Steel Frame: 1660 m² em 70 Dias

Engenharia e Construção - Abril 2004

A Faculdade Evangélica do Paraná, sediada em Curitiba, ampliou seu campus, que agora conta com um novo prédio de dois andares e 1660 m² de área construída. Iniciada no final de dezembro de 2003 e entregue no início de março deste ano, a obra foi desenvolvida no sistema steel frame , executado pela Construtora U.S.Home Brasil, sob responsabilidade do engenheiro Mauricio Malafaia.

Enfrentando obstáculos como as fortes chuvas, o prédio foi concluído no prazo de 70 dias. "A velocidade de construção foi um dos fatores que nos levou a optar por este sistema”, afirma o Dr. Egon Treml, da diretoria da Faculdade Evangélica. "No sistema convencional, de alvenaria, não teríamos o prédio pronto para o início do período letivo".

O novo edifício abriga uma clínica ele fisioterapia, em que os estudantes prestam atendimento ao público através do Sistema Único de Saúde (SUS).

O steel frame é um sistema baseado na pré-montagem de segmentos ele painéis metálicos, que após unificados compõem a base das paredes de uma edificação, as quais recebem posteriormente os outros elementos que constituem o sistema, como OSB, lã de vidro, barreira de umidade, gesso acartonado, etc. O steel frame é um sistema de construção a seco, pois minimiza significativamente a necessidade ele utilização de água para preparação de componentes como concreto, argamassa, etc. Suas características são apropriadas tanto para instalações comerciais como residenciais.

Esse sistema se baseia em estruturas ele aço, mas difere da maioria dos prédios em estrutura metálica que há muito tempo são construídos no Brasil. Nessas obras mais freqüentes, diferentemente do que ocorre em steel frame a estrutura é dimensionada a partir elo conceito "viga-pilar” como em concreto armado. "Nesta concepção, a laje descarrega as cargas em vigas, que descarregam em pilares, que são elementos com cargas concentradas e que devem descarregá-las no solo, havendo então necessidade de fundação profunda na maior parte dos casos. Nestes prédios se utilizam perfis metálicos de espessura bastante superior à utilizada no steel frame e sem tratamento com zinco. Por se tratar de elementos muito espessos e pesados, não pode haver pré-fabricação e utilização de processos de linha de montagem", explica Malafaia.

No sistema de produção industrializado que é o steel frame, a estrutura de aço galvanizado é interligada por parafusos autobrocantes. Assim, são formados painéis e fica garantida a sustentação para que se apliquem grandes esforços. O edifício adquire um peso próprio muito inferior ao da alvenaria ou dos prédios em estrutura metálica pesada, e as cargas não são concentradas em pilares, mas sim distribuídas linearmente pelo perímetro das paredes estruturais.		A estrutura de aço galvanizado interligada nos parafusos autobrocantes
Painéis Apesar de popularizado como steel frame , ou simplesmente frame o nome exato do sistema é light gauge steel frame, que significa painéis ou quadros metálicos de baixo calibre. Trata-se de painéis fabricados com perfis em aço galvanizado, com espessuras entre 0,84mm e 2,5mm e larguras entre 90mm e 300mm. Estes painéis metálicos, para compor uma parede em si, recebem externamente chapas industrializadas de madeira, conhecida como OSB. Para proteger o OSB da umidade utiliza-se um tecido difusor de umidade conhecido como Tyvek Home Wrap. De todos os produtos usados para o steel frame , o OSB foi o último a ser produzido no Brasil. Há apenas quatro anos a Masisa do Brasil (única fabricante nacional do painel) produz o Masisa OSB Home, utilizando tiras de madeira. O produto serve como vedação e contraventamento do sistema estrutural.		Os painéis são fabricados com perfis em aço galvanizado O painel com tiras de madeira é protegido contra ataques de cupins

O engenheiro da Masisa, André Morais, explica que o painel é estrutural com tiras de madeira 100% de pinus, orientadas em três camadas perpendiculares, o que aumenta sua resistência mecânica e rigidez. Essas tiras de madeira são unidas com resinas e prensadas sob alta temperatura. Além disso, o produto está protegido contra ataques de cupins por 10 anos.

Entre as vantagens dos painéis OSB estão a alta resistência ao arranque de parafusos e pregos, assim como físico-mecânica. Têm alta estabilidade dimensional e resistência a impactos. Não têm espaços vazios em seu interior nem problemas de delaminação e sim qualidade consistente e uniforme e espessura calibrada. São fáceis de trabalhar nos processos de usinagem de topo e superfície, têm diversidade de aplicações, oferecem várias possibilidades de acabamento e são ecologicamente corretos, Além do painel OSB para o fechamento externo, há outras opções, como as placas cimentícias. "A placa cimentícia é uma opção de fechamento externo e que deve receber acabamento. A questão é que elas podem não ser estruturais e sim chapas de cimento aglomerado com celulose. A resistência é apenas de flexão e não de tração, o que pode, no sistema steel frame, resultar em rachaduras ou fissuras tanto no meio da chapa como nas juntas, e isto danifica a imagem do sistema construtivo como um todo", explica André Morais. "Existem também cimentícias estruturais que, na fabricação do aglomerado de celulose e cimento, recebem tela de reforço de fibra de vidro, deixando as chapas com resistência à tração. A grande dificuldade é que estas chapas ainda têm questões técnicas a serem respondidas, pois não estão totalmente resolvidas". Além disso, dados do mercado indicam diferenças de preço significativas entre essas opções, sendo os painéis OSB mais baratos.

"No steel frame temos a possibilidade de fabricar os painéis metálicos na indústria chegando ao ponto de podermos fixar também os painéis externos, lã de vidro, janelas, molduras, elétrica, hidráulica e às vezes até a chapa de gesso acartonado formando um segmento de parede já semi-pronto que geralmente são unificados na obra para ai receberem os revestimentos externos que acabam 'maquiando' a pré-montagem da edificação", sugere Mauricio Malafaia.

Revestimentos O revestimento de fachada de uma obra em steel frame pode ser desenvovido com qualquer material escolhido pelo proprietário. "Tendo o aço perfilado conforme a qeometria necessaria os painéis OSB, a lã de vidro, o gesso acartonado e um difusor de umidade, podemos construir qualquer estrutura com até oito pavimentos, com os revestimentos externos que o cliente deseja: tijolinho a vista, reboco, grafiato, pastilha, etc. No entanto damos preferência para a utilização de revestimentos vinílicos como o siding utilizado na obra da Faculdade Evangélica do Paraná, por exemplo”, explica Malafaia.

Não há diferenças estéticas entre obras em alvenaria e em steel frame , como esta.

As paredes internas de uma construção em steel frame são revestidas com gesso acartonado que, combinado com a lã de vidro, garante o desempenho termo-acústico. As chapas de gesso acartonado são materiais bastante difundidos no País, sendo três os grandes fabricantes desse tipo de produto (Knauf, Placo e Lafarge), que há 10 anos vem sendo divulgado com muito sucesso na opinião de Malafaia.

Como ocorre em boa parte dos projetos executados pela U.S.Home, na obra realizada para a Faculdade Evangélica do Paraná a Knauf do Brasil foi quem forneceu o gesso acartonado. Para compor o piso sobre a laje - feita a partir de substrato base de OSB - foi utilizada a chapa Fiberock, um produto USG - United States Gypsum , que está sendo comercializado pela Knauf e que se caracteriza pelo uso de gesso reciclado prensado e é utilizada em revestimentos externos e pisos para obras em steel frame e também em áreas úmidas. "Esse tipo de material pode servir de substrato para assentamento de cerâmicas diretamente sobre ele", explica o engenheiro civil Roberto Albero, da Knauf.

Sobre as chapas de gesso acartonado, é possível utilizar pintura, papel de parede, etc. Tanto em relação aos revestimentos externos quanto aos internos, não há diterenças entre uma obra em steel frame e uma em alvenaria. Em ambas é possível utilizar toda a sorte de produtos.

"Conseguimos utilizar processos industriais de fabricação e o produto final não parece o pré-moldado convencional Na verdade ninguém consegue diferenciar um edifício feito com este sistema ou em alvenaria", destaca Malafaia.

São inúmeras as vantagens de uma obra executada em steel frame . Entre os destaques estão facilidade e rapidez na construção, já que exige um tempo quatro vezes menor que alvenaria. Além disso, o sistema conta com reduzido desperdício de material, isolamento termo-acústico, ausência de mofo, bolor e fungos, economia de energia devido às propriedades dos materiais e utilização de insumos produzidos a partir de recursos naturais renováveis, recicláveis e/ou com exploração controlada.

Outras vantagens são a precisão de execução (já que o projeto em alvenaria só "se resolve" na execução da obra),qualidade industrial, menor demanda por manutenção e: sustentabilidade - o aço, que dá estrutura a esse sistema é o material mais reciclado do mundo. Além disso, a durabilidade de uma obra em steel frame pode ser ilimitada. "Como em qualquer outro sistema construtivo, a manutenção é a peça chave da durabilidade. Na verdade este sistema gera muito menos manutenção que a alvenaria mas, quando ela for necessária, a rapidez com que for executada vai ser diretamente proporcional a durabilidade do produto. Portanto, uma residência em steel frame pode potencialmente durar muito mais que uma em alvenaria", explica o engenheiro da U.S.Home.

Outro fator que se destaca é a quantidade de mão-de-obra necessária. Uma construção em steel frame exige menos pessoal que o sistema em alvenaria. Além disso, o engenheiro André Morais explica que há um deslocamento do perfil do profissional que se capacita mais facilmente para o novo sistema, que são os carpinteiros e não os trabalhadores tradicionais de obras em alvenaria.

"Uma outra vantagem desse sistema é que, no Brasil, ele se adapta ao que eu considero uma falha: os engenheiros e arquitetos dificilmente trabalham juntos. Nesse caso, um projeto, arquitetônico, inicialmente pensado em alvenaria, pode ser executado em steel frame . Ou seja, o sistema não exige um projeto especial", destaca Morais. "Os sistemas elétrico, hidráulico e de segurança também são instalados com tranqüilidade, inclusive com mais facilidade que na alvenaria devido ao uso de painéis e de paredes 'ocas' preenchidas com lã de vidro".

O sistema steel frame também dispensa o uso de vários instrumentos caros fundamentais na alvenaria, como as betoneiras. Ao invés do uso desses grandes elementos, se usa itens mais portáteis como parafusadeira automática, serra circular portátil, trena e outros materiais básicos de carpintaria. Embora o custo do metro quadrado nesse sistema seja equivalente ao da alvenaria, a maior rapidez da construção a seco o torna mais competitivo levando-se em conta o custo total da obra. "Enquanto uma obra de alvenaria cm 300 m² leva no mínimo dez meses para ser construída, em steel frame são necessários cerca de três meses de trabalho, gerando uma economia considerável em mão-de-obra", assegura o engenheiro Malafaia. "Este sistema requer que a empresa modifique toda a sua cultura construtiva. É um mundo à parte. O processo que temos que ter em mente no steel frame é análogo à construção de um carro, pois se trata de uma linha de montagem. Geralmente a empresa que constrói em frame não utiliza outro sistema", conta ele.

Dentre as poucas desvantagens do steel frame, uma das principais está relacionada à quantidade de pavimentos possíveis. "Não se pode construir, nesse sistema, no Brasil, prédios com mais de seis pavimentos. Apenas alguns estados americanos permitem a construção de prédios de até oito pavimentos, mas são exceções. Essa limitação é algo que não deve evoluir para mais de oito pavimentos, por causa da distribuição de carga nesse tipo de obra. Inclusive devido à espessura da chapa de aço, que é pequena demais para prédios mais altos. E também pela questão de custo: para obras com mais de seis pavimentos o sistema tradicional metálico sai mais em conta", explica Morais. Outro problema apontado pelo engenheio da Masisa é que, no Brasil, a distribuição do mercado é problemática. A ausência de revendas especializadas atrapalha as obras em algumas regiões.

Além disso, embora o Brasil disponha de profissionais com perfil adequado para as obras em steel frame , o treinamento ainda é bastante necessário, devido a cultura de construção em alvenaria ser ainda algo muito evidente no País.

Realizadas no Brasil desde o início da década de 90, as construções em steel frame ganharam maior terreno no País há pouco mais de dois anos, com o início da produção nacional do OSB e de gesso acartonado. "Na verdade, sistemas de construção desse tipo tiveram início nos Estados Unidos por volta de 1830 e desde então vêm sofrendo melhoramentos. É um dos sistemas de construção residencial mais utilizados do mundo. Na América do Norte, responde por mais de 90% das construções residenciais. É muito utilizado também na Europa. Ásia e oceania", conta Malafaia.

"No Brasil ainda estamos 'engatinhando', mas no Chile e Argentina, por exemplo, esse sistema já é bastante popular. O importante é que o steel frame já sinalizou no mundo inteiro uma tendência de ser o mais eficiente e de meIhor custo benefício em construções de até quatro pavimentos. Acredito que a popularização do sistema no Brasil depende apenas do tempo, pois nossa cultura construtiva é ainda fortemente voltada a alvenaria. que por se tratar de um sistema artesanal não conseguirá sobreviver às exigências de um mundo moderno e globalizado", prevê o engenheiro, mencionando que, hoje, no Brasil, o steel frame é um sistema construtivo que consome aproximadamente 98% de materiais nacionais.

Também para o engenheiro André Morais a popularização do sistema depende mais da cultura das construtoras do que do cliente final. “A dificuldade da popularização do steel frame está em quem executa as obras, porque estes sim têm uma cultura definida. Por exemplo: o dry wall é um conceito que já está bem estabelecido no mercado, porque foi feito um trabalho muito grande de conscientização técnica”.

Materiais / Fornecedores
Perfis Galvanizados Leves: Usiminas/Roll-For.
Painel OSB: Masisa do Brasil
Membrana Difusora: Dupont do Brasil (Tyvek Home Wrap)
Lã de Vidro: Saint-Goban
Parafusos: Autoperfurantes do Brasil
Gesso Acanonado: Knauf do Brasil
Siding Vinilico: Madex Ind. Plásticos Ltda.
Janelas: Alumipiso
Portas: Eucatex
Fechaduras: Yale-LaFonte
Cabos: Conduspar
Int./tomadas: Leviton
Telhas: Certanteed / Roaf Tech
Concreto: Engemix
Painéis underlayment; USG (Fiberock)
Pisos azulejos: Eliane
Argamassas: Laticrete
Piso Vínilico: Fademac
Metais; Fabrimar
Tubos Sistemas: Amanco
Sistemas Fixação: Hilti do Brasil
Tintas: Sherwin Williams
Louças: Ideal Standard
Rodapés/vistas Madeira: Terra Nova