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.

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