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Prof. Luciano da Costa Bandeira 1 UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CURSO: ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: GERENCIAMENTO DE OBRAS CIVIS PROFESSOR: Msc. Luciano da Costa Bandeira. CAPÍTULO 7: Inovação Tecnológica na Construção Talvez uma das atividades mais antigas da humanidade seja o ato de edificar, de construir estruturas de moradia, de produção e de transporte. Pensando nisso seria lógico imaginar que a indústria da construção civil, entre outras, estaria em um estágio tão avançado que pouco se poderia esperar quanto a sua inovação. Contudo, percebe-se que a cada dia surgem, nessa área, novos materiais e novas tecnologias. Provavelmente, ao terminar de ler esse texto, alguns dos elementos aqui citados como inovações já sejam coisas do passado e já se tenha algum tipo de tecnologia superior. Objetivamos, neste momento, apresentar alguns elementos construtivos que representem novidades e sejam efetivamente aplicáveis. Não vamos, portanto, nos prender a pesquisas de novos elementos e tecnologias que sejam úteis no futuro, mas somente àqueles que já são aplicáveis no Brasil atualmente. THOMAS (2001) divide as inovações em 14 grupos de elementos. Vamos utilizar essa mesma divisão para categorizá-las. 1. AÇO E COMPONTENTES METÁLICOS: O aço vem a cada dia ganhando mais espaço na construção civil. No Brasil, as estruturas em aço não têm a mesma tradição que em outros países. Talvez pelo fato de ainda existir mão de obra no país com relativo baixo custo, moldar a peça em concreto, no local, parece ser a opção mais econômica. Além disso, culturalmente, os engenheiros formados no Brasil têm a tradição de trabalhar com o concreto armado. Poucos são os profissionais habilitados para fazer e executar projetos em estrutura metálica. INABA (2013) apresenta as principais vantagens da utilização do aço em relação ao sistema construtivo convencional: Liberdade no projeto de arquitetura - A tecnologia do aço confere aos arquitetos total liberdade criadora, permitindo a elaboração de projetos arrojados e de expressão arquitetônica marcante. 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, fator muito importante principalmente em garagens. Flexibilidade - A estrutura metálica 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 utilidades como água, ar condicionado, eletricidade, esgoto, telefonia, informática etc. Compatibilidade com outros materiais - O sistema construtivo em aço é perfeitamente Prof. Luciano da Costa Bandeira 2 compatível com qualquer tipo de material de fechamento, tanto vertical como horizontal, admitindo desde os mais convencionais (tijolos e blocos, lajes moldadas in loco) até componentes pré-fabricados (lajes e painéis de concreto, painéis "drywall" 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, podem levar a uma redução de até 40% no tempo de execução quando comparado com os processos convencionais. Racionalização de materiais e mão de obra - Numa obra, através de processos convencionais, o desperdício de materiais pode chegar a 25% em peso. A estrutura metálica 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 metálicas podem reduzir em até 30% o custo das fundações. Garantia de qualidade - A fabricação de uma estrutura metálica ocorre dentro de uma indústria e conta com mão de obra altamente qualificada, o que dá ao cliente a garantia de uma obra com qualidade superior devido ao rígido controle existente durante todo o processo industrial. Antecipação do ganho - Em função da maior velocidade de execução da obra, haverá um ganho adicional pela ocupação antecipada do imóvel e pela rapidez no retorno do capital investido. Organização do canteiro de obras - Como a estrutura metálica é totalmente pré- fabricada, há uma melhor organização do canteiro devido, entre outros fatores, à ausência de grandes depósitos de areia, brita, cimento, madeiras e ferragens, reduzindo também o inevitável desperdício desses materiais. O ambiente limpo com menor geração de entulho, oferece ainda melhores condições de segurança ao trabalhador, contribuindo para a redução dos acidentes na obra. Reciclabilidade - O aço é 100% reciclável e as estruturas podem ser desmontadas e reaproveitadas. Preservação do meio ambiente - A estrutura metálica 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 gerados pelas serras e outros equipamentos destinados a trabalhar a madeira. Precisão construtiva - Enquanto nas estruturas de concreto a precisão é medida em centímetros, numa estrutura metálica a unidade empregada é o milímetro. Isso garante uma estrutura perfeitamente aprumada e nivelada, facilitando atividades como o assentamento de esquadrias, instalação de elevadores, bem como redução no custo dos materiais de revestimento. DESVANTAGENS: Necessidade de mão de obra e materiais altamente especializados para a execução da estrutura. Necessidade de tratamento superficial das peças estruturais contra oxidação devido ao contato com o ar. Alto custo no transporte das peças que faz com que, junto com o custo da mão de obra e dos materiais altamente especializados, o custo total da estrutura de aço, no Brasil, seja mais alto que o custo da estrutura de concreto. Prof. Luciano da Costa Bandeira 3 Vejamos alguns exemplos e tendências da utilização do aço na construção civil: Edificação residencial com a estrutura totalmente metálica. Sistema Misto Aço – concreto – é aquele no qual um perfil de aço (laminado, dobrado ou soldado) trabalha em conjunto com o concreto (geralmente armado), formando um pilar misto, uma viga mista, uma laje mista ou uma ligação mista. Os sistemas mistos apresentam como vantagens a dispensa de formas e escoramentos, redução do peso próprio, rapidez e melhor qualidade na execução e redução no volume da estrutura. Outra tendência relacionada à utilização do aço na construção civil é a aplicação, cada vez maior, mesmo nas obras de concreto armado convencionais, de armaduras pré- fabricadas para pilares, vigas e telas soldadas para lajes, ao invés das armações cortadas e dobradas no local da obra. 2. ESTRUTURAS E CONCRETO: Com relação à utilização do concreto, os caminhos estão evoluindo nos seguintes aspectos: Utilização de aditivos: plastificantes, super ou hiper fluidificantes, inibidores de corrosão e reguladores de pega. Prof. Luciano da Costa Bandeira 4 Concreto auto adensável - Sua característica é de fluir com facilidade dentro das formas, passando pelas armaduras e preenchendo os espaços sob o efeito de seu próprio peso, sem o uso de equipamento de vibração. Para lajes e calçadas, por exemplo, ele se auto nivela, eliminando a utilização de vibradores e diminuindo o número de funcionários envolvidos na concretagem. Formas metálicas – quando é necessário a concretagem de várias peças iguais, justifica-se a utilização de formas metálicas,pois o reaproveitamento é infinitas vezes maior que o das formas de madeira. Formas em PVC – Os painéis de PVC são autoportantes no momento da montagem, ou seja, podem ser montados sem necessidade de estruturas adicionais, como escoras ou outros dispositivos de cimbramento. Os painéis de PVC, que servem de fôrmas, apresentam acabamento final e não necessitam de revestimentos como pintura, textura, cerâmica etc. Concreto projetado - é uma técnica de contenção que consiste na aplicação de concreto bombeado e jateado na superfície do talude a ser contida. Para realizar o concreto projetado existem duas vias de projeção: Via Seca e Via Úmida. No caso de via seca, bombeia-se o concreto a seco e a injeção de água se dá no cabeçote do mangote de projeção. Na via úmida, bombeia-se o concreto já usinado. Prof. Luciano da Costa Bandeira 5 Painéis de paredes pré-fabricados – Feitas da união de dois painéis, as pa- redes já vêm não só preparadas para receber portas e janelas como também já com toda a infra-estrutura de instalações hidráulicas e elétricas, que passam pelo espaço vazio, existente entre os painéis. 3. FUNDAÇÕES E ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO: Gabiões – são caixas/cubos feitos de telas metálicas, cheias de pedras que se utilizam para fazer contenções. Sacos preenchidos com solo-cimento - Esse tipo de muro apresenta como vantagens o seu baixo custo e o fato de não requerer mão de obra ou equipamentos especializados. Pré moldados de concreto – Estruturas de contenção montadas com peças pré- moldadas de concreto. Cortina / muro de contenção executados com concreto projetado e tela metálica. Cortina atirantada – Executada com travamento feito por tirantes executados dentro do solo. 4. PAREDES E DIVISÓRIAS: Gabiões Sacos preenchidos com solo- cimento Pré-moldados de concreto Cortina executada com tela metálica e concreto projetado Cortina atirantada Prof. Luciano da Costa Bandeira 6 Paredes moldadas in loco - paredes pré-fabricadas, revestidas, montadas dentro da área do apartamento em construção e agregam ainda as vantagens dos sistemas de construções em alvenaria estrutural, bem como, o sistema de pré-moldados. É uma inovação tecnológica que visa qualificação da mão de obra, redução de custos e desperdícios, redução do tempo da construção e o aumento da qualidade do sistema construtivo. Apresenta 40% de redução no custo homem hora/m2, redução do custo de materiais em função da redução do desperdício, redução dos esforços físicos dos operários, redução dos riscos de acidentes e doenças profissionais e melhoria da qualidade. Massa colante de assentamento - utiliza uma nova forma de levantar paredes, a partir da colagem dos tijolos. Diferente da argamassa tradicional ela não requer a utilização de água, areia, cal ou betoneira, além de não desperdiçar materiais e manter a obra limpa. Ela pode ser aplicada em sistemas de vedação vertical com blocos de concreto, tijolos e blocos cerâmicos, blocos de concreto celular auto-clavado, vedação de peças pré-moldadas, blocos sílico-calcário e tijolos de solo-cimento (ecológico). Vedação com Drywall - sistema construtivo que usa montantes e guias de alumínio e chapas de gesso acartonado; causa menos desperdício e é mais rápido e limpo que o sistema tradicional de alvenaria. Funciona como isolante térmico e acústico. É de fácil instalação e pode ser aplicado em construções moduladas, em que, constantemente, torna-se necessário fazer alterações (empresas, órgãos públicos, escolas, universidades). Tijolos ecológicos: Feitos a partir da mistura de solo, cimento e água, o tijolo é prensado e é produzido sem a utilização de fornos. Como o tijolo é prensado, o resultado final é uma peça mais uniforme, reduzindo a espessura do reboco e a Prof. Luciano da Costa Bandeira 7 quantidade de argamassa necessária para assentamento. Possui aberturas a partir das quais é possível colocar a armação e concreto autoadensável. Pelas aberturas também é possível passar as instalações elétricas e hidrossanitárias, o que reduz a formação de entulhos. Contudo, como não passa pela queima, o tijolo ecológico é muito suscetível à água e umidade. Aconselha-se aplicar uma resina impermeabilizante na parte externa. Outra desvantagem consiste em que não se pode utilizar qualquer tipo de solo e o controle de qualidade do material usado na produção deve ser bem rígido. 5. REVESTIMENTOS: Utilização de argamassas projetadas – para ganhar produtividade na execução do revestimento de paredes indicam-se as argamassas (ou mesmo o gesso) projetados. Enquanto um profissional aplica o revestimento manualmente, numa superfície de 14 m² por dia, o sistema racionalizado permite que ele revista uma área de 29 m² no mesmo período. Por ser um processo mecânico, a energia de lançamento da massa não sofre alterações, como no caso do popular “chapar a massa”, que é feito manualmente. Além disso, a projeção da argamassa permite que a aderência do material na superfície seja contínua, impedindo que se criem vazios decorrentes do lançamento manual. Contudo, a utilização de argamassas projetadas requer cuidados especiais em sua dosagem: em primeiro lugar, que ela tenha a plasticidade necessária; e em segundo, para não danificar o equipamento, que tem uma manutenção cara e peças muito sensíveis. Revestimentos de PVC – Outra inovação em termos de revestimento é a utilização de perfis rígidos de PVC (policloreto de vinila) como acabamento final. Apresenta como vantagens a facilidade de instalação, economia (pois dispensa a pintura), facilidade de manutenção (apenas lavagem com Prof. Luciano da Costa Bandeira 8 água), versatilidade, durabilidade e resistência a intempéries como sol, chuva e maresia. 6. CAIXILHOS e ESQUADRIAS: Caixilhos e esquadrias em PVC - as esquadrias fabricadas com este material praticamente já dominam os mercados de países da América do Norte e Europa, como a França e a Alemanha. HACHICH (1999) realizou vários ensaios relacionados à durabilidade do material quando sujeito às condições climáticas brasileiras, e os ensaios não mostraram nenhuma inconformidade com relação à durabilidade do material quando aplicado no Brasil. Apresentam como vantagens a alta durabilidade, o fato de serem isolantes termo-acústicos, resistentes à corrosão e à maresia, resistentes aos ataques de materiais agressivos como o cimento e cal, alta vedação, facilidade de manutenção, confortável ao toque e o fato de ser reciclável. Venezianas e persianas motorizadas – com a tendência da automação residencial ganham cada vez mais espaço as esquadrias motorizadas, acionadas por controle remoto, internet ou programação computacional. 7. INSTALAÇÕES HIDRO-SANITÁRIAS: Instalações utilizando o sistema PEX – sistema de alimentação e distribuição de água (fria e quente) formado por um conjunto de tubos flexíveis de polietileno reticulado que são inseridos dentro de tubos de bitolas maiores (tubo de bainha), de uma maneira semelhante aos eletrodutos da instalação elétrica.(??) A distribuição de água é feita a partir de um distribuidor chamado de manifold, uma Prof. Luciano da Costa Bandeira 9 pequena caixa de distribuição que fica no próprio ambiente. Além da praticidade e economia de conexões, esse sistema apresenta também a vantagem da fácil manutenção, pois no caso de vazamentos é possível somente substituir a mangueira,sem a necessidade de quebrar paredes. 8. INSTALAÇÕES ELÉTRICAS: Sistemas de automação – a grande tendência em termos de instalações elétricas/eletrônica são os sistemas de automação residencial. Atualmente, com a instalação de um controlador, é possível acionar, via internet, via celular ou até mesmo por uma programação automática o sistema de irrigação do jardim, a intensidade da iluminação dos diversos ambientes da casa, dependendo da necessidade de cada um (com sensores de luz ou mesmo com horários programados), o controle da temperatura dos ambientes (ar condicionado) e da piscina (aquecedores), a música ambiente, os horários quando as cortinas devem se abrir, além de todos os dispositivos de segurança e vigilância. Contudo, para a instalação de um sistema de automação a edificação deve estar preparada desde o início: cada ponto de energia deve ter eletrodutos com alimentação independente, o centro de distribuição deve prever espaço para o equipamento de automação, todos os retornos das lâmpadas devem voltar ao quadro e muitos outros detalhes estruturais da obra. Prof. Luciano da Costa Bandeira 10 DISJUNTORES DR – Os disjuntores DR (disjuntor diferencial residual) são dispositivos de seccionamento mecânico destinados a provocar a abertura dos próprios contatos quando ocorrer uma sobrecarga, curto-circuito ou corrente de fuga à terra. Oferecem proteção contra correntes de fuga à terra em instalações elétricas de baixa tensão. Os Dispositivos DR, Módulos DR ou Disjuntores DR de corrente nominal residual até 30mA, tem como finalidade a proteção de pessoas, enquanto os de correntes nominais residuais de 100mA, 300mA, 500mA, 1000mA ou ainda superiores a estas, são destinados apenas a proteção patrimonial contra os efeitos causados pelas correntes de fuga, evitando choques elétricos e incêndios. O DR não substitui um disjuntor, pois ele não protege contra sobrecargas e curto circuitos. QUESTIONÁRIO 1) São vantagens da utilização da estrutura em aço em relação ao sistema construtivo de concreto armado. a) Menor prazo de execução, maior área útil disponível e a necessidade de tratamento anti-ferrugem das peças. b) Organização do canteiro de obras, alívio de carga nas fundações e menor prazo de execução. c) Compatibilidade com outros materiais, flexibilidade e a não exigência de mão de obra especializada. d) Menor custo, liberdade no projeto de arquitetura e menor prazo de execução. e) Reciclabilidade, menor custo e preservação do meio ambiente. 2) Considere as afirmativas a seguir I. Em geral, no Brasil, as estruturas metálicas apresentam custos mais reduzidos que as de concreto armado. II. Em geral, no Brasil, as estruturas metálicas apresentam prazos de execução mais reduzidos que as de concreto armado. Prof. Luciano da Costa Bandeira 11 III. Em geral, as estruturas metálicas são mais pesadas que as de concreto armado. Atribuindo “V” para a afirmação verdadeira e “F” para a afirmação falsa, a combinação que se associa às afirmações acima é: a. F, V, F b. F, F, V. c. V, F, F. d. F, V, V. e. V, F, V. 3) Em que consiste o sistema de execução de uma obra com estrutura mista de aço- concreto? Quais são suas principais vantagens? 4) São exemplos de aditivos que atualmente são acrescentados ao concreto todos os apresentados a seguir, exceto: a) Acidulantes. b) Reguladores de pega. c) Inibidores de corrosão. d) Fluidificantes. e) Plastificantes. 5) O que é concreto auto adensável? Quais as vantagens em sua utilização? 6) As formas de PVC são autoportantes e podem ser montadas sem cimbramento. Isso significa que: a) As fôrmas de PVC têm formato de pórtico e podem ser montadas sem quebras. b) As fôrmas de PVC se fixam sozinhas e podem ser montadas sem dobras. c) As fôrmas de PVC têm formato de pórtico e podem ser montadas sem cortes. d) As fôrmas de PVC são rígidas e não precisam de escoramento para serem montadas. Prof. Luciano da Costa Bandeira 12 e) As fôrmas de PVC são rígidas e podem ser montadas sem dobras. 7) A principal indicação para a utilização das formas metálicas é: a) Em obras executadas em cidades litorâneas, por causa da maresia. b) Nas obras executadas com estruturas metálicas. c) Nas obras de grande porte. d) Em obras de pequeno porte. e) Nas obras onde precisam ser moldadas muitas peças iguais. 8) Apresente três modelos/formas de executar estruturas de contenção, explicando como funcionam. 9) Observe as definições apresentadas abaixo: (1) Paredes pré-fabricadas, revestidas, montadas dentro da área do apartamento. (2) Montantes e guias de alumínio e chapas de gesso acartonado. (3) Feitos a partir da mistura de solo, cimento e água, são prensados sem a utilização de fornos. (4) Caixas/cubos formados feitos de telas metálicas, cheias de pedras utilizadas para fazer contenções. (5) Flui com facilidade dentro das formas, passando pelas armaduras e preenchendo os espaços sob o efeito de seu próprio peso. Associe a seqüência de números das definições aos nomes abaixo: ( ) Gabiões. ( ) Concreto auto adensável. ( ) Vedação com Drywall. ( ) Tijolos ecológicos. ( ) Paredes moldadas in loco. 10) Quais as vantagens e desvantagens da utilização de tijolos ecológicos em uma edificação? Prof. Luciano da Costa Bandeira 13 11) São vantagens da utilização de argamassas projetadas: a) Aumento da produtividade, padronização da energia de lançamento, e economia de custo de manutenção dos equipamentos de lançamento. b) Aumento da produtividade, padronização da energia de lançamento, e aderência contínua do material na superfície. c) Facilidade na dosagem da argamassa, padronização da energia de lançamento, e aderência contínua do material na superfície. d) Facilidade na dosagem da argamassa, padronização da energia de lançamento, e economia de custo de manutenção dos equipamentos de lançamento. e) Aumento da produtividade, economia no custo de manutenção dos equipamentos de lançamento, e aderência contínua do material na superfície. 12) Sobre os revestimentos executados com perfis de PVC, considere as afirmativas a seguir. I. São de fácil instalação. II. Têm alta resistência a intempéries como sol, chuva e maresia. III. Não é necessária a pintura. Atribuindo “V” para a afirmação verdadeira e “F” para a afirmação falsa, a combinação que se associa às afirmações acima é: a. F, V, F b. V, V, F. c. V, F, F. d. V, V, V. e. V, F, V. 13) Quais as principais vantagens da utilização das esquadrias de PVC em relação às esquadrias convencionais? 14) Explique como funciona o sistema de instalações hidráulicas utilizando PEX. Prof. Luciano da Costa Bandeira 14 15) Como funcionam e o que podem controlar os atuais sistemas de automação residencial? 16) Qual a principal função e como funcionam os disjuntores DR? GLOSSÁRIO áticos- Localizados na parte alta da casa, os áticos são os espaços que se formam na última laje de uma edificação e em baixo dos telhados inclinados. Eles também podem ser chamados de sótãos e caracterizam-se por terem tetos inclinados e baixos. Autoportante – é uma estrutura estável, cuja estabilidade é assegurada com o apoio em uma única extremidade. Refere-se a um elemento firme; rígido. Cimbramento - É uma estrutura de suporte provisória composta por um conjunto de elementos que apóiam ou escoram um determinadoelemento construtivo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS HACHICH. V. F. Critérios Mínimos para Avaliação Expedita da Durabilidade de Produtos de PVC Rígido para Uso Exterior nas Edificações. São Paulo, 1999. 196p.Tese de Doutorado apresentada à Escola Politécnica tia Universidade de São Paulo. INABA, Roberto. Construções Metálicas: O uso do Aço na Construção Civil. METALICA. Disponível em http://www.metalica.com.br/construcoes-metalicas-o-uso-do-aco-na- construcao-civil. Acesso em 16/04/2013. MELHADO, S. B. Qualidade do Projeto na Construção dc Edifícios:Aplicação ao Caso das Empresas de Incorporação e Construção. Tese apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (doutorado). São Paulo.1994 THOMAZ, Ercio. Tecnologia, gerenciamento e qualidade na construção. São Paulo: Editora PINI, 2001.
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