Características gerais e viabilidade executiva

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1 1 Laje Bubbledeck Características gerais e viabilidade executiva Ossimar Fernandes Duarte Júnior juniorfd@gmail.com MBA Gerenciamento de Obras, Tecnologia e Qualidade da Construção Instituto de Pós-Graduação - IPOG Goiânia, Goiás, 08 de junho de 2014 Resumo Com o crescente número de novas tecnologias e técnicas no ramo da construção civil, para cada tipo de edificação tem-se um determinado método construtivo mais indicado no que diz respeito ao custo-benefício. Dessa forma, o presente trabalho visa a caracterização de um sistema construtivo de estruturas de concreto armado, a BubbleDeck, através de um comparativo com outro método construtivo, a laje nervurada com fôrmas plásticas. Foram realizadas pesquisas e levantamentos buscando enumerar e classificar as vantagens e desvantagens de cada uma. Assim, foram criadas tabelas comparativas, onde verificou-se que para determinados tipos de obra, o uso da BubbleDeck torna-se competitivo em diferentes quesitos. Palavras-chave: Bubble-Deck. Bubble. Esferas plásticas. Laje. Sistema construtivo. 1. Introdução A BubbleDeck aparece no cenário da construção civil como mais uma das possíveis soluções apresentadas pelos fabricantes, no que diz respeito a estrutura de concreto armado. Estas alternativas visam, na sua maioria, proporcionar agilidade na execução das obras e redução dos custos do material e da mão de obra, com foco na relação custo-benefício proporcionada ao empreendimento. Conforme publicado no Estado de São Paulo [20], estimativas do Sindicato da Indústria da Construção Civil do Estado de São Paulo (SINDUSCON-SP), ao final do ano de 2011, o Produto Interno Bruto (PIB) da construção civil deve crescer 6,1% se comparado ao ano de Este fato ocorre paralelamente ao desenvolvimento do país, em consonância com o Programa de Aceleração do Crescimento (PAC) do governo federal, que está diretamente ligado ao déficit de moradias, além de eventos de magnitude mundial, como a Copa do ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

2 2 Mundo de Futebol e as Olimpíadas. Para se manter competitivo e eficiente na elaboração e execução de projetos, os profissionais da construção civil devem se atentar a novas tecnologias que ofereçam soluções inteligentes tanto no que se refere a características específicas de cálculo quanto no sistema construtivo além de saber contestar as soluções convencionais, quando esta não for a melhor alternativa. Desta forma, o presente trabalho se justifica pela necessidade de verificar e avaliar as características e potencialidades do sistema construtivo em laje BubbleDeck. A Figura 4 apresenta a divisão em percentual do custo da execução de estrutura de concreto armado para um pavimento tipo de edifício residencial. Figura 4 Composição de custo do pavimento 2. Objetivos 2.1. Objetivo Geral O presente artigo tem como objetivo geral estudar, do ponto de vista estrutural e construtivo, o sistema de laje tipo BubbleDeck Objetivos Específicos Realizar estudo comparativo dos custos de produção, envolvendo fôrmas e escoramentos para diversos tipos de lajes; ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

3 3 Realizar estudo comparativo das características de tipos de laje mais utilizados e demonstrar diferenciais entre cada uma delas. Avaliar procedimentos de execução em obras que utilizam a tecnologia BubbleDeck, expondo vantagens e dificuldades previstas, bem como tempo de execução e demanda de mão de obra. 3. Laje BubbleDeck Características Gerais Segundo Freire [19] a combinação das esferas plásticas com malha de aço na laje tipo cogumelo permite o aumento de vão nas duas direções e acarreta as seguintes vantagens: liberdade de projetos, que podem ser adaptados em desenhos irregulares; redução de peso próprio, acarretando menor carga na fundação; eliminação de vigas, que proporciona maior rapidez na execução de estrutura e alvenaria, e redução do consumo de concreto, fôrma e escoramento. Tais características levam a concorrência com o sistema de laje nervurada, que tem como principal vantagem a redução do volume de concreto, possibilitando grandes vãos e/ou sobrecargas, além de bons resultados econômicos. No que tange ao tema sustentabilidade e preservação ambiental, a tecnologia possui selo verde devido às esferas serem produzidas com material reciclado e reduzir o consumo de concreto e de fôrmas de madeira. De acordo com Freire [19], a cada metro quadrado contruído de laje BubbleDeck (para uma laje de 23 cm) são retirados 1 Kg de plástico do meio ambiente. Para cada um milhão de metros quadrados fabricados com laje maciça há uma economia de 24,4 mil m³ de concreto com a tecnologia. A tecnologia está em conformidade com a NBR /2010 Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos Desempenho, a qual discorre sobre, entre outros, conforto térmico e acústico da estrutura. Seguindo verificações realizadas, de acordo com o descrito por Freire [19], e com critérios da ISO 834, em caso de incêndio, as esferas carbonizam sem emitir gases tóxicos e a resistência ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

4 4 ao fogo pode variar de uma a duas horas, dependendo da cobertura de concreto acima das esferas. Para projetos já executados, destaca-se o Millennium Tower, em Rotterdam, Holanda, o qual foi possível adição de dois pavimentos já durante a obra, devido as características da tecnologia, além de redução de tempo de execução e conseqüentemente de custos. Figura 5 - Millennium Tower Fonte: (26/09/2011) No Brasil, foi executada obra de ampliação da sede da construtora Odebrecht em Salvador, com aproximadamente 1000 m², a fotografia da obra pode ser observada na Figura 6. Está previsto ainda para este ano de 2011 o início da construção do novo Centro Administrativo do Distrito Federal em Brasília e para o ano de 2012, um edifício residencial de 12 pavimentos em Goiânia, Goiás. ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

5 5 Figura 6 Execução de sede da Odebrecht Fonte: Wlicio Nascimento. Acervo pessoal Como fonte para estudo comparativo do sistema construtivo BubbleDeck com outros métodos utilizados atualmente, foram utilizadas tabelas fornecidas pelos fabricantes. As características do sistema BubbleDeck dependem das dimensões das bubbles (esferas plásticas), que variam de 18 a 36 cm, conforme apresentado na Tabela 1. O diâmetro das esferas implica diretamente a espessura da laje, que considerando o cobrimento, variam de 23 a 45 cm de espessura. Os itens que indicarão os parâmetros para comparação são carga e vão que a estrutura suporta. A coluna concreto demonstra o consumo deste material por metro quadrado de estrutura, verifica-se que, para maiores carregamentos, indica-se maiores diâmetros de esferas, propiciando a transposição de maiores vãos de laje Tipo Tabela 1 - Tabela de especificações BubbleDeck Espessura laje (mm) Diâmetro esferas (mm) Vão (m) Carga (Kgf/m²) Concreto (m³/m²) BD a ,15 BD a ,19 BD a ,23 BD a ,25 BD a ,31 ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

6 6 Fonte: / 2011 As lajes do tipo nervuradas são as que têm proposta semelhante a da BubbleDeck, por se tratar de métodos com consumos de material, características de cálculos e seqüência executiva diferentes de lajes maciças convencionais. Baseado nisso, foram adotados como referência as características técnicas da fabricante de cubetas plásticas ATEX. Na Tabela 2, verifica-se que as características do sistema construtivo se apresentam de acordo com as dimensões das fôrmas para a laje nervurada. As três primeiras colunas apresentam altura da fôrma, lâmina de concreto acima da fôrma e altura total da laje respectivamente. Tabela 2 - Especificações ATEX Altura da Fôrma Espessura da Lamina Altura Total Volume do Vazio Peso Próprio Volume Concreto cm cm cm m³/m² KN/m² m³/m² ,135 2,85 0, ,164 3,4 0, ,191 3,98 0, ,214 4,65 0, ,231 5,48 0,219 Fonte: / 2011 Para efeitos de cálculos estruturais são apresentados os dados peso próprio para cada dimensão de fôrma e sua respectiva lâmina e o consumo de concreto por metro quadrado. Dentre os itens referente a material, além do consumo de concreto e aço, deve-se atenção também a fôrma e escoramentos utilizados para a execução de cada um dos sistemas construtivos de lajes. ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

7 7 Figura 7 Sitema pré-laje BubbleDeck Fonte: Wlicio Nascimento. Acervo pessoal Quanto ao escoramento, estudo realizado pela BubbleDeck, resultou no esquema mostrado na Figura 8. O estudo contemplou características como a quantidade de escoras e seu espaçamento, em comparação com a laje nervurada. Figura 8 Esquema representando escoramento Fonte: Apresentação BubbleDeck (27/09/2011) ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

8 8 O comparativo apresentado foi desenvolvido para laje nervurada ATEX 900 e BubbleDeck BD450 (sistema pré laje), para a obra do Estádio Kleber Andrade, em Vitória ES e resultou em redução de mais de 60% da quantidade total do escoramento, o que implica ainda a redução de mão de obra, segundo estudo feito pela BubbleDeck. A análise da tecnologia depende ainda do consumo de mão de obra necessária para execução da obra através do sistema construtivo adotado. No que tange esse quesito, existe ainda a problemática relativa a dificuldade de encontrar mão de obra qualificada devido ao mercado da construção civil aquecido no país. 4. Resultados e discussões É apresentada a seguir, tabela comparativa de consumo de materiais necessários para execução de estruturas de concreto armado através de três métodos construtivos: laje convencional (maciça), laje nervurada e laje BubbleDeck. Para seleção dos tipos de laje a serem comparadas foram selecionadas aquelas com vão máximo equivalentes ou próximos. A partir deste critério, é possível fazer comparativo de consumo de materiais. Tabela 3 - Consumo de matérias de diferentes tipos de lajes TIPO DE LAJE ESPESSURA DA LAJE (cm) VÃO MÁXIMO (m) AÇO (Kg/m²) CONSUMO CONCRETO (m³/m²) FÔRMA (m²/m²) MACIÇA 25,00 10,80 22,50 0,250 1,00 NERVURADA ATEX900 BUBBLE DECK - BD ,50 10,80 6,30 0,173-23,00 10,00 20,00 0,150 - De início, verifica-se a laje tipo maciça apresenta os maiores índices de consumo de materiais. Isso ocorre devido ao vão adotado como referência ser relativamente grande para este sistema. A construção com este sistema não seria impossível, mas provavelmente inviável. Para o consumo de concreto o melhor resultado é para o sistema BubbleDeck, que é uma das principais vantagens citadas pela empresa e em artigos científicos. Esta vantagem não está ligada apenas a economia de concreto em laje propriamente dita, mas sim ao fato de a estrutura ter o peso expressivamente menor do que em outros sistemas construtivos, fato este ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

9 9 que acarreta redução na carga da fundação e influencia todo dimensionamento estrutural, além de reduzir o tempo de concretagem e, conseqüentemente, proporcionar maior velocidade na execução dos pavimentos. Quanto ao item consumo de aço, o sistema de laje nervurada apresenta o menor consumo, entretanto, levando em consideração o novo cálculo estrutural proposto pelo sistema BubbleDeck devido a redução peso da estrutura, o consumo de aço para pilares e vigas pode sofrer redução, tornando-se assim competitivo em relação ao da laje nervurada. O insumo fôrma não é mensurado na tabela para os itens BubbleDeck e laje nervurada por nenhum dos métodos utilizarem fôrma convencionais e apresentarem particularidades. Para lajes nervuradas é necessário o aluguel, ou compra, das cubetas plásticas e montagem das mesmas, e para BubbleDeck a fôrma pode chegar a zero se utilizado o sistema pré-laje, lembrando que os dois sistemas podem exigir alguma pequena quantidade de fôrmas para os capitéis. Considerando os consumos de materiais para a execução de lajes através de diferentes métodos construtivos e se valendo de valores de mercado, elaborou-se a tabela 4 com custos para execução de 1 m² de laje. Tabela 4 - Custo de material para execução de 1 m² de laje TIPO DE LAJE NERVURADA ATEX 900 BUBBLE DECK - BD 230 CONSUMO AÇO CONCRETO FÔRMA BUBBLES ESCORAMENTO TOTAL R$ 32,13 R$ 43,25 R$ 64,80 - R$ 0,91 R$ 141,09 R$102,00 R$ 27,50 - R$ 24,50 R$ 0,46 R$154,46 A análise do custo de execução somente da laje apresenta diferença de aproximadamente 10% a mais para BubbleDeck. Foi considerado nesta composição o aluguel de cubetas plásticas e o fornecimento de esferas plásticas. O tipo de escoramento utilizado para esta composição é o metálico alugado, para um período de trinta dias, considerando escoramento e reescoramento. É necessário além da análise do consumo de material, o custo de mão de obra necessária para executar as lajes para os diferentes métodos, conforme apresentado na tabela 5. Tabela 5 - Custo de mão de obra para execução de 1m² de laje TIPO DE CONSUMO TOTAL ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

10 10 LAJE ARMAÇÃO CONCRETAGEM FÔRMA ESCORAMENTO NERVURADA ATEX 900 BUBBLE DECK BD 230 R$ 0,62 R$ 7,21 R$ 9,92 R$ 3,77 R$ 21,52 R$ 0,14 R$ 4,92 R$ 1,79 R$ 2,02 R$ 8,87 A tecnologia BubbleDeck apresenta economia de consumo de mão de obra acima de 40% se comparado a laje tipo nervurada. Isso se deve a diferença da seqüência executiva e da industrialização do processo. O item armação no sistema BubbleDeck refere-se apenas ao posicionamento das telas de aço para montagem do modulo, dispensa mão de obra especializada, corte, dobra e montagem de barras no local de execução da estrutura. A concretagem apresenta valores diferentes para cada sistema devido ao diferente consumo de concreto. No que se refere a quantidade de fôrma, para laje nervurada a montagem de guias de reescoramento, posicionamento e retiradas das fôrmas plásticas e para BubbleDeck a colocação da esferas de plásticos para montagem do módulo pré-laje, esta última também dispensa o uso de mão de obra especializada. O escoramento, como citado anteriormente, apresenta redução de mão de obra por não necessitar de tantas escoras quanto ao sistema de laje nervurada. 5. Conclusão Verificou-se, através de estudo comparativo realizado com vãos semelhantes de lajes executadas nos sistemas BubbleDeck, maciça e nervurada ATEX, que a tecnologia quando aplicada na alternativa painel pré-fabricado, além de eliminar a utilização de forma assoalho, reduz cimbramento e o consumo de concreto. Analisando apenas o consumo de materiais, somado ao maior consumo de aço, esta composição de custos para diferentes tipos de lajes não apresenta resultado econômico interessante. Entretanto, a redução do escoramento, a ausência de fôrmas assoalho e o tipo de aço ser apenas tela, implicam significativa diminuição da mão de obra necessária para a execução da estrutura segundo esta tecnologia. ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

11 11 O sistema de escoramento reduzido, além de implicar diretamente o custo de material, influencia também a demanda de mão de obra para montá-lo e desmontá-lo, gerando redução do tempo de execução da estrutura. A eliminação de fôrmas assoalhos para lajes implica a economia de material, mão de obra para fabricar as peças com dimensões necessárias, montagem e desforma após concretagem. Essas vantagens somente são possíveis com execução do sistema pré-laje, o qual exige que os painéis sejam montados em local diferente de seu destino final (pavimento). O aço, apesar de apresentar consumo maior em relação a outros sistemas, dispensa mão de obra especializada para sua montagem. É utilizado telas que já saem da indústria de acordo com especificações exigidas pela BubbleDeck, que serão posicionadas em local especifico para montagem do módulo, composto também pelas esferas plásticas. Especificamente para o vão analisado, a tecnologia Bubbledeck apresentou vantagens não somente econômicas, mas também do ponto de vista de execução, ou seja, permitindo maximizar a industrialização e a simplificação do processo com conseqüente redução de mãode-obra. Dentro do contexto em que o mercado oferece limitações quanto a disponibilidade de mão de obra, principalmente especializada, relativa escassez de material e projetos cada vez mais ousados, é imprescindível confrontar os métodos convencionais usados atualmente fazendo, por exemplo, uma análise de viabilidade para a aplicação não só da BubbleDeck, mas também de outros métodos construtivos que possam vir a diminuir custos e facilitar a execução dessas obras. Tais estudos devem ter como objetivo aproveitar todas as vantagens que o sistema oferece, como a redução do peso da estrutura, que implica em vão maiores, redução na quantidade de pilares e das cargas na fundação e a industrialização do processo construtivo com mão de obra reduzida. ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

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13 13 [8] SH Fôrmas e Escoramento. Catálogo de produtos. [9] TCPO: Tabelas de composição de preços para orçamentos. 1 Edição. São Paulo: Ed. PINI, p. [10] BubbleDeck C.I. Ltd. Technical Information Sheet 1, Sound Insulation [11] BubbleDeck C.I. Ltd. Technical Information Sheet 2, Thermal Insulation [12] BubbleDeck C.I. Ltd. Product Introduction [13] PINHEIRO, L. M., RAZENTE, J. A. Estruturas de concreto. USP. São Paulo [14] HARDING, Paul. BubbleDeck Advanced Structure Engineering. Cornerstone 30. Grand Rapids, USA. Pág.15 e [15] FEENER, Andrew. Flexural Comparison of a Concrete BubbleDeck Slab Dalhousie Univesity. Halifax, Nova Scotia. [16] LAJES PAULISTA. Laje treliçada com cerâmica. Disponivel em < moldadas=produtos&lajes=macico-laje-> Acesso em: 10 de abril de [17] PONTES, Ricardo José Roriz.Tecnologia BubbleDecl. Revista Construir Mais. Goiânia. 1ª. Edição. Pág.15. Agosto de [18] NAKAMURA, Juliana. Pré-lajes. Revista Téchne. São Paulo. Reportagem disponível em < Acesso em 02 de abril de [19] FREIRE, Augusto. Lajes de concreto com esferas plásticas. Revista Téchne. São Paulo. Reportagem disponível em < Acesso em 02 de abril de ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014

14 14 [20] HOLTZ, Fabiana. SindusCon: construção civil deve crescer 6,1% em Economia & Negócio. O Estado de São Paulo. São Paulo. Reportagem disponível em < Acesso em 18 de maio de 2011 ISSN Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 8ª Edição nº 009 Vol.01/2014