TEC 159 TECNOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES I

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1 UEFS Departamento de Tecnologia CURSO DE ENGENHARIA CIVIL TEC 159 TECNOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES I Aula 2 Histórico e processos da Construção Civil: Evolução da Técnica de Construção Cristóvão C. C. Cordeiro TEC Tecnologia das Construções I - Prof. Cristóvão Cordeiro

2 Tópicos principais 1. Breve Histórico 2. Evolução recente da Construção Civil 3. Evolução dos Subsistemas Estruturas 2. Vedação 3. Instalações 4. Fachadas 4. Resultados

3 1 - Breve Histórico da área Aprendizado foi tradicionalmente intuitivo Separação entre técnica e projeto Perda de conhecimento Papel do BNH como indutor de novas tecnologias nos anos 70 Estagnação nos anos 80 Introdução de novas tecnologias nos anos 90

4 Histórico da área Última grande revolução foi feita na década de 20 (início do uso do concreto armado). De 1927 a 1995 houve pequenas mudanças dos materiais: Ferro fundido/galvanizado para PVC nas instalações. Madeira para alumínio nas esquadrias. Fios com recobrimento de tecido para fios com recobrimento de plástico. Tábuas para chapas de compensado nas formas. Etc. Do ponto de vista sistêmico, continuamos construindo da mesma forma que há 80 anos!

5 Evolução das necessidades dos edifícios nas últimas décadas Anos 70 a 80 Edifícios de 15 a 18 pavimentos. 1 a 2 vagas por apartamento. Poucas possibilidades de alterações de arquitetura. Poucos eletrodutos embutidos nas paredes. 20 a 24 meses de construção. Juros de produção baixos. Baixa demanda por questões ambientais. Tolerância com produtos artesanais. Anos 90 e até hoje Edifícios de 25 a 35 pavimentos. 3 a 4 vagas por apartamento. Grande flexibilidade de layout. Grande quantidade de itens embutidos nas paredes (eletrodutos, redes de som e computador, aspirador, etc.). 20 a 24 meses de construção. Juros de produção muito altos. Alta demanda por questões ambientais. Mercado altamente competitivo. Cliente muito exigente.

6 Um exemplo do setor de aeronáutica

7 Evolução das aeronaves de transporte de passageiros Década Capacidade (Passageiro s) Velocidad e (Km/h) Materiais Madeira/seda a Madeira Aço/tela Alumínio Compósitos

8 O desenvolvimento da aviação foi homogêneo, em todos os aspectos!!!

9 E na construção de edifícios?

10 Evolução das necessidades dos edifícios nas últimas décadas Anos 70 a 80 Edifícios de 15 a 18 pavimentos. 1 a 2 vagas por apartamento. Poucas possibilidades de alterações de arquitetura. Poucos eletrodutos embutidos nas paredes. 20 a 24 meses de construção. Juros de produção baixos. Baixa demanda por questões ambientais. Tolerância com produtos artesanais. Anos 90 e até hoje Edifícios de 25 a 35 pavimentos. 3 a 4 vagas por apartamento. Grande flexibilidade de layout. Grande quantidade de itens embutidos nas paredes (eletrodutos, redes de som e computador, aspirador, etc.). 20 a 24 meses de construção. Juros de produção muito altos. Alta demanda por questões ambientais. Mercado altamente competitivo. Cliente muito exigente.

11 2 - Evolução Recente da Construção Civil Evoluímos na construção das estruturas!!!

12 Evolução das estruturas dos edifícios nas últimas décadas Anos 70 a 80 Estruturas aporticadas. Vigas abaixo das paredes. Vãos de 4 a 5 metros. Fck entre 150 e 180 Kgf/cm2. Formas e escoramento de madeira. Eletrodutos embutidos no concreto. Tolerância com baixa produtividade. Cimento e concreto com baixa aditivação (fração clinquer alta}. Anos 90 até hoje Estruturas com grandes lajes e poucas vigas. Paredes sobre lajes com vãos de 6 a 8 metros. Fck entre 30 e 50 Mpa. Formas em paineis estruturados e escoramento metálicos. Demanda por alta produtividade. Cimento e concreto com alta aditivação (fração clinquer baixa).

13 Com a evolução as estruturas ficaram mais deformáveis e menos porosas!!!! O que evoluímos nas demais partes da obra? Como vamos permitir a estrutura se deformar mais?

14 Mas as necessidades não mudaram? As estruturas não precisaram ficar mais deformáveis? Porque insistimos nas mesmas soluções nas demais partes? Consequências...

15 Patologias

16 DEFORMAÇÃO EM PILARES DO 1 o PAVIMENTO APÓS FIXAÇÃO DA ALVENARIA Medição de deformação lenta em pilares de edifícios Deformação (mm/m) 0,40 Temperatura ( o C) 35 0, , , , , ,10 0,05 Personal Home - Extensômetro 1 Projeto Viver - Extensômetro 1 Projeto Viver - Extensômetro 2 Temperatura ambiente 5 0 0,00 23/1/ /4/ /7/2003 2/10/ /12/ /3/ /6/2004 2/9/2004-5

17 TENSÕES DE UMA ALVENARIA DE VEDAÇÃO TIJOLO CERÂMICO 3 a 4 vezes maior!!! TIJOLO DE CONCRETO 2 a 3 vezes maior!!!

18 Fissuras, Esmagamentos

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21 BALANÇO DA EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA DOS ÚLTIMOS 20 ANOS Fase da Racionalização Fase da Inovação Fase da Inovação Industrialização Industrialização Sutil Incentivada Fases anteriores: 1928 a 1970 Marasmo total 1970 a 1983 Inovação Irresponsável 1983 a 1990 Racionalização Desarticulada

22 FASE DA RACIONALIZAÇÃO (1990 a 1996) Racionalização com visão sistêmica. Integração entre sub-sistemas. sistemas. Início da valorização dos projetos executivos. Padronização como instrumento de volume para viabilizar a pré-fabricação. Fazer melhor o que já era feito. Canteiro como unidade de fabricação. Canteiros central de obras foco na empresa. Qualidade voltada para inspeção do serviço pronto. Feita por empresas de grande porte. Altos investimentos.

23 FASE DA INOVAÇÃO Ind. Sutil (1997 até 2007) Inovação com visão sistêmica. Eliminação das interferências entre as partes da obra. Visão da montagem (parafuso e cola). Construção seca. Industrialização de componentes leves e intercambiáveis Industrialização Sutil. Valorização dos projetos executivos de engenharia com solução de interferências entre sub-sistemas. sistemas. Padronização da tecnologia, modularização. Homogeneidade da qualidade. Canteiro como unidade de montagem. Componentes industrializados e pré-engenheirados. Qualidade voltada para inspeção do processo. Aberta a empresas de qualquer porte. Baixos investimentos. Investimento no conhecimento.

24 FASE DA INOVAÇÃO Ind. Incentivada (2007 até hoje) Aumento do Horizonte de Financiamento Programas Governamentais de incentivo ao Macro-setor da Construção Civil (PAC, MCMV) Linhas de Crédito para modernização tecnológica e gerencial (BNDES). Aumento da mecanização nos canteiros, com aquisição de máquinas e equipamentos. Alta demanda de mão de obra, encarecendo o recurso. Aumento da busca por novos processos/sistemas construtivos passíveis de industrialização. Valorização dos projetos executivos de engenharia com solução de interferências entre sub-sistemas. sistemas. Intensificação do uso de componentes industrializados. Qualidade deixada em segundo plano com problemas futuros na assistência técnica. Industrialização aberta a empresas de qualquer porte. Investimento no conhecimento para adequar inovações.

25 DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO - PREMISSAS Redução do custo. Melhoria da qualidade (desempenho). Aumento da produtividade: Eliminação de interferências. Padronização. Fabricação na indústria. Montagem no canteiro. Terminalidade. Foco no Sistema X Foco no Componente.

26 3 - EVOLUÇÃO DOS SUB- SISTEMAS UMA BREVE HISTÓRIA DO DESENVOLVIMENTO NOS ÚLTIMOS 15 ANOS Estruturas Vedações Instalações Elétricas Instalações Hidráulicas Fachadas

27 EVOLUÇÃO DAS ESTRUTURAS

28 ESTRUTURAS FORMA EM MADEIRA

29 Barra de ancoragem Gravata de 1 x4 Pontalete (3,5x7)cm Sarrafo (1 x3 )cm Gravata Barra de ancoragem Gastalho PROJETO DE FORMAS RACIONALIZAÇÃO DE FORMAS

30 Painel Travessão Travessas de apoio Guia Tala Pé-direito Fundo da viga Pontaletes Lateral da viga

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35 UTILIZAÇÃO DE PEÇAS E REFORÇOS METÁLICOS

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37 LAJES PLANAS NERVURADAS COM BLOCOS DE CONCRETO

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39 ESPAÇADORES DE ARGAMASSA

40 Sistema GETHAL

41 Sistema MEVA

42 SISTEMA SH

43 SISTEMA ULMA

44 LAJES PLANAS POSSIBILITARAM ESCORAMENTO METÁLICO

45 INTERFACE FORMA DA LAJE PLANA COM A FORMA DA VIGA DE BORDA

46 MOLDES PLÁSTICOS ULMA

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48 FORMA DE PLÁSTICO

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52 LAJES NERVURADAS POSSIBILITAM GRANDES VÃOS

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54 FORMAS METÁLICAS PARA PRÉ-VIGAS

55 PRÉ-VIGAS E PRÉ-LAJES

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57 PASTILHAS DE ARGAMASSAS FEITAS NA OBRA

58 PASTILHAS DE PLÁSTICO

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60 Vista geral da obra 03/04/00. ESTRUTURAS EM AÇO

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62 Estrutura metálica - Stell Deck - 12/04/00. Estrutura metálica - Stell Deck - 16/05/00.

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66 Vista geral da obra 09/05/00. Vista geral da obra 15/05/00.

67 Atrium no dia 01 de junho de 2000.

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69 EVOLUÇÃO DAS VEDAÇÕES

70 PASSAGEM DE ELETRODUTOS SEM RASGAR PAREDES VERGAS PRE-FABRICADAS

71 USO DE PREFABRICADOS PARA FIXAÇÃO DE PORTAS

72 GABARITO DE PORTAS E JANELAS

73 EXECUÇÃO DA ALVENARIA COM CAIXAS PRÉ-FIXADAS

74 CARRINHO PALETEIRO

75 TRANSPORTE DE BLOCOS EM PALETS

76 INTERFERÊNCIAS COM ELETRODUTOS

77 INTERFERÊNCIA COM ELETRODUTOS JUNTO AO QDL

78 BAIXA TOLERÂNCIA A ERROS

79 DIFICULDADE SEM REGIÕES DE GRANDE DENSIDADE DE TUBOS

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81 DRY WALL

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83 ELETRODUTOS NO ENTRE-FORRO E NO DRY WALL

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85 COLOCAÇÃO DO ISOLANTE ACÚSTICO

86 PORTA PRONTA FIXADA COM RESINA DE POLIURETANO

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88 EVOLUÇÃO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

89 EMBUTIMENTO NA LAJE

90 EMBUTIMENTO NA LAJE

91 EMBUTIMENTO NA LAJE

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93 DIFICIL POSICIONAMENTO PRECISO DOS ELETRODUTOS EMBUTIDOS

94 ELETRODUTOS FIXADO NO FORRO ELIMINANDO INTERFERÊNCIAS

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96 CHICOTE ELÉTRICO

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100 EVOLUÇÃO DAS INSTALAÇÕES HIDRAULICAS

101 HIDRÁULICA PASSAGEM NO VAZADO DOS BLOCOS

102 PAREDE HIDRÁULICA

103 CORTE PARA INSTALÇAO DE KIT HIDRAULICO NO BLOCO CERÂMICO

104 PAREDE HIDRAULICA EM CONCRETO

105 PAREDE HIDRAULICA EM CONCRETO

106 SHAFT VISITÁVEL PARA EMBUTIMENTO DE PRUMADAS

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109 INSTALAÇÕES HIDRAÚLICAS PELO FORRO

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113 BANHEIRO PRONTO

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127 FACHADAS E REVESTIMENTOS EXTERNOS

128 FACHADA EM ALVENARIA REVESTIDA EM ARGAMASSA

129 FACHADA EM ALVENARIA REVESTIDA EM ARGAMASSA

130 INTERFERÊNCIA DA ESTRUTURA COM O REVESTIMENTO

131 ANDAIME FACHADEIRO

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133 BALANCIM

134 FACHADAS EM ALVENARIA REVESTIDA EM ARGAMASSA - ELEVADO DESPERDÍCIO

135 FACHADA ESTRUTURAL EM CONCRETO MOLDADO IN LOCO

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149 FACHADA PRE- FABRICADA

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154 NOVOS MATERIAIS CONCRETO AUTO-ADENSÁVELADENSÁVEL DISPENSA A VIBRAÇÃO; DESENVOLVIDO NO JAPÃO NA DECADA DE 80; AUMENTA A PRODUTIVIDADE CUSTO R$7,18/M2 CONCRETO NORMAL CUSTO R$0,70/M2 CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL ADENSÁVEL

155 CONCRETO AUTO ADENSÁVEL USADO INCIALMENTE EM FÁBRICAS DE PRÉ- MOLDADOS; ÚTIL PARA LOCAIS COM ALTA DENSIDADE DE ARMADURAS; ELIMINA ETAPAS; REDUZ O TEMPO DE CONCRTAGEM EM ATÉ 50%.

156 COMPARATIVO

157 COMPARATIVO

158 CONCRETOS COM FIBRAS FIBRAS DE POLIPROPILENO FIBRAS DE AÇO

159 COMPARATIVO DE TENSÕES

160 4 - RESULTADOS PRODUTIVIDADE CUSTOS TEMPO

161 COMPARANDO A PRODUTIVIDADE BRASILEIRA COM A AMERICANA Comparativo da produtividade humana (EUA X BRASIL) MÉDIA GERAL EUA 100 BRASIL 32 PESADA EUA 135 BRASIL 69 RESIDENCIAL EUA 78 BRASIL 27 COMERCIAL EUA 115 BRASIL 45 Pesquisa McKinsey Global Institute (mar/98) PESADA COMERC. RESID. MEDIA EUA BRASIL

162 PRODUTIVIDADE APURADA Brasileira em obras residenciais: 45 a 60 hh/m2. Americana em obras residenciais 15 a 19 hh/m2. Americana em obras comerciais: 10 a 15 hh/m2.

163 RESULTADO Hotel Aeroporto Internacional de Guarulhos Hotel de 5 e 4 estrelas com 400 quartos. Área de construção: m2. Prazo de obra: 12 meses m2 de pavimentos em estrutura metálica em 13 pavimentos sobrepostos toneladas de aço (42,3 Kg/m2). Montagem: 47 dias (torre principal). Total: 62 dias. Processo Construtivo: Estrutura Metálica Laje em Steel-Deck Fachada Prémoldada de concreto Banheiro Pronto Dry-wall

164 Vista geral da obra 09/05/00. Vista geral da obra 15/05/00.

165 CARACTERÍSTICAS DA ESTRUTURA Dimensionada para ventos de 45 m/s. Proteção ao fogo de 2 horas (NFPA) m2 de pavimento em estrutura metálica em 13 pavimentos sobrepostos toneladas de aço (42,3 Kg/m2). Montagem em 47 dias (torre principal). Montagem total em 62 dias. Fachada montada em 4 meses.

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167 Edifício de múltiplos andares de maior nível de industrialização já feito no Brasil até aquela data. Produtividade atingida 14,92 hh/m2. Produtividade alcançada na estrutura metálica: 0,76 hh/m2 (inclusive colocação, armação e concretagem do steel-deck).

168 Atrium no dia 01 de junho de 2000.

169 PRODUTIVIDADE MÉDIA DAS OBRAS Obras residenciais: com fachada de concreto: 18,10 a 19,71 hh/m2 Com fachada convencional: 22,50 a 25,05 hh/m2 Hotéis: Em estrutura metálica: 14,92 a 16,31 hh/m2 Em estruturas de concreto: 22,98 a 24,70 hh/m2 Escritórios: Em estrutura metálica: 12,70 a 13,55 hh/m2 Em estrutura de concreto: 19,10 a 22,5 6hh/m2

170 Decisão Tecnológica X Estratégia de Produção na Construção Civil Critérios Competitivos identificados para ICC: Custo; Desempenho na entrega; Flexibilidade; Qualidade; Inovação; Serviços;

171 Preço Menor Preço Tecnologia X Desejos dos Clientes DESEJOS DOS CLIENTES Condições de pagamento Prazo Prazo de entrega Garantia de entrega no prazo Produto Desempenho do produto Possibilidade de alterações Introdução de novos produtos Serviços associados Durante a construção Após a construção Fonte: Barros Neto et al. (2003) CRITÉRIOS COMPETITIVOS DA PRODUÇÃO Custo Menor custo (aumento da produtividade) Adequação ao fluxo de caixa Desempenho na entrega Velocidade de produção Confiabilidade de entrega Qualidade Conformação com os contratos Conformação com os projetos Qualidade do processo (boa execução) Flexibilidade Flexibilidade do produto Inovação Serviços Atendimento Assistência Técnica

172 Como Avaliar a Tecnologia? Quais aspectos devem ser considerados no processo de decisão tecnológica? Escolher um processo (Estrutura - Forma, Estrutura Lajes e Fachadas, Vedações) e efetuar a análise de vantagens e desvantagens das inovações tecnológicas Equipe de 4 alunos 1 Equipe por processo.

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