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Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC UNIDADE 2 – INSTALAÇÕES 53 Aula 6: Esquadrias de Aço e PVC As esquadrias metálicas são esquadrias tradicionais, muito utilizadas antigamente e que, atualmente, vêm perdendo espaço para novas tecnologias, como esquadrias de PVC. Nesta aula serão vistos os dois principais últimos tipos de materiais quais são confeccionadas as esquadrias. 1. Esquadrias Metálicas de Ferro e Aço A fácil disponibilidade no mercado com custos relativamente baixo torna o ferro uma matéria prima bastante competitiva para a indústria de esquadrias, pois o material apresenta a propriedade de ser facilmente personalizado, tornando-se uma boa opção para obras onde se necessita de um dimensionamento particular da esquadria. Porém o fato de o material ser susceptível aos efeitos da corrosão, necessitando de constante manutenção, acaba muitas vezes contribuindo para a escolha de outro material. O aço, que possui características semelhantes ao ferro, porém com melhor desempenho frente às intempéries, ainda é tido como uma boa alternativa na hora da escolha do material utilizado em obra, sendo utilizado em diversas tipologias de esquadrias, mas apresenta custo superior ao ferro. Como a aula priorizará portas e janelas, a presença de esquadrias metálicas nestas duas tipologias se dá em maior volume na produção de janelas, enquanto portas metálicas, atualmente, são pouco encontradas em residências de médio a alto padrão. O aço utilizado em esquadrias é composto por ferro, carbono e uma leva de outros materiais em menor quantidade, como silício, cobre e manganês. Cada elemento, quando adicionado à liga metálica, confere certa particularidade, por exemplo, a adição de cobre confere ao aço uma maior resistência frente à corrosão, proporcionando uma maior durabilidade ao material. A adição de zinco, comumente chamada de galvanização, também confere ao aço maior resistência frente ao ataque corrosivo, além de proporcionar uma melhor aparência ao produto. Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC ESQUADRIAS 54 As esquadrias de ferro e aço são recomendadas para quaisquer ambientes, exceto em regiões litorâneas em que este é submetido à maresia e pode perder sua durabilidade. O aço define uma estrutura robusta ao produto final, possuindo maior resistência a impactos quando comparado aos outros materiais em estudo, como o alumínio e o PVC. As desvantagens na utilização de janelas e portas em aço são, além do custo, aspecto não tão atraente e um menor conforto térmico acústico quando comparado ao alumínio e ao PVC. Já o ferro possui menor custo, porém apresenta menor resistência a impactos e à corrosão, necessitando de maior manutenção. Uma característica diferente dos outros materiais é que as portas metálicas possuem tipologias nem sempre encontradas em outras matérias-primas, como as portas corta-fogo. O quadro apresenta os tipos de portas metálicas encontradas na construção civil nacional. Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC UNIDADE 2 – INSTALAÇÕES 55 1.1. Fabricação As esquadrias de aço são geralmente produzidas em perfis “I”, “T” e “L”, podendo ser encontrados também perfis em chapas de aço ou tubulares enquanto as estruturas de ferro são geralmente fabricadas em barras circulares, por se tratarem, geralmente, de grades. O ferro também é encontrado na fabricação de janelas, pois o aço, embora mais durável, não apresenta facilidade em ser modulado e, assim, é encontrado em dimensões específicas. As estruturas de ferro também possuem baixo custo de produção, tornando o produto final mais barato que a maioria dos outros materiais. Os passos para fabricação de esquadrias metálicas são basicamente semelhantes aos descritos na fabricação de quadros de alumínio. A principal diferença na produção dá-se na fase de limpeza e proteção, na qual o aço sofre o processo de galvanização. Galvanização é o processo de revestimento de um metal por outro mais nobre a fim de proporcionar melhor resistência frente à corrosão ou até mesmo conferir melhor aparência ao metal. 1.2. Execução de Esquadrias Metálicas Para a execução das esquadrias de aço e ferro deve-se prestar atenção nas características de fábrica, pois a estrutura vem composta por acessórios, como grapas e chumbadores, que servem de guia para a fixação da esquadria. Também se deve cuidar o armazenamento das peças em obra, evitando empilhamento, e a conferência no ato do recebimento quando comprada. Em síntese, pode-se dizer que a execução de esquadrias de aço e ferro é dada pelas seguintes etapas: 1º Passo: Conferência das medidas de projeto e das medidas em obra (a abertura do vão deve apresentar, geralmente, uma folga de 2,0 cm a cada lado para preenchimento) a fim de evitar maiores problemas caso o vão não esteja correto. Também se deve verificar a conformidade de vergas (em portas) e contravergas (em janelas), a imagem abaixo demonstra como deve se apresentar a alvenaria antes da fixação. Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC ESQUADRIAS 56 2º Passo: Deve-se centralizar a posição da esquadria no vão, conferindo nivelamentos e correto posicionamento do peitoril, do prumo, e das possíveis diferenças de cotas, como o assentamento de um futuro piso. 3º Passo: Deve-se calçar vergas e contravergas em suas regiões periféricas, com distância de 60 cm entre os diferentes calços. Não deve ocorrer presença de calço na região central, somente em posições laterais, permitindo, após a execução, o correto funcionamento de abertura que a esquadria conter. Após o calçamento, deve-se verificar níveis e prumos novamente. 4º Passo: Chumbar e parafusar a esquadria, fixando-a e testando sua abertura. Também deve-se verificar todo o quadro da esquadria a fim de evitar que esta apresente algum problema antes do preenchimento final de argamassa. 5º Passo: Preencher a folga da esquadria e vão com argamassa (traço 1:3) a fim de conferir estanqueidade à estrutura. Este passo deve ser extremamente cuidadoso a fim de evitar a penetração de água e o surgimento de possíveis infiltrações. 6º Passo: Secagem da argamassa e proteção final da esquadria, protegendo ela contra a corrosão e o ataque de agentes externos. Também deve-se cuidar para que a esquadria pronta não seja prejudicada com a presença de pó de cimento, cal e outros materiais. Para isto, geralmente a esquadria é plastificada. 1.2.1. Observações às Portas Tecnicamente, as portas metálicas podem substituir as portas de madeira em quase todas as situações, devendo-se apenas levar em consideração os aspectos técnicos (segurança e base para fixação), estéticos e de custo envolvidos. Em geral as portas de aço e mistas são indicadas para edificações comerciais e industriais e para segurança e proteção em edificações de qualquer tipo. Com relação à execução (instalação) de portas de aço os cuidados são muito semelhantes aos adotados na instalação de portas de madeira ou alumínio, considerando a folga no vão, dimensões, nivelamento, alinhamento e prumos das superfícies, com a vantagem de que as portas em geral são instaladas já montadas (porta, batentes e chumbadores). 1.2.2. Observações às Janelas Os mesmos cuidados na instalação de portas e janelas de outros tipos também devem ser considerados quando se tratar de peças de serralheria. A escolha de um bom fornecedor e instalador (pedreiro), o rigor na execução dos vãos (preparação), os alinhamentos e prumos são fatores preponderantes para o funcionamento perfeito das janelas de ferro. O Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC UNIDADE 2 – INSTALAÇÕES 57 responsável da obra deve estar atentopara os seguintes pontos na fase de execução das janelas de ferro: • O dimensionamento dos perfis, cantoneiras e chapas devem ser feitos por profissional habilitado e experiente, pois estarão sujeitas as tensões de uso; • A esquadria deve ter rigidez e estabilidade suficientes com chumbadores (grapas) colocados distantes uns dos outros não mais do que 60 cm e solidarizadas com argamassa de cimento e areia no traço 1:3; • No caso de peças de grande vão e peso, verificar se os reforços (tirantes, mãos-francesas) são suficientes para garantir a segurança do conjunto, lembrando sempre que haverá movimentação de folhas; • No caso de uso de buchas plásticas expansíveis, garantir que as mesmas estejam bem solidarizadas na alvenaria ou no concreto; • Acompanhar a calefetação do conjunto com borracha de silicone de forma que não ocorra qualquer tipo de infiltração de água na pós-ocupação; • Após a consolidação do chumbamento, testar o funcionamento dos basculantes, janelas de correr, máximos-ares, venezianas etc. e proceder os ajustes, se necessário; • Conferir a limpeza e execução da proteção contra ferrugem e pintura final. 2. Esquadrias de PVC O Policloreto de Vinila (PVC) é obtido a partir do etileno, um dos subprodutos do petróleo, que representa 43% de seu peso, combinado com o cloro retirado do cloreto de sódio, o sal de cozinha, que representa 57% de seu peso. Esses dois recursos naturais, sal e petróleo (ou gás natural) são à base da fabricação dos componentes do PVC. O etileno é obtido através dos processos de refinamento do petróleo, já o cloro provém da eletrólise, reação que consiste na passagem de uma corrente elétrica por uma certa quantidade de água salgada obtendo o cloro. O processo de industrialização do PVC dá-se conforme o fluxograma da figura. A procura por esquadrias de PVC vem aumentando significativamente ao longo dos anos, pois o produto apresenta características técnicas que favorecem sua aplicação nos mais variados projetos de engenharia, adaptando-se a diferentes situações, regiões e padrões. O PVC é um material de alta resistência a intempéries, maresias e agentes biológicos possuindo longa durabilidade. Pode ser aplicado nas mais adversas condições climáticas, pois possuem a propriedade de ser bom isolante térmico. Além de todas estas vantagens, o Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC ESQUADRIAS 58 PVC ainda pode ser pigmentado de diversas cores, atingindo os padrões estéticos desejáveis. Acerca do início da aplicação de PVC na produção de esquadrias, esclarece-se: “As esquadrias de PVC surgiram nos anos de 1950 e 1960 na Alemanha Ocidental. No início o PVC foi pouco utilizado no mercado, mas só em 1970 houve uma fase de rápido desenvolvimento, atingindo 45% do mercado em 1980. A partir daí o PVC propagou-se pela Europa e Estados Unidos, sempre conseguindo parcelas significativas dos mercados locais. No Brasil, as primeiras tentativas de produção e comercialização de perfis de PVC, datam meados de 1970[...]”(SANTOS, 2004). Ademais, importante notar que a escassez de madeiras nobres em razão do crescente controle mais rigoroso do desmatamento, leva inevitavelmente ao uso de novos materiais e nesse caso o PVC se destaca por causa de sua qualidade, versatilidade e acessível produção. As esquadrias são produzidas a partir de perfis extrudados, os quais possuem aço galvanizado em sua estrutura interna, o que aumenta sua resistência. Existe uma grande variedade de topologias de perfis, que se adaptam aos projetos garantindo um produto final qualificado. Ponto positivo das esquadrias de PVC é que são excelentes isolantes termoacústicos e não propagam chamas, sendo bastante utilizadas em países da América do Norte e Europa há bastante tempo. Comparado com outros materiais, o PVC apresenta-se como o melhor isolante térmico, conforme demonstra a Tabela a seguir: Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC UNIDADE 2 – INSTALAÇÕES 59 Cabe mencionar, também que o consumo energético na produção e transformação do PVC é um dos mais baixos, se comparado com o de outros materiais utilizados na construção civil, na confecção dos caixilhos, tais como ferro alumínio, madeira e aço. O consumo bruto para a fabricação do PVC representa, em média, menos de 0,25% da quantidade de petróleo bruto extraído no mundo. A ligação dos perfis que formam os quadros das esquadrias acontece em fábrica através de soldas térmicas, com isso não ocorre a descontinuidade nos cantos das peças como no caso da madeira e alumínio, consequentemente a esquadrias apresenta maior estanqueidade a água. Outrossim, o PVC pode ser produzido com diversas cores e padrões, dentre eles pode assemelhar-se a esquadrias de madeira, visto que ele pode ser dimensionado e pintado de forma a se parecer esteticamente com ela. Nesse sentido, vale lembrar que a esquadria de madeira agrega valor estético, simbolizando rusticidade. Porém, o PVC apresenta como desvantagem ser sensível à ação de alguns elementos orgânicos, tais como os solventes cetônicos e tetraidrofurânicos (THF), os quais podem eventualmente ser encontrados em algumas tintas, vernizes e em certos produtos de tratamento de madeira. Ademais, o PVC, ainda que possuam vida útil significativa, é material termoplástico, podendo apresentar acentuadas deformações ao longo do tempo, seja por tensões diversas ou por exposição a temperaturas elevadas. Outra desvantagem do uso do PVC é que, ainda que seja difícil sua combustão, quando inflama o material produz um gás que contém ácido clorídrico (HCl), o qual é altamente tóxico e prejudicial à saúde. Desse modo, há de se observar com atenção o uso de esquadrias de PVC em ambientes fechados. 2.1. Fabricação Como já foi citado anteriormente, as esquadrias de PVC são executadas a partir de perfis extrudados que não são de mesma composição que os de tubos e conexões, os quais Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC ESQUADRIAS 60 possuem diversas formas que propiciam a execução de praticamente todas as tipologias de aberturas. Na sequência será apresentado o processo de fabricação destas esquadrias. O início da fabricação se dá com o corte, podendo ser executado com equipamentos simples. Recomenda-se que a serra utilizada nesta etapa não seja utilizada em outros materiais, como alumínio e aço, de modo a evitar contaminações, ou seja, é importante que a lâmina da serra esteja limpa e livre de gordura para não prejudicar a qualidade da solda. Godoi (2005) salienta que no início do processo de fabricação é importante observar que a área de montagem deve ser climatizada a uma temperatura de no mínimo 15 oC, do contrário corre-se o risco de obter uma má qualidade de junta na solda. Os perfis, após cortados, devem ser soldados dentro de um período de 24 horas, para evitar que as superfícies acabem sofrendo avarias. O plano de corte deve ser perpendicular à linha visual dos perfis, do contrário a solda poderá não ser homogênea. O comprimento do corte deve ser dimensionado alguns milímetros maior em cada canto para compensar o material que é reduzido durante o processo de solda. Antes da solda os perfis de PVC passam por um reforço com aço galvanizado, que são inseridas na câmara interior a cada peça, destinada à colocação desses reforços que contribuem para a estabilidade da esquadria produzida. Os reforços de aço devem ser cortados com comprimentos menores que o perfil original, de modo que ele também permita a operação de soldagem sem interferências. Nesta etapa também são executadas as operações de usinagem para a colocação dos acessórios como dobradiças e maçanetas. Após a inserção do aço galvanizado e as operações de usinagem os perfis de PVC são encaminhados para a soldatermoplástica para fazer a ligação definitiva dos perfis. Posteriormente, encaminha-se a peça a outra máquina para que seja limpa, sendo retirados os pedaços excedentes de PVC decorrente dos processos anteriores, dando acabamento à esquadria. Por fim, as esquadrias são submetidas a um processo de finalização, momento em que são adicionados acessórios como vidros e mosquiteiros encaixilhados. 2.2. Execução de Esquadrias de PVC O processo de instalação de uma esquadria de PVC será apresentado na sequência: 1º Passo: Primeiramente confere-se o prumo e nível do vão, bem como as dimensões do mesmo para averiguar se estão adequadas à colocação daquela esquadria. Após esse procedimento, estando as dimensões corretas, coloca-se o Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC UNIDADE 2 – INSTALAÇÕES 61 marco da esquadria com os calços que auxiliam na instalação, conferindo, o prumo e nível do marco; 2º Passo: Após a colocação do marco, realizam-se os furos na parede, necessários à instalação, por onde passarão as buchas e parafusos de fixação. Apertam-se os parafusos e aplicam-se neles pontos de espuma de poliuretano que, juntamente com os parafusos, farão a fixação da esquadria no vão.; 3º Passo: Posteriormente, aplica-se espuma em todo o perímetro da esquadria, deixando uma reentrância interna ao marco para que ali, posteriormente, seja aplicado o silicone de vedação. É importante não aplicar quantidade exagerada de espuma, o que pode causar a deformação da esquadria.; 4º Passo: Após a secagem da espuma, a quantidade que expandiu para fora do marco é removida e inicia a vedação da peça. A vedação começa com a aplicação de silicone na reentrância deixada no perímetro da peça. Imediatamente após a aplicação do silicone, sobre esse são colocados os acabamentos da esquadria, usualmente meia cana, pinázio ou guarnição. 2.3. Quadros Resumos de Instalação De uma maneira geral, as esquadrias de PVC podem ser instaladas de três maneiras: fixação com parafusos, chumbamento com grapas e instalação com contramarco. Formas de instalação distintas exigem diferentes preparos do vão, o que deve ser estritamente observado, a fim de que seja garantido o bom desempenho da esquadria. 2.3.1. Instalações Sem Contramarco É o método indicado para vãos já requadrados, ou seja, com o acabamento em fase final. O marco da esquadria é fixado ao vão por meio de um conjunto de parafusos e buchas, com a vedação entre os elementos sendo garantida por meio do uso de espuma expansiva de poliuretano. Exemplos: troca de esquadrias, reformas, construções novas, onde a esquadria seja instalada após o emboço da alvenaria. Nota: neste tipo de fixação, deve-se atentar para as instruções de marcação e execução dos furos. O roteiro recomendado para instalação das esquadrias de PVC sem contramarco é apresentado a seguir. Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC ESQUADRIAS 62 Aula 6 – Esquadrias de Aço e PVC UNIDADE 2 – INSTALAÇÕES 63 2.3.2. Instalações com Chumbamento com Grapas É o método indicado para instalação da esquadria em vãos sem emboço. A esquadria é fixada na parede/vão por meio do chumbamento com argamassa de hastes metálicas (grapas) presas ao marco. Para garantir um perfeito acabamento, é importante que seja prevista a aplicação de perfis de arremate que possibilitem um acabamento entre a esquadria e a alvenaria. Exemplos: reformas, construções novas, onde a esquadria é instalada antes do emboço da alvenaria. Geralmente a instalação é feita sob a responsabilidade da construtora por um profissional qualificado. Baseado e adaptado de CBIC, Jonas Vieira Rodrigues. Edições sem prejuízo de conteúdo.