há uma
breve discussão sobre a utilização desse sistema em habitações populares e situação no
mercado atual.
4.1 Definição do sistema construtivo LSF
O “Light Steel Framing” é um sistema construtivo estruturado em perfis de aço
galvanizado formados a frio, projetados para suportar as cargas da edificação e trabalhar em
conjunto com outros subsistemas industrializados, de forma a garantir os requisitos de
funcionamento da edificação. É um sistema construtivo aberto – que permite a utilização de
diversos materiais, flexível – pois não apresenta grandes restrições aos projetos, racionalizado
– otimizando a utilização dos recursos e o gerenciamento das perdas, customizável –
permitindo total controle dos gastos já na fase de projeto; além de durável e reciclável
(SOUSA e MARTINS, 2009). A Figura 1 mostra a construção de uma residência no sistema
“Light Steel Framing”.
Figura 1 – Construção de uma residência em “Light Steel Framing”.
Apresenta, resistência exigida por normas à incêndios , pois é revestido por
placas de gesso acartonado, material com elevada resistência ao fogo. A utilização do aço
16
galvanizado ZAR230, zincado de alta resistência, com 230 MPa, com 180g/m² de liga de
zinco para ambientes não marinhos e com 275 g/m² de liga de zinco para ambientes marinhos,
garante um ótimo desempenho contra corrosão (SANTIAGO et al., 2009).
4.2 Histórico do LSF
Apesar de ser considerada uma tecnologia nova, a origem do sistema em
Framing remonta ao século XIX, entre os anos de 1810, quando os Estados Unidos
começaram a conquista do território americano e 1860, quando a imigração chegou à Costa
Oeste, ou seja, ao Oceano Pacífico. Nesta ocasião, para atender à forte demanda por
habitação, devido ao grande crescimento da população em um período curto de tempo,
recorreu-se à utilização dos materiais existentes no local (madeira) utilizando conceitos de
praticidade, velocidade e produtividade originados na revolução industrial e adaptados às
construções industrializadas. Este método consistia na utilização de estrutura constituída por
peças de madeira serrada de pequena seção transversal conhecidos por “Ballon Framing” e
fechados por peças de madeira, originando o sistema construtivo “Wood Frame” que se
tornou a tipologia residencial mais comum nos Estados Unidos, como ilustra a Figura 2
(PENNA, 2009).
Figura 2 – Wood Frame (Fonte: Penna, 2009)
17
Ao terminar a Segunda Guerra Mundial, o aço era um recurso abundante e a
siderurgia havia obtido grande experiência na utilização do metal devido ao esforço da guerra.
Inicialmente utilizado em divisórias dos grandes edifícios com estrutura em ferro, o aço
moldado a frio passou a ser usado em divisórias de edifícios de habitação e acreditava-se que
poderia substituir a estrutura de madeira nas moradias. Um grande impulso foi dado nos anos
de 1980 quando diversas florestas mais antigas foram vedadas à indústria madeireira. Isto
levou ao declínio da qualidade da madeira empregada na construção e a grandes flutuações no
preço desta matéria prima. Em 1991, o custo da madeira usada na construção subiu 80% em
quatro meses, o que levou muitos construtores a passar a usar o aço imediatamente
(BELIVAQUA, 2005).
Em 1993, a indústria norte-americana do aço foi alavancada pela alta dos
preços da madeira. Nesta época criaram-se associações de técnicos e construtores, e o LSF
passou a ser encarado profissionalmente. Neste mesmo ano foi publicado um estudo pela
National Association of Home Builders (NAHB, 1993), identificando que o aço representava
a melhor opção para a construção de residências no sistema em “framing”. Neste contexto, o
LSF ganhou grande aplicabilidade, substituindo a madeira com as vantagens de baixo peso,
produção em larga escala e homogeneidade do material, além da alta performance estrutural
proporcionada pelo sistema (BELIVAQUA, 2005).
O LSF chegou ao Brasil no inicio da década de 90, sendo inicialmente aplicado
em edificações destinadas aos padrões de renda média e alta. A maior difusão do sistema e o
conseqüente aumento da escala de produção dos materiais nele utilizados propiciaram um
custo final da construção consideravelmente inferior, deste modo possibilitando a expansão de
sua utilização também para habitações populares (GUIZELINI, 2010).
4.3. Materiais componentes do LSF
4.3.1 Aço
O aço é um material natural e sua matéria-prima, o ferro, é um dos elementos
mais abundantes no planeta. Durante o processo de produção, o oxigênio é separado do ferro.
O resultado é um elemento puro: um material homogêneo que não emite nenhuma substância
que agrida o meio-ambiente. Possui características vantajosas como: não produzir resíduos e
18
seus derivados são totalmente reutilizáveis, economia de tempo ao permitir uma maior
velocidade de execução, economia de materiais e ajuda a preservar o solo (baixo peso dos
perfis utilizados permite fundações menores que não exigem escavações gerando entulho e
conseqüentes viagens de caminhão), resistente a terremotos, o aço é magneticamente neutro,
possui uma vida útil longa, permite economia de energia através de alto isolamento e baixa
inércia térmica, oferece excelentes soluções para isolamento acústico, é flexível e é 100%
reciclável (CBCA, 2011).
4.3.2 Perfis metálicos
Os perfis são utilizados na composição de painéis estruturais de paredes, vigas
de piso, vigas secundárias, treliças, tesouras de telhado, entre outros componentes. As
montagens mais usuais de LSF utilizam combinações de seções transversais “U” enrijecido
(Ue) e “U” simples, mas há sistemas de montagem que empregam apenas seções Ue. A
Tabela 1 mostra as exigências normativas para revestimento metálico dos aços para a
fabricação de perfis no LSF (BELIVAQUA, 2009).
Tabela 1 - Exigências normativas para revestimento metálico dos aços para a fabricação de perfis no LSF
A figura 3 abaixo ilustra os perfis utilizados em uma construção típica em LSF.
Além destes perfis pode ser necessária a utilização de tiras metálicas com a função de
contraventamento da estrutura.
19
Figura 3 - Perfis típicos
4.3.3 Revestimentos de fechamento
Atualmente, para as estruturas em LSF existem basicamente quatro tipos de
revestimento utilizados: as placas de gesso acartonado (dry wall), os painéis de OSB
(Oriented Strand Board), as placas cimentícias, e os painéis mistos ou compostos por placas
de OSB revestidos por uma camada cimentícia.
a) Gesso Acartonado
O gesso acartonado é fabricado a partir do minério de gesso ou gipsita, em
duas fases: na primeira é feita a moagem e calcinação da gipsita; na segunda fase é que se dá a
conformação dos painéis, agregando à massa de gesso cartões nas duas faces para a
composição da placa. Quanto ao emprego, existem três tipos de placas: as normais, para uso
em ambientes internos; as hidrófugas, para áreas molhadas, tais como banheiros, cozinhas e
áreas de serviço e as resistentes ao fogo, para paredes com exigências especiais de resistência
ao fogo (AMERICAN IRON AND STEEL INSTITUTE, 1996).
b) Placas de OSB
O OSB (Oriented Strand Board) é um painel estrutural composto por camadas
cruzadas, que lhe confere alta resistência mecânica e rigidez. É produzido a partir de
partículas (strands) de madeira orientadas em três camadas perpendiculares - o que aumenta
sua resistência mecânica e rigidez - unidas com resinas e prensadas sob altas temperaturas. A
20
Figura 4 mostra a orientação das fibras madeira nas diferentes camadas de uma placa de OSB
(MENDES, 2005).
Figura 4 - Orientação das fibras madeira nas diferentes camadas de uma placa de OSB.
A diferenciação em relação aos aglomerados de madeira tradicionais se refere à
impossibilidade de utilização de resíduos de serraria em sua composição. Suas propriedades
mecânicas se assemelham às da madeira sólida, podendo substituir plenamente os
compensados estruturais (MENDES, 2005).
Atualmente, as chapas de OSB podem ser utilizadas em forros para telhados,
bases para paredes e pisos de construções residenciais, empacotamento e engradamento,
pallets para estocagem a seco, armações para mobiliários, tapumes e divisórias, decks e
plataformas, dentre outros (MENDES, 2005).
c) Placas cimentícias
As placas cimentícias são painéis para fechamento interno ou externo de
paredes, composto de cimento Portland e agregados naturais, reforçados por fios e/ou fibras
sintéticas e/ou naturais e que podem ser parafusados diretamente nos perfis de aço zincado.
possuem flexibilidade no acabamento, baixo peso, baixa condutividade térmica, pequena
espessura e boa durabilidade (SOUSA e MARTINS, 2009).
4.3.4 Fixação
A fixação das paredes às fundações é efetuada através de buchas de ancoragem
providas de porca de aperto. Conforme a condição em que se encontra o suporte em concreto,
poderão ser empregues buchas químicas. Todas as peças metálicas da estrutura são
21
interligadas através de parafusos de aço galvanizado, auto-perfurantes e auto-roscantes. Ou
seja, os parafusos abrem o seu próprio orifício e não necessitam de porca. Os materiais de
revestimento da estrutura, tanto pelo interior como pelo exterior, também são fixos através de
parafusos.Os parafusos diferem em comprimento e espessura, bem como no formato da
cabeça ou da broca, conforme os locais em que são empregues. Cabe ao engenheiro projetista
selecionar o tipo e a quantidade de parafusos a colocar em cada conexão (FUTURENG,
2011).
v
Figura 5 – Elementos de fixação
4.4 Etapas construtivas
O steel frame fundamenta-se em um sistema construtivo racional disposto por
perfis leves de aço galvanizado, que formam paredes estruturais e não estruturais depois de
receber os painéis de fechamento. Os painéis são constituídos por perfis metálicos (montantes,
guias, cantoneiras, chapas e fitas metálicas), de modo a se transformar em uma espécie de
esqueleto que se torna a estrutura da edificação.
4.4.1 Fundação
Uma grande vantagem do sistema é a tendência de gerar uma estrutura leve e,
conseqüentemente, as fundações podem ser, de maneira geral, simples. Por ser constituído por
uma grande quantidade de perfis verticais estruturais, a transmissão da ação da estrutura à
fundação se dá uniformemente, ao longo de toda sua extensão. As soluções mais empregadas
22
para fundações de construções em steel frame são o radier, sapatas corridas e blocos sobre
estacas. Como qualquer fundação, requer uma boa impermeabilização a fim de se evitarem
infiltrações e umidade (SOUSA E MARTINS, 2009).
Para que o conjunto estrutura-fundação interaja de maneira a não causar
deslocamentos, a ancoragem da estrutura deve ser bem dimensionada e executada.
Ancoragem é a maneira construtiva que a estrutura deve se prender à fundação e permitir que
a transmissão dos esforços impeça qualquer deslocamento indesejável. Todos os tipos de
ancoragem requerem uma guia. Trata-se de um perfil estrutural na posição horizontal e nele
são presos os montantes ou chamados perfis verticais (Figura 6) (SOUSA E MARTINS,
2009).
Figura 6 – Detalhe laje radier.
4.4.2 Painéis
O conceito estrutural do sistema “Light Steel Framing” é dividir as cargas em
um maior número de elementos estruturais, sendo que cada um é projetado para receber uma
pequena parcela de carga, o que possibilita a utilização de perfis conformados com chapas
finas de aço. Tanto a disposição dos montantes dentro da estrutura dos painéis, como suas
características geométricas, de resistência e sistema de fixação entre as peças, fazem com que
23
este esteja apto a absorver e transmitir cargas verticais e horizontais. Os elementos estruturais
mais utilizados para garantir a estabilidade estrutural dos painéis e, consecutivamente da
edificação do sistema, são os contraventamento e as placas de fechamento estruturais
(JARDIM e CAMPOS, 2008).
Os painéis instalados na vertical são utilizados como paredes, e na horizontal
como pisos. Os verticais, na sua maioria, são portantes, trabalhando como a estrutura da
edificação, recebendo as cargas e dando estabilidade ao conjunto. Outros podem ser
empregados nas paredes com a finalidade de vedação. A concepção do sistema SLF
proporciona o trabalho conjunto dos painéis, travando-se entre si e gerando uma integridade
na estrutura (Figura 7). Nas aberturas correspondentes às portas e janelas nos painéis
portantes é necessária a utilização de elementos estruturais para redistribuição das solicitações
dos montantes interrompidos (SOUSA e MARTINS, 2009).
Figura 7- Instalação dos painéis verticais e detalhe de abertura. (Fonte: SOUSA e MARTINS, 2009)
4.4.3 Lajes e coberturas
A laje da construção Steel Frame rege os mesmos princípios de separação e
modulação determinada pelas cargas submetidas. São perfis denominados vigas de piso,
sujeitos ao peso próprio, pessoas, mobiliários e ainda servem de estrutura de apoio do
contrapiso. Tem a altura da alma determinada pelo vão entre apoios, podendo ser trabalhada
muitas vezes com treliças planas para vencer maiores vãos (Figura 8) (SARMANHO, 2006).
24
Figura 8 – Estrutura laje e cobertura (Fonte: SOUSA e MARTINS, 2009).
De acordo com a natureza do contrapiso, a laje pode ser do tipo úmida, quando
se utiliza uma chapa metálica ondulada aparafusada às vigas e preenchida com concreto que
serve de base ao contrapiso. Ou pode ser do tipo seca quando placas rígidas de OSB,
cimentícias ou outras são aparafusadas à estrutura do piso (SARMANHO, 2006).
Construtivamente, as coberturas próprias para steel frame possuem as mesmas
características e princípios das estruturas convencionais. Portanto, podem ser utilizadas com
telhas metálicas, cerâmicas, fibrocimento, entre outras (SARMANHO, 2006).
4.4.4 Isolamentos
Anteriormente, o conceito de isolamento baseava-se na utilização de materiais
com grande massa e espessura. Hoje, com o avanço tecnológico dos produtos e processos de
cálculo, consegue-se mensurar a real necessidade do isolamento e quantificar o material
isolante necessário. As atuais crises energéticas vêem reforçar a necessidade de utilização de
materiais e procedimentos eficientes de forma a garantir o isolamento e conservação de
25
energia. Não se trata, porém, de não consumir energia e sim de consumi-la melhor, mediante
adoção de técnicas que permitam gastar menos para o mesmo fim. Atualmente, o conceito de
isolamento dá-se por barreira, contrapondo-se com o antigo conceito de isolamento por massa
(CAMPOS, 2007).
Várias são as maneiras de conservação energética em uma construção, são elas:
conter infiltrações de água e a passagem de vento, evitar penetração e formação de umidade,
adequado projeto de circulação de ar dentro da edificação ou ainda, reduzir as perdas térmicas
entre o meio interno e externo. Abaixo, apresenta-se alguns sistemas de isolamento, afim de
garantir a conservação de energia na edificação (CAMPOS, 2011):
• Barreira de água e vento;
• Barreira de vapor;
• Áticos ventilados;
• Isolantes térmicos.
• Seladores;
• Acondicionamento Acústico.
4.4.5 Fechamento
Para a execução do fechamento interno das paredes, o gesso acartonado,
ilustrado na Figura 9, é material mais indicado. Sobre as placas gesso podem ser aplicados
revestimentos usuais como cerâmica, pintura e textura entre outros usualmente aplicados na
construção civil convencional. O revestimento externo também pode receber a aplicação dos
materiais de acabamento, usualmente empregados, como pastilhas, pedras (mármore ou
granito) ou mesmo até mesmo reboco e pintura (JARDIM e CAMPOS, 2008).
26
Figura 9 - Instalação do fechamento interno utilizando o gesso acartonado (JARDIM e CAMPOS, 2008).
Atualmente, já existe no país, revestimentos desenvolvidos especialmente para
o sistema “Light Steel Framing”, dentre eles podemos citar: o “Siding Vinílico”, que consiste
em um material composto de PVC de fácil instalação que dispensa manutenção e, a placa
cimentícia, que é aplicadas diretamente sobre a estrutura, recebendo, posteriormente, pintura,
apresentando ótimo desempenho na construção (CORBIOLI, 2008).
4.5 Vantagens do sistema
Tratando-se de um processo construtivo com elevado nível de industrialização,
o Light Steel Frame – Estrutura de Aço Leve – é comumente escolhido em vários países do
mundo por apresentar, segundo Sousa e Martins (2009), inúmeras vantagens:
Redução dos prazos de construção: possibilidade de se trabalhar em diversas frentes de
serviços simultaneamente, diminuição de formas e escoramentos e o fato da montagem da
estrutura não ser afetada pela ocorrência de chuvas;
Redução do custo da fundação: devido ao reduzido peso da construção e a
uniformidade da distribuição dos esforços através de paredes leves e portantes;
Melhoria no desempenho acústico e térmico: por meio da instalação da lã de rocha e lã
de vidro entre as paredes e forro. Devido a esta característica, custos de energia para o
aquecimento ou refrigeração do imóvel diminuirão. Um comparativo entre o desempenho
27
térmico de materiais comumente utilizados em fechamentos pode ser observado na Figura 9,
abaixo. É possui concluir que o preenchimento em lã de rocha, poliestireno ou poliuretano
possuem desempenho superior aos blocos de alvenaria, proporcionando um maior
amortecimento térmico, fato que resulta em economia de energia e maior conforto.
Figura 10 - Comparativo de desempenho térmico (Fonte: NORTH AMERICAN STEEL FRAMING ALLIANCE, 2000.
Facilidade e baixo custo na manutenção de instalações: hidráulica, elétrica, ar
condicionado, gás, etc.;
Custos diretos e indiretos menores: prazos reduzidos e índice de perdas de
aproximadamente 3% em geral;
Reciclagem e reaproveitamento: de vários materiais aplicados no sistema em especial
o aço. O aço é o único material que pode ser reaproveitado inúmeras vezes sem perder suas
características básicas de qualidade e resistência;
Telhado imune ao ataque de insetos: utilização da estrutura do telhado em aço
galvanizado, apresentando melhor qualidade e perfeição ao aspecto final da construção;
Flexibilidade arquitetônica: qualquer linha arquitetônica seja ela reta ou curva, pode
ser elaborada, a contemporaneidade e arrojo das peças, a leveza visual, a escolha de
acabamento polido ou brilhante e a possibilidade de criar infinitas formas, complementadas
pelos mais variados detalhes e fechamento;
28
Flexibilidade de modulação e layout: ampliação das possibilidades de uso do espaço.
O processo industrial de fabricação resulta em peças de qualidade controlada e de precisão
dimensional. Quanto ao aspecto estético, garante ângulos e esquadros precisos, o que implica
qualidade superior de acabamento;
Resistência à corrosão: os perfis de aço galvanizado exibem maior estabilidade
dimensional. Não empenam nem trincam por causa da dilatação;
Alta Durabilidade: o zinco, utilizado para a proteção do aço, pode facilmente garantir a
proteção do aço para toda vida útil da habitação;
Maior área útil: as seções dos pilares e vigas de aço são mais esbeltas, resultando em
melhor aproveitamento do espaço interno e aumento da área útil, fator muito importante
principalmente em garagens.
Garantia de qualidade: a fabricação dos componentes do Steel Frame ocorre dentro de
uma indústria e conta com mão-de-obra altamente qualificada, favorecendo ao cliente a
garantia de uma obra com qualidade superior devido ao rígido controle existente durante todo
o processo industrial;
Precisão construtiva: na estrutura metálica a precisão é medida em milímetros. Isso
garante uma estrutura perfeitamente aprumada e nivelada, facilitando atividades como o
assentamento de esquadrias, bem como redução no custo dos materiais de revestimento;
Numa construção vulgar uma grande fatia do custo final é a mão-de-obra. Nas
habitações com estrutura metálica poupa-se na mão-de-obra (redução de 14%) e investe-se na
qualidade dos materiais básicos.
4.6 Desvantagens do sistema
Barreira cultural: comodismo por parte de construtores e consumidores impede a
aceitação de novas tecnologias;
Falta de visão sistêmica dos construtores: o potencial de racionalização oferecido pelo
sistema não é totalmente explorado;
Uso de diferentes placas para o fechamento: na execução deve-se estar atento para não
utilizar as placas de gesso recomendadas para áreas secas em áreas molháveis;
29
Falta de conhecimento técnico: na elaboração de projetos e treinamento de
profissionais para execução do sistema;
Fatores climáticos: o não conhecimento do sistema construtivo leva as pessoas a
pensarem que uso da técnica não é adaptado a todas às regiões – quentes ou frias.
4.7 Habitações populares
No último trimestre de 2010 a Caixa Econômica Federal publicou um edital
com requisitos e condições mínimos para aprovação de financiamentos, com participação
Sinduscon-SP, CBCA e empresas relacionadas ao LSF. Este fato pode ser considerado como
a quebra de um obstáculo à aprovação de projetos de habitações populares de pequeno porte
utilizando o sistema (CAMPOS, 2011).
Na Construmetal foi apresentada uma proposta de habitação popular em LSF
seguindo as diretrizes impostas pela Caixa Econômica Federal. Para isso foi especificado o
perfil U enrijecido de 90 mm e espessura de chapa de 0,80 mm, espaçados em 600 mm, de
modo a atender aos requisitos de dimensionamento da ABNT NBR 14762:2003. No modelo
em questão todas as paredes são estruturais e foram projetadas com o objetivo de possibilitar a
pré-montagem em fábricas. Desta forma seria possível a execução das habitações de uma
forma mais industrializada, o que se traduziria e velocidade de montagem e limpeza do
canteiro de obras (SANTIAGO et al., 2010).
O projeto do Governo Federal Minha Casa Minha Vida pretende disponibilizar
mais de três milhões de unidades habitacionais nos próximos anos. A produtividade em série
é uma vantagem que poderia ser extraída do sistema LSF. O projeto Vila Dignidade, do
Governo de São Paulo, por meio da Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano
(CDHU), é um exemplo de utilização do sistema em habitações de baixo custo. Para que o
uso do aço fosse aceito, o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) realizou os ensaios de
desempenho dos sistemas qualificados pelo Programa da Qualidade da Construção
Habitacional do Estado de São Paulo (Qualihab), criando a oportunidade para o Steel Frame
ser testado em iniciativas para baixa renda. As Figuras abaixo ilustram o projeto Vila
Dignidade (2011). (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA CONSTRUÇÃO METÁLICA, 2010)
30
Figura 11 – Vila Dignidade, Araraquara (2011).
Figura 12 - Vila Dignidade, Ribeirão Preto (2011).
4.8 Mercado
O potencial de utilização do LSF no Brasil é um dos mais promissores. Nos
últimos anos, o sistema, ainda em fase de implantação, foi adotado com sucesso
principalmente em capitais e algumas das maiores cidades das Regiões Sul e Sudeste
brasileiras (POMARO, 2011).
No portfólio nacional, dividido pelas pioneiras construtoras que apostaram
nesta via, estão casas de todos os padrões e, predominantemente, ainda, grandes centros de
distribuição de alguns dos mais importantes grupos empresariais nacionais, lojas, postos de
31
gasolina e outros estabelecimentos. Além da comprovação do aumento das construções, é
importante ressaltar que fornecedores nacionais e internacionais de materiais de base, como o
aço galvanizado, placas cimentícias, e outros, prospectam um importante crescimento desse
braço construtivo no Brasil. Tanto que já constam de suas planilhas a produção de material
necessário para atender a esse novo nicho nos próximos anos (POMARO, 2011).
A partir do ano que vem, no entanto, será necessário ampliar o raio de atuação
a outros mercados. Estender a cultura do Light Steel Frame às demais regiões brasileiras onde
os déficits históricos de moradia começam a ser corrigidos, graças ao excelente momento de
crescimento registrado na última década no País. Mais uma vez, a formação de mão de obra
técnica será peça fundamental nesse quebra-cabeças para a manutenção da qualidade das
obras (POMARO, 2011).
5 MÉTODO EXECUTIVO
A execução das fundações para uma edificação em LSF não difere em nenhum
aspecto das construções em alvenaria estrutural ou em concreto armado. O radier é a solução
economicamente mais viável para uma habitação de pavimento único, sendo uma fundação do
tipo rasa, funcionando como uma laje que proporciona o apoio da estrutura. Pode ser do tipo
liso ou com enrijecedores, neste caso o radier possui espessura diferente em áreas que uma
capacidade de suporte maior é necessária. Um radier bem executado e nivelado dispensa a
utilização posterior de contrapiso de nivelamento, desta forma podendo receber revestimento
diretamente com argamassa de assentamento. Deve ser previsto um desnível do entorno em
relação à cota de instalação dos painéis. Antes da concretagem, deve ser feita a locação
precisa das instalações hidrossanitárias e elétricas. Na fase executiva é importante se atentar
para cuidados comuns a qualquer sistema construtivo, como impermeabilização, com o intuito
de impedir o contato dos painéis e perfis com umidade, esquadro, para manter a precisão da
fixação da estrutura, e nivelamento, para que haja a correta distribuição de cargas ao solo.
32
Figura 13 – Fundação com pontos hidráulicos e sanitários
Na composição dos painéis os perfis utilizados são os perfis U simples e perfis
U enrijecidos. A espessura dos perfis varia entre 0,8 mm e 3,0 mm, sendo o de 0,95 mm o
mais utilizado. A montagem dos painéis é facilitada caso os perfis venham nas medidas exatas
especificadas em projeto. Perfis U enrijecidos utilizados como montantes são posicionados
perpendicularmente a um perfil U simples, com espaçamento usual de 40 cm ou 60 cm. A
união entre guia e montantes se dá por parafusos autoperfurantes e autobrocantes. Na outra
extremidade dos montantes é afixado outro perfil U simples, formando assim um quadro
fechado, também chamado de frame. A etapa de montagem de painéis pode ocorrer in loco ou
na empresa responsável pelos perfis, com os painéis sendo entregues na obra prontos para
instalação. Em obras com repetitividade, pode ser vantajosa a implantação de uma central de
montagem de painéis próxima ao local de instalação, desta forma minimizando o custo de
transporte.
33
Figura 14 - Painéis com aberturas
Painéis com aberturas necessitam de elementos de redistribuição de cargas.
Esses elementos atuam como vergas, podendo ser estruturadas com a união de dois perfis U
enrijecidos pelas flanges, formando uma viga-caixa ou com a união de dois perfis U
enrijecidos pela alma, formando assim uma viga I. Em abertura maiores deve ser utilizada
uma viga treliçada. Em todos os casos deve ser utilizado um enrijecedor nos montantes
adjacentes, devido a necessidade de suportar a carga desviada da abertura. Uma solução
comum para este caso é a adição de um montante auxiliar em uma posição que varia entre 0
cm e 20 cm.
A ancoragem dos painéis pode ser feita por barra roscada do tipo “J”, ou barra
roscada com ancoragem química. No caso da barra roscada do tipo “J” sua colocação deve
ocorrer anteriormente à concretagem, com locação prevista em projeto. A barra roscada com
ancoragem química ocorre após a cura do concreto, sendo feita um orifício com uma furadeira
de impacto, que é preenchida com um chumbador químico injetável e com posterior
posicionamento da barra roscada. Os pontos de ancoragem devem ser ligados aos painéis pelo
34
perfil guia, com o devido reforço no local, podendo ser utilizados perfis duplos ou conectores
de ancoragem.
Os painéis devem receber em sua base uma fita de manta asfáltica ou de
poliuretano expandido, que tem a função de isolar o painel da umidade e diminuir a vibração e
a movimentação. Com o posicionamento dos painéis já definido sobre os pontos de
ancoragem, são temporariamente fixados por uma pistola a base de pólvora, até que sejam
conferidos esquadro e prumo. Verificado o posicionamento correto, os painéis são unidos por
parafusos galvanizados autoperfurantes e autobrocantes. O contraventamento da estrutura
pode ser obtido de diversas formas. As placas de fechamento podem ter função estrutura e
proporcionar o travamento da estrutura. Tiras metálicas também são comumente utilizadas
como tirantes, sendo aplicadas de forma cruzada em painéis especificados em projeto. Outra
solução possível é a montagem de perfis inclinados em um espaçamento de montantes,
formando assim uma estrutura treliçada.
Figura 15 - Treliça de contraventamento
No caso de uma edificação com mais de um pavimento, a composição das
lajes apresenta distintas soluções, lajes do tipo seco ou úmido. Lajes úmidas vão de encontro
ao conceito de lean construction, são formadas com a utilização de uma telha metálica
ondulada, que atua como forma e armadura, que posteriormente é revestida com uma camada
de concreto armado contra fissuramento, processo conhecido como steel deck. Lajes do tipo
seco podem ser estruturadas com perfis U enrijecidos posicionados paralelamente e sobre
35
montantes dos painéis inferiores. Placas de OSB formam o piso do pavimento, podendo
receber diversos tipos de revestimentos e tratamentos acústicos e impermeabilizantes. Existem
opções no mercado de painéis de piso prontos para instalação, formados pela composição
multicamada de placas cimentícias com preenchimento interno em madeira. É uma solução de
alto desempenho termo-acústico. Outra opção são as lajes alveolares, lajes de concreto
protendido com espessura constante e alvéolos longitudinais que reduzem o peso do conjunto.
As instalações hidrossanitárias são similares às das utilizadas em construções
convencionais. As instalações de água fria e quente podem ser executadas com materiais já
conhecidos da construção civil como o PVC (policloreto de vinila), CPVC (policloreto de
vinila cloratado), PEX (polietileno reticulado) e o cobre, entre outros. Apesar de inicialmente
apresentar um custo mais elevado, o PEX contém características que podem ser vantajosas em
uma edificação em LSF. Por ser flexível, o PEX não necessita ter o caminhamento linear e
por este motivo dispensa grande número de curvas e joelhos, sendo assim um sistema de
ponto-a-ponto. As conexões e registros devem preferencialmente estar localizados no interior
dos painéis para uma maior facilidade de manutenção. O principal ponto negativo é a
necessidade de mão de obra especializada para sua instalação, atualmente escassa. No caso da
opção pelo cobre para a tubulação de água quente e/ou de gás, devem ser utilizados
espaçadores plásticos que impeçam o contato da tubulação com os perfis, para que não ocorra
uma corrosão galvânica. Todas tubulações devem ter o caminhamento localizado na parte
posterior dos perfis (evitando o embutimento no interior do perfil), já que a fixação das placas
de fechamento utiliza parafusos perfurantes que podem atingir as instalações.
36
Figura 16 - Locação da tubulação
As instalações elétricas também são similares às das utilizadas em construções
convencionais, porém, existem no mercado peças como caixas elétricas projetadas para
fixação direta nos montantes ou nos painéis de fechamento sem exigir adaptações. No caso da
utilização de peças comuns devem ser adicionados suportes para parafusamento das caixas
elétricas podendo utilizar os mesmos perfis da estrutura ou mesmo uma peça de madeira entre
os montantes.
A cobertura em LSF segue o mesmo princípio das estruturadas em madeira.
São feitas tesouras treliçadas, utilizando-se os mesmos perfis estruturais dos painéis. Estas
tesouras são montadas previamente, posicionadas e fixadas por parafusos similares aos
utilizados para fixação dos painéis. Com as tesouras instaladas podem ser aplicadas telhas
metálicas diretamente, ou placas de OSB para suporte de telhas cerâmicas comuns, telhas de
fibrocimento, telhas Shingle, entre outras. É aconselhável, porém, a colocação de uma manta
de isolamento térmico antes da colocação das telhas. Essas mantas possuem acabamento
aluminizado em uma das faces e mantém o conforto térmico dentro da edificação, além de
garantir a estanqueidade em caso de quebra de telha.
As esquadrias podem ser assentadas com espuma de poliuretano expansível
que também garante a estanqueidade do conjunto ou parafusadas diretamente nos montantes.
Algumas fábricas oferecem esquadrias já instaladas nos painéis.
37
A etapa de fechamentos pode utilizar os materiais já citados no item 4.3.3
Painéis de fechamento. Como o fechamento externo está sujeito à intempéries os materiais
possivelmente utilizados excluem as placas de gesso acartonado. Independentemente do tipo
de material utilizado é importante que a instalação não permita o contato direto das placas
com o piso, ficando assim suspensas em relação a este, para que não haja propagação de
umidade para as paredes. É importante também evitar o encontro de juntas das placas de
fechamento com a união entre painéis distintos, ao mesmo tempo em que se evita o
alinhamento de juntas das placas internas com as das externas. É aconselhável o fechamento
de apenas uma das faces de uma parede que contenha instalações hidráulicas e/ou elétricas até
que esta etapa esteja concluída e testada.
Figura 17 - Placas cimentícias instaladas
A barreira termo-acústica utiliza materiais citados no item 4.4.4 Isolamentos. A
escolha de materiais utilizados deve se basear com o nível de isolamento necessário de cada
parede. O material é fixado na placa de fechamento por grampeamento. Além da barreira
termo-acústica, é necessária uma barreira de vapor, geralmente instalada após as placas de
fechamento externo. Está barreira de vapor consiste em um material não-tecido que permite a
passagem de vapor, mas garantindo a estanqueidade. Este material vem em rolos e sua
instalação deve ser feita desenrolando-se o material horizontalmente e fixando nas placas de
fechamento por grampeamento em todo o perímetro da edificação.
38
O acabamento pode conter juntas aparentes ou invisíveis. A última opção
requer um tratamento de juntas, que deve utilizar materiais recomendados pelo fabricante das
placas. Atualmente existem placas cimentícias com bordas rebaixadas e placas de OSB com
encaixes macho-fêmea que facilitam o acabamento. Estas placas permitem qualquer
revestimento também aplicado a blocos de alvenaria. Para um revestimento argamassado é
recomendável o grampeamento de uma tela na placa de fechamento para garantir a aderência
da argamassa. Após essa etapa é possível a aplicação de inúmeros acabamentos, como
pintura, revestimento cerâmico, textura, grafiato, entre outros.
Figura 18 - Acabamento texturado sobre as placas
39
6 METODOLOGIA
A fim de atingir os objetivos propostos, as atividades foram divididas nas
seguintes etapas:
Revisão bibliográfica: Textos extraídos de diversas fontes foram analisados de forma a
se obter uma compilação teórica sobre o assunto. Esta foi a base de apoio para o início
do desenvolvimento de pesquisa.
Estudo teórico: Análise das características do sistema construtivo e sua
compatibilidade com a aplicação em questão. Para isso foram consultados estudos e
trabalhos anteriores, considerando o desenvolvimento tecnológico e o quadro da
habitação brasileira.
Análise de resultados: O embasamento teórico obtido foi utilizado para verificação do
potencial de aplicação do LSF no cenário desejado. Finalmente, os resultados obtidos
foram cruzados para possíveis conclusões.
40
7 RESULTADOS
7.1 Construção light steel frame x Construção convencional
7.1.1 Custos
Os custos de construção no sistema Light Steel Frame são similares ao de uma
construção convencional, podendo ter custo menor para construções acima de 100,00 m2. Para
construções em padrão médio-alto, a obra pode chegar a um custo entre R$ 900,00 e R$
1.100,00 ao m2. O mesmo padrão construtivo no sistema convencional tem um custo estimado
de R$ 1.215,85 ao m2. É importante salientar que a definição de custo por m
2 de obra é uma
maneira genérica e pouco precisa, devido ao fato de cada projeto ter características peculiares,
que influem diretamente no custo total da obra (MILAN et al., 2011).
Milan et al.(2011), estudaram os custos de uma construção hipotética com dois
pavimentos, quatro dormitórios, dois banheiros, garagem e área total de 261,00 m2. A escolha
do projeto foi baseada nas características apontadas pelo estudo como ideais para a construção
no sistema Light Steel Frame. O orçamento apontou uma diferença maior de 2,74% sobre os
custos relativos ao sistema Light Steel Frame e o sistema convencional. Os custos unitários
(por m2) e totais, de ambos os sistemas, são apresentados na Tabela 2.
Tabela 2 – Custos de construção em cada sistema.
Tipos (sistemas) de construção Custos por m2 (em R$) Custo Total (em R$)
Convencional 985,80 257.293,80
Light Steel Frame 1.012,84 264.351,24
Fonte: MILAN et al. (2011).
Loturco (2011) também realizou em estudo comparativo de etapas entre o
sistema construtivo utilizando concreto armado apoiado em um conjunto bloco-estaca e o de
steel frame de uma residência com 188 m² de área construída, acabamento padrão fino com
dois pavimentos e quatro dormitórios. Chegou à conclusão de que, com o sistema proposto, a
construção baseada no light steel frame tem um custo final menor que o sistema convencional.
A Tabela 3 mostra os gastos promovidos com o estudo. Vale salientar que as instalações de
telefonia, elétricas, hidráulicas e sanitárias não estão inclusas no estudo já que podem ser
utilizados os mesmos materiais. Entretanto, para utilizar todo o potencial de racionalização do
41
LSF é recomendável materiais desenvolvidos especificamente para o sistema construtivo, o
que acarretaria em uma diminuição da diferença entre custos apontados na tabela a seguir.
Tabela 3 - Estudo comparativo de etapas entre o sistema de construção em concreto armado e o de Light
Steel Frame
Descrição dos serviços Convencional Light Steel Frame
Infra-estrutura 11.740,00 4.180,00
Superestrutura 27.245,00 22.670,00
Contrapisos 3.640,00 Incluso na infra-estrutura
Alvenaria e fechamentos 8.085,00 8.370,00
Isolamento termoacústico Não é utilizado 4.900,00
Revestimento de forros 1.480,00 2.650,00
Revestimento de paredes
internas
5.150,00 Incluso no gesso acartonado
Revestimento de paredes
externas
3.510,00 7.750,00
Total (R$) 60.850,00 50.520,00
Em relação às habitações populares, os custos de uma unidade habitacional da
CDHU em Light Steel Frame são orçados em R$ 45.199,11. Ao analisar os custos, vale
lembrar que cada casa é composta por duas moradias, assim, o preço da unidade é a metade
do total apresentado.
Uma vila para idosos com áreas de convivência e unidades habitacionais
projetadas com sala, cozinha, um dormitório e um banheiro (Figura 11). Com casas
estruturadas em steel frame, está localizada em Avaré, interior do Estado de São Paulo. Trata-
se da primeira Vila Dignidade, conjunto habitacional da CDHU (Companhia de
Desenvolvimento Habitacional e Urbano do Estado de São Paulo), que faz parte de um
programa de interesse social do Estado de São Paulo.
42
Figura 19 – Planta da primeira Vila Dignidade (CDHU), Avaré.
A estimativa de custo realizado pela editora PINI não considerou a economia
proporcionada pela racionalização e tempo de execução da obra em steel frame - foi orçado
somente o custo direto de execução. A economia proporcionada pelo steel frame, na prática,
interfere nos gastos com a administração, geralmente menor nesse sistema. O orçamento da
PINI inclui uma opção com alvenaria tradicional, mostrando a diferença entre os dois
sistemas.
O steel frame engloba os perfis de aço e o fechamento em gesso acartonado no interior e placa
cimentícia no exterior. Para essa obra custa R$ 28.416,04, o que representa 31,43% do total.
Já a obra realizada em alvenaria convencional tem os custos de alvenaria e de estrutura de
concreto (em substituição ao steel frame) em R$ 22.135,27. O que encarece o steel frame
nesse caso é o conjunto para paredes externas que sai por R$ 18.724, 61,65% do custo total do
sistema. Como os demais itens não sofrem alteração, o comparativo total do custo é R$
90.398,22 do steel frame (R$ 45.199,11 a unidade) por contra R$ 84.117,45 da alvenaria
convencional (R$ 42.058,72 a unidade), uma diferença de 7%. Segundo o engenheiro Edson
Pereira da Silva, a diferença não é significativa ao sistema convencional se a redução do prazo
de construção for considerada. Para ser competitiva, o prazo de execução de um par de casas
geminadas deve ser inferior a 20 dias.
43
7.1.2 Prazo de execução
Esperar um ano para a construção de uma casa pode tornar-se desesperante
para o futuro morador. Não só pelo simples fato de espera, mas também pela necessidade de
resolver os problemas que obrigatoriamente surgem durante um tão longo processo. Com a
construção em LSF verifica-se a redução deste tempo (e dos problemas) para metade do
tempo usualmente empregue. Para muitos este é um dos maiores benefícios que este processo
pode trazer. Esta vantagem está intimamente ligada ao custo final da obra.
Segundo Santiago et. al (2010), o prazo de conclusão de uma obra proposta por
ele (área interna total da construção 37,7 m², com uma sala, um dormitório para casal, um
dormitório secundário para duas pessoas, uma cozinha, circulação e um banheiro), pode ser
reduzido significativamente, em comparação à alvenaria de blocos estruturais, considerando o
emprego do mesmo contingente de profissionais. As tabelas 4 e 5 mostram os prazos
estimados para cada uma das etapas de ambos os processos construtivos, a partir da entrega da
fundação concluída.
Tabela 4 - Cronograma de execução para a residência popular – Light Steel Framing
Fonte: Santiago et al. (2010)
44
Tabela 5 - Cronograma de execução para a residência popular em alvenaria estrutural.
Fonte: Santiago et al. (2010)
Somadas todas as diferentes etapas de execução e considerando as
interferências entre elas, o estudo indica um prazo de 6 dias trabalhados para a conclusão da
residência em sistema industrializado, frente ao prazo de 13 dias para a solução convencional,
considerando equipes com quantidades semelhantes de profissionais.
7.1.3 Manutenção
No sistema construtivo convencional, a manutenção para reparos de defeitos
ocultos (vazamentos, infiltrações, problemas elétricos, entupimentos, etc) é difícil, exigindo
quebra de paredes, sendo um trabalho demorado (quebrar, consertar, preencher espaço aberto,
esperar secar a massa, retocar com massa corrida, lixar, pintar ou rejuntar) e que não garante o
resultado final de acabamento perfeito. O prazo de conserto médio é de 05 dias (U.S. Home).
Já no sistema construtivo Steel Light Frame, a manutenção de defeitos ocultos
é simples, com a retirada do revestimento interno, localização imediata do problema,
conserto, e recolocação do revestimento, retoque e pintura simples, sendo que o prazo de
conserto médio é de 1 dia.
45
7.1.4 Mão-de-obra
Numa construção convencional uma grande fatia do custo final é a mão-de-
obra. Nas habitações com estrutura metálica poupa-se na mão-de-obra (redução de 14%) e
investe-se na qualidade dos materiais básicos, como pode ser visto no gráfico 1 (SOUSA E
MARTINS, 2009).
(a) (b)
Gráfico 1 - (a) Ilustração dos custos em uma habitação convencional e (b) custos relacionados a habitações com
estrutura metálica (light steel frame).
Porém, é necessária utilização de mão-de-obra especializada com profissionais
experientes, obviamente com vencimentos superiores aos restantes trabalhadores da
construção civil. Ainda assim, o rendimento dos mesmos é muito superior à média o que se
traduz em reduções drásticas no valor da mão de obra e a consequente diminuição do custo
final.
7.1.5 Versatilidade
O sistema construtivo LSF possui ainda a vantagem de se adaptar a qualquer
tipo de projeto, desde as mais simples até as de arquitetura bastante elaborada. O sistema pode
também ser utilizado em outros tipos de construções tal como armazéns, fábricas, garagens,
hangares, etc. Devido à sua experiência na utilização do metal e do gesso cartonado, os
métodos e os materiais poderão também ser usados em tetos falsos e divisórias. Isto permitirá
aceitar trabalhos específicos de remodelações interiores em edifícios já existentes
46
Este tipo de estruturas adapta-se também a grandes obras de recuperação e
remodelação de edifícios antigos. Muitos destes foram construídos em estrutura de madeira e
ferro pesado. A projeção de poliuretano pode resolver imediatamente graves problemas de
infiltrações, o gesso acartonado nivela perfeitamente paredes e tetos existentes permitindo
renovar com facilidade sistemas de distribuição elétrica ou tubulações de águas antigos
(FUTURENG).
7.1.6 Construção sustentável
A ONG Iniciativa Verde realizou um estudo comparativo entre alvenaria
estrutural e steel framing em um projeto popular (apartamento com área de A =41,40 m2). A
planta da obra se encontra na Figura 12 abaixo.
Figura 20 - Projeto popular (A =41,40 m2) (Fonte: MARIUTTI, 2011)
E através desse estudo, foi constatado que a alvenaria estrutural necessita mais
de 3 vezes a quantidade de árvores para a neutralização do projeto, isso impacta diretamente
na emissão de CO2 na atmosfera como mostra a Tabela 6.
47
Tabela 6 – Tabela comparativa de emissão e quantidade de árvores nos modos de construção alvenaria estrutural
e steel framing.
Fonte: (MARIUTTI, 2010)
Como se pode notar na Tabela 6, a quantidade de árvores e consequentemente
a emissão de CO2 no ar utilizadas na alvenaria estrutural é muito maior que no sistema steel
frame, gerando assim maior impacto ambiental.
E como conclusões do estudo, afirmam que o custo é comparável ao
convencional, há menor emissão de gases efeito estufa (GEE), o prazo de entrega pode
reduzir em até 35% o cronograma e a qualidade construtiva = alto desempenho do sistema.
7.2 Exemplos de obras em steel framing
Apesar do foco em construções de pequeno porte em LSF deste estudo, podem
ser verificadas outras aplicações do sistema, em obras com grande área construída, além de
aplicações com finalidade específica, como a construção Energitérmica Assísmica no Chile,
resistente a abalos sísmicos. Seguem a seguir exemplos.
a) Petrobrás – Complexo de Urucu – AM – out/2006 (Construtora Sequência)
Programa:
2 alojamentos de 1.386 m² cada;
1 prédio central com 2.035 m²;
1 edifício de Recepção com auditório de 610 m².
Alvenaria Estrutural Steel Framing
Emissão 41,16 t de CO2 12,73 t de CO2
Árvores 260 unidades 80 unidades
48
Figura 21 – Fotografias da obra – Complexo de Urucu. Fonte: (MARIUTTI, 2010)
b) Petrobrás – Comperj – Itaboraí – RJ – Julho 2010 (Construtora Sequência)
Programa:
•4 edifícios administrativos;
•1 edifício de restaurante e 1 de conveniência;
•1 edifício da prefeitura;
•1 edifício do centro de sistemas de informação;
•1 edifício de abrigo para motoristas;
•1 edifício do centro médico.
•Total de 25.000 m².
Figura 22 - Fotografia da obra Petrobrás – Comperj. Fonte: (MARIUTTI, 2010)
49
c) Residencial Villa Alpina - Belo Horizonte –BH (Construtora EPO Engenharia)
Programa:
2 Blocos de 5 Pavimentos
28 unidades no total
Aprox. 70m² cada
2 e 3 quartos
Figura 23 - Fotografias da obra Residencial Villa Alpina (Construtora EPO Engenharia)
d) Construção Energitérmica Assísmica - Chile
Figura 24 – Fotografia da Construção Energitérmica Assísmica - Chile
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8 CONCLUSÕES
Este estudo procurou identificar a viabilidade do sistema de construção Light Steel
Frame. Assim, o levantamento dos custos, benefícios e a comparação entre o sistema de
construção Light Steel Frame,alvenaria estrutural e concreto armado foi de vital importância
para alcançar as informações desejadas.
Em relação aos custos, nota-se que há uma variação neste quesito, uma vez que
o custo está associado ao tamanho e padrão do imóvel e devido ao fato de cada projeto ter
características peculiares, que influem diretamente no custo total da obra. Entretanto, pode ser
constatado que em determinados casos, principalmente em produção seriada, o custo global é
competitivo devido ao menor contingente de mão-de-obra e velocidade de execução.
Os sistemas construtivos tradicionais, sobretudo a alvenaria, são sistemas que
podem ser considerados pouco produtivos, uma vez que são lentos e necessitam de um grande
contingente de trabalhadores para sua execução. Dessa forma, acredita-se que utilizar somente
estas tecnologias artesanais não será capaz de suprir a demanda brasileira por construções e
assim sanar seu gigantesco déficit habitacional. Um entrave para a utilização do sistema no
Programa Minha casa Minha Vida é a limitação de financiamento em 80% do valor do
imóvel, enquanto outros sistemas construtivos permitem que o valor integral do imóvel seja
financiado.
A menor geração de resíduos é fator importante a ser considerado, pois resulta
em menor impacto ambiental da obra. Além disto, sistemas industrializados (LSF) permitem
maior controle de qualidade da obra por possuírem etapas bem sistematizadas e, assim, mais
fáceis de controlar. Melhores condições de trabalho dos profissionais da construção civil são
possíveis utilizando o LSF, já que reduz drasticamente o peso das cargas transportadas
manualmente ou com auxílio de carrinhos de mão.
Os profissionais em sua maioria, não possuem conhecimento ou conhecem
muito pouco sobre o LSF e se justificam pelo maior acesso aos materiais, facilidade de
encontrar mão de obra e confiabilidade na estrutura. Além disso, clientes hesitam na escolha
do um sistema estrutural com pouca massa, pois associam o peso da estrutura à durabilidade.
Apesar de todas as vantagens teóricas expostas neste estudo, verificam-se
dificuldades na aplicação nos canteiros de obras. Um dos problemas relatados na utilização do
sistema LSF é a falta de mão-de-obra qualificada e falta de conhecimento técnico, porém
empresas do ramo crêem que este cenário encontrado atualmente é reversível. Acredita-se que
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estes obstáculos podem ser vencidos facilmente, já que não há tantas dificuldades em aplicar
treinamentos para execução da técnica construtiva, sendo a mesma de fácil entendimento e
com utilização de ferramentas conhecidas dos trabalhadores.
Portanto, a utilização do sistema Light Steel Framing para a execução de
habitações de interesse social se mostra uma alternativa viável por ser um sistema
industrializado e racionalizado, aumentando a produtividade e diminuindo o desperdício de
tempo e insumos. Apesar do custo dos materiais empregados no sistema ser mais elevado, é
necessário considerar que o uso deste sistema permite a produção em larga escala com
rapidez, o que é fundamental para atingir metas de construção de moradias planejadas pelos
órgãos governamentais. Para que todo o potencial do sistema construtivo seja aproveitado, é
necessário investimento em treinamento de mão-de-obra e qualificação de projetistas e
executores.
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9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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