CONSTRUMETAL CONGRESSO LATINO-AMERICANO DA CONSTRUO METLICA So Paulo Brasil 31 de agosto a 02 de setembro 2010

LIGHT STEEL FRAMING COMO ALTERNATIVA PARA A CONSTRUO DE MORADIAS POPULARESAlexandre Kokke Santiago 1 Mara Neves Rodrigues 2 Mrcio Sequeira de Oliveira 3 RESUMO Dentro do contexto do avano da construo civil e das demandas de habitao no pas, a utilizao de sistemas industrializados como Light Steel Framing (LSF) surge como estratgia para suprir o desenvolvimento do setor e o constante crescimento do dficit habitacional, uma vez que representa maior rapidez de execuo com perdas mnimas; menor emprego de mode-obra em cada construo e consequente aumento de produtividade e especializao, bem como reduo considervel no peso prprio comparado a materiais convencionais e a melhoria dos acabamentos finais. O presente estudo tem como objetivo desenvolver uma soluo para habitao popular utilizando o sistema LSF. O artigo apresenta a experincia desenvolvida atravs da execuo de um prottipo em escala real da soluo proposta para esta habitao de interesse social, tendo como objeto de estudo uma residncia mnima indicada pela Caixa Econmica Federal (CEF). So discutidos aspectos relevantes para evidenciar a viabilidade tcnica e econmica da soluo, como os ganhos de prazo, a possibilidade de execuo de maior quantidade de moradias com a mesma fora de trabalho, a capacidade do sistema de se adaptar a diversas tipologias, alm da oportunidade de capacitao da mo-de-obra para este novo patamar da construo civil. Palavras-chave: Habitao de interesse social, Light Steel Framing, Estruturas metlicas 1 . REALIDADE DA HABITAO DE INTERESSE SOCIAL NO BRASIL Atualmente, o desenvolvimento da construo civil bem como o acesso ao imobilirio esto sendo incentivados por diversos programas governamentais, como o PAC (Programa de Acelerao do Crescimento) e Minha Casa, Minha Vida. Segundo dados de 2007, o valor do segmento de obras residenciais avanou 6,3% em termos nominais, principalmente em funo do crescimento de edificaes residenciais (13,9%), produto de maior peso na construo e diretamente influenciado pelo crdito imobilirio. Contudo, o Plano Nacional de Habitao 1 Arquiteto e Urbanista UFMG, MSc. Eng. Civil (Const. Metlica) UFOP, Professor DAEC, CEFET-MG 2 Arquiteta e Urbanista UFV, MSc. Engenharia de Estruturas - UFMG 3 Arquiteto e Urbanista UFPA, MSc. Engenharia Civil (Construo Metlica) UFOP1

PLANHAB estabelece uma necessidade de produo de aproximadamente 28 milhes de unidades nos prximos 13 anos para atender demanda futura e eliminar o atual dficit habitacional, at 2023 (MINISTRIO DAS CIDADES, 2009). Estipula-se que para a indstria da construo civil cumprir a meta de liquidar o dficit habitacional em 2023, a produtividade do setor dever crescer cerca de 4% ao ano (FGV ABRAMAT, 2008). Portanto, sero necessrias alteraes significativas nas estruturas e processos da produo habitacional. Diante desta realidade, acredita-se que a utilizao de sistemas construtivos industrializados poder contribuir para a concretizao de um plano de desenvolvimento e proviso de moradias desejados em menor tempo, uma vez que estes sistemas garantem a produo em larga escala, com mo-de-obra especializada e produtiva. O uso destes sistemas racionalizados representa uma ao estratgica para suprir a necessidade de crescimento da construo civil no Brasil e fundamental para a execuo de moradias dentro dos prazos estipulados pelo governo. Dificilmente este dficit habitacional poder ser sanado utilizando somente os moldes da construo civil tradicional, devido, dentre outros fatores, pouca disponibilidade de mo-de-obra e lentido intrnseca dos sistemas artesanais, que tornam a execuo de moradias muito lenta e pouco produtiva. Neste contexto de racionalizao e industrializao da construo, o Light Steel Framing (LSF) surge como um sistema construtivo a ser explorado. Tal sistema vem ganhando espao no Brasil em construes dos mais diversos usos e j conta com a disponibilidade no pas de todos os insumos para sua execuo. O sistema LSF apresenta inmeras vantagens como rapidez na execuo, durabilidade e flexibilidade de projeto, possibilitando aplicaes em diversas tipologias de edifcios. Desta forma, este trabalho visou desenvolver solues para construo da Casa Popular mnima da CEF no sistema construtivo em Light Steel Framing, considerando os aspectos relevantes viabilidade tcnica e econmica da soluo, como os ganhos de prazo e a possibilidade de execuo de maior quantidade de moradias com a mesma fora de trabalho. 2 . SISTEMA CONSTRUTIVO LIGHT STEEL FRAMING O Light Steel Framing um sistema construtivo auto-portante, composto por vrios componentes industrializados que possibilitam uma construo com grande rapidez de execuo e preciso. Ele se caracteriza por um esqueleto estrutural composto por perfis leves de ao galvanizado formados a frio, que tem a funo de absorver as solicitaes da edificao e, em conjunto2

com os outros elementos estruturais, distribuir uniformemente as cargas para as fundaes (RODRIGUES, 2006). Os perfis so utilizados na composio de painis estruturais de paredes, vigas de piso, vigas secundrias, trelias, tesouras de telhado, entre outros componentes. As montagens mais usuais de LSF utilizam combinaes de sees transversais U enrijecido (Ue) e U simples, mas h sistemas de montagem que empregam apenas sees Ue (Figura 1).

Figura 1 Detalhes da montagem de estruturas de Light Steel Framing Fonte: Flasan, 2009.

Os painis estruturais so compostos por vrios perfis parafusados e espaados regularmente entre si, de acordo com a modulao definida no clculo estrutural, variando entre 400 mm e 600 mm. Essa modulao visa otimizao dos custos, pois praticamente todos os materiais complementares e subsistemas so enquadrados em mltiplos desse espaamento, permitindo o controle de utilizao e a minimizao de desperdcio desses materiais. Em geral os painis so executados em fbrica, garantindo boa produtividade, qualidade e melhores condies de trabalho, alm de diminuir a necessidade de rea de canteiro de obra. Entretanto, caso seja necessrio, estes painis podem ser montados no local da obra. Os outros componentes, no estruturais, como os fechamentos verticais e horizontais, geralmente em placas parafusadas estrutura, so elementos leves e compatveis com o conceito do sistema, formando um conjunto de baixo peso prprio, atravs de uma construo rpida e a seco. Os produtos mais utilizados como acabamento para o LSF, no mercado nacional, so: a placa de OSB (combinado a argamassa, EIFS ou siding), a placa cimentcia e o gesso acartonado. importante destacar que, a coordenao modular utilizada no Light Steel Framing, no deve ser entendida como fator limitante de criao. Pois a infinidade de combinaes e arranjos conseguidos atravs do LSF permite uma grande flexibilidade, nas mais variadas linguagens arquitetnicas.

3

De acordo com Crasto (2005), os principais benefcios e vantagens no uso do sistema LSF, quando comparado com a construo convencional, so os seguintes: - Os produtos que constituem o sistema so padronizados de tecnologia avanada, em que os elementos construtivos so produzidos industrialmente, onde a matria prima utilizada, os processos de fabricao, suas caractersticas tcnicas e acabamento passam por rigorosos controles de qualidade; - Facilidade de obteno dos perfis formados a frio; - O ao um material de comprovada resistncia e o alto controle de qualidade, tanto na produo da matria-prima quanto de seus produtos, permite maior preciso dimensional e melhor desempenho da estrutura; - Facilidade de montagem, manuseio e transporte devido a leveza dos elementos; - Durabilidade e longevidade da estrutura, proporcionada pelo processo de galvanizao das chapas de fabricao dos perfis; - Construo a seco, o que minora o uso dos recursos naturais e o desperdcio; - Facilidade de execuo das instalaes eltricas e hidrulicas; - Facilidade na execuo das ligaes; - Rapidez de construo (cerca de 50% de reduo do tempo no canteiro de obra) - Estrutura muito leve, permitindo uma reduo de at 70% na fundao; - O ao um material incombustvel e reciclvel; - Grande flexibilidade no projeto arquitetnico. Essas vantagens fazem do sistema LSF uma alternativa vivel para suprir a demanda de habitaes populares no pas. O aumento da produtividade, atravs da rapidez de execuo e do menor emprego de mo de obra, representa cerca de 50% de reduo do tempo no canteiro de obra. Assim, alm da melhoria da qualidade da mo de obra, com a mesma fora de trabalho disponvel possvel a concluso do dobro de unidades habitacionais no mesmo prazo e com custos semelhantes. O sistema tem sido empregado, no Brasil, em construes bastante variadas, como habitaes de pequeno e grande porte, edifcios comerciais, hospitais, escolas, edifcios de apartamentos de at 4 pavimentos, fechamento de fachadas, alm de retrofit de edificaes existentes. A utilizao do sistema LSF no Brasil comeou marcadamente na dcada de 90, e hoje conta com infra-estrutura capaz de promover todos os insumos necessrios para a sua construo. Os setores envolvidos na produo desses insumos so os principais responsveis pela divulgao e pelo desenvolvimento tcnico do sistema. Tambm existem hoje normas brasileiras especificando requisitos mnimos para perfis de ao galvanizado formados a frio e para o dimensionamento de estruturas, e normas de desempenho.4

3 . ESTUDO DE CASO DE MORADIA POPULAR EM LIGHT STEEL FRAMING 3.1 - Residncia popular mnima Para o desenvolvimento do estudo de caso de uma moradia popular em LSF, optou-se pela avaliao de uma soluo tendo como ponto de partida a casa popular mnima indicada pela CEF, na cartilha do programa de incentivo ao desenvolvimento da habitao de interesse social Minha Casa, Minha Vida. Esta residncia, atendendo ao documento indicativo da Caixa, (CEF, 2009) possui uma sala, um dormitrio para casal, um dormitrio secundrio para duas pessoas, uma cozinha, circulao e um banheiro (Figura 2). A rea interna total dessa construo de 37,7 m.

Figura 2 Layout da residncia proposta

3.2 - Solues construtivas propostas O desenvolvimento da proposta de emprego do sistema Light Steel Framing guiou-se pelo atendimento aos pr-requisitos dos documentos indicativos da CEF, norma de desempenho para construes habitacionais (ABNT NBR 15575:2008) e s normas especficas para o sistema construtivo e seus subsistemas. Para a estrutura em LSF, a proposta emprega painis compostos por perfis de ao galvanizado Ue, com 90 mm de largura e espessura de chapa de 0,80 mm, espaados em 600 mm, de modo a atender aos requisitos de dimensionamento da ABNT NBR 14762:2003. O consumo de ao nesta estrutura dimensionada de aproximadamente 710,0 kg, com taxa de 19,1 kg/m. Neste conjunto estrutural, todas as paredes, tanto internas quanto externas, fazem parte da sustentao estrutural e contraventamento da residncia (Figura 3). As paredes e a cobertura5

foram concebidas para serem executadas com painis pr-montados em fbrica e transportados prontos para a obra, de modo a diminuir o prazo de execuo, facilitar a montagem em campo e reduzir a rea necessria de canteiro de obras.

Figura 3 Estrutura montada para a residncia popular Fonte: Flasan, 2009

O revestimento externo das paredes proposto emprega placas cimentcias com espessura de 10 mm, fabricadas com a tecnologia CRFS (Cimento Reforado com Fios Sintticos), sem amianto. As juntas entre as placas so tratadas com massas e fitas especficos, de modo a serem invisveis e garantir a estanqueidade do revestimento. A superfcie da placa cimentcia est apta a receber qualquer tipo de pintura, necessitando apenas de uma camada de proteo com selador acrlico. O revestimento das faces internas das paredes externas e de ambas as faces das paredes divisrias internas, alm dos forros internos, so executados com placas de gesso acartonado. As placas de gesso propostas so do tipo ST (standard) para as reas secas (quartos, sala e circulao) e para os forros e do tipo RU (resistente a umidade) para as reas molhadas (banheiro e cozinha), de acordo com as indicaes da norma ABNT NBR 15758:2009. Aps a fixao das placas de gesso, executado o tratamento das juntas com massa e fita entre elas para que a parede e o forro acabados apresentem aspecto monoltico. Atendendo s indicaes da ABNT NBR 15758:2009 a montagem executada com uma placa de gesso acartonado de 12,5 mm de espessura em cada face das divisrias internas e na face interna das paredes externas. Para isolamento termo-acstico prope-se utilizar l de PET, que um material de desempenho similar s ls de vidro ou de rocha, mas fabricado a partir de materiais reciclados e com manuseio mais fcil e no agressivo ao instalador. Esse isolamento empregado na casa popular proposta nas paredes externas e no forro, atendendo aos requisitos da ABNT NBR 15575:2008 para nveis de isolamento trmico e acstico.6

3.3 - Prazo de execuo O prazo de concluso da obra da residncia proposta em Light Steel Framing, reduzido para menos da metade, frente a alvenaria de blocos auto-portantes, com o emprego do mesmo contingente de profissionais. As tabelas 1 e 2 mostram os prazos estimados para cada uma das etapas de ambos os processos construtivos, a partir da entrega da fundao concluda.Tabela 1 - Cronograma de execuo para a residncia popular Light Steel Framing

Prazo (dias) Etapa Pr-montagem da estrutura Marcao da locao das paredes Instalao da estrutura de paredes Instalao da estrutura do telhado Instalao das placas cimentcias Instalao das telhas da cobertura Instalao das esquadrias Instalaes eltricas Instalaes hidrulicas Instalao placas gesso e isolamentos Instalao do forro interno Pintura externa e interna

1 X X X X X

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

13

X

X X X

X X X X

X X

X X

Tabela 2 - Cronograma de execuo para a residncia popular Alvenaria

Prazo (dias) Etapa Marcao da locao das paredes Execuo da alvenaria de blocos Execuo do reboco externo Instalao da estrutura do telhado Instalao das telhas da cobertura Instalao das esquadrias Instalaes eltricas Instalaes hidrulicas Revestimento interno em gesso corrido Instalao do forro interno Pintura externa e interna

1 X X

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12

13

X

X

X

X X

X

X X X X X X X

X X X X X X X

A execuo da estrutura de toda a casa (paredes e cobertura), desde sua pr-montagem em fbrica, toda conseguida em apenas 1 turno de trabalho, em virtude da fabricao dos perfis j com tamanhos especficos para cada painel, evitando a necessidade de cortes e medies na montagem de painis e a consequente perda de material. Em um prottipo desenvolvido pelos autores com uma empresa especializada na fabricao e montagem de estruturas de Light7

Steel Framing, uma equipe de trs profissionais foi capaz de executar a pr-montagem dos painis em 2 horas e fez sua instalao in-loco em apenas 1,5 horas (Figura 4).

Figura 4 Montagem da estrutura para residncia popular a partir de painis pr-montados Fonte: Flasan, 2009

Para a instalao das placas cimentcias de revestimento externo estima-se o consumo de mais 2 dias de trabalho, deixando as paredes acabadas pelo lado de fora. Para chegar nesse mesmo ponto, a construo em alvenaria necessita do prazo total de 7 dias, quando o reboco externo est concludo. A execuo das instalaes eltricas e hidrulicas tambm mais rpida no sistema industrializado, uma vez que, neste momento, as paredes esto abertas como shafts, podendo receber os condutes eltricos e tubos hidrulicos em qualquer direo, sem interferncias. J na construo em alvenaria necessrio abrir rasgos nas paredes para a passagem dos dutos e posteriormente fazer sua recomposio, demandando maior prazo e gerando volume significativo de resduo. Somadas todas as diferentes etapas de execuo e considerando as interferncias entre elas, o estudo indica um prazo de 6 dias trabalhados para a concluso da residncia em sistema industrializado, frente ao prazo de 13 dias para a soluo convencional, considerando equipes com quantidades semelhantes de profissionais. 4 . CONCLUSES Os sistemas construtivos tradicionais, sobretudo a alvenaria, so sistemas que podem ser considerados pouco produtivos, uma vez que so lentos e necessitam de um grande contingente de trabalhadores para sua execuo. Dessa forma, acredita-se que utilizar somente estas tecnologias artesanais no ser capaz de suprir a demanda brasileira por construes e assim sanar seu gigantesco dficit habitacional.8

A utilizao do sistema Light Steel Framing para a execuo de habitaes de interesse social se mostra uma alternativa vivel por ser um sistema industrializado e racionalizado, aumentando a produtividade e diminuindo o desperdcio de tempo e insumos. O uso deste sistema permite a produo em larga escala com rapidez, o que fundamental para atingir metas de construo de moradias planejadas pelos rgos governamentais. A menor gerao de resduos fator importante a ser considerado, pois resulta em menor impacto ambiental da obra. Alm disto, sistemas industrializados permitem maior controle de qualidade da obra por possurem etapas bem sistematizadas e, assim, mais fceis de controlar. Ao garantir o melhor controle de qualidade da obra, garante-se maior durabilidade da edificao, bem como melhores condies de trabalho dos profissionais da construo civil. 5 . REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS ABNT. NBR 14762: Dimensionamento de estruturas de ao constitudas por perfis formados a frio. Rio de Janeiro, 2001. ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS ABNT. NBR 15575: Edifcios habitacionais de at cinco pavimentos - Desempenho. Rio de Janeiro, 2008. ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS ABNT. NBR 15758: Sistemas construtivos em chapas de gesso para drywall - Projeto e procedimentos executivos para montagem. Rio de Janeiro, 2009. CAIXA ECONMICA FEDERAL (CEF). Minha Casa, Minha Vida Especificao para empreendimentos at 3 salrios mnimos Casas. CEF, Braslia, 2009. Disponvel em . Acesso Abril de 2010. CAIXA ECONMICA FEDERAL (CEF). Reciclagem do entulho para produo de materiais de construo. Salvador: Ed. da UFBA, 2001. CRASTO, Renata Cristina Moraes de. Arquitetura e tecnologia em sistemas construtivos industrializados: Light Steel Framing. Dissertao (Mestrado) Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Ouro Preto. Ouro Preto, 2005. 231p. FGV ABRAMAT. Perfil da Cadeia Produtiva da Construo Civil e da Indstria de Materiais, So Paulo: Fundao Getlio Vargas, 2008. FLASAN, Acervo de fotos e portflio de obras. Belo Horizonte, 2009. MINISTRIO DAS CIDADES. Dficit habitacional no Brasil 2007. Braslia: Ministrio das Cidades, Secretaria Nacional de Habitao, 2009. RODRIGUES, Francisco Carlos. Steel Framing: Engenharia. Rio de Janeiro: IBS/CBCA, 2006. (Srie Manual da Construo em Ao).9