Sistemas Construtivos e Materiais de Construção

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Sistemas construtivos, componentes e materiais de construção 
Prof. Dr. Marcelo Ferreira Página 1 13/5/2005 
 
SISTEMAS CONSTRUTIVOS, COMPONENTES E 
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
 
 
Marcelo Ferreira 
Outubro, 2003 
 
 
DEFINIÇÕES: 
 
Sistema Construtivo: 
• “Conjunto de subsistemas, componentes e materiais de construção integrados de 
forma organizada para servir um objetivo comum cujo produto final é o edifício.” 
• Keywords: Sistemas = Tipologias = Soluções = Processos Construtivos. 
Tecnologia Construtiva: 
• Conjunto de conhecimentos (científicos e empíricos), relacionados a um modo de 
construir (um edifício ou parte dele), empregados na criação, produção e difusão 
deste modo de construir. 
• Isto abrange as tecnologias do produto e do processo de produção. 
Racionalização da Construção: 
• Processo composto de todas as ações que tenham por objetivo o uso racional dos 
recursos materiais, humanos, organizacionais, energéticos, tecnológicos, temporais 
e financeiros disponíveis na construção em todas as suas fases. 
• Incremento progressivo do nível de organização no processo de produção na 
construção, sem a necessidade de novas técnicas, métodos ou materiais. 
• A racionalização da construção é um processo complexo pois não é fácil encontrar 
soluções ótimas para problemas que envolvem um grande número de variáveis 
intervenientes dentro e fora do canteiro. 
• Racionalização também é eliminar desperdícios. 
Industrialização da Construção: 
• Industrialização é um método produtivo baseado na organização dos processos de 
produção, com objetivos de redução da quantidade de trabalho humano, aumento da 
produção de unidades, aumento da qualidade e redução do seu custo final. 
• Industrialização Construtiva é um processo que, por meio de desenvolvimentos 
tecnológicos, conceitos e métodos organizacionais e investimentos de capital, visa 
incrementar a produtividade e elevar o nível de produção na construção. 
• Não existe construção não-industrializada, mas sim diferentes modos de construir 
com diversos níveis de industrialização. 
• A racionalização do processo de produção é uma ferramenta da industrialização, 
INDUSTRIALIZAÇÃO = RACIONALIZAÇÃO + MECANIZAÇÃO. 
 
 
 
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SUBSISTEMAS QUE COMPÕEM UM SISTEMA CONSTRUTIVO: 
Fundação: 
• Composição estrutural; 
• Comportamento funcional e estabilidade do sistema estrutural; 
• Soluções tecnológicas / encontro com outros subsistemas; 
• Processo de execução. 
Estruturas: 
• Composição estrutural; 
• Comportamento funcional e estabilidade do sistema estrutural; 
• Soluções tecnológicas / encontro com outros subsistemas; 
• Processo de execução. 
Instalações Prediais: 
• Água fria e quente; 
• Esgotos; 
• Águas pluviais; 
• Energia elétrica; 
• Gás; 
• Comunicações; 
• Coordenação dimensional; 
• Soluções tecnológicas / encontro com outros subsistemas. 
Vedações Externas e Internas: 
• Coordenação dimensional; 
• Soluções tecnológicas / encontro com outros subsistemas; 
• Soluções tecnológicas em resposta às exigências técnicas; 
• Estabilidade física e química; 
• Resposta às questões de estanqueidade e de conforto; 
• Processo de execução. 
Revestimentos e Acabamentos: 
• Soluções tecnológicas em resposta às necessidades hidrófugas; 
• Estabilidade química; 
• Soluções tecnológicas em cantos / encontro com outros materiais; 
• Processo de execução. 
Coberturas: 
• Solução adotada; 
• Estrutura de sustentação; 
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• Resposta às questões de estanqueidade e de conforto; 
• Soluções tecnológicas / encontro com outros subsistemas; 
• Processo de execução. 
Aberturas: 
• Solução adotada; 
• Resposta às questões de estanqueidade e de conforto; 
• Soluções tecnológicas / encontro com outros subsistemas; 
• Processo de execução. 
 
 
FATORES INTERENIENTES EM UM SISTEMA CONSTRUTIVO: 
A escolha de um sistema construtivo, componente ou material a serem utilizados em uma 
edificação pode ser feita segundo uma metodologia sistemática. Os principais fatores que 
interferem na obtenção da solução “ótima” para a escolha de um sistema construtivo estão 
sintetizados a seguir: 
Fatores referentes ao potencial técnico-econômico do produto 
• Relação custo x benefício da aplicação de uma determinada tecnologia construtiva; 
• Escala de Produção; 
Fatores referentes ao desempenho do sistema construtivo, componentes e materiais 
• Atendimento às exigências técnicas de engenharia e às normas específicas; 
• Identificação das fronteiras verticais e horizontais e das exigências de desempenho e 
requisitos que cada tipo deverá apresentar 
• Desempenho em utilização dos produtos construtivos; 
• Estabilidade física e química da edificação; 
• Integração e compatibilidade entre os subsistemas; 
• Compatibilidade das soluções construtivas com relação às manifestações 
patológicas, manutenção e vida útil esperada; 
Fatores referentes ao usuário 
• Usuário: exigências econômicas, sociais, culturais, psicológicas; 
• Usuário: participação na apropriação do espaço construído e na produção da 
edificação; 
Fatores referentes ao proprietário ou agente promotor (econômico-financeiros) 
• Exigências econômicas, condições de investimentos, objetivos do empreendimento; 
• Prazo de execução (fluxo dos recursos financeiros); 
• Período de retorno do investimento; 
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Fatores referentes a tipologia construtiva 
• Exigências de organização funcional e ambiental do projeto; 
• Exigências técnicas (solo, materiais, vãos, etc.); 
• Coordenação dimensional, flexibilidade e crescimento; 
Fatores referentes às condicionantes regionais 
• Disponibilidade de materiais e mão-de-obra; 
• Disponibilidade de equipamentos; 
• Acesso ao local da obra; 
• Condições regionais de produção da construção; 
• Adequação das exigências de conforto às soluções construtivas; 
• Adequação dos materiais e componentes, ou sistemas de proteção da construção, 
em relação às condições ambientais do meio; 
 
O processo da INOVAÇÃO TECNOLÓGICA é o processo de criação tecnológica. A 
inovação não é o resultado de uma invenção, mas sim deve ser compreendido como um 
processo que compreende a criação, o desenvolvimento, o uso e a difusão de um novo 
produto ou processo. Cabe ressaltar a diferença entre mudança e inovação tecnológica, 
sendo que a mudança está mais relacionada com a racionalização da construção, pois 
mantém as mesmas bases produtivas, mas com maior nível de organização do processo 
produtivo, enquanto a inovação tecnológica está relacionada à própria mudança do 
processo produtivo, ocorrendo a incorporação de uma idéia e também um avanço notado na 
tecnologia existente em termos de desempenho, qualidade ou custo do edifício, ou de sua 
parte. 
Entretanto, para muitos a criação de novas tecnologias (um novo produto) consiste apenas 
em se ter uma idéia original, materializa-la na forma de um projeto e aplicá-la na construção 
de edificações. Esta é a idéia que defende o imediatismo no desenvolvimento de novos 
produtos ou processos. Todavia, também na construção civil, o caminho para a evolução 
construtiva passa pelo desenvolvimento tecnológico, executado com base em 
conhecimentos técnicos, segundo uma metodologia tecno-científica adequada, como em 
qualquer outra atividade. 
A tecnologia é um fator de produção juntamente com o capital, mão-de-obra e matéria 
prima. A construção de edifícios dispõe de tecnologias bem sedimentadas, as quais foram 
desenvolvidas ao longo do tempo e variam de local para local. Entretanto, estas mesmas 
tecnologias construtivas tradicionais apresentam muitas vezes condições de produção 
insatisfatórias para uma gamade aplicações, apresentando uma baixa produtividade, com 
baixo nível de produção e uso intenso de mão-de-obra especializada, mas não qualificada. 
Neste contexto, é lógica a necessidade de desenvolvimento de novas tecnologias 
construtivas que apresentem melhores condições produtivas, sendo para isto necessário a 
incorporação de conhecimentos tecno-científicos em substituição aos conhecimentos 
empíricos, possibilitando o aumento do nível da produção, da produtividade e a redução da 
dependência da mão-de-obra especializada. Ou seja, tecnologias com maior racionalidade, 
onde, por meio de treinamento contínuo, tem-se maior emprego de com aumento do 
emprego de mão-de-obra qualificada. 
A evolução tecnológica na construção civil deve passar pela criação e aperfeiçoamento de: 
• Materiais, componentes e sistemas construtivos; 
• Procedimentos operacionais e organizacionais (planejamento, gerenciamento e controle 
do processo produtivo) 
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Os sistemas construtivos devem ser adaptados ao clima, à cultura e à economia locais. 
Assim, quando se está incorporando novas tecnologias que foram desenvolvidas em outros 
países, faz-se necessário adaptar estas tecnologias aos condicionantes locais, o que 
significa aperfeiçoar estas tecnologias por meio de pesquisa de desenvolvimento 
tecnológico. 
O conceito de evolução para a construção de edifícios muitas vezes se confunde com o 
conceito da industrialização da atividade da construção civil. 
Segundo SABATINI (1989), para se ter uma maior eficácia do setor de desenvolvimento 
tecnológico para materiais, componentes e sistemas construtivos deveria ser composto por 
organismos que através de um trabalho cooperativo, que pudessem estabelecer a totalidade 
das condições necessárias para de início acertar o passo e posteriormente acelerar a 
evolução tecnológica. 
Uma das questões de relevância que se coloca dentro das inovações tecnológicas é como 
desenvolver e avaliar as novas tecnologias, ou seja, qual a resposta a ser dada quando se 
precisa opinar sobre novos produtos e qual a metodologia a ser adotada para esta 
avaliação. Uma outra dificuldade é a definição dos limites de qualidade a serem alcançados 
pelos novos produtos. 
 
INDUSTRIALIZAÇÃO & RACIONALIZAÇÃO 
Com a preocupação de aumentar o nível de produção e a produtividade (produzir 
em maior quantidade com os mesmos recursos), algumas empresas, em caráter 
isolado, vêm adotando iniciativas para se atingir estes objetivos que vão desde a 
procura tecnológica no mercado externo até a utilização de métodos construtivos 
racionalizados para a execução de um determinado subsistema do edifício. 
A utilização dos sistemas construtivos industrializados de “ciclo fechado” têm a sua 
viabilização dificultada por necessitarem de um grande investimento de capital fixo 
de produção, necessitando assim de uma continuidade da produção. Por outro lado, 
a “forma tradicional de construção” não atende a demanda do mercado, porém estes 
processos podem ser melhorados através da organização da produção e da 
utilização de métodos construtivos otimizados, surgindo o conceito de 
racionalização. Desta forma a racionalização tornou-se uma alternativa mais próxima 
à realidade da indústria da construção civil que a industrialização, principalmente em 
se tratando dos sistemas fechados. 
A cada método construtivo há uma associação do nível de organização dos meios 
de produção. Assim, os processos construtivos podem ser associados a diferentes 
níveis de industrialização (no contexto que industrialização pressupõe a organização 
da produção). Alguns autores relacionam a racionalização como tendo por sua base 
o “taylorismo”, que constituiu-se como a primeira proposta sistêmica de aumento de 
produtividade (aumentar a produção com a utilização dos mesmos recursos). 
Através da racionalização as empresas procuram aumento de produtividade e 
diminuição de custos e prazos, sem uma ruptura da base produtiva que 
caracteriza o setor. Num contexto mais específico a racionalização pode ser 
definida como sendo a otimização das atividades construtivas. Assim, procura-se 
otimizar técnicas e métodos construtivos como forma de se obter uma melhor 
eficiência na produção de um edifício. Espera-se assim reduzir os desperdícios de 
materiais e de mão de obra, utilizando de forma mais eficiente o capital. 
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A racionalização traz em si conceitos ligados a industrialização. Na realidade a 
racionalização deve estar inserida dentro da industrialização através das ações para 
organização da produção. BLACHERE sugere a seguinte forma: 
 
 INDUSTRIALIZAÇÃO = RACIONALIZAÇÃO + MECANIZAÇÃO 
 
 
A diferença básica entre os dois conceitos fica condicionada à mudança na base 
produtiva que ocorre na industrialização, com a introdução de novas tecnologias (a 
tecnologia é um fator de produção juntamente com o capital, mão de obra e matéria 
prima). Já o conceito de racionalização pressupõe a manutenção da base produtiva, 
pois sua proposta não é a de alteração, mas sim a otimização dos recursos 
disponíveis. 
O lógico da industrialização é que um dado processo de produção atinge a sua 
máxima eficiência quando todos os aspectos deste processo são adequadamente 
organizados. A industrialização da construção é um processo que por meio de 
desenvolvimentos tecnológicos, conceitos e métodos organizacionais e 
investimentos de capital, visa incrementar a produtividade e elevar o nível de 
produção nos canteiros. Assim, através da racionalização o desenvolvimento ocorre 
pelo incremento progressivo no nível de organização do processo de produção, sem 
a necessidade de novas técnicas, métodos ou materiais. 
A racionalização construtiva não se restringe apenas na alteração de determinados 
processos construtivos, mas deve abranger também a uma mudança de postura nas 
fases de projeto. Segundo ROSSO, as ações de racionalização aplicadas apenas ao 
canteiro estão fadadas ao insucesso quando não há a mesma preocupação no 
projeto. 
Racionalizar o projeto significa promover uma maior integração entre os diferentes 
tipos de projeto; haver a consideração dos processos construtivos envolvidos no 
momento da concepção; detalhamento adequado com objetivo de evitar que se 
tenha que tomar decisões importantes ou improvisações no canteiro. 
Neste aspecto enquadra-se o conceito de construtibilidade que seria um atributo 
decorrente das condições de projeto de permitir a utilização dos recursos de 
construção com eficiência. A construtibilidade está ligada a um conjunto de ações na 
fase de projeto que têm por objetivo a racionalização da construção. A 
implementação destas ações trazem os seguintes benefícios: 
• diminuição das tarefas de construção; 
• diminuição das dificuldades durante a construção; 
• melhoria dos métodos construtivos e da tecnologia. 
A implementação das ações que visam a construtibilidade de um processo 
construtivo envolvem os principais agentes: projetistas e construtores. Destaca-se a 
importância do desenvolvimento dos projetos assistidos pelas informações 
provenientes dos responsáveis pela execução. 
Infelizmente, esta estrutura de informações está muito dissociada no contexto da 
construção tradicional. Ao contrário do ambiente favorável existente em empresas 
de pré-fabricados onde o setor de projeto está integrado ao setor de execução, no 
setor de construção convencional de edificações habitacionais os projetos são feitos 
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sem a consideração das técnicas e métodos construtivos utilizados pela construtora 
(mesmo porque na maior parte estes aspectos não estão bem definidos). 
O conceito de construtibilidade do ponto de vista de execução possui um enfoque no 
desenvolvimento e efetiva utilizaçãode métodos construtivos inovadores que 
simplificam a execução e reduzem os custos do empreendimento. Assim, o conceito 
básico ligado à construtibilidade é a simplificação da construção. 
Analogamente, a construtibilidade de um método, processo ou sistema construtivo é 
a propriedade que caracteriza e que exprime a aptidão que ele tem de ser 
executado. Esta definição é semelhante a da produtividade. 
 
A PRODUÇÃO DA TECNOLOGIA 
Tecnologia é um conjunto sistematizado de conhecimentos empregados na criação, 
produção e difusão de bens e serviços. Tecnologia Construtiva é o conjunto 
sistematizado de conhecimentos científicos e empíricos, relacionados a um modo 
específico de se construir um edifício e empregados na criação, produção e difusão 
deste modo de construir. O processo de criação de tecnologia, ou o processo de 
inovação tecnológica, é antes de tudo não um processo de invenção, mas sim um 
processo de desenvolvimento de um novo produto ou processo. A inovação 
tecnológica está ligada a uma mudança do processo construtivo quando ocorre uma 
incorporação de uma nova idéia e também um avanço notado na tecnologia 
existente em termos de desempenho, qualidade ou custo do edifício, ou de sua 
parte. 
 
 
PESQUISA APLICADA 
 
NOVAS TÉCNICAS NOVO CONHECIMENTO NOVOS MATERIAIS 
 
DESENVOLVIMENTO PESQUISA BÁSICA 
 
TECNOLOGIA 
 
 
A pesquisa de desenvolvimento tecnológico na engenharia de construção civil é 
uma atividade investigadora de caráter sistematizado, que visa a criação e 
aperfeiçoamento de métodos, processos e sistemas construtivos, materiais e 
componentes de construção e de técnicas de planejamento e controle das 
operações construtivas, que constituem nas inovações tecnológicas. Este tipo de 
pesquisa está dirigido para obtenção de aumentos no desempenho ou na eficiência 
de algum atributo e que tenha interesse comercial para qualquer um dos vários 
ramos da indústria da construção. 
 
ASPECTOS TECNOLÓGICOS E PRODUTIVOS DO DESENVOLVIMENTO E 
APLICAÇÃO DE SISTEMAS CONSTRUTIVOS 
 
Devido à competitividade atual do mercado da construção civil, existe uma constante 
busca pelo aumento do nível de produção e produtividade. Neste contexto, espera-
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se que com a utilização de novas tecnológicas construtivas estes objetivos possam 
ser alcançados. Todavia, a incorporação de novas tecnologias, sem que isto venha 
acompanhado da racionalização dos processos produtivos, não produzirá o 
resultado esperado, onde essas novas tecnologias não poderão atingir o seu pleno 
potencial. Isto porque, por definição, a tecnologia de um produto só existe como tal 
de forma integrada com os seus processos de produção. Por esta razão, a 
otimização de uma tecnologia construtiva tradicional para níveis de produção mais 
elevados deveria ocorrer, num primeiro momento, através da racionalização dos 
fatores envolvidos na produção. Uma vez que esta tecnologia, pela racionalização, 
atinja seu potencial produtivo, um novo aumento do nível de produção só se dará de 
forma efetiva por inovações tecnológicas. 
Quando se trabalha com tecnologias experimentais e conhecidas, o avanço para 
inovações ou mudanças tecnológicas começa pela identificação das situações 
problemas no produto e no processo do ambiente construído. Quando na avaliação 
de uma tecnologia houver muitos pontos de desajustes, os quais envolvem o 
sistema construtivo como um todo, as modificações parciais serão apenas paliativas 
e não apresentarão melhoras significativas nas condições de produção. O objetivo 
de toda inovação tecnológica é otimizar as relações custo x benefício existentes. 
 
Segundo LUCINI (1999), a racionalização tecnológica (do produto) e a 
racionalização da produção (do processo) colocam-se como exigências do agente 
produtor, podendo ser caracterizadas pelas seguintes atividades: 
 
Racionalização do Produto: 
a) Racionalização Tecnológica de Subsistemas e dos Componentes 
• Versatilidade de aplicação e utilização 
• A construtibilidade do sistema construtivo 
b) Características de Desempenho dos Materiais e dos Componentes 
• Requisitos de desempenho 
• Requisitos de durabilidade 
 
Racionalização do Processo: 
a) Estudo do Trabalho 
• Estudo, medição e definição dos métodos de trabalho 
b) Mão-de-obra 
• Caracterização 
• Produtividade 
c) Mecanização da produção 
• Identificação de pontos a implantar 
• Relação custo x produtividade 
d) Escala de Produção 
e) Avaliação da exeqüibilidade do produto e do processo de produção 
f) Estudo do processo de produção na usina e no canteiro 
 
 
CONSIDERAÇÕES SOBRE AS ETAPAS NO DESENVOLVIMENTO DO 
PRODUTO 
 
Segundo SABATINI (1989), o processo de desenvolvimento de um sistema construtivo só 
estará concluído quando for atingida a fase de comercialização do mesmo, quando o 
mesmo estiver efetivamente implantado no mercado. Se esta implantação não ocorrer pode-
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se dizer que o processo de desenvolvimento resultou em um insucesso. A estratégia 
metodológica para o processo de criação de um produto pode ser dividida em 4 Fases: 
1) Fase de Concepção 
• Estudos Iniciais; 
• Concepção do Sistema Construtivo; 
• Projeto de Componentes e Elementos; 
• Projeto de Produção do Edifício (ou de suas partes); 
2) Fase de Verificação 
• Produção Experimental de Componentes e Elementos; 
• Projeto e Construção de Protótipos; 
• Avaliação dos Protótipos e do Sistema Construtivo / Certificação; 
3) Fase de Descrição 
• Consolidação da Tecnologia; 
4) Fase de Comercialização 
• Divulgação; 
• Construção em Escala Piloto; 
• Aperfeiçoamento da Tecnologia; 
• Construção em Escala de Mercado. 
 
O presente documento descreve a Fase de Concepção que se consistiu nas etapas: 
• Estudo Inicial e análise de alternativas para fechamentos, pisos e cobertura; 
• Estudo e coordenação das fronteiras e interfaces do projeto (fundações, estrutura, 
ligações, instalações) e da produção (execução, transporte e montagem); 
• Concepção de um sistema construtivo em painéis arquitetônicos portantes para 
residência unifamiliar com dois pavimentos; 
• Concepção, dimensionamento e detalhamento dos painéis pré-moldados; 
• Definição dos fatores ligados à execução, transporte e montagem; 
• Concepção, dimensionamento e detalhamento das ligações; 
• Detalhamento das interfaces entre os painéis; 
• Detalhamento dos subsistemas. 
 
Após concluída esta primeira fase, tem-se então a preocupação com a Fase de Verificação, 
onde deverão ser produzidos modelos para verificações experimentais das hipóteses 
adotadas no projeto do sistema construtivo. No caso dos componentes de painéis pré-
moldados, a verificação será feita por meio de ensaios de um painel típico do sistema, onde 
serão avaliados o seu desempenho estrutural (ensaio de compressão centrada, ensaio de 
flexão, arrancamento de fixador), os efeitos no painel causados pela exposição ao calor e ao 
fogo (obtenção da condutibilidade e da resistência térmica do painel, propagação superficial 
da chama, Incombustibilidade). Além dos ensaios de laboratório, será necessária a 
verificação do comportamento real (avaliação de desempenho) de um protótipo em escala 
real. Neste sentido, a equipe de desenvolvimento já conversou com o cliente sobre a 
possibilidade da construção de um protótipo na própria fábrica para a realização dos ensaios 
de campo (provas de carga, impacto de corpo duro, impacto de corpo mole, resistência ao 
fogo, desempenho térmico, desempenho acústico, ventilação, estanqueidade). 
 
 
 
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