SISTEMA DE VEDAÇÃO VERTICAL EXTERNA EM GRC E COBERTURA PARA EDIFICAÇÕES DE BAIXO CUSTO

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1 SISTEMA DE VEDAÇÃO VERTICAL EXTERNA EM GRC E COBERTURA PARA EDIFICAÇÕES DE BAIXO CUSTO 1 Introdução A indústria da construção civil passa por um momento de grande euforia, com obras sendo executadas em todo o Brasil. Edificações residenciais, obras de infraestrutura, de saneamento básico e até estádios de futebol em construção tomam conta das paisagens urbanas. O mercado da construção civil vem apresentando mudanças significativas nos últimos anos no Brasil. Estas mudanças são percebidas nos mais diversos campos de atuação: no mercado consumidor com oferta de crédito para a população de baixa renda, fusões e parcerias entre empresas construtoras e incorporadoras, industrialização de alguns processos produtivos, entre outras. Estes fatores provocaram uma série de conseqüências, tais como: escacez de mão de obra, margens de rentabilidade menores, maior competitividade. A necessidade de reduzir custos e aumentar a produtividade vem trazendo para o canteiro de obras inovações no processo construtivo, aumentando cada vez mais a utilização de pré-moldados e outras inovações para a área produtiva. Mas uma grande demanda atual e, muito provavelmente duradoura, é a construção de edificações de interesse social, para a população de baixa renda. Estimulada por programas habitacionais, como o Minha Casa Minha Vida, e para preencher uma necessidade histórica da sociedade brasileira, este mercado está em ebulição. O governo acaba de lançar o programa de habitação Minha Casa, Minha Vida 2, para a construção de 2 milhões de moradias num prazo de 4 anos, ou seja, entre 2011 e O orçamento é de R$125,7 bilhões, quase o dobro dos R$ 64 bilhões da primeira fase do projeto. Com isso, o setor da construção civil está desafiado a absorver toda esta demanda gerada, mantendo a qualidade do produto final e consumindo o mínimo possível de recursos naturais. Assim, surge a necessidade de utilização de técnicas industrializadas, que aumentem a produção nos canteiros de obras, sem a necessidade de incorporação de mais mão-de-obra, que é escassa no momento. 1

2 2 Inovação Por todo o cenário exposto, desenvolveu-se uma tecnologia inovadora para acelerar a construção de edificações customizadas. Por customização entende-se como a flexibilidade de gerar produtos seguindo a tecnologia instalada em uma determinada fábrica, mas de acordo com as necessidades específicas de cada cliente, criando uma unidade única, com pequenas adaptações em fábrica. Esta técnica permite a construção, basicamente, de edificações residenciais, voltadas, no primeiro momento, para tipologias que atendam aos requisitos de baixo custo do Programa Minha Casa, Minha Vida. Ainda com pequenas alterações e mantendo a filosofia da técnica, pode-se executar edificações de mais alto valor agregado, comerciais, escolas e até hospitais de menor capacidade. A técnica permite a construção de unidades com grande rapidez, desde as fundações até a montagem do telhado. As etapas da edificação são: fundação, elevação das vedações internas e externas, instalações e montagem da cobertura. A primeira etapa do serviço é a fundação. As fundações da casa dependem basicamente da resistência do solo, mas, considerando as baixas cargas a serem transmitidas em projetos deste porte, especifica-se o sistema radier, que consiste em uma placa de concreto simples executada em toda a área da edificação, conforme figura 1. Se a qualidade do solo for baixa, pode-se armar a área tracionada do radier, incorporando resistência à flexão na placa e permitindo que esta absorva pequenos recalques e adensamentos da base. No radier se incorpora as instalações elétricas e hidronitárias, de acordo com os projetos específicos, permitindo que toda a instalação de entrada e saída de energia e sanitário já fique incorporada à estrutura. 2

3 Figura 1 Radier executado na obra A placa de concreto do radier já deve ser executada com os caimentos e acabamentos finais, pois não está previsto contrapiso, para eliminar uma etapa de construções tradicionais. Assim, diminui-se a mão-de-obra necessária, a quantidade de matéria prima e tempo, acelerando o processo. Acima do radier, são instaladas as vedações verticais internas e externas, de acordo com a figura 2. Estas vedações, inovações objeto do trabalho, são compostas por chapas metálicas galvanizadas que desempenham a função de guias e montantes, para, após, receberem as chapas de fechamento em GRC (Glass Fiber Reinforced Concrete). Durante a montagem das placas, toda a instalação elétrica e hidrossanitária já são colocadas, permitindo que o sistema de vedação esteja finalizado após as placas estarem no seu local. Figura 2 Montantes verticais e horizontais O GRC é um material cimentício reforçado com fibras de vidro resistentes ao ataque alcalino do cimento, fazendo com que sua vida útil, em áreas externas sujeitas a intempéries, seja prevista em torno de 50 anos. Este fato já torna o material sustentável, por não necessitar de manutenções impactantes, nem substituições, o 3

4 que geraria um impacto ambiental. As placas são realizadas com espessura de 12 milímetros, apresentando ainda assim, resistência a impacto de corpo mole e de corpo duro, resistência ao fogo, resistência à abrasão e conforto tátil e antropodinâmico, de acordo com o prescrito na ABNT NBR 15575:2010, a Norma de Desempenho, segundo ensaios realizados no LEME / UFRGS (2009). A figura 3 ilustra a montagem dos painéis. Figura 3 Montagem dos painéis in loco O material ainda pode ser pigmentado nas mais diversas cores e receber acabamentos lisos, texturizados ou até com gravuras impressas no próprio material. Isso confere flexibilidade de acabamento final, sem acrescentar custos de produção consideráveis, o que reforça a customização do produto. Como o pigmento é acrescentado no interior dos painéis, não há necessidade de repinturas ou manutenções expressivas durante o uso da tecnologia, mais uma vez favorecendo o ambiente e os custos de operação. O sistema é composto por duas placas fixadas em montantes e guias, em espessuras que podem variar de 5 cm a 12,5 cm, dependendo da área, interna ou externa, e do conforto térmico e acústico que se pretende alcançar no ambiente. No interior das placas pode-se passar as instalações elétricas e hidrossanitárias e materiais isolantes térmicos e acústicos. O sistema de vedação então seria isolante térmico e acústico, cumprindo os requisitos da ABNT NBR e melhorando o conforto dos usuários. Ainda o sistema é reforçado por nervuras internas, para assegurar um transporte e montagem segura das peças, o que também favorece a 4

5 aplicação de cargas pontuais nas paredes durante o uso, como quadros, pequenos armários, entre outros. Após o sistema de vedação estar completo, com as instalações embutidas e o acabamento final das paredes pronto, parte-se para o fechamento da edificação, através da cobertura. Esta é composta por uma laje de concreto armado com isolamento térmico e acústico embutido no painel, vindo pronto de fábrica. O painel é executado com uma camada inferior de concreto reforçada com uma tela metálica, que garante um bom acabamento final ao forro do ambiente, uma camada de poliestireno expandido (EPS) no interior para proporcionar isolamento térmico e acústico e outra camada de concreto simples, a qual recebe a impermeabilização externa. A cobertura é composta por telhas em GRC, produzido na fábrica e com estruturas metálicas. Antes da aplicação de placas cimenticias para execução do forro, realiza-se o isolamento térmico e acústico com poliestireno expandido (EPS). Ainda pode receber uma cobertura vegetal, para melhorar o desempenho térmico da edificação. A Figura 4 mostra casas montadas desta forma na cidade de Ivoti, no Estado do Rio Grande do Sul - RS. Figura 4 Casas prontas com cobertura vegetal Certamente esta inovação trará uma opção de grande viabilidade técnica e econômica para as construções de baixa renda, mantendo um padrão de desempenho adequado aos usuários finais. A figura 5 mostra a concepção do sistema pronto. 5

6 Figura 5 Edificação pronta 3 Modernização do processo construtivo O processo construtivo desta tecnologia pode-se dividir na primeira etapa, que ocorre na fábrica, onde realiza-se a industrialização dos painéis pré-fabricados para vedação; e a segunda, que é a montagem do sistema de vedação no canteiro de obras. A modernização na fábrica ocorre devido à utilização do GRC nos painéis préfabricados. Sua utilização permite a fabricação de painéis leves com pequena espessura e com maior flexibilidade nas soluções arquitetônicas, substituindo peças pesadas de concreto armado ainda muito utilizadas por empresas de pré-fabricados. A introdução das fibras de vidro na matriz cimentícia do GRC tem objetivo semelhante ao uso das barras de aço no concreto armado, melhorar as propriedades mecânicas e sua ruptura frágil. Os painéis de concreto são limitados quanto à flexibilidade das geometrias, pois estão diretamente relacionados com a disposição da armadura e do seu cobrimento. Porém, os painéis em GRC adquirem maior flexibilidade e leveza pelo reforço das fibras de vidro que são dispersos uniformemente na matriz cimentícia, tornando um composto com alta resistência à compressão, ao impacto e à flexão, com espessura, e conseqüente carga, reduzida. A aplicação de painéis de GRC tipo stud frame são elementos formados por uma camada de GRC com 12 mm de espessura na parte inferior e um quadro metálico na 6

7 face posterior. A camada de GRC é aplicada diretamente sobre a fôrma através do método de projeção spray-up. É utilizada uma pistola que projeta a matriz cimentícia (cimento, areia e material pozolânico) e a fibra de vidro, cortada em feixes com aproximadamente 38 mm de comprimento, fazendo com que estes dois componentes se misturem no ar e cheguem envolvidos na fôrma. Nos primeiros 3 mm de espessura da camada não utiliza-se fibra de vidro, pois caso contrário ficam expostas na superfície de acabamento do painel. Após a aplicação da camada de GRC, deve-se fazer a compactação manual através de rolo para garantir o preenchimento da fôrma e a remoção do ar incorporado. O painel de GRC apresenta diversas opções de acabamento, modernizando o processo, já que o painel é produzido com o acabamento final pronto sem necessidade de aplicação de chapisco, emboço, reboco, pintura e/ou aplicação de revestimentos cerâmicos. As opções de acabamento para os painéis de GRC são as seguintes: Aplicação de textura na superfície da fôrma, obtendo detalhes e formas com baixo e alto relevo; Tratamentos superficiais com retardadores de pega, que são produtos químicos aplicados na fôrma antes do início da produção, podendo expor os agregados para conferir um acabamento texturizado à peça; Aplicação de pigmentos na matriz cimentícia do GRC, aumentando ainda mais a flexibilidade e opções de acabamentos e cores para os painéis de GRC; Utilização de revestimentos cerâmicos no painel de GRC como cerâmicas, granitos e outras pedras naturais. Obviamente que a especificação de determinados processos nas peças pode aumentar o custo final, não sendo recomendados para edificações de baixo custo. A conexão entre o painel de GRC e a estrutura metálica é dada através de hastes de aço flexíveis distribuídas sobre a camada de GRC. Este tipo de painel permite a colocação posterior do isolamento térmico e acústico, assim como a distribuição das esperas para as instalações hidráulicas e elétricas. Na parte interna do painel são empregadas placas cimentícias, fixadas na estrutura metálica do painel de GRC tipo stud frame. 7

8 O método de projeção e compactação manual é intensamente utilizado para a fabricação de painéis em GRC. Apesar das diversas vantagens que a tecnologia já oferece, outra modernização do processo construtivo, são os consolidados estudos que estão sendo realizados para automatização da projeção de painéis (SILVA apud BALAGUER, 1998). As tecnologias para fabricação contínua utilizam sistemas CAD (Computer Aided Design), projeto auxiliado por computador que controla projetores automáticos para aplicação das camadas de GRC. Com isso, elimina-se compactações intermediarias na camada de GRC, aumentando a produtividade de 28 kg/min contra 12 kg/min com projeção manual (SILVA apud BENNETT Jr., 1988). A figura 6 mostra o sistema automatizado de projeção. Figura 6 Sistema de projeção automatizado utilizado na fábrica, processo sem perdas A redução elevada do peso dos painéis em GRC permite a manipulação de equipamentos de menor porte para a montagem, além da diminuição dos custos unitários no transporte, o que possibilita o carregamento de maiores quantidades de painéis em cada expedição para a obra. Na etapa de montagem o processo construtivo se mantém modernizado. A fixação destes painéis pode ser através de solda ou por fixações com parafusos nas estruturas metálicas (montantes e guias) instaladas no canteiro de obra após a execução do radier. A Figura 7 ilustra a montagem das peças. 8

9 Figura 7 Montagem do painel de GRC e peça pronta com esquadria embutida na fábrica 4 Aumento do Desempenho da Construção O fechamentos com os painéis em GRC conferem uma melhora significativa no desempenho final da edificação, como observa-se a seguir. 4.1 Resistência ao fogo Os painéis em GRC são inorgânicos e não liberam gases tóxicos durante a combustão, atendendo os requisitos de incombustibilidade estabelecidos pela ASTM E 136 e de incombustibilidade, propagação superficial de chama e densidade de fumaça fixados pela BS 476 (Fire Tests on Building Materials and Structures). O GRC apresenta índice de propagação de chama zero conforme o método ASTM E 84 (Test Method for Surface Burning Characteristics of Building Materials) e densidade de fumaça inferior a 5, ambas em conformidade ao estabelecido pela ASTM C Desempenho acústico e térmico Segundo a NBR Níveis de Ruído para Conforto Acústico, defini-se que os níveis de ruído compatíveis com o conforto acústico em vários ambientes de diversos tipos de edificação, para residências, o nível Maximo de ruído aceitável fica 9

10 entre 35 e 45 db, para dormitórios, e entre 40 e 50 db, para salas de estar. Níveis de ruído superiores são considerados como inadequados, pois podem provocar desconforto, embora não necessariamente impliquem em danos à saúde dos usuários. Ensaios já realizados em painéis de GRC indicam resultados muito satisfatórios, o nível de ruído fica em torno de 42 db. A questão térmica também é beneficiada devido à incorporação de isolante entre as placas secas. 4.3 Estanqueidade Os painéis de GRC são produzidos com uma relação água/aglomerante de 0,30, com a incorporação de 5% de pozolana (metacaulim de alta reatividade), o que torna o material impermeável. Executando a impermeabilização da fundação, conforme prescrito nas normas brasileiras, e com a impermeabilidade garantida nos fechamentos externos e na cobertura, pode-se afirmar que a edificação é imune à penetração de águas externas. 4.4 Durabilidade O GRC pode ser considerado um concretos de alto desempenho, pois as vantagens oferecidas por este material vai muito além de uma elevada resistência à compressão, uma vez que o mesmo é dotado de um comportamento adequado quanto à durabilidade, resistência à abrasão e ao impacto, resistência à corrosão química e mecânica, apresentando ainda baixa retração e fluência, bem como ausência de segregação e exsudação, entre outras propriedades atraentes. 5 Redução de Custos 5.1 Redução de custo homem hora/m 2 Por ser um sistema altamente industrializado, reduz-se o número de horas homem trabalhada no canteiro, sendo uma parte transferida para a indústria, ambiente com melhor controle de produção e qualidade de materiais, e outra parte realizada por equipamentos. No canteiro elimina-se uma série de atividades, como: etapas de execução e encunhamento das paredes em alvenaria, chumbamento dos contramarcos e aplicação de revestimento. O número de operações no canteiro é limitado, tem-se apenas a montagem e alinhamento dos componentes, selagem de juntas e execução das interfaces. A produção é transferida para um ambiente 10

11 industrial controlado, com mão de obra especializada, o que garante um controle geométrico das peças com maior precisão de prumo e alinhamento, racionalização das esquadrias, com eliminação ou incorporação dos contramarcos aos painéis, menor geração de ruído, entulho e poeira no canteiro, com a economia na retirada do entulho, devido à redução das quebras e à modulação prévia que elimina cortes in situ. Ainda deve-se considerar a redução do número de itens manipulados no canteiro, minimizando a demanda por área de armazenamento e operações. Os painéis podem ser entregues segundo cronograma previamente estipulados e em quantidade que possam ser instaladas no mesmo dia. Assim, o número de homens hora/m 2 (Hh/ m 2 ) deste sistema é de 18,5 Hh/m 2, 50% inferior ao do sistema tradicional de execução de fechamentos internos, externos e coberturas no local de trabalho, que é de cerca de 37 Hh/m 2 (TÉCHNE, 2005). Com tudo isto, não há dúvidas que proporcionar um ambiente industrializado é uma grande vantagem à construção. 5.2 Redução de custo dos materiais A utilização de painéis leves permite uma grande economia nas fundações e supraestrutura, pois diminui a carga das fachadas de 300 kg/m² (parede de alvenaria comum) para 26 kg/m². Isso faz com que haja economia de concreto, aço, fôrmas de madeira, entre outros. O processo construtivo industrializado também permite uma grande redução de custo de materiais, pois os elementos chegam prontos ao canteiro de obras, não necessitando de etapas como revestimentos argamassados (chapisco, emboço e reboco), pintura (selador, massa corrida e tinta), vergas e contravergas. O desperdício de materiais é minimizado, bem como a necessidade de manutenções futuras, o que diminui a utilização de materiais na etapa de uso da construção, que deve durar ao menos 50 anos. Um orçamento comparativo entre o sistema de fechamentos e cobertura em GRC com o convencional, mostra que há um aumento no custo dos materiais, porém a redução expressiva e mão-de-obra faz com que o custo global do sistema seja 12% inferior ao tradicional. Com tudo isto, entende-se que este sistema se torna uma opção viável técnica e economicamente para edificação de habitações de baixo custo. 11

12 6 Redução do Desperdício O canteiro de obras fica mais limpo e organizado, uma vez que se diminui a produção de entulhos, devido à redução de cortes, quebras, improvisos e retrabalhos, tão comuns na construção civil convencional. Ao executar fachadas em painéis de GRC, tanto o contratante quanto o contratado diminuem seu desperdício. O fabricante economiza no volume de material, já que o GRC é constituído de apenas uma camada de 12 mm e as nervuras. Utiliza-se, em média, 13 litros de material por metro quadrado, ou 26 kg/m 2. Como já foi mencionado, peças com este peso são fáceis de executar, içar, transportar e montar na edificação. A empresa adquirente dos painéis também diminui o desperdício, primeiro porque compra exatamente a quantidade em metros quadrados projetados. Ao invés de executar as paredes no seu canteiro, correndo o risco de ter material furtado, paredes mal executadas, que terão de ser refeitas, e outros males inerentes à construção civil, a construtora simplesmente compra as peças prontas. Isto significa que revestimentos e vãos de janela, por exemplo, já vem aderidos aos painéis, eliminando assim etapas de execução das fachadas, economizando tempo e recursos financeiros. Com isso também pode decidir se quer vedar a obra no início das atividades, podendo executar os serviços subsequentes de forma mais limpa, seca e organizada, ou se deseja fechar a edificação no final do cronograma, despendendo este valor mais adiante. A empresa pode optar por receber os painéis em quantidades que possam ser instalados no mesmo dia, evitando áreas de armazenagem e operações. Por fim, ao usar painéis leves, a empresa economiza nas fundações e na supraestrutura, já que diminui a carga das fachadas de 300 kg/m 2 (parede de alvenaria comum) para 26 kg/m 2. Por tudo que já foi mencionado, o canteiro de obras fica mais organizado e limpo, uma vez que se diminui a produção de entulho, devido à redução de cortes, quebras e re-trabalhos, tão comuns na indústria da construção civil atual. Isto gera ainda economia de serviço e material para a empresa compradora, já que não precisa ficar transportando entulhos pela obra, podendo economizar no custo de retirada destes. 12

13 7 Reutilização de Materiais A utilização da areia artificial no GRC, obtido a partir de um sub produto da britagem, o pó de brita corresponde a 30% do resíduo das pedreiras. Este descarte sendo empregado como areia artificial contribui com o meio ambiente, pois diminui a extração de areia dos rios. As adições no cimento além de melhorar as características dos concretos e do GRC como impermeabilidade, diminuição de porosidade, maior resistência e redução do calor de hidratação, elas contribuem com a preservação do meio ambiente ao aproveitar os resíduos e diminuir a extração da matéria prima. 8 Conclusões Este trabalho apresentou um sistema construtivo inovador e racional utilizando os painéis de fechamento e sistema de cobertura em GRC, proporcionando uma nova alternativa para a execução de edificações de baixo custo, principalmente para suprir às necessidades do programa habitacional Minha Casa Minha Vida do Governo Federal. Observa-se que o sistema é capaz de competir, com múltiplas vantagens, com seus concorrentes similares e com outros sistemas de vedação mais tradicionais, como a alvenaria de fechamento revestida com pintura e cobertura em concreto armado. Para a definição de qualquer sistema construtivo deve-se atentar para as questões econômicas, porém sem deixar de lado o desempenho da edificação, cada vez mais sendo exigido e valorizado por agentes financeiros e usuários finais. Provou-se, também, que o objeto deste trabalho atende às prescrições da ABNT NBR 15575:2010, a Norma de Desempenho. Bibliografia Associação Brasileiro de Normas Técnicos NBR Edifícios de até cinco pavimentos Desempenho Parte 1: Requisitos gerais. Rio de Janeiro. ABNT NBR Edifícios de até cinco pavimentos Desempenho Parte 2: Requisitos para os sistemas estruturais. Rio de Janeiro. ABNT NBR Edifícios de até cinco pavimentos Desempenho Parte 3: Requisitos para os sistemas de pisos internos. Rio de Janeiro. ABNT NBR Edifícios de até cinco pavimentos Desempenho Parte 4: Sistemas de vedações verticais externas e internas. Rio de Janeiro. ABNT

14 NBR Edifícios de até cinco pavimentos Desempenho Parte 5: Requisitos para sistemas de coberturas. Rio de Janeiro. ABNT NBR Edifícios de até cinco pavimentos Desempenho Parte 6: Sistemas hidrossanitarios. Rio de Janeiro. ABNT Código de Defesa do Consumidor. Brasília Novo Código Civil Brasileiro. Brasília REVISTA TÉCHNE (2005) Artigo: O que mudou na construção civil nos últimos dez anos? São Paulo. Nº Julho. 14