Steel Frame e Habitação Social

O portal Metálica, neste artigo, retoma o assunto da construção de habitação social com o uso do método steel frame. Temos acompanhado esse assunto há anos e verificamos que o déficit habitacional ainda é grande, apesar dos esforços de programas como o “Minha Casa, Minha Vida”. Este texto que apresentamos é baseado num estudo sobre os custos desse método construtivo,  reforçando nossa percepção de que o uso do mesmo pode incrementar a produção de casas e reduzir esse déficit.

Cenário

No Brasil, a construção civil ainda é predominantemente artesanal, caracterizada pela baixa produtividade e, principalmente, pelo grande desperdício de materiais. E, apesar de o Brasil ser um dos maiores produtores mundiais de aço, o emprego deste material em edificações tem sido pequeno se comparado com o potencial industrial brasileiro. O próprio mercado já sinaliza que o uso de novas tecnologias é a melhor forma de industrializar e racionalizar os processos, pois na construção civil tem-se a necessidade de se construir de maneira mais rápida e com menos desperdício.

O Steel Frame é uma alternativa mais sustentável que permite a otimização do projeto. No entanto, o método construtivo mais comum é a alvenaria de blocos cerâmicos. Esse sistema, porém, utiliza recursos naturais não-renováveis para a construção dos blocos e também contribui para a formação de gases estufas.

Tendo isso em vista, é importante buscar alternativas construtivas como o Steel Frame (Estruturas em aço), considerando tanto a sua viabilidade econômica quanto a sua aplicação em construções de habitações populares.

De acordo com a CBCA (Centro Brasileiro da Construção em Aço), dado o crescimento da população nacional e dos avanços tecnológicos, cabe ao ramo da construção civil buscar sistemas mais eficazes de construção, com maior rapidez de execução, visando ao aumento da produtividade e diminuição do desperdício de material.

O autor Alex Kenya Abiko cita que para que as habitações cumpram suas funções mais básicas não basta que elas se consistam de um espaço confortável, seguro e salubre, é necessário que esta habitação também esteja instalada de forma correta ao seu entorno, ao ambiente que a cerca. Este conceito de habitação não se restringe apenas à habitação propriamente dita, deve-se também ser considerado o ambiente a sua volta.

Alvenarias

O uso da alvenaria como método construtivo é bastante difundido e é considerado o sistema principal para vedações, tanto internas quanto externas, e esta alvenaria consiste na utilização de elementos como argila ou concreto, de dimensões reduzidas, unidos entre si com a finalidade de fechar um ambiente a fim de prover segurança, conforto e habitabilidade à edificação, dentro de um sistema estruturado.

A alvenaria, por isso mesmo, deve cumprir uma série de propriedades, como por exemplo: resistência à unidade  e a movimentos térmicos; resistência à pressão do vento; isolamento térmico e acústico; resistência a infiltrações de água pluvial; controle da migração de vapor de água e regulagem da condensação;podendo ser base ou substrato para revestimentos em geral; fornecer segurança para usuários e ocupantes; e, adequar e dividir ambientes.

É possível dividir a construção em alvenaria em grupos de acordo com a utilização e a função:

  • Alvenarias autoportante são destinadas a absorver as cargas das lajes e sobrecarga. Para o seu dimensionamento é necessária a consulta da NBR 10837 (Cálculo de alvenaria estrutural de blocos vazados de concreto) e NBR 8798 (Execução e controle de obras em alvenaria estrutural de blocos vazados de concreto) para o seu dimensionamento;
  • Alvenaria de vedação é determinada a partir das montagens de elementos com o propósito de separar ambientes. É designada vedação por apenas funcionar para o fechamento de áreas entre estruturas.

Steel Frame

A definição Steel Framing vem do inglês, sendo que steel significa “aço” e framing (vem de frame) que significa moldura, estrutura ou esqueleto. O Steel Framing pode ser definido como um processo pelo qual um “esqueleto” estrutural em aço é composto por diversos elementos individuais ligados entre si, estes passam a funcionar como um conjunto resistente s cargas solicitadas na edificação e dão forma a mesma.

De acordo com o Instituto Brasileiro de Desenvolvimento da Arquitetura (IBDA), o Light Steel Frame é um sistema construtivo construído em perfis de aço galvanizado formado a frio. Esse perfis são projetados para suportar as cargas da edificação para garantir os requisitos de funcionamento desta.

Este sistema construtivo é aberto e permite a utilização de diversos materiais. Por ser flexível, não apresenta grandes restrições aos projetos, racionalizando e otimizando a utilização dos recursos e o gerenciamento das perdas. É também customizável, o que permite total controle dos gastos já na fase de projeto, além de ser durável e reciclável.

Assim, para uma melhor visualização do sistema, podemos compará-lo ao drywall, que é utilizado como sistema de vedação interna no Brasil. Apesar do Steel Frame e o drywall serem visualmente semelhantes, conceitualmente apresentam características bem distintas. O Steel Frame é a conformação do esqueleto estrutural composto por painéis em perfis leves. Já o drywall é um sistema de vedação, não estrutural, que utiliza açogalvanizado em sua sustentação, com espessura menor do que o Light Steel Framing, que necessita de uma estrutura externa ao sistema para suportar as cargas da edificação.

Características e Vantagens

Por ser um sistema industrializado, possibilita uma construção a seco com grande rapidez de execução. Devido a essas características, o sistema Light Steel Framing é também conhecido por Sistema Autoportante de Construção a seco.

Como é um sistema destinado a construção de edificações, ele é um composto por vários componentes e subsistemas. Esses subsistemas são: estrutural, de fundação, de isolamento termo-acústico, de fechamento interno e externo, de instalações elétricas e hidráulicas.

O sistema construtivo em aço apresenta também significativas características, como:

  • Maior área útil: as seções dos pilares e vigas de aço são substancialmente mais esbeltas do que as equivalentes em concreto, resultando em melhor aproveitamento do espaço interno e aumento da área útil;
  • Flexibilidade: a estrutura em aço mostra-se especialmente indicada nos casos onde há necessidade de adaptações, ampliações, reformas e mudança de ocupação de edifícios. Além disso, torna mais fácil a passagem de água, ar-condicionado, eletricidade, esgoto, telefonia, informática, etc.;

  • Menor prazo de execução: a fabricação da estrutura em paralelo com a execução das fundações, a possibilidade de se trabalhar em diversas frentes de serviços simultaneamente, a diminuição de formas e escoramentos e o fato da montagem da estrutura não ser afetada pela ocorrência de chuvas, pode levar a uma redução de até 40% no tempo de execução quando comparado com os processos convencionais;
  • Racionalização de materiais e mão de obra: a estrutura em aço possibilita a adoção de sistemas industrializados, fazendo com que o desperdício seja sensivelmente reduzido;
  • Alívio de carga nas fundações: por serem mais leves, as estruturas em aço podem reduzir em até 30% o custo das fundações;
  • Garantia de qualidade: a fabricação de uma estrutura em aço ocorre dentro de uma indústria e conta com mão de obra altamente qualificada;
  • Organização do canteiro de obras: como a estrutura em aço é totalmente pré-fabricada, há uma melhor organização do canteiro devido à ausência de grandes depósitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens, reduzindo também o inevitável desperdício desses materiais;
  • Reciclabilidade: o aço é 100% reciclável e as estruturas podem ser desmontadas e reaproveitadas com menor geração de rejeitos;
  • Preservação do meio ambiente: a estrutura em aço é menos agressiva ao meio ambiente, pois além de reduzir o consumo de madeira na obra, diminui a emissão de material particulado e poluição sonora geradas pelas serras e outros equipamentos destinados a trabalhar a madeira.

Outra coisa importante a se pontuar é que  uma construção Light Steel Framing é tão pré-fabricada quanto uma em alvenaria. Tal como os tijolos já vêm prontos de fábrica e depois sobrepostos no local, o mesmo acontece com os perfis, que usualmente necessitam ser cortados em obra. As entidades bancárias não financiam pré-fabricados visto que a obra pode, em teoria, ser desmontada e deslocada. Num edifício com estrutura metálica só é possível demolir o edifício tal como em qualquer outro caso, sendo que o aspecto final é rigorosamente igual ao de qualquer outra casa.

Materiais

A estrutura feita de perfis de aço galvanizado forma o esqueleto de paredes autoportantes (que sustentam a construção sem a necessidade de pilares e vigas de maiores dimensões). Essas molduras são instaladas na vertical, como minipilares, e na horizontal, como montantes.

Pelo fato de não utilizar o conceito viga-pilar, que concentra a estrutura em poucos elementos, todas as paredes externas são consideradas como parte integrante da estrutura, por onde se divide todo o peso das lajes e pavimentos superiores. A casa inteira pode ser comparada a uma enorme caixa metálica reforçada por revestimento de Oriented Strand Board(OSB), ficando assim facilmente entendido o excelente comportamento quanto a abalos sísmicos.

A sigla OSB vem do inglês e corresponde a Oriented Strand Board, que significa Painel de Tiras de Madeira Orientadas. Trata-se de um produto de grande resistência mecânica, com versatilidade e qualidade absolutamente uniforme, que por suas características é tratado como um painel estrutural.

As Placas de OSB servem para revestir a estrutura e contribuem também para os excelentes níveis de isolamento térmico. Essa placa de OSB é um painel estrutural de tiras de madeira 100% proveniente de reflorestamento, orientadas em três camadas perpendiculares, unidas com resina resistentes a intempéries e prensadas sob alta temperatura, o que aumenta sua resistência mecânica, rigidez e estabilidade.

Todos os elementos metálicos e não-metálicos de uma estrutura em LightSteel Framingsão interligados através de parafusos de aço galvanizado,
perfurantes e roscantes. Esses elementos de vedação podem ser compostos por:

  • Painéis de lã de rocha que são colocados na cavidade resultante do espaçamento dos perfis ou vigas e dos materiais que revestem esses elementos. Outros materiais também são às vezes usados, tal como a lã de vidro ou o poliuretano injetados.

  • Placas de gesso que são aparafusadas diretamente sobre a estrutura metálica ou coladas a paredes de alvenaria através de massa própria. As juntas são tratadas pela aplicação de pasta de acabamento reforçada com uma tira de papel ou rede.

  • Painel A-M que é um painel pré-fabricado composto exclusivamente por gesso e fibra de vidro-reforçado, com encaixe macho-fêmea e que se aparafusa facilmente numa estrutura metálica.

  • Reboco térmico que é um sistema de revestimento e isolamento térmico pelo exterior. Pode ser comparada à própria pele da habitação contribuindo definitivamente para a sua eficiência energética

 

Etapas construtivas

1. Fundação:

O Light Steel Framing, geralmente é montado sobre uma fundação tipo radier, executada sobre isolamento hidrófugo e com as alimentações elétricas e hidráulicas já instaladas. Após a fabricação dos painéis de aço, os mesmos são fixados à fundação através de chumbadores. Instalações provisórias de painéis, através da utilização de pinos fixados por pólvora, também são usuais na fase de montagem, entretanto, esta fixação não fornece ancoragem suficiente, sendo indispensável o uso dos chumbadores para garantir a transferência das cargas da edificação para a fundação e dessa para o terreno.


2. Painéis:

O conceito estrutural consiste em 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 estes estejam aptos 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.


3. Lajes e Coberturas:

O conceito estrutural do Sistema Light Steel Framing também é utilizado para os elementos que suportam as lajes e coberturas. Seus elementos trabalham biapoiados e deverão, sempre que possível, transferir as cargas continuamente, ou seja, sem elementos de transição, até as fundações. Para o sistema, existem dois tipos distintos de laje, denominados de laje “seca” ou “úmidas”. As lajes “secas” podem ser compostas por painéis de madeira (OSB ou outros) ou placas cimentícias, apoiadas sobre perfis metálicos estruturais (vigas de entrepiso). Já as “úmidas”, são compostas por formas de aço (telhas galvanizadas) preenchidas com concreto e tela eletrosoldada.


4. Isolamento:

O conceito de isolamento está fundamentado na utilização de materiais com grande massa e espessura. Com o avanço tecnológico dos produtos e processos de cálculo, consegue-se mensurar a real necessidade do isolamento e quantificar o material isolante necessário. Alguns sistemas de isolamento: barreira de água e vento, barreira de vapor, aticos ventilados, isolantes térmicos, seladores, condicionamento acústico.


5. Acabamento

O gesso acartonado é o material mais indicado para os fechamentos internos das paredes, podemos encontrar no mercado brasileiro 3 tipos diferentes de placa de gesso:

  • Placas comuns, utilizadas em áreas secas;
  • Placas resistentes a umidade, também chamadas de placas verdes, são indicadas para ambientes úmidos;
  • Placa resistente ao fogo, utilizada quando há a necessidade de proteção passiva, são diferenciadas pela cor vermelha do cartão envelopador do gesso.

É possível aplicar revestimento externo sobre as placas de gesso, podendo receber materiais de acabamento usualmente empregados.

6. Habitação de Interesse Social

Os sistemas construtivos convencionais, em virtude de sua baixa produtividade, não conseguirão, sozinhos, suprir o enorme déficit habitacional brasileiro já 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. Lembrando que, somente para suprir o déficit existente, o setor da construção civil precisa crescer, pelo menos, 4% ao ano, até 2023 (FGV ABRAMAT,2008).

Fonte:

ABCEM
Deleine Christina Gessi Hass e Louise Floriano Martins,Viabilidade econômica do uso do sistema construtivo steel frame como método construtivo para habitações sociais, UTFPR.

Empresas
www.cshouse.com.br/
www.howickltd.com/
www.tecnobra.com.br
www.steeleco.com.br/empresa.html
www1.caixa.gov.br

 

     

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