A VERSATILIDADE DOS SISTEMAS DE COBERTURAS E FECHAMENTOS EM AÇO, NOS PROJETOS DE ARQUITETURA. Arqtº. Ms. Eduardo Munhoz de Lima Castro

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1 A VERSATILIDADE DOS SISTEMAS DE COBERTURAS E FECHAMENTOS EM AÇO, NOS PROJETOS DE ARQUITETURA. Arqtº. Ms. Eduardo Munhoz de Lima Castro eduardomunhoz.castro@gmail.com OBJETIVO Este trabalho visa mostrar características que correspondem à versatilidade do emprego de chapas de aço corrugadas para uso em coberturas e fechamentos. Do ponto de vista estrutural há uma boa literatura nacional sobre o tema, contudo, ao tratar-se das chapas corrugadas, especialmente telhas para o uso proposto, o que se pode encontrar são fragmentos técnicos abordados a partir de dados fornecidos pelos seus fabricantes. Observa-se no mercado brasileiro uma gama diversificada de produtos destinados tanto a cobertura quanto ao fechamento, tornando-se necessário o conhecimento desses materiais quanto à aplicação, limites, processo de montagem e configurações de fornecimento, auxiliando assim na escolha do partido arquitetônico para o encapsulamento da estrutura (metálica ou de concreto armado). Palavras chave: Arquitetura com aço, Telhas de aço, Sistemas de cobertura, Sistemas de fechamento. RELEVÂNCIA DO ESTUDO O aço é um produto altamente resistente, de grande durabilidade e do ponto de vista plástico é um elemento arquitetônico flexível. Possui características singulares de beleza e inspira modernidade de concepção arquitetônica. Os 1

2 projetos que recorrem ao emprego do aço, principalmente em fechamentos e coberturas, procuram obter o máximo partido desse elemento. Com o surgimento de novos produtos para indústria da construção civil, gradativamente vem se desenvolvendo uma nova maneira de erguer as edificações, seja qual for sua função: comercial, industrial ou residencial. Edificações industriais e comerciais partem de soluções semi-prontas empregando sistemas pré-engenheirados, obtendo prazos, custos e processo construtivo garantido. Nota-se uma tendência de conjugação da estrutura tradicional em concreto pré-moldado (figura 1) para o aço, formando um conjunto misto em aço e concreto (figura 2), sendo o material metálico especificado principalmente na cobertura. Figura 1 Estrutura pré-moldada Figura 2 Estrutura mista aço-concreto Nesse viés, os fechamentos laterais anteriormente erguidos com alvenaria ou estrutura de madeira e telhas de fibrocimento, cedem lugar aos perfis metálicos leves e às chapas corrugadas trapezoidais ou senoidais, denominadas telhas de aço (figura 3). Dependendo do local aplicado e da arquitetura projetada possuem especificações de composição bem singulares ao seu emprego. 2

3 Figura 3 Fechamento lateral de uma edificação comercial com telha metálica O mesmo acontece com a estrutura de cobertura. Pode-se notar uma pequena migração da estrutura metálica convencional que emprega corte, usinagem, soldagem (onde esse processo em alguns casos se faz no canteiro de obras) para sistemas prontos treliçados metálicos (pré-engenheirados), feitos com chapa fina de aço galvanizado (figura 4). Nesse sistema, ao chegar o produto no canteiro, inicia-se sua montagem muito rapidamente. Esse processo representa uma evolução no campo das estruturas de cobertura. Figura 4 Sistema treliçado em aço galvanizado 3

4 Os processos construtivos atuais se diferem dos empregados há trinta anos atrás, porém ainda observam-se em algumas obras raízes do tradicionalismo no processo construtivo (figura 5). Figura 5 Edificação industrial com fechamentos laterais em alvenaria. Foto: Banco de imagens do autor Com o abastecimento do mercado interno pelas companhias siderúrgicas com bobinas de aço galvanizado, ocorreu-se a expansão dessa matéria prima para chapas corrugadas produzindo-se telhas de aço. As telhas de aço representam um avanço significativo no modo de se construir a cobertura e o fechamento da obra - fechamento lateral (figura 6), representando para os profissionais de arquitetura e engenharia excelente solução. Figura 6 Fechamento lateral de hipermercado com telhas de aço pós-pintadas 4

5 As telhas de aço podem ser empregadas de várias maneiras. Nota-se que a tendência marcante do uso do aço em coberturas está na diminuição do peso estrutural e por conseqüência, redução nos custos de infra-estrutura. Outro fator predominante é a diminuição da inclinação telhado. Possuem características estruturais a fim de resistir aos carregamentos impostos pelo meio ambiente, pela montagem e em alguns casos incorporam-se a estrutura de cobertura, contribuindo com sua estabilidade. Com a gama de produtos apresentada pelo mercado e as solicitações de projeto, cabe ao arquiteto definir e especificar o que mais atenderá tecnicamente. PERFIS TRADICIONAIS DE MERCADO De acordo com a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnica), desde abril de 2000, há dois tipos de perfis normatizados para o mercado de telhas (figura 7): Telhas Onduladas: denominadas de Chapas de Aço Revestidas Conformadas a Frio de Perfil Senoidal (NBR 14513) Telhas Trapezoidais: denominadas de Chapas de Aço Revestidas Conformadas a Frio de Perfil Trapezoidal (NBR 14514) Figura 7 Perfis tradicionais de mercado: trapezoidal e ondulado Imagem: Arquivo do autor 5

6 TELHAS TRAPEZOIDAIS Possuem uma grande diversidade de tipos, em função da altura do trapézio. As construções metálicas, em virtude da competitividade e do comportamento do mercado passam por desafios constantes. Desta forma as telhas trapezoidais começaram a figurar nos projetos e obras, e em algumas, promovendo grande apelo visual (figura 8). Figura 8 Home Center de materiais para construção e bricolagem. Telha trapezoidal empregada na fachada (revestimento) sentido diagonal e vertical. O sentido das telhas de fechamento propõem uma textura dinâmica e marcante, assim como as cores usadas que reforçam a marca do estabelecimento comercial, criando uma identidade visual única. TELHAS ONDULADAS No mercado brasileiro são usualmente empregadas em silos e coberturas de galpões em arco. Pelo perfil não conter vinco, apresenta maior flexibilidade a esse tipo de geometria de obra tem mais resistência ao amassamento e a quebra. Fora do Brasil tem múltiplo uso (figuras 9 e 10). 6

7 Figura 9 Cobertura em arco concavo & convexo Fonte: 1 Em países onde o emprego do aço é mais usual, podem-se encontrar revestimentos de fachada com diversos tipos de materiais. Na figura 10, optou-se pelo revestimento em chapa de aço perfil ondulado. Contando com o processo de construção seca, as telhas são dispostas horizontalmente, de forma a compor painéis, dispensando o tradicional emprego de argamassa, regularização e pintura. O resultado permite pouca manutenção e longa durabilidade, além de oferecer uma identidade visual única para o conjunto da obra. Figura 10 Revestimento externo de residência em chapa de aço pré pintada, cor alumínio. Método construtivo no sistema a seco, onde produtos pré-engenheirados são empregados nesse tipo de construção. Localização: Buderim, Queensland Australia Residência: Steve and Sue Johnson Fonte: Disponível em: < Acesso em 02 abr

8 A versatilidade do emprego das chapas corrugadas de aço vão além do seu exterior. Revestindo-se a estrutura de cobertura pelo lado interno (figura 11) obtém-se um interessante trabalho de forro, acabado, com textura ondulada. A estrutura de cobertura, em forma de sheed saiu da forma triangular convencional para adaptar-se as curvas do novo projeto, sem perder o conceito de iluminação e ventilação, características dessa tipologia de cobertura. Figura 11 Cobertura (telha ondulada) sobre estrutura metálica em forma de árvore. Localização: Queensland Australia - Cliente: Murilla Shire Council. Arquiteto:Paul Trotter Fonte: Ibid., disponível em < Acesso em 02 abr Ibid., disponível em < Acesso em 02 abr

9 ARQUITETURA DAS CHAPAS DE AÇO CORRUGADAS A falta de conhecimento sobre o emprego dos produtos provenientes do aço nos projetos de arquitetura promove uma limitação espontânea de sua utilização, resultando na adoção de edificações que por muitas vezes ocasionam diversas patologias após a conclusão da obra. Projetar em aço, tomando-se como partido o conhecimento da tecnologia de construção a seco, permite: o o o o leveza estrutural, racionalização do canteiro, controle de custos e agilidade operacional. Segundo destaca Agopyan 4 os materiais devem ser selecionados especialmente de forma a não comprometer o resultado final do planejamento e do projeto, uma vez que as situações de aplicação são variáveis. Torna-se assim importante o conhecimento do comportamento dos materiais em todas as etapas do processo construtivo (figura 12): Planejamento Projeto Manutenção Montagem Uso (Operação) Figura 12 Processo construtivo Fonte: AGOPYAN, Vahan Nos projetos tradicionais, a função prevalece sobre a forma arquitetônica, deixando-se de explorar por meios dos materiais metálicos um partido arquitetônico, uma identidade visual. Um bom projeto pode-se tirar o máximo 4 AGOPYAN, 1995 apud CASTRO, 2005, p

10 proveito dos elementos metálicos que compõem seu fechamento. Algumas obras se valem da textura da chapa corrugada (figura 13); outras, por sua cor e acabamento (figura 14). Figura 13: Textura da chapa de aço corrugada como elemento de identidade visual Fonte: 5 Figura 14 Fechamento lateral de edifício comercial em telha painel de aço com isolamento térmico, disposta horizontalmente. A identidade visual de um projeto concebe personalidade a obra, caracterizando-se também por ser uma excelente ferramenta de marketing. 5 Disponível em < Acesso em 04 abr

11 COBERTURA Ao projetar com aço deve-se levar em consideração o conjunto da obra, ao que se diz respeito aos aspectos estruturais, assim como a estrutura da cobertura, o tipo de telha e sistema de cobertura a ser adotado. O mesmo deve ser feito para os fechamentos laterais. Pensar o projeto individualmente, ou seja, separando a estrutura dos fechamentos e da cobertura poderá causar patologias sobre os materiais empregados. Assim, o calculista poderá prever as cargas atuantes evitando-se um dimensionamento estrutural maior do que o necessário. Visivelmente a telha de aço é um material rígido em sua geometria o que não impede de poder se empregar em qualquer tipo de cobertura: telhados em sheed, arcos, uma água ou várias águas; como coajuvante da laje seca (em conjunto com geomenbrana), em conjunto com o concreto estrutura mista (figura 15); enfim, deve-se sempre analisar a estabilidade e pontos de apoio que será efetuada a cobertura metálica. Figura 15 Tesoura invertida apoiada sobre pilares de concreto armado (estrutura mista), configurando-se por um telhado de apenas uma água. 11

12 RECOBERTURA COM GEOMEMBRANA A versatilidade do aço permite que seja feito um trabalho de recobertura em casos que seja necessário uma reforma no telhado. Esse processo, geralmente executado por uma geomembrana, traz grandes benefícios, uma vez que a cobertura não precisa ser removida, caso se apresente em boas condições de resistência e estabilidade. Um trabalho de reforma de cobertura permite, de uma maneira prática, que se possa garantir isolamento térmico sobre o sistema existente ainda quando houver esse tipo de solicitação. O substrato de utilização deve compreender-se por uma base metálica, convencionalmente chamada de roof deck que nada mais é do que uma telha metálica de aço, que será preenchida com poliestireno expandido seguindo-se ou não de um isolante térmico e por fim, desenvolvendo-se a geomenbrana especificada. A base em aço garante resistência ao arrancamento dos fixadores que são dispostos de modo a ancorar o sistema. Geomembrana Enchimento da cavidade da telha Telha de aço existente Figura 16 Esquema de montagem de um trabalho de recobertura Imagem: Eduardo Munhoz FECHAMENTOS LATERAIS O modelo de fechamento lateral empregado em grande escala nas edificações comerciais é o tradicional sistema formado por bloco de concreto. Apesar do baixo custo oferece lenta execução, possíveis acidentes, emprega mão de obra de baixa qualidade, além de compreender-se em um trabalho de característica artesanal (figura 17). 12

13 Figura 17 - Fechamento lateral usualmente empregado na construção de galpão e área comercial - processo convencional com emprego blocos de concreto. Em aço, tudo é possível, mesmo as mais diversas formas geométricas. O aço empregado em revestimentos de fachada, não necessariamente precisa ser na forma geométrica de telhas metálicas. A figura 18 mostra o fechamento lateral montado com chapa de aço perfurada. Além de proteger a edificação, trabalha como brise, evitando a insolação direta. Figura 18 - Fechamento lateral empregando-se chapas perfuradas. 13

14 CONCLUSÃO Ao iniciar um projeto cujo partido definiu-se trabalhar com produtos metálicos para cobertura e fechamento lateral deve-se levar em consideração o conjunto da obra. Analisam-se no mercado os diversos produtos existentes onde o foco da decisão deve ser sobre qualidade e durabilidade, seguindo-se da relação custo x benefício. As chapas corrugadas empregadas tanto no fechamento quanto na cobertura propõem um aspecto de modernidade quando aliadas a forma, cor e design da edificação. Nesse sentido poderá tirar-se partido da textura do material especificado, propondo-se uma aplicação e montagem de forma a proporcionar uma identidade visual única. O resultado da adoção do aço nos projetos de arquitetura está na limpeza e organização do canteiro, praticidade para execução dos serviços, montagem rápida e custos equacionados. BIBLIOGRAFIA CASTRO, Eduardo Munhoz de Lima. Estrutruas construtivas da casa paulista. São Paulo, f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Presbiteriana Mackenzie, CASTRO, Eduardo Munhoz de Lima. A contribuição do emprego do aço para industrialização do canteiro de obras. Disponível em < %20emprego%20do%20a%E7o%20para%20industrializa%E7%E3o%20do%20c anteiro%20de%20obras.pdf>. Acesso em: 04 abr MARINGONI, Heloisa Martins. Princípios de arquitetura em aço. 2. ed. São Paulo: Perfis Gerdau AçoMinas, v.4. Coletânea do uso do aço 14

15 MENDONCA, Eduardo Henrique; MORAES, Emerson Carlos; SANTOS, Fernanda Pereira dos; TELHAS METALICAS PARA COBERTURAS E FECHAMENTOS. São Paulo, f. Trabalho de Conclusão de Curso - Faculdade de Engenharia São Paulo - Estruturas Metálicas. MENEGUETTI, Marcela Paula Maria Zanin. Telhados com estrutura de aco : alguns aspectos projetivos. São Paulo, p. Dissertação (Mestrado) EP - ESCOLA POLITECNICA Universidade de São Paulo ROBERTSON BUILDINGS. Disponível em < Acesso em: 04 abr BLUESCOPE STEEL. Disponível em < Acesso em: 02 abr Eduardo Munhoz de Lima Castro Arquiteto pela Belas Artes de São Paulo, especialista em marketing pela FAAP/SP e mestre em Arquitetura e Urbanismo pelo Mackenzie/SP. Professor, consultor de desenvolvimento de mercado, profissional com 23 anos de experiência na indústria da construção civil onde colaborou em cargos executivos na área técnica e comercial para empresas do setor de impermeabilização, coberturas e produtos industrializados em aço, efetuando diversas obras. Há 14 anos participa ativamente do setor da construção em aço, desenvolvendo projetos, consultoria, execução de coberturas, fechamentos metálicos, obras no sistema a seco e reformas. Contribuiu para o desenvolvimento do mercado da fôrma laje metálica steel deck implantando seu emprego em diversas obras no país. Professor convidado da ABCEM (Associação Brasileira da Construção Metálica), YCON Formação continuada. Profere palestras sobre arquitetura do aço e construção seca em cursos livres e universidades. Atualmente exerce o cargo de coordenador de orçamentos para Firestone Building Products Brasil. 15