Construção em Módulos Pré-Fabricados em LSF

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ANDRÉ LUIZ DE ALCÂNTARA LIMA 
 
 
 
 
 
 
Construção de edificações em módulos pré-fabricados em 
LSF – Light Steel Framing: Ensaio Projetual 
 
 
 
 
 
 
 
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Civil da 
Universidade Federal do Espírito Santo, como 
parte dos requisitos para obtenção grau de 
Mestre em Engenharia Civil. 
Orientador: Prof. Dr. Ing. João Luiz Calmon 
Nogueira da Gama. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vitória 
Junho de 2008 
 
 
 
 
 
 
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Dados Internacionais de Catalogação-na-publicação (CIP) 
(Biblioteca Central da Universidade Federal do Espírito Santo, ES, Brasil) 
 
 
 Lima, André Luiz de Alcântara, 1978- 
L732a Análise construção de edificações em módulos pré-fabricados em 
LSF–Light Steel Framing : ensaio projetual / André Luiz de Alcântara 
Lima. – 2008. 
 189 f. : il. 
 
 Orientador: João Luiz Calmon Nogueira da Gama. 
 Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Espírito Santo, 
Centro Tecnológico. 
 
 1. Construção industrializada. 2. Construção Modular. 3. Aço leve. I. 
Gama, João Luiz Calmon Nogueira da. II. Universidade Federal do 
Espírito Santo. Centro Tecnológico. III. Título. 
 
 CDU: 624 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
À minha família 
Meus Agradecimentos 
 
Ao meu orientador João Luiz Calmon pela orientação dedicada e pela amizade construída 
ao longo deste caminho. 
Ao professor Pedro Sá pelo apoio e por deixar as portas do NEXEM sempre abertas, 
possibilitando desta forma o desenvolvimento deste trabalho. 
Aos demais membros da banca, Professor Marcel, pelos ensinamentos durante o decorrer 
do curso e ao Professor Tibiriçá por estar presente e muito contribuir com aproximação 
entre as áreas de arquitetura e engenharia. 
Aos amigos Marcelo, Marcella, Lilliam, Markus, Márcia e Borba pelo apoio e 
companheirismo durante o mestrado. 
A Andréa Bresciane pela amizade e ajuda voluntária. 
Aos amigos Filipe Amorim e Jennifer Noventa por terem participado ativamente nas fases 
iniciais deste trabalho. 
À Engenheira Priscila Blanck por ter aceitado desenvolver seu trabalho de graduação co-
relacionando-o com este trabalho e desta forma contribuindo para a sua realização. 
Aos amigos do Laboratório de Planejamento e Projetos, em especial à Cristina, que 
ajudaram a construir minha formação acadêmica e profissional e, portanto contribuíram com 
este trabalho. 
As empresas e aos funcionários que cederam o seu tempo ao aceitarem participar das 
entrevistas. 
Aos demais amigos que me apoiaram. 
A minha família, em especial aos meus pais, a Dani, a Dalita e ao Davi pelo carinho e 
ensinamentos cotidianos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
É impossível pensar em transformações formais se não se 
sabe como realizá-las. Raciocina-se com a engenhosidade 
possível, não se pensa com formas autônomas ou 
independentes de uma visão fabril delas mesmas. Quando o 
arquiteto risca no papel uma anotação formal, um croqui, 
está convocando todo o saber necessário, mecânica dos 
fluidos, mecânica dos solos, máquinas e cálculos que sabe 
que existem para fazer aquilo (...) 
Paulo Mendes da Rocha (2002) 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................. 16 
1.1. CONTEXTO E JUSTIFICATIVA DA PESQUISA ..................................... 16 
1.2. PERGUNTAS E HIPÓTESES DA PESQUISA ........................................ 20 
1.2.1. Pergunta geral ................................................................................... 20 
1.2.2. Perguntas específicas........................................................................ 20 
1.3. OBJETIVOS............................................................................................. 21 
1.3.1. Objetivos gerais ................................................................................. 21 
1.3.2. Objetivos específicos ......................................................................... 21 
1.4. ASPECTOS METODOLÓGICOS ............................................................ 21 
1.5. ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO ........................................................ 23 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ......................................................................... 25 
2.1. INTRODUÇÃO......................................................................................... 25 
2.2. CONCEITUAÇÃO: RACIONALIZAÇÃO NA CONSTRUÇÃO.................. 26 
2.2.1. Antecedentes..................................................................................... 26 
2.2.2. Construção em aço no Brasil ............................................................. 31 
2.2.2.1. Construção no sistema Light Steel Framing – LSF ........................ 38 
2.2.3. Construção modular industrializada................................................... 40 
2.2.3.1. Conceituação ................................................................................. 40 
2.2.4. Construção modular em LSF – Light Steel Framing .......................... 44 
2.3. CONSTRUÇÃO MODULAR EM LSF: CONCEPÇÃO E CRITÉRIOS DE 
DESENVOLVIMENTO DE PROJETOS DE EDIFICAÇÕES MODULARES........ 46 
2.3.1. Subsistema estrutural ........................................................................ 49 
2.3.1.1. Estrutura vertical ............................................................................ 51 
2.3.1.2. Estrutura horizontal de piso............................................................ 53 
2.3.1.3. Estrutura horizontal de cobertura ................................................... 59 
2.3.1.4. Estabilidade estrutural.................................................................... 60 
2.3.1.1. Características do perfil de aço leve .............................................. 63 
2.3.1.2. Fundações ..................................................................................... 65 
2.3.2. Subsistema de vedação vertical ........................................................ 67 
2.3.2.1. Vedação vertical utilizando OSB - Oriented Standard Board ......... 71 
2.3.2.2. Vedação vertical utilizando placas cimentícias .............................. 72 
2.3.2.3. Vedação vertical utilizando siding vinílico ...................................... 73 
2.3.2.4. Vedação vertical utilizando gesso acartonado ............................... 74 
2.3.2.5. Vedação vertical utilizando placas de fibrogesso........................... 77 
2.3.3. Subsistema de vedação horizontal (lajes) ......................................... 78 
2.3.4. Subsistema de vedação horizontal (cobertura).................................. 80 
2.4. CONSTRUÇÃO MODULAR EM LSF: PREMISSAS PARA 
DETALHAMENTO DE PROJETOS..................................................................... 83 
2.4.1. Componentes e detalhamento da estrutura....................................... 84 
2.4.1.1. Tipos de perfis no sistema LSF...................................................... 84 
2.4.1.2. Dimensionamento e localização de aberturas................................ 85 
2.4.1.3. Conexões ....................................................................................... 86 
2.4.1.4. Resistência estrutural em condições de incêndio. ......................... 91 
 
 
2.4.1.5. Corrosão e tratamento superficial da estrutura. ............................. 94 
2.4.2. Componentes e detalhamento dos painéis de vedação .................... 95 
2.4.2.1. Juntas............................................................................................. 95 
2.4.2.1. Impermeabilização ......................................................................... 98 
2.4.3. Sistemas de condicionamento termoacústico.................................... 99 
2.4.3.1. Condicionamento acústico ...........................................................100 
2.4.3.2. Condicionamento térmico............................................................. 102 
2.4.3.3. Materiais e componentes construtivos ......................................... 103 
2.4.4. Esquadrias....................................................................................... 105 
2.4.5. Instalações técnicas ........................................................................ 108 
2.4.6. Sistemas de acabamento a seco..................................................... 110 
2.5. LOGÍSTICA DE PRODUÇÃO E CONSTRUÇÃO UTILIZANDO MÓDULOS 
PRÉ-FABRICADOS EM LSF............................................................................. 111 
2.5.1. Instalações físicas da unidade fabril e logística de produção .......... 113 
2.5.2. Logística de transporte horizontal .................................................... 117 
2.5.3. Transporte vertical ........................................................................... 119 
2.5.4. Logística de montagem.................................................................... 122 
3. ENSAIO PROJETUAL PARA ESCOLA MUNICIPAL UTILIZANDO SISTEMA 
MODULAR EM LSF ............................................................................................. 128 
3.1. INTRODUÇÃO....................................................................................... 128 
3.2. CONDICIONANTES DE PROJETO ...................................................... 131 
3.2.1. Terreno ............................................................................................ 131 
3.2.2. Legislação........................................................................................ 132 
3.2.3. Programa de usos e necessidades.................................................. 134 
3.2.4. Definição do local de produção dos módulos .................................. 135 
3.3. DESENVOLVIMENTO PROJETUAL..................................................... 136 
3.3.1. Estudo preliminar e concepção modular.......................................... 136 
3.3.2. Concepção e pré-dimensionamento da estrutura ............................ 141 
3.3.2.1. Pré-dimensionamento estrutural .................................................. 145 
3.3.2.2. Demais elementos estruturais...................................................... 151 
3.3.3. Anteprojeto arquitetônico e definição dos demais subsistemas 
construtivos .................................................................................................... 153 
3.3.4. Soluções técnicas e detalhamento .................................................. 154 
3.4. ASPECTOS DE LOGÍSTICA NO PROCESSO DE CONSTRUÇÃO 
MODULAR......................................................................................................... 157 
3.4.1. Transporte dos módulos .................................................................. 157 
3.4.2. Montagem em canteiro de obras ..................................................... 159 
4. FABRICAÇÃO: ANÁLISE DAS POSSIBILIDADES DE ADOTAR A 
TECNOLOGIA DE CONSTRUÇÃO MODULAR EM LSF NO ESPÍRITO SANTO
 165 
4.1. INTRODUÇÃO....................................................................................... 165 
4.2. ENTREVISTA SEMI-ESTRUTURADA: PERGUNTA FUNDAMENTAL E 
ROTEIRO PARA A ENTREVISTA..................................................................... 166 
4.2.1. Pergunta fundamental...................................................................... 166 
4.2.2. Roteiro para os aspectos técnicos................................................... 166 
4.2.3. Roteiro para os aspectos gerenciais................................................ 167 
4.2.4. Roteiro da entrevista para os aspectos financeiros ......................... 168 
 
 
4.3. RESULTADO DAS ENTREVISTAS NAS EMPRESAS METALÚRGICAS
 168 
4.3.1. Empresa 1 ....................................................................................... 168 
4.3.1.1. Resposta à pergunta fundamental ............................................... 168 
4.3.1.2. Motivos quanto aos aspectos técnicos......................................... 168 
4.3.1.3. Motivos quanto aos aspectos gerenciais...................................... 170 
4.3.1.4. Motivos quanto aos aspectos financeiros..................................... 170 
4.3.2. Empresa 2 ....................................................................................... 170 
4.3.2.1. Resposta à pergunta fundamental ............................................... 170 
4.3.2.2. Motivos quanto aos aspectos técnicos......................................... 170 
4.3.2.3. Motivos quanto aos aspectos gerenciais...................................... 171 
4.3.2.4. Motivos quanto aos aspectos financeiros..................................... 172 
5. CONCLUSÕES E CONTRIBUIÇÕES FUTURAS....................................... 173 
5.1. SÍNTESE ............................................................................................... 173 
5.2. CONCLUSÕES DE CARÁTER GERAL ................................................ 174 
5.3. CONCLUSÕES DE CARÁTER ESPECÍFICO....................................... 175 
5.3.1. Relativas ao ensaio projetual........................................................... 175 
5.3.2. Relativas às etapas de transporte e montagem............................... 176 
5.3.3. Relativas à fabricação...................................................................... 176 
5.4. CONCLUSÕES RELATIVAS ÀS PERGUNTAS DA PESQUISA........... 177 
5.4.1. Pergunta geral ................................................................................. 177 
5.4.2. Perguntas específicas...................................................................... 177 
5.5. PERSPECTIVAS FUTURAS DE PESQUISA ........................................ 178 
REFERÊNCIAS.................................................................................................... 180 
ANEXOS .............................................................................................................. 188 
 
 
 
Resumo 
______________________________________________________ 
 
Esta pesquisa tem como principal objetivo, contribuir com o desenvolvimento da 
construção industrializada no Espírito Santo, mais especificamente a construção em 
perfis de aço leve, ampliando suas aplicações através da construção modular pré-
fabricada. 
A industrialização é um dos assuntos mais recorrentes no âmbito de pesquisas 
relacionadas com a construção civil. O sistema convencional de edificar ( produção 
artesanal), em se tratando de edificações comerciais e institucionais, tem se 
mostrado deficiente em termos de custos, qualidade dos serviços prestados, 
materiais, tecnologias, sistemas e velocidade da construção, características estas 
determinantes na comercialização de empreendimentos particulares e no maior 
controle das instituições governamentais sobre as empresas prestadoras de 
serviços. 
Uma das formas de se alcançar a industrialização na construção civil é por meio da 
pré-fabricação da construção, onde as etapas de transformação dos materiais em 
componentes construtivos ocorrem em uma unidade fabril ao invés de no canteiro de 
obras. 
Uma das formas de pré-fabricação é a construção modular em perfis de aço leve ou 
Light Steel Framing – LSF, tecnologia pouco desenvolvida no Brasil, mas em grande 
expansão em países como Japão e Inglaterra, que se caracteriza basicamente pela 
pré-fabricação de unidades tridimensionais que chegam à obra com a maior parte 
dos componentes da edificação tais como estrutura, fechamentos e instalações, 
faltando apenas as etapas de montagem, que incluem as operações de transporte 
(vertical e horizontal), conexão e arremate entre os módulos. 
Neste trabalho buscou-se sistematizar as informações a respeito da tecnologia de 
construção modular em perfis de aço leve (LSF), incluindo materiais, técnicas, 
métodos e detalhes construtivos normalmente utilizados na construção modular em 
outros países.Baseado em recomendações técnicas de publicações nacionais e estrangeiras, 
neste trabalho produziu-se um ensaio projetual em construção modular a partir de 
um programa de projeto para uma escola municipal de Vitória (ES). 
Para o ensaio foram realizadas entrevistas em empresas especializadas em 
máquinas, equipamentos e transporte horizontal e vertical, onde foram obtidas as 
informações necessárias para análise da interface projeto-transporte, um dos 
principais condicionadores da construção modular. 
Definido um projeto preliminar foram realizadas entrevistas com profissionais da área 
de fabricação de estruturas metálicas para obter as informações necessárias à 
análise da viabilidade de produção dos módulos pré-fabricados no estado do Espírito 
Santo. 
Palavras-chave: industrialização na construção, pré-fabricação, construção modular, 
perfis de aço leve, light steel framing. 
 
 
Abstract 
____________________________________________________________________________ 
 
This research has as its main goal, to contribute with the development of 
industrialized construction in the state of Espirito Santo, more specifically in the light 
steel framing construction, extending their applications by LSF modular pre-
manufactured building. 
Industrialization is one of the most recurring issues in the context of researches 
related to the construction. The conventional system to build, based in old methods of 
production shows deficiencies in dealing with commercial and institutional buildings, 
where costs, quality of services, materials, technologies, systems and speed have 
become determinants of marketing of private enterprises and for more institutional 
control of government on businesses providing services. 
One way to achieve industrialization in the construction is through the pre-fabrication 
of the construction, where the steps of transforming the material into components 
constructive occur in a unit manufacturing instead of gantry works. 
One way to pre-fabrication is by building modular in profiles of mild steel or LSF - 
Light Steel Framing, A technology less developed in Brazil but in great expansion in 
countries such as Japan and England, which is characterized primarily by the pre-
production of three-dimensional units that are coming to work with most components 
of the building such as structure, locks and facilities, missing only the stages of 
assembly, which includes the operations of transport (vertical and horizontal), 
finishing, and connections between the modules. 
This work is aimed systematize the information about the technology of modular 
construction in profiles of mild steel (LSF - Light Steel Framing), including materials, 
techniques, methods and constructive details normally used in modular construction 
in other countries. 
Based on recommendations techniques of local and foreign publications, this work 
produced a projetual test in modular construction based in a programme of project for 
a municipal school in Vitoria (ES), Brazil. 
 
 
Throughout the design of the project were conducted interviews with companies 
specializing in machinery, equipment and transport horizontal and vertical, where the 
necessary information was obtained for analysis of the interface project-transport, 
one of the major conditioners of modular construction. 
After the preliminary definition of the project, interviews were conducted with 
professionals in the area of manufacturing of steel structures which were obtained 
the information needed for analysis of the viability of production of modules pre-
manufactured in the state of Espirito Santo. 
Keywords: industrialization in construction, pre-fabrication, modular construction, mild 
steel, light steel framing. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de Figuras 
______________________________________________________ 
 
Figura 1. Centro de Reabilitação Infantil Sarah - Rio (Rio de Janeiro, RJ).........................................30 
Figura 2. Edifício City Hall (Londres, Inglaterra)..................................................................................30 
Figura 3. Produção em aço no mundo, em 2006. ...............................................................................33 
Figura 4. Evolução da participação no mercado das estruturas metálicas.........................................33 
Figura 5. Ponte com vigas metálicas sobre o Rio Paraíba do Sul( Paraíba do Sul, RJ). ...................35 
Figura 6. Estação da Luz, em São Paulo (SP)....................................................................................35 
Figura 7. Algumas seções transversais em Perfis Formados a Frio...................................................39 
Figura 8. Exemplo de montagem em construção em LSF no método stick........................................40 
Figura 9. Exemplo de montagem em construção em LSF no método por painéis .............................40 
Figura 10. Nagakin Capsule Tower (Tóquio no Japão).......................................................................41 
Figura 11. Murray Groove Apartments (Londres, Inglaterra) ..............................................................41 
Figura 12. Hotel em construção modular em LSF...............................................................................43 
Figura 13. Edificação residencial em construção modular em LSF. ...................................................43 
Figura 14. Unidade sanitária modular em LSF....................................................................................43 
Figura 15. Ampliação de edificação utilizando varandas em módulos pré-fabricados em LSF..........43 
Figura 16. Posto de gasolina em construção modular em LSF ..........................................................43 
Figura 17. Escola em construção modular em LSF ............................................................................43 
Figura 18. Construção Modular em LSF no Sistema The Open House System.................................46 
Figura 19. Esquema de tipos de módulos quanto a sua concepção ..................................................47 
Figura 20. Construção modular em LSF na Finlândia no sistema Tubular Framework......................50 
Figura 21. Concepção modular utilizando de perfis tubulares ............................................................50 
Figura 22. Exemplo de ligação entre módulos em estrutura tubular...................................................51 
Figura 23. Edificação de 5 (cinco) pavimentos estruturada em perfis tubulares ................................51 
Figura 24. Exemplo de estruturas de reforço do tipo ombreiras em janelas.......................................52 
Figura 25. Execução de mista para construção em LSF ....................................................................53 
Figura 26. Exemplo planta de laje em LSF .........................................................................................54 
Figura 27. Isométrica em corte da estrutura de piso em LSF .............................................................55 
Figura 28. Vigas da laje de piso com fechamento em placas de OSB ...............................................55 
 
 
Figura 29. Balanço com prolongamento das vigas de piso da laje adjacente ....................................57 
Figura 30. Balanço com vigas prolongadas transversais às vigas da laje adjacente .........................57 
Figura 31. Balanço em laje seca com diferença em relação à laje interna.........................................58 
Figura 32. Exemplo de avarandado em construção modular sem balanço, em LSF .........................58 
Figura 33. Exemplo de estrutura de cobertura inclinada, em LSF......................................................60 
Figura 34. Reforço estrutural através de perfis auxiliares para fixação de painéis OSB....................61 
Figura 35. Recomendações de fixação de painéisOSB de centro.....................................................62 
Figura 36. Exemplo de componente de ligação (conector) entre os módulos ....................................62 
Figura 37. Perfis de aço leve formados a partir de perfis U e Z..........................................................64 
Figura 38. Fundação do tipo radier .....................................................................................................66 
Figura 39 . Fundação do tipo Sapata Corrida .....................................................................................66 
Figura 40. Cintamento em concreto no sistema Open House System ...............................................67 
Figura 41. Vedação vertical com fechamento úmido utilizando argamassa .......................................68 
Figura 42. Vedação vertical em técnica construtiva com fechamento seco .......................................68 
Figura 43. Fechamento em painéis OSB ............................................................................................70 
Figura 44. Fechamento em painéis em gesso acartonado .................................................................70 
Figura 45. Instalação de painéis de chapas cimentícias com miolo em madeira tratada...................70 
Figura 46. Fechamento em siding vinílico ...........................................................................................70 
Figura 47. Detalhe do siding vinílico....................................................................................................74 
Figura 48. Esquema de composição do sistema dry-wall ...................................................................76 
Figura 49. Isolamento acústico entre ambientes de uma mesma unidade.........................................76 
Figura 50. Chapas impregnadas de silicone em paredes com instalações hidráulicas......................76 
Figura 51. Montagem da laje seca em unidade fabril de construção modular na Suécia ..................78 
Figura 52. Sentido de instalação das placas de OSB na laje do sistema LSF ...................................79 
Figura 53. Esquema de detalhe de fechamento horizontal utilizando placas OSB ............................79 
Figura 54. Tipos de assentamentos de pisos utilizando placas cimentícias.......................................80 
Figura 55. Edificação em LSF utilizando telhas do tipo Shingle .........................................................81 
Figura 56. Arremate de telhado utilizando telhas do tipo Shingle .......................................................81 
Figura 57. Sistema de ventilação sob telhado utilizando telhas do tipo Shingle.................................81 
Figura 58. Telha termoacústica em aço galvanizado com núcleo em poliuretano expandido............82 
 
 
Figura 59. Aberturas nos perfis de aço leve do sistema LSF..............................................................85 
Figura 60. Parafusos autobrocantes com cabeça do tipo Hex............................................................86 
Figura 61. Tipos de cabeça em parafusos mais utilizados no sistema LSF. ......................................88 
Figura 62. Linha de produção de painéis utilizando braço mecânico para aparafusamento..............89 
Figura 63. Chapa-esquadro ou Chapa de Gusset ..............................................................................89 
Figura 64. Componentes de viabilização de transporte vertical em contêineres................................90 
Figura 65. Encontro utilizando perfil cantoneira conformado a quente...............................................90 
Figura 66. Ancoragem definitiva em laje de concreto .........................................................................91 
Figura 67. Ancoragem provisória em laje de concreto........................................................................91 
Figura 68. Resistência ao fogo segundo o método de tempo equivalente. ........................................92 
Figura 69. Revestimento de pilar metálico com chapa de gesso retardante a chama .......................94 
Figura 70. Juntas para orientação de trincas em argamassa de acabamento ...................................95 
Figura 71. Paginação de juntas no encontro de painéis OSB............................................................96 
Figura 72. Juntas em painéis cimentícios de GRC. ............................................................................97 
Figura 73. Juntas duplas em painéis cimentícios de GRC..................................................................97 
Figura 74. Juntas com interceptação de água em painéis cimentícios de GRC................................97 
Figura 75. Detalhes das juntas de movimentação ..............................................................................98 
Figura 76. Isolamento acústico em painéis de vedação em construção modular em LSF...............102 
Figura 77. Vão da porta, obtido com a dobra do perfil guia (em vermelho)......................................105 
Figura 78. Montante duplo (em vermelho) para maior rigidez em vãos no sistema LSF .................105 
Figura 79. Detalhe de vão de abertura de portas e janelas com vergas ..........................................106 
Figura 80. Vão de janela sem verga em painéis sem função estrutural ...........................................107 
Figura 81. Esquadria de PVC utilizadas no sistema LSF..................................................................107 
Figura 82. Módulos em LSF com esquadrias em dimensões padronizadas ....................................107 
Figura 83. Detalhe de fixação de batente em madeira no sistema LSF ...........................................108 
Figura 84. Sistema de instalações hidráulicas utilizando o sistema PEX ........................................109 
Figura 85. Esquemas de fixação de tubulação em PVC no sistema LSF.........................................109 
Figura 86. Passagem de fiação entre vigas no sistema LSF ............................................................109 
Figura 87. Grommet para passagem de instalações nos perfis........................................................110 
Figura 88. Shaft entre perfis e fixadores de fiação elétrica no sistema LSF.....................................110 
 
 
Figura 89. Rodapé eletrificado em PVC. ..........................................................................................110 
Figura 90. Arremate entre painéis de vedação em LSF e a 1ª laje...................................................111 
Figura 91. Contra-rufo e acabamento de beiral em construção em LSF ..........................................111 
Figura 92. Linha de produção de módulos pré-fabricados no Japão................................................112 
Figura 93. Trilhos para transporte de módulos em fábrica na cidade de Arlöv, Suécia ...................114 
Figura 94. Os perfis alinhados com dispositivo magnético na fábrica em Arlöv, Suécia ..................116 
Figura 95. Acabamento interno dos módulos em Arlöv, Suécia .......................................................116 
Figura 96. Módulo preparado para ser transportado ao canteiro de obras.......................................117 
Figura 97. Exemplos de acessórios para içamento de cargas..........................................................120 
Figura 98. Ação das forças horizontais durante o içamento dos módulos........................................121 
Figura 99. Módulo utilizando balancins, sendo erguido para montagem na Inglaterra. ...................121 
Figura 100. Operário realizando a conexão dos módulos com o balancins. ....................................123 
Figura 101. Retirada de módulo do caminhão. .................................................................................123 
Figura 102. Posicionamento do módulo na estrutura metálica do sistema OHS..............................124 
Figura 103. Conexão entreos módulos e os pilaretes metálicos no sistema OHS ..........................124 
Figura 104. Montagem de módulo sem acabamento de conexão com os demais módulos ............125 
Figura 105. Foto aérea do terreno escolhido para o ensaio projetual ..............................................131 
Figura 106. Vista do terreno, onde atualmente existe um campo de futebol...................................132 
Figura 107. Distância entre a empresa metalúrgica e o terreno do ensaio projetual .......................136 
Figura 108. Planta esquemática do módulo em LSF ........................................................................139 
Figura 109. Arranjos iniciais dos módulos na edificação ..................................................................140 
Figura 110. Proposta de implantação da edificação no terreno........................................................141 
Figura 111. Perspectiva da escola ....................................................................................................141 
Figura 112. Tipos de módulos com relação ao posicionamento na edificação.................................142 
Figura 113. Posicionamento dos tipos de módulos na edificação ....................................................143 
Figura 114. Perspectiva esquemática da concepção modular por painéis.......................................143 
Figura 115. Perspectiva esquemática do módulo estrutural proposto ..............................................144 
Figura 116. Pré-dimensionamento estrutural nos painéis do tipo vertical com maior vão................146 
Figura 117. Pré-dimensionamento estrutural nos painéis do tipo vertical com menor vão ..............147 
Figura 118. Pré-dimensionamento estrutural das vigas de piso e de forro.......................................147 
 
 
Figura 119. Esquema de ligações entre perfis nas treliças dos módulos. ........................................149 
Figura 120. Esquema de ligações entre painéis e entre pilares e treliças........................................150 
Figura 121. Detalhe de ligações entre módulos e fundação .............................................................150 
Figura 122. Esquema de ligações entre módulos .............................................................................151 
Figura 123. Perspectiva da união entre quatro módulos...................................................................151 
Figura 124. Aproximação das ligações entre módulos .....................................................................151 
Figura 125. Pré-dimensionamento da cobertura da edificação (Corte) ............................................152 
Figura 126. Eixos de localização das juntas de dilatação na edificação (Planta).............................153 
Figura 127. Detalhe do subsistema de vedação e interface com a cobertura (Corte)......................154 
Figura 128. Detalhe do subsistema de vedação e interface entre os pavimentos (Corte) ...............155 
Figura 129. Detalhe do subsistema de vedação e interface com a fundação (Corte) .....................156 
Figura 130. Exemplo de análise gráfica de nós no percurso 01 .......................................................158 
Figura 131. Áreas livres (em verde) passíveis de circulação e armazenagem.................................161 
Figura 132. Esquema de seqüência de montagem dos módulos .....................................................162 
Figura 133. Esquema tridimensional de montagem dos módulos ....................................................163 
Figura 134. Exemplo de caminhão do tipo utilizado..........................................................................164 
Figura 135. Exemplo de guindaste telescópico.................................................................................164 
Figura 136. Exemplo de grua ............................................................................................................164 
 
 
 
Lista de Quadros 
______________________________________________________ 
Quadro 1. Pré-dimensionamento de painéis de fechamento vertical .................................................53 
Quadro 2. Comprimento máximo das vigas transversais de piso.......................................................59 
Quadro 3. Perfis utilizados no sistema Light Steel Framing................................................................63 
Quadro 4. Características de painéis OSB utilizados em fechamentos de edificações......................71 
Quadro 5. Aplicação e espessuras de placas cimentícias ..................................................................73 
Quadro 6. Características dos tipos de placas de gesso acartonado.................................................75 
Quadro 7. Características das placas de fibrogesso comparadas com as placas de GRC ...............77 
Quadro 8. Características gerais das placas de fibrogesso................................................................77 
Quadro 9. Relação do espaçamento mínimo entre vigas e espessura dos painéis ...........................80 
Quadro 10. Impermeabilização de telhado utilizando telhas Shingle .................................................82 
Quadro 11. Sobrecargas máximas de telha em poliestireno expandido – EPS de 30mm .................83 
Quadro 12. Aplicações dos componentes estruturais do sistema LSF...............................................84 
Quadro 13. Localização de aberturas nos perfis do sistema LSF.......................................................85 
Quadro 14. Características dos parafusos autobrocantes ..................................................................87 
Quadro 15. Dimensionamento de aberturas nos perfis de aço leve do sistema LSF.........................89 
Quadro 16. Resistência ao fogo de estruturas, segundo o método tabular ou TRRF, em minutos ...92 
Quadro 17. Cargas específicas de incêndio de acordo com o tipo de uso.........................................93 
Quadro 18. Características dos selantes ............................................................................................96 
Quadro 19. Qualificação do isolamento acústico ..............................................................................100 
Quadro 20. Redução acústica de lã de vidro revestida.....................................................................103 
Quadro 21. Absorção acústica de lã de vidro revestida....................................................................103 
Quadro 22. Resistência térmica e condutividade térmica de lã de vidro revestida...........................103 
Quadro 23. Comparação entre tipos de fechamento quanto ao isolamento acústico ......................104 
Quadro 24. Absorção térmica de diversos substratos de telhas termoacústicas .............................105 
Quadro 25 . Limites de peso e dimensões para veículos que transitam por vias terrestres ............118 
Quadro 26. Instruções para transporte de cargas indivisíveis e excedentes em peso.....................119 
Quadro 27. Transporte vertical e tempo de execução em edificações do sistema OHS..................126 
 
 
Quadro 28. Métodos e ferramentas utilizadas no desenvolvimento das etapas de projeto .............130 
Quadro 29. Normas norteadoras do ensaio projetual .......................................................................132 
Quadro 30. Análise dos índices da Lei 4167/1994 – PDU, utilizados no ensaio projetual ...............133 
Quadro 31. Programa de usos e diretrizes de projeto ......................................................................135 
Quadro 32. Tipos de painéis conforme sua função estrutural...........................................................145 
Quadro 33. Distância dos percursos analisados no transporte dos módulos ...................................158 
Quadro 34. Análise do percurso 01 (adotado) ..................................................................................159Lista de Abreviaturas e Siglas 
______________________________________________________ 
BNDES. Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social 
CBCA. Centro Brasileiro da Construção em Aço 
CSN. Companhia Siderúrgica Nacional 
CSSBI. Canadian Sheet Steel Building Institute 
CVRD. Companhia Vale do Rio Doce 
EIFS. External Insulation and Finishing Systems 
EPS. Poliestireno Expandido 
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
ISSB. Iron and Steel Statistics Bureau 
IBS. Instituto Brasileiro de Siderurgia 
LSF. Light Steel Framing 
NEXEM. Núcleo de Excelência em Estruturas Metálicas 
OHS. Open House System 
OSB. Oriented Standard Board 
SBA. Structural Board Association 
SBI. Swedish Institute of Steel Construction 
SCI. Steel Construction Institute 
USG. United States Gypsum Company 
Ue. Perfil U enrijecido 
ZAR. Aço Zincado de Alta Resistência 
 
 
 
 
 
16 Capítulo 1. Introdução 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
1.1. CONTEXTO E JUSTIFICATIVA DA PESQUISA 
O cenário econômico atual vem impondo à indústria da construção civil mudanças 
nos paradigmas de eficiência produtiva, conduzindo a uma formulação em que o 
lucro decorre do diferencial entre os preços praticados pelo mercado e os custos 
diretos e indiretos incorridos na geração do produto. Esta mudança exige das 
empresas um maior controle de produção, principalmente no que diz respeito a 
prazos, custos e qualidade. O sistema convencional de construir, mesmo com o 
surgimento de inúmeras ferramentas administrativas e gerenciais, permite pouco 
controle do processo construtivo, se comparado com a produção industrializada, e 
vem se mostrando deficiente principalmente onde a qualidade dos serviços 
prestados e a velocidade de construção tornaram-se fatores determinantes na 
comercialização dos empreendimentos. 
Com a estabilização financeira, o mercado mais competitivo e a demanda por 
produtos (construções) cada vez mais eficientes, de menor custo, de menor tempo 
 
 
17 Capítulo 1. Introdução 
de produção, qualidade e adequabilidade ambiental, surge no país uma tendência 
de mudança de comportamento das empresas construtoras e de maior aceitação do 
mercado no que diz respeito a inovações tecnológicas. Essa tendência passa, então, 
a permear todas as etapas do empreendimento: dos estudos de viabilidade às fases 
de elaboração do projeto, de produção, chegando ao uso e à manutenção. 
Em função de mudanças culturais e econômicas, a realidade do setor da construção 
civil, precisamente o subsetor de edificações1, é marcada pela maior exigência dos 
usuários com relação aos aspectos da construção e ao mesmo tempo por uma 
ineficiência da cadeia produtiva do setor. Dentro desse contexto, surge à 
necessidade de padronização do trabalho e ao mesmo tempo de flexibilização da 
produção tendo em vista a satisfação das diversas demandas de mercado. 
No entanto, para Bruna (2002) a realidade sócio-econômica do país já seria motivo 
suficiente para a industrialização da construção2, principalmente no setor de 
habitação, em função de certos condicionantes em que a industrialização exerceria 
um importante papel como: 
• reduzir o déficit habitacional; 
• viabilizar o aumento da renda e da produtividade per capita dos trabalhadores 
da construção civil; 
• reduzir o custo da habitação; e 
• racionalizar os recursos disponíveis em materiais de construção. 
Bruna (2002) afirma que há um impasse entre racionalizar a tecnologia tradicional ou 
propor inovações tecnológicas. Afirma que, apesar da adoção de inovações 
tecnológicas na construção culmine em um maior desemprego no setor, em função 
da menor necessidade da mão-de-obra, o grande atraso da construção civil com 
relação aos demais setores industriais fazem com que não seja possível retrocesso 
 
1 Segundo IBGE (2008) – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, a indústria da construção 
civil se subdivide em três subsetores com características distintas: 1) Construções de edifícios; 2) 
Obras de infra-estrutura; e 3) Serviços especializados para a construção. 
2 Segundo Blacheré (1966, apud BRUNA (2002), a industrialização da construção é a união entre 
racionalização e mecanização da produção. 
 
 
18 Capítulo 1. Introdução 
tecnológico, e que as opções estão em racionalizar as operações atuais ou 
mecanizar a produção. 
Segundo Bruna (2002) não há alternativas de racionalização na construção civil que 
aumentem o uso da mão-de-obra de forma que o critério a ser utilizado para definir o 
papel da inovação tecnológica no desenvolvimento econômico não deve ser através 
da geração imediata de emprego, mas sim de acumulação de capital que irá gerar 
mais empregos no futuro. 
Do ponto de vista tecnológico, o sistema construtivo baseado na conformação a frio 
de peças estruturais feitas a partir de uma liga de aço leve, ou LSF – Light Steel 
Framing, apresenta vantagens técnicas e econômicas em função principalmente do 
seu baixo peso próprio aliado a uma boa resistência estrutural. 
A construção modular em LSF se configura como uma alternativa para que a 
construção civil acompanhe as mudanças condicionadas por uma maior exigência 
do mercado, pela estabilização monetária, pela abertura dos mercados e pelos 
avanços tecnológicos. 
Além disso, a construção modular no conceito de Lean Construction ou Construção 
Enxuta3, termo empregado pela primeira vez em1992 na publicação nº 72 do CIFE – 
Center For Integrated Facility Engineering através do pesquisador finlandês Lauri 
Koskela (KOSKELA, 1992), visa à redução de perdas na construção civil, 
enxergando o processo como um sistema de fluxos, de conversões e de valor. De 
acordo com Koskela (1992), todas as atividades de produção geram perdas de 
tempo e de recursos e somente as atividades de conversão agregam valor final ao 
produto. Dessa forma, as principais características da construção modular, que 
possibilitam a redução de perdas e o aumento da eficiência da produção no 
processo construtivo, são: 
• velocidade: redução do tempo de construção e de entrega da obra; 
• expansibilidade: facilidade para expansão; 
 
3Adaptação do termo Lean Production, ou “produção enxuta”, proposta pelo engenheiro Ohno para 
o Toyota Motor Company visando a implementação de uma indústria automobilística mais 
competitiva no período pós-guerra na década de 50 ( CALMON e MORAES,2000) . 
 
 
19 Capítulo 1. Introdução 
• flexibilidade: adequabilidade a reformulações internas; 
• redução do canteiro de obras: canteiro de obras menor, com redução dos 
custos administrativos da obra; 
• fundações: sistema muito mais leve que a construção civil tradicional, 
influenciando diretamente no seu custo; 
• versatilidade: facilidade de construção em terrenos pequenos ou que 
possuem problemas de trânsito, por tratar-se de um sistema basicamente de 
encaixes; 
• cronograma: o sistema de produção fabril oferece maior controle na qualidade 
do produto e no seu tempo de produção; e 
• orçamento: sendo concebido dentro de uma fábrica, diminui-se o fator 
surpresa comum e o desperdício das obras convencionais. 
Em outros países, o desenvolvimento de sistemas modulares é uma realidade, o que 
se tornou a grande motivação para o desenvolvimento deste estudo. No Japão, por 
exemplo, são construídas 1.400.000 unidades habitacionais/ano, sendo que, desde 
1995, 14% deste montante vem sendo concebido em sistemamodulares (LAWSON 
et al., 1999). 
Por existirem poucas publicações científicas sobre construção modular em LSF, um 
dos grandes desafios do presente trabalho foi coletar e integrar as informações 
necessárias para o desenvolvimento de projetos de edificações para construção 
modular em LSF. Constituída uma base de informações sobre construção modular, 
foi elaborado um ensaio projetual para uma escola municipal de ensino fundamental 
no município de Vitória-ES. Para o ensaio projetual, os aspectos relativos a 
transporte vertical, montagem e fabricação dos módulos foram previamente 
analisados. 
O tema abordado neste trabalho também tem como uma referência importante o 
trabalho de Caiado (2005), uma dissertação de mestrado em engenharia civil 
desenvolvida na UFOP – Universidade Federal de Ouro Preto. 
 
 
 
20 Capítulo 1. Introdução 
 
1.2. PERGUNTAS E HIPÓTESES DA PESQUISA 
 
1.2.1. Pergunta geral 
• É viável a construção modular em Light Steel Framing no estado do Espírito 
Santo? 
 
1.2.2. Perguntas específicas 
• Quais fatores técnicos e econômicos estão relacionados à construção de 
edificações utilizando módulos pré-fabricados em Light Steel Framing no 
estado do Espírito Santo? 
• Quais aspectos de projeto de arquitetura e construção civil são relevantes 
para a construção modular em Light Steel Framing? Como estes aspectos 
devem ser relacionados e inter-relacionados? 
• Que fatores devem ser observados no planejamento e controle da construção 
modular em LSF, em termos de fabricação, transporte e montagem? Como 
esses fatores devem ser considerados e incluídos nos processos de projeto, 
produção e construção de edificações modulares em LSF? 
 
 
21 Capítulo 1. Introdução 
1.3. OBJETIVOS 
 
 
1.3.1. Objetivos gerais 
• Estudar a viabilidade de desenvolvimento da tecnologia de construção 
modular em LSF no Espírito Santo. 
 
1.3.2. Objetivos específicos 
• Sistematizar as informações a respeito da Construção Modular em LSF com 
relação a técnicas, materiais, métodos e padrões construtivos disponíveis em 
catálogos e manuais técnicos. 
• Analisar o processo de desenvolvimento projetual de arquitetura de edificação 
com um programa de usos pré-definido utilizando módulos pré-fabricados no 
sistema LSF, e sua relação com demais projetos e a logística de construção, 
considerando-se a produção das partes, o transporte e a montagem no 
canteiro de obras. 
• Analisar a cadeia produtiva no estado do Espírito Santo e a possibilidade 
desta cadeia produtiva de produzir módulos pré-fabricados em LSF. 
• Propor soluções técnicas e projetuais para construção modular em LSF com 
ênfase nas questões relativas a transporte, montagem e fabricação dos 
módulos. 
 
1.4. ASPECTOS METODOLÓGICOS 
Para responder as perguntas e alcançar os objetivos, a metodologia de abordagem 
do problema foi instituída seguindo-se uma lógica seqüencial. 
Inicialmente foi feita uma extensa revisão bibliográfica e documental, técnica e 
teórica, através de manuais técnicos disponíveis de forma impressa e na internet, 
dissertações, artigos científicos e catálogos de produtos nacionais e estrangeiros, 
 
 
22 Capítulo 1. Introdução 
visando dessa forma adquirir maior familiaridade com o tema e áreas 
correlacionadas. 
Posteriormente, foi realizado um ensaio projetual, a partir de um programa de 
necessidades de uma escola municipal a ser implantada no bairro Inhanguetá em 
Vitória (ES) obtido com a SEMOB – Secretaria Municipal de Obras da Prefeitura de 
Vitória, e baseada nas informações técnicas contidas na revisão bibliográfica 
realizada. 
Para o ensaio projetual, além do programa de necessidades da escola, foram 
objetos de análises as legislações municipais e estaduais incidentes sobre 
edificações, os fluxos macro-espacial (interface projeto-transporte) e micro-espacial 
(interface projeto-montagem) para se chegar aos estudos iniciais de fabricação. 
As informações sobre transporte e montagem, necessárias ao desenvolvimento do 
ensaio projetual, foram obtidas com uma das maiores empresas do Espírito Santo 
atuando na área de locação de equipamentos de transporte vertical e horizontal. As 
informações obtidas conduziram à definição das características dimensionais dos 
módulos pré-fabricados e da edificação, de forma a atender às etapas de transportes 
horizontais e verticais, à logística de canteiro de obras e à montagem. A definição 
prévia do local de produção (metalúrgica situada no município da Serra-ES que 
contribuiu com o estudo inicial de infra-estrutura da unidade fabril) e do local de 
montagem (um terreno localizado no bairro de Inhanguetá em Vitória-ES onde será 
construída uma escola municipal) foram necessários para a realização dos estudos 
referentes a esta etapa. 
O ensaio projetual levou em consideração ainda consultas com o engenheiro de 
estruturas Pedro Augusto Cezar Oliveira de Sá do NEXEM - Núcleo de Excelência 
em Estruturas Metálicas da Universidade Federal do Espírito Santo, e o trabalho de 
graduação desenvolvido pela Engenheira Priscila Blanck da Cunha sobre os 
cálculos iniciais da estrutura do ensaio projetual desenvolvido nesta dissertação (Ver 
CUNHA, 2007). 
Como ferramenta para desenvolvimento o ensaio projetual utilizou-se o programa 
AutoCAD versão 2004 contribuindo dessa forma, com a compatibilização 
 
 
23 Capítulo 1. Introdução 
dimensional do ensaio com o projeto estrutural e também com a realização de 
análises gráficas da etapa de transportes. 
Desenvolvido o ensaio projetual, estudos iniciais de fabricação foram realizados 
mediante entrevistas em duas grandes metalúrgicas localizadas no município da 
Serra-ES, que se enquadravam enquanto referência da atual condição do setor 
metalúrgico capixaba para atender a uma possível demanda de fabricação dos 
módulos pré-fabricados em LSF. 
 
1.5. ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO 
O trabalho foi desenvolvido em capítulos. 
No primeiro capítulo contextualiza-se e justifica-se a pesquisa, assim como 
apresentam-se as perguntas, os objetivos e os principais aspectos metodológicos 
da pesquisa. 
No segundo capítulo, apresenta-se a revisão biliográfica com ênfase conceitual na 
evolução histórica da “Racionalização na Construção” e ênfase técnica nos métodos 
e técnicas de construção, nos componentes, sistemas, e subsistemas construtivos, 
relativos a “Construção Modular em LSF – Light Steel Framing”. Esta parte da 
dissertação tem como objetivo criar embasamento e maior familiarização com o 
tema para o desenvolvimento das etapas seguintes. 
No terceiro capítulo foi realizado um “Ensaio Projetual” utilizando módulos pré-
fabricados em LSF para uma escola municipal de Vitória. Para este ensaio foram 
feitos o levantamento dos condicionantes de projeto, o desenvolvimento projetual 
propriamente dito e a análise do projeto com relação à logística de transportes e 
montagem. 
No quarto capítulo foram realizadas entrevistas (usando um roteiro pré-determinado 
como instrumento de coleta de informações) com profissionais de empresas 
metalúrgicas locais, com o objetivo de se estudar a possibilidade de produção dos 
módulos pré-fabricados no Espírito Santo. 
 
 
24 Capítulo 1. Introdução 
No quinto capítulo apresentam-se as conclusões e as recomendações para 
trabalhos futuros, baseados no estágio alcançado pela pesquisa e no atual 
desenvolvimento da tecnologia construtiva em construção modular em LSF no 
mundo,no Brasil e particularmente no Espírito Santo. 
A dissertação é finalizada com as referências utilizadas no trabalho e com os 
anexos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 25 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
2.1. INTRODUÇÃO 
A revisão bibliográfica foi feita com o objetivo de maior familiarização ao tema 
proposto sendo necessária ao alcance dos objetivos apresentados e ao 
desenvolvimento das diversas etapas desta dissertação. 
Com relação aos aspectos técnicos relativos à Construção Modular em LSF – Light 
Steel Framing, a pouca presença de publicações científicas como artigos, 
dissertações e teses sobre o tema, fez com que a pesquisa realizada fosse baseada 
principalmente em publicações técnicas nacionais e estrangeiras, destacando-se as 
do CBCA – Centro Brasileiro da Construção em Aço, SCI – The Steel Construction 
Institute (Instituto Inglês de Construção em Aço) e do SBI – The Swedish Institute of 
Steel Construction (Instituto Sueco de Construção em Aço). 
Com relação aos aspectos conceituais, as publicações consultadas se referem à 
racionalização da construção e à “Nova Filosofia de Produção”, adaptada à 
 
 
 26 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
construção civil através dos conceitos de Lean Construction apresentados neste 
trabalho através principalmente do pesquisador Lauri Koskela. 
 
2.2. CONCEITUAÇÃO: RACIONALIZAÇÃO NA CONSTRUÇÃO 
As edificações têm a função primordial de dar suporte à realização das atividades 
humanas, interferindo de forma significativa nos aspectos sociais, psicológicos, 
biológicos e econômicos da sociedade e também no meio ambiente natural. Além 
disso, a construção civil exerce influência econômica na vida de milhões de pessoas, 
sendo um dos maiores motores da economia brasileira e do mundo. A edificação é, 
portanto, um objeto de estudo complexo, onde a racionalização nos processos e 
métodos construtivos encontra inúmeras razões tecnológicas e administrativas, mas 
também resistências históricas e culturais, seja na concepção da edificação ou nos 
métodos de construção. 
Para fundamentação teórica deste trabalho, procurou-se o aprofundamento nos 
estudos relativos à racionalização da construção através da industrialização da 
construção que, segundo Blacheré (1966) apud Bruna (2002), consegue-se 
mediante a união de racionalização4 e mecanização5 da produção. BRUNA (2002) 
afirma que para se obter a industrialização há ainda, além da racionalização e da 
mecanização, a necessidade da utilização de sistemas construtivos pré-fabricados6. 
 
2.2.1. Antecedentes 
Do ponto de vista científico, é possível considerar como o marco precursor dos 
processos de produção, e conseqüentemente da construção racionalizada, a 
aplicação de métodos construtivos racionais nas construções das civilizações 
antigas. É possível identificar nas pirâmides egípcias, por exemplo, o desejo da 
 
4 Entende-se, a partir de Bruna (2002), que para se atingir a racionalização da construção são 
necessários o controle e a organização da produção. 
5 Segundo Bruna (2002), a mecanização na construção é a racionalização de energia e de gastos 
de produção. 
6 Segundo Bruna (2002) ,a pré-fabricação consiste na racionalização do sistema de construção. 
 
 
 27 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
diminuição do tempo e da energia de realização de um trabalho por intermédio da 
padronização dos componentes de construção. Outro exemplo de preocupação com 
a padronização da construção é a arquitetura grega, com componentes, dimensões 
e proporções padronizadas. Assim como nas civilizações antigas, a atual civilização, 
ainda persegue, com conceitos diferenciados devido à revolução industrial no século 
XVIII e à eletrônica no século XX, uma maior eficiência em conceitos e técnicas para 
a construção civil. 
O movimento moderno é considerado um marco precursor da arquitetura e da 
construção praticada nos dias de hoje e decorre segundo Bruna (2002, p.31), das 
“profundas transformações tecnológicas, econômicas, sociais e políticas ocorridas 
na Europa no século XVIII, denominados genericamente de Primeira Revolução 
Industrial”. 
Segundo Bruna (2002), com o movimento moderno, a sociedade passou a assumir 
uma cultura urbana e industrial que viria mais tarde revolucionar por completo a 
forma de se projetar e construir edificações. Durante o primeiro período da 
Revolução Industrial do século XVIII, a indústria viria a contribuir somente com a 
substituição dos materiais estruturais tradicionais, como a madeira por ferro fundido, 
não implicando ainda em grandes mudanças na arte e na técnica de se construir. 
Walter Gropius7, um dos pioneiros da construção racionalizada e criador da Bauhaus 
- escola de arquitetura surgida na Alemanha em 1919 após o término da primeira 
guerra mundial - foi um defensor da racionalização das construções e se propôs a 
difundir entre os arquitetos a necessidade de uma maior aproximação com a 
construção e com o trabalho coletivo, através da utilização de componentes 
construtivos industrializados e o desenvolvimento de um design industrial para a 
arquitetura. 
Apesar da evolução tecnológica da revolução industrial e da racionalização da 
construção propostas pela escola de arquitetura alemã Bauhaus após a primeira 
guerra, é após a segunda guerra mundial, segundo Bruna (2002), que as inovações 
 
7 Walter Gropius foi diretor da escola de arquitetura alemã BAUHAUS, de uma das primeiras 
escolas de arquitetura moderna que propôs o rompimento dos paradigmas e da proposição de 
novas formas de se projetar considerando métodos construtivos racionalizados. 
 
 
 28 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
seriam aplicadas em massa. Os principais problemas da construção civil no pós-
guerra de acordo com Bruna (2002): 
• elevado número de habitações a serem construídas; 
• escassez de materiais de construção tradicionais; 
• dificuldade de se obter recursos financeiros; e 
• escassez de mão-de-obra. 
Os problemas citados fizeram com que países europeus, como França, Suécia, 
Inglaterra e Alemanha, tomassem uma série de iniciativas no setor da construção 
civil, o que veio a desenvolver a construção racionalizada em massa. Bruna (2002) 
destaca algumas das iniciativas desenvolvidas principalmente pela França: 
• aplicação em larga escala de princípios e técnicas acumuladas em 
experiências anteriores; 
• industrialização da construção habitacional em função da ausência de mão de 
obra que se deslocou para as indústrias; 
• política habitacional promovendo leis que conferiam estabilidade e 
continuidade à industrialização da construção; 
• racionalização da construção com redução de tempo, operações e mão de 
obra; 
• racionalização de mercados através da racionalização de demanda; 
• racionalização de projetos sem influências de modismo ou academias; 
• racionalização da forma da construção; e 
• normalização das dimensões dos componentes. 
De acordo com Bruna (2002), o enorme déficit habitacional francês foi um dos 
fatores responsáveis pelo grande desenvolvimento da industrialização na França. 
Bruna (2002) ressalta algumas iniciativas francesas na década de 60, como a 
 
 
 29 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
criação de um programa habitacional com a finalidade de se construir 1000 
habitações/ano com preço 10% inferior aos praticados normalmente na França. 
Nesse programa, foi realizada uma concorrência entre as empreiteiras, o que 
resultou, em função da necessidade de diminuição do custo, na redução de 30% da 
mão-de-obra e no aumento da mecanização nas operações de construção. 
Ainda nos anos 60, o governo francês passou a normalizar o uso de componentes 
pré-fabricados, tornando obrigatório a utilização da coordenação modular e decomponentes construtivos de ciclo aberto8 , abrindo possibilidades de concorrência 
no setor (BRUNA, 2002). 
“[...] o que se fazia por meio de força muscular passou a ser feito com o auxílio de 
equipamentos introduzidos paulatinamente nos canteiros: pás carregadeiras, 
reboques, gruas, etc.” (BRUNA, 2002, p.94-95). 
Historicamente, sempre houve uma tentativa de se conciliar à forma de se construir 
com a função e a estética da construção. Essa tentativa está expressa nos escritos 
de Vitruvius (1 século a.C), os mais antigos encontrados até hoje sobre arquitetura e 
construção, que afirmam que a construção deve ser sobretudo bela, firme e útil. 
No entanto, como o próprio Walter Gropius previa, a arquitetura e a construção, por 
serem atividades demasiadamente complexas, não conseguiram acompanhar o 
desenvolvimento industrial, e o conceito de padronização projetual e construtiva 
passou a entrar em decadência na medida em que cresciam o número de adeptos 
ao movimento Pós-Moderno, com representantes expressivos como Jane Jacobs e 
Robert Venturi9. O movimento pós-moderno na arquitetura defendia um paradigma 
menos mecânico e industrial mais voltado às necessidades e possibilidades 
psicológicas das pessoas. Propunha, não só no campo da arquitetura, como no do 
design e das artes, o fortalecimento dos aspectos individuais em detrimento da 
 
8 Os componentes de CICLO ABERTO são aqueles normalizados de forma a serem intercambiáveis 
com outros componentes de outras indústrias e não somente com os componentes da indústria 
original de fabricação. De forma contrária funcionam os componentes de CICLO FECHADO. 
9 Entre as décadas de 60 e 90, a jornalista Jane Jacobs autora do livro “Morte e vida das grandes 
cidades”, e o arquiteto Robert Venturi autor do livro “Contradição e complexidade em arquitetura” 
foram grandes críticos da arquitetura e do urbanismo moderno: Jacobs através de uma abordagem 
mais sociológica, enquanto que Venturi criticava a austeridade da arquitetura moderna e o estilo 
internacional. 
 
 
 30 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
padronização da produção, dando subsídio à abertura de inúmeras possibilidades 
com relação à arquitetura e ao design industrial. 
Atualmente, vigoram no mercado construções que se enquadram como síntese da 
idéia de padronização e de individualidade, destacando-se as edificações com alta 
liberdade formal e que fazem uso de componentes industrializados cada vez mais 
eficientes. Nesse conceito, existem vários arquitetos que vêm desenvolvendo 
projetos com liberdade formal voltados para uma linha mais industrial, destacando-
se no exterior o arquiteto Norman Foster e no Brasil o arquiteto João Filgueiras de 
Lima (ver figuras 1 e 2). 
 
Figura 1. Centro de Reabilitação Infantil Sarah - Rio (Rio de Janeiro, RJ) 
Nota: A edificação foi projetada pelo arquiteto João Filgueiras de Lima 
utilizando componentes pré-fabricados. 
Fonte: Arcoweb, 2005. 
 
 
Figura 2. Edifício City Hall (Londres, Inglaterra) 
Nota: A edificação foi projetada pelo arquiteto Norman Foster e 
faz uso de componentes pré-fabricados sob medida e 
especificamente para a edificação. 
Fonte: Essencial Archicture, 2007. 
 
 
 
 31 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
Nos dias atuais, a necessidade de racionalização na construção é uma realidade 
que se impõe no Brasil e no mundo. Conceitualmente as pesquisas existentes sobre 
o assunto derivam da pesquisa de Koskela (1992), que propõe a implantação de 
uma “Nova Filosofia da Produção na Construção” por meio da “Construção Enxuta” 
ou Lean Construction (termo derivado da “Produção Enxuta” ou Lean Production 
relativos aos STP - Sistema Toyota de Produção, que revolucionou a indústria 
automobilística mundial) voltada para uma produção sem perdas, enxergando-a 
como um sistema de conversões, fluxos e valor (KOSKELA, 1992). 
Apesar da evolução conceitual, a prática da construção civil no Brasil ainda é 
marcada pela grande resistência por parte dos construtores ou mesmo do mercado 
consumidor em aceitar grandes inovações tecnológicas e de produção. Há o medo 
da inovação e certo receio do desconhecido, aliado ao fator cultural e à realidade 
econômica do país em que a construção, em especial a habitação, é geralmente o 
principal investimento durante a vida da maior parte da população. 
Bruna (2002) aponta que essa resistência deve-se ao excedente de mão-de-obra 
desqualificada e de baixo custo utilizada pela construção civil, e ao alto custo das 
construções. 
2.2.2. Construção em aço no Brasil 
Este item da revisão bibliográfica abrange de forma resumida o cenário da 
construção em aço no Brasil, tendo por base os fatores que condicionam a sua 
viabilidade com relação aos aspectos produtivos, econômicos, técnicos e culturais. 
No ano de 2007 a Brasil foi o 9º maior produtor mundial de aço (ISSB - Iron and 
Steel Statistics Bureau, 2008). O país, apesar de consumir cerca de 60% do aço que 
produz, é ainda um dos maiores exportadores mundiais. Neste cenário, o Espírito 
Santo é o terceiro maior produtor, com 20,1% ficando atrás somente de São Paulo e 
de Minas Gerais (IBS – Instituto Brasileiro de Siderurgia, 2008). 
Apesar de consumir a maior parte da produção interna de aço, o consumo per capita 
do produto no país é historicamente baixo, o que se justifica devido ao aumento do 
seu valor de mercado em detrimento a renda per capita brasileira. 
 
 
 32 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
Outra razão para o baixo consumo de aço na construção civil nacional se deve ao 
fato dos materiais metálicos, por terem alto valor agregado e serem produtos que já 
passaram por uma etapa de transformação, demandam um maior dispêndio 
financeiro na fase inicial da construção. Associa-se ainda o fato de que a 
industrialização da construção no Brasil enfrenta uma realidade econômica pouco 
confortável, principalmente devido às altas taxas de juros e à competição que existe 
com a construção civil tradicional. 
Conforme dados estatísticos, o Brasil exportou em 2006 cerca de 12,52 milhões de 
toneladas de sua produção de 30,9 milhões de toneladas (IBS, 2008) (ver figura 3). 
Em julho de 2006, o país possuía cerca de 186,77 milhões de habitantes10 e 
consumiu 14,5 milhões de toneladas de aço 11ou seja, em torno de 98,4 kg de aço 
hab/ano. A utilização de aço na construção civil não passa de 5 kg (hab/ano) 
(FREITAS, 2005). Como o cenário econômico e construtivo não mudou 
substancialmente de 2004 para a data atual, é possível considerar que cerca de 5% 
do consumo de aço é destinado para a construção civil, um valor baixo em relação à 
média internacional de 24% (IBS, 1998, apud MORAES, 2000) mas que aumentou 
consideravelmente a partir de 1999 e vem se mantendo estável desde então. 
O consumo de aço é considerado um indicador de desenvolvimento, sendo o 
aumento do seu consumo geralmente relacionado com períodos econômicos 
favoráveis. No entanto, apesar dos baixos índices, existem dados positivos com 
relação à utilização de aço na construção civil. Um deles é que segundo estatísticas 
do CBCA - Centro Brasileiro da Construção em Aço, a construção em estruturas 
metálicas teve aumento de 52,7% entre 1999 e 2004, terminando este último ano 
com participação de 4% na construção civil nacional (ver figura 4). 
 
10 Segundo estatísticas do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatísticas, 2007. 
11 De acordo com o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social, 2007. 
 
 
 33 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
 
Figura 3. Produção em aço no mundo, em 2006. 
Fonte: CVRD, 2007. 
 
 
Figura 4. Evolução da participação no mercado das estruturas metálicas. 
Nota: principal indicativo do consumo de aço na construção civil. 
Fonte: CBCA, 2007. 
 
O aumento do consumo do aço na construção civil nacional pode ter várias razões, 
técnicasou econômicas. Apesar do alto custo do aço utilizado em estruturas de 
edificações, é oportuno fazer um paralelo quanto ao seu uso em relação à 
construção civil tradicional que devem ser levadas em consideração. 
Segundo Faversani Jr. (2002) existem vantagens e desvantagens de utilização de 
estruturas metálicas. 
Vantagens: 
 
 
 34 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
• propicia alta velocidade e produtividade; 
• permite alta precisão com baixo esforço; 
• não requer, por ser leve, grandes equipamentos de transporte ou de 
elevação; 
• possui deformação lenta desprezível; 
• possui facilidade construtiva para edifícios altos; 
• permite adoção de grandes vãos com economia; e 
• obriga o desenvolvimento de projetos precisos e o planejamento da 
construção. 
Desvantagens: 
• necessita de mercado de componentes desenvolvido (fachada pré-moldada, 
dry-wall, etc.); 
• limita alternativas arquitetônicas; 
• aumenta a distância entre pisos de andares consecutivos; e 
• interfere com as vedações verticais devido ao contraventamento para ações 
horizontais. 
Com relação às desvantagens citadas por Faversani Jr. (2002), acredita-se que, com 
o desenvolvimento de tecnologias de produção do material, de projeto e de 
construção, estas estão sendo e serão superadas ao passar dos anos. 
O aço e os metais de maneira geral sempre foram materiais mais nobres que os 
demais utilizados na construção civil e, portanto mais caros. Sua utilização só se 
intensificou a partir do século XVIII, com a Revolução Industrial. Segundo Braga 
(1998) apud MORAES (2000), a utilização do aço em grande escala na construção 
se dá através de pontes e estações ferroviárias, mas já atingia importância 
anteriormente, no século XVIII, através de teatros à prova de fogo na França e 
fábricas à prova de fogo na Inglaterra. 
 
 
 35 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
A revolução industrial na Europa foi responsável pela difusão do aço enquanto 
material estrutural. Foi nos EUA, no entanto, mais precisamente em Chicago, que o 
aço passou a ser utilizado em larga escala na construção de edificações. De acordo 
com Frampton (1997) a cidade de Chicago foi destruída por um incêndio no ano de 
1871 e isto fez com que a cidade, na época capital do centro-oeste americano, 
precisasse ser reconstruída. A necessidade de infra-estrutura fez com que houvesse 
uma grande pressão sobre o preço de terrenos e imóveis, fazendo com que a 
engenharia da época buscasse soluções para aumentar a densidade das zonas 
urbanas. A construção metálica encontra um nicho neste contexto, em que era 
impraticável a construção de edificações de grande altura com a tecnologia vigente 
na época (alvenaria de tijolos maciços) e com o surgimento de uma grande invenção 
da engenharia para transportes verticais, o elevador. 
Autilização do aço em maior escala, surge também com a construção de ferrovias 
para exportação agrícola e nas estações de passageiros que, segundo Braga (1998) 
apud MORAES (2000), baseava-se na arquitetura ferroviária européia. Nesse 
sentido, pode-se ver na figura 5, a Ponte de Paraíba do Sul em Paraíba do Sul, 
considerada a primeira construção em aço do Brasil (Bellei, 1998, apud MORAES, 
2000), e na figura 6, o interior da Estação da Luz em São Paulo, um dos principais 
ícones da arquitetura e construção metálica do país. 
 
Figura 5. Ponte com vigas metálicas sobre 
o Rio Paraíba do Sul( Paraíba do Sul, RJ). 
Fonte: INEPAC-RJ em 
www.inepac.rj.gov.br, 2007. 
 
 Figura 6. Estação da Luz, em São Paulo (SP) 
Fonte: Autor desconhecido em 
www.estacoesferroviarias.com.br, 2007. 
Braga (1998) apud MORAES (2000) cita ainda construções em aço de destaque na 
época, o Mercado do Peixe em Belém, o Mercado São José em Recife e o Mercado 
Municipal no Rio de Janeiro (destruído em 1950). 
 
 
 36 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
Segundo Bellei (1998) apud MORAES (2000), a construção em aço no Brasil viria a 
ter um grande impulso com a FEM – Fábrica de Estruturas Metálicas criada em 1953 
pela CSN - Companhia Siderúrgica Nacional com a finalidade de difundir o uso do 
aço nas construções. De acordo com Moraes (2000) a FEM contribuiu com obras 
importantes como os edifícios dos Ministérios e o Anexo do Congresso Nacional em 
Brasília, construídos em estrutura metálica em função do curto prazo necessário 
para a conclusão das obras (Dias, 1999, apud MORAES, 2000). 
Segundo Castro (1999) apud MORAES (2000), até a década de 70 as construções 
metálicas estavam restritas a instalações industriais gerando conseqüências no que 
diz respeito a capacidade técnica do setor em suprir a necessidade de mercado dos 
demais tipos de edificações. 
Atualmente percebe-se uma clara mudança no mercado das estruturas metálicas. 
No passado, em decorrência de políticas governamentais, este estava voltado 
principalmente para a utilização em infra-estrutura rodoviária, ferroviária e de 
energia; atualmente há um grande potencial de mercado concentrado nas empresas 
que acumulam capital como bancos, tradings, indústrias voltadas ao mercado 
exterior e as empresas associadas a estes setores, que necessitam de expandir 
seus negócios e precisam de instalações mais modernas que as existentes. 
Castro (1999) apud MORAES (2000) afirma que a construção em aço encontra sua 
maior fatia de mercado nas instalações industriais e shoppings centers, ficando os 
demais em uma escala bem menor. Atualmente, com o mercado altamente 
competitivo, é possível notar que a construção metálica vem encontrando espaço 
nos diversos nichos de mercado do subsetor de edificações, seja residencial, 
comercial ou industrial através, por exemplo, do desenvolvimento de tecnologias até 
então pouco utilizados no Brasil como o sistema Light Steel Framing ou LSF. 
Para o futuro, há uma maior expectativa para o mercado da construção metálica 
principalmente em função do mercado competitivo e por conseqüência da 
necessidade das construtoras em investirem ainda mais em qualidade e 
racionalização da construção. 
Apesar das atuais expectativas positivas quanto à construção metálica, Pacheco e 
Castro (1999) apud MORAES (2000) ressaltam a existência de deficiências na 
 
 
 37 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica 
construção metálica nacional. De acordo com Moraes (2000) seriam entraves para o 
seu desenvolvimento: 
• deficiência de ensino, com poucas escolas destinadas a estruturas metálicas, 
poucas pesquisas e publicações, ausência de profissionais qualificados, etc.; 
• pouca presença de perfis laminados, com maior emprego de perfis soldados; 
• poucas normas técnicas nacionais na área de estruturas metálicas; 
• fábricas nacionais geralmente obsoletas, com processos de fabricação 
arcaicos e baixa utilização de recursos como a automação industrial; 
• taxa fiscal diferenciada das demais técnicas construtivas pelo fato de os perfis 
metálicos serem industrializados; 
• falta de uma filosofia nacional de construção industrializada, prevalecendo 
uma cultura construtiva ainda artesanal; 
• pouca presença de materiais, componentes e sistemas construtivos 
industrializados compatíveis com a construção metálica; 
• dificuldades por parte dos projetistas em fazer uso das potencialidades da 
estrutura metálica nos projetos, como modulação, grandes vãos, utilização de 
painéis de vedação, etc.; 
• presença de poucos institutos técnicos nacionais com atuação relevante na 
área de construções metálicas; e 
• alto investimento inicial. 
Dentre os entraves citados, podemos considerar atualmente que houve uma 
evolução significativa com relação às estruturas metálicas no Brasil no que diz 
respeito ao ensino, à fabricação e à sua normalização. 
Moraes (2000) afirma que as principais tendências de construção em aço 
apresentadas no 2º Congresso Mundial da Construção Metálica em 1998, na 
Espanha, foram as seguintes: 
 
 
 38 Capítulo 2. Revisão Bibliográfica