ESTUDO DOS AVANÇOS TECNOLÓGICOS NA LOCAÇÃO DE OBRAS DE EDIFICAÇÕES. Eduardo Vidal Magalhães da Silva

Transcrição

1 ESTUDO DOS AVANÇOS TECNOLÓGICOS NA LOCAÇÃO DE OBRAS DE EDIFICAÇÕES Eduardo Vidal Magalhães da Silva Projeto de Graduação apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Engenheiro Civil. Orientador: Jorge dos Santos Rio de Janeiro Março de 2015

2 Agradecimentos Dedico este documento a todos que torcem por mim. Especialmente àqueles que me acompanharam durante esses anos especiais de minha vida, entendendo alguns estresses e colaborando com o meu sucesso. Aos meus pais Antônio Carlos e Ieda Vidal, deixo registrado o quanto eu os amo e o quanto vocês são importantes na minha existência. Nada, absolutamente nada conquistaria sem as vossas presenças. Uma com o coração doce e puro e o Outro com o coração enorme e enérgico. Talvez seja essa a formula perfeita da boa educação. Muito obrigado! À minha Irmã Isabela Vidal, meu eterno agradecimento. Jamais esquecerei suas massagens nas vésperas dos vestibulares. Você é essencial em minha vida e estaremos juntos, como dois amigos fieis que se ajudam ao longo da existência. Muito obrigado! À minha vozinha Ernestina, que durante esse trabalho foi para o céu, registro aqui o quanto eu a amo. Tantos dias foram necessários para eu decorar a tabuada, mas a sua paciência e perseverança comigo ainda criança, junto com o seu exemplo de educação e carinho, me fizeram um ser humano melhor. Muito obrigado. Aos meus amigos da faculdade, registro a importância de vocês na minha vida acadêmica e pessoal. Foram tantas provas, tantos trabalhos, tanta correria que o incentivo e a ajuda de cada um de vocês serviram de combustível no decorrer dessa longa estrada. Todos vocês, de alguma forma, são especiais pra mim. Em especial ao Gabriel Leite que sempre esteve comigo, desde os tempos de colégio. Aos meus ex-amigos quero agradecer tantas brigas e encontros animados que tivemos durante esse tempo todo. Em especial, aos meus de infância: Daniel Moreira, Gustavo Maia e Marcel Loredo. A influência dos amigos é importante na vida de qualquer um e vocês, sem duvida nenhuma, me ajudaram a crescer. ii

3 Aos meus companheiros do Grupo Espírita da Fé, registro a importância em minha vida. Temos aprendido o verdadeiro sentido da vida e a importância de sermos melhores a cada dia, com o objetivo único e exclusivo de sermos felizes. Ao meu orientador desse trabalho, Professor Jorge dos Santos, agradeço profundamente a sua atenção e educação desde os primeiros momentos. Muito obrigado. Por fim, cito uma frase de Santo Agostinho que resume uma excelente filosofia de vida e o meu sentimento por cada um: A medida do amor é amar sem medida. iii

4 Silva, Eduardo Vidal Magalhães Estudo dos avanços tecnológicos na locação de obra de edificações / Eduardo Vidal Magalhães da Silva - Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica, XIII, 69 f. : il.; 29,7 cm Orientador: Jorge dos Santos Projeto de Graduação - UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso de Engenharia Civil, Referências Bibliográficas: p Locação de obra. 2. Estação total. 3. GPS. I. Santos, Jorge dos. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil. III. Estudo dos avanços tecnológicos na locação de obra de edificações iv

5 Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil. Estudo dos avanços tecnológicos na locação de obras de edificações Eduardo Vidal Magalhães da Silva Março/2015 Orientador: Jorge dos Santos Curso: Engenharia Civil A Indústria da construção se caracteriza pelo uso de técnicas executivas convencionais e apresenta certa resistência na adoção de inovações. Esta pesquisa tem por objetivo discutir a metodologia atual de locação em obras de edificações e citar os procedimentos executivos em outros ramos da Engenharia Civil. Falar da importância dessa etapa para a obtenção da conformidade de edificações. Apresentar o procedimento executivo utilizado atualmente para locação das estacas, estruturas e alvenarias, chamado de procedimento padrão de locação de obra de edificações e discutir as suas vulnerabilidades, abordando peculiaridades das construções e cuidados especiais que devem ser tomados para evitar não conformidades executivas. O estudo destaca também as consequências oriundas dos erros de locação, principalmente dos elementos estruturais e das alvenarias e os prejuízos financeiros, ambientais e organizacionais gerados, quando as não conformidades afetam a satisfação do cliente. Objetiva também propor uma metodologia de locação de obras de edificações alternativa, mediante o uso do Global Positioning System (GPS). Palavras-chave: Locação de obras, edificações, estação total, GPS. v

6 Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements for the degree of Engineer. Studies of technological advances to locate building works. Eduardo Vidal Magalhães da Silva March/2015 Advisor: Jorge dos Santos Course: Civil Engineering The building industry is characterized by using conventional executive techniques and presents some resistance in adopting innovations. This research aims to discuss the current methodology of location in building works; to mention the executive procedures in other branches of civil engineering; to talk about the importance of this stage to obtain quality in construction; to present the executive procedure used nowadays to locate the piles, structures anda masonry, called standard procedure of location of building works and to discuss their vulnerabilities by addressing the peculiarities by special constructions and the care that should be taken to avoid non executive quality. This study also presents the consequences that come from the wrong location, specially the structures elements and the masonry, and the financial, environmental and organizational losses generated when the non quality affects the customer satisfaction. This research aims to also propose a location methodology of alternatives building works, by using a Global Positioning System (GPS). Key-words: Location of civil works, buildings, total station, GPS. vi

7 Sumário 1 Introdução Importância do tema Objetivos Justificativa da escolha do tema Metodologia Estrutura do trabalho Contextualização Etapa de locação de obra Pré-requisitos necessários Importância da locação de obra Locação das fundações Fundações profundas Fundações superficiais Locação dos elementos estruturais Locação das vedações verticais Peculiaridades das obras de edificações Edifícios em concreto armado Edifícios em concreto protendido Edifícios com estrutura metálica Método padrão de locação de obra de edificações Método do gabarito tabuas corridas Serviços que antecedem a locação Equipamentos e ferramentas necessárias Etapas executivas Mão de obra utilizada Vulnerabilidades do processo Vantagens e desvantagens do método Patologias geradas Estudo de caso Pilar da rampa da garagem Pilares do Bloco Metodo dos cavaletes Derivação Serviços que antecedem a locação Equipamentos e ferramentas necessários...30 vii

8 3.2.3 Etapas executivas Mão de obra utilizada Vulnerabilidades do processo Vantagens e desvantagens do método Tecnologia disponível para locação de obra Medidores eletrônicos de distância (MEDs) Teodolitos digitais Estações totais Uso da estação total na construção civil Sistema de posicionamento global GPS Uso do GPS na construção civil Limitação do uso do GPS/GNSS A tecnologia GPS-RTK como alternativa de locação de obras de edificação Apresentação da tecnologia GPS-RTK Tecnologia RTK/UHF Tecnologia RTK/GSM Comparação entre as tecnologias RTK/UHC e a RTK/GSM nas obras de edificações Vulnerabilidades do processo Avaliação dos custos Incerteza de medições dos equipamentos de locação de obra de edificações Precisão e erros da trena convencional Precisão e erros da estação total Importância do processo de calibração ou renovação dos instrumentos Estudo de caso Uso da estação total para conferência de locação e qualidade dos elementos estruturais da edificação Objetivo do estudo de caso Metodologia Utilizada Contextualização do problema Ferramenta utilizada Armazenamento de dados e geração de relatórios Resultados e melhorias no procedimento executivo Considerações finais do Estudo de Caso Considerações Finais Técnicas de locação de obra difundidas no mercado Uso da estação total como alternativa de locação de obra...65 viii

9 7.3 A tecnologia GPS/RTK como solução de locação de obra de edificação Sugestão para trabalhos futuros...67 Referências Bibliográficas...68 ix

10 Lista de figuras Figura 1: Análise mecânica do esforço normal transmitido às estacas devido a uma excentricidade...8 Figura 2: Interferência de recalque na estrutura devido a acréscimo de tensão na vizinhança...15 Figura 3: Esquema 3D do conjunto de tábuas corridas que formam o gabarito para a locação da obra...17 Figura 4: Esquema ilustrativo da locação de elementos estruturais na fôrma da laje com o auxílio de trenas e lápis de carpinteiro...19 Figura 5: Alvenarias locadas e aguardando a realização da conferência para executar a elevação...23 Figura 6: Projeto de fôrma da rampa de acesso ao subsolo do edifício SELETTO...25 Figura 7: Ilustração de uma não conformidade na locação do pilar P7B da rampa de acesso ao subsolo do edifício SELETTO...26 Figura 8: Projeto de fôrma modificado da rampa de acesso ao subsolo do edifício SELETTO...27 Figura 9: Projeto de fôrma do segundo pavimento do edifício SELETTO...28 Figura 10: Representação do método dos cavaletes para locação de obras de edificação...29 Figura 11: Detalhamento da estrutura do cavalete utilizado para locação de obra...31 Figura 12: Exemplo de estações totais comercializadas no mercado...36 Figura 13: Ilustração do processo de locação planimétrica com o uso da estação total...37 Figura 14: Utilização da estação total na execução da estrutura metálica...40 Figura 15: utilização do GPS para locação de obra...42 Figura 16: Técnica RTK / UHF...44 x

11 Figura 17: Par de receptores GNSS ProMark 500 RTK L1/L Figura 18: Comparação do custo médio entre os equipamentos para locação de obra...50 Figura 19: Diferença entre precisão e exatidão...52 Figura 20: Metodologia utilizada para conferir a locação e a qualidade dos elementos estruturais de uma edificação após a concretagem...58 Figura 21: Erros comuns envolvendo a locação e a qualidade da execução das estruturas de edificações...59 Figura 22: Exemplo de relatório gerado pelo Software para desvios da face A de Vigas de uma edificação...62 Figura 23: Comparação dos resultados de locação entre o 3º e o 4º Pavs da edificação teste...63 xi

12 Lista de tabelas Tabela 1: Preço de equipamentos GPS com tecnologia RTK...49 Tabela 2: Classificação de estação total quanto a precisão...54 Tabela 3: Arquivo de saída de dados registrados na Estação Total...60 xii

13 Lista de Abreviaturas e Siglas ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas GNSS - Global Navigation Satellite System GPS - Global Positioning System MED - Medidor Eletrônico de Distancia RTK - Real Time Kinematic UHF - Ultra High Frequency xiii

14 1. Introdução 1.1. Importância do tema: A locação de obra consiste em transportar o projeto para o terreno, respeitando todas as posições e dimensões pedidas em planta. Essa etapa é fundamental na construção porque ela representa a perfeita materialização do projeto. Nesse sentido, quando se erra, por exemplo, a posição de uma estaca, o arranjo de cargas que é distribuído no terreno, se modifica e sobrecarrega mais uma estaca do que outra dentro do mesmo bloco de coroamento. Da mesma forma ocorre também na etapa de montagem das estruturas na qual são posicionadas as fôrmas dos pilares, das vigas e das lajes. Esses elementos estruturais são calculados para receberem uma determinada carga estrutural e a locação correta é determinante para garantir a conformidade das mesmas. Erros de posicionamento de peças estruturais podem sobrecarregar outros elementos estruturais gerando patologias, podendo inclusive levar a estrutura ao colapso. Em alguns casos, quando o erro é percebido a tempo, é necessário executar reforço na estrutura, gastando-se tempo e dinheiro. Na etapa de marcação das alvenarias, a perfeita materialização do projeto é fundamental. Uma alvenaria locada errada diminui a dimensão de um determinado cômodo e aumenta de outro. A planta de arquitetura é realizada pensando na comodidade do usuário, nas possibilidades de uso de um determinado ambiente e as dimensões devem ser rigorosamente respeitadas, tanto por uma questão prática de usabilidade, quanto por uma questão filosófica e extremamente importante que é a satisfação completa do cliente. Por outro lado, mudanças dimensionais representam alterações na quantidade de metros quadrados comercializados, gerando desgaste e problemas jurídicos junto aos clientes. 1

15 Por fim, existe outra etapa de locação de obra que consiste no posicionamento das furações na laje, antes da concretagem, onde está previsto em projeto a passagem de instalações. Essas previsões são deixadas na fôrma para evitar quebrar o concreto endurecido. Dessa forma, são locadas as caixas de passagem de elétrica, os shafts, os ramais de esgoto e etc. Um erro, por exemplo, do posicionamento de um vaso sanitário pode inviabilizar a instalação do mesmo e obrigar o construtor a abrir um novo furo. Nesse mesmo sentido, o posicionamento de uma caixa de passagem de elétrica pode descentralizar a luminária no ambiente e obrigar o construtor a reposiciona-la. Um dos desafios da Construção Civil é diminuir a quantidade de entulho gerada. Segundo a Associação Brasileira para Reciclagem de Resíduos da Construção Civil e Demolição (ABRECON), aproximadamente 66% do volume dos resíduos sólidos urbanos é composto pelos Resíduos da Construção Civil (dobro do volume de resíduos domiciliares). Uma das formas de se melhorar a geração de entulho na indústria da construção é executar a locação correta em todas as etapas Objetivos: O Objetivo deste trabalho é analisar o atual modelo mais utilizado e considerado padrão no mercado de construção de edificações para a locação de obras, mostrando suas fragilidades e propondo melhorias. Identificar tecnologias alternativas existentes e realizar um estudo de caso com a utilização da estação total. Propor novas aplicações de uso do GPS na locação de obras de edificações Justificativa da escolha do tema: 2

16 A Indústria da construção civil tem registrado problemas oriundos da má execução da locação de obra. São fundações executadas erradas em comparação ao projeto de fundações, elementos estruturais posicionados em não conformidade com o projeto estrutural, alvenarias posicionadas em não conformidade com o projeto de arquitetura e previsão para instalações hidráulicas deslocadas nas lajes em não conformidade com os projetos de instalações. As não conformidades são oriundas de falhas promovidas por mão de obra pouco qualificada, mas também das próprias vulnerabilidades apresentadas pelo método de locação de obras mais utilizado pelas construtoras e considerada pelo mercado como padrão. Nesse sentido, o estudo é a busca de melhorias em métodos de locação de obra de edificações e a identificação de métodos alternativos que utilizem equipamentos mais precisos e reduzam a vulnerabilidade e assumam importância significativa. 1.4 Metodologia Para o desenvolvimento deste trabalho, foi realizada uma revisão bibliográfica como o apoio de livros, normas técnicas, catálogos de fabricantes, artigos de revistas, sites na internet e da bibliografia utilizada ao longo do curso de engenharia civil. Também foram obtidas informações de engenheiros que atualmente estão à frente de projetos de construção de edificações e que executam os métodos padrões para locações de obras e outros que buscam alternativas para o processo. Nesse sentido, será apresentado um estudo de caso feito a partir do uso do método padrão de locação de obras, apresentando uma não conformidade e suas consequências. Posteriormente, apresentaremos um estudo de caso com a utilização da tecnologia para fazer a conferência da locação dos elementos estruturais da edificação. 3

17 1.5. Estrutura do trabalho Para melhor organização e permitir ao leitor maior compreensão dos conceitos tratados, o conteúdo desse trabalho foi organizado em oito capítulos: O capítulo 1 apresenta a introdução geral do tema sendo realizadas considerações iniciais sobre o trabalho que englobam a importância e justificativa do tema, os objetivos a serem alcançados, a metodologia adotada e a estruturação do trabalho. O capitulo 2 trata da contextualização do tema. Apresenta o que é a locação de obra e a importância dessa etapa na construção. Aborda as peculiaridades de alguns tipos de construção e os fatores intervenientes na locação de obras de edificações. São abordados também alguns aspectos históricos da evolução da locação de obras de edificações. O capitulo 3 contempla a descrição da técnica mais utilizada pelas construtoras para a locação de obras de edificações. Descreve como ela é aplicada, os equipamentos utilizados, a mão de obra utilizada e sua especialização, dificuldades executivas, falhas do processo e patologias geradas nas obras. O capítulo 4 apresenta tecnologias existentes no mercado que podem ser aplicadas na locação de obras de edificações. Aborda a qualificação da mão de obra requerida, da exatidão, das tolerâncias, da precisão e da calibração. Vantagens e desvantagens considerando a locação de edificações. Será apresentado também a tecnologia GPS / RKT como alternativa para a locação de obras de edificações. Destaca-se os aspectos práticos de sua aplicação, os cuidados que devem ser tomados, as etapas que possibilitam a sua utilização, o custo e as dificuldades encontradas na sua utilização. É feita uma análise comparativa com a técnica convencional. No capítulo 5 é discutida a incerteza de medição de equipamentos de locação de obras. 4

18 O capítulo 6 apresenta um estudo de caso com a utilização de uma estação total para conferir a locação feita pelo método padrão utilizado pela construtora em uma obra de edificações. São apresentados e discutidos os erros encontrados, as dificuldades encontradas e as melhorias conquistadas no sistema. No capítulo 7 será composto pelas considerações finais do trabalho e serão apresentadas sugestões para trabalhos futuros. 5

19 2. Contextualização 2.1. Etapa da Locação de Obra A locação da obra é o processo de transferência da planta baixa do projeto da edificação para o terreno, ou seja, os recuos, os afastamentos, os alicerces, as paredes, as aberturas etc. Essa fase é importantíssima, pois determina o perfeito posicionamento da construção no terreno. Primeiramente, determina as posições corretas para executar as estacas e as escavações necessárias para concluir a fundação do edifício. Num segundo momento, pós-fundação, é a etapa de locar os elementos estruturais, ou seja, os pilares, as vigas e as lajes. Quando necessário, ainda nessa etapa, surge à necessidade de deixar previsões de passagem para instalações. Essas previsões são indicadas pelo sistema de locação, pois os compartimentos do empreendimento ainda não estão destacados. Por último, a marcação das vedações verticais. Na fase de execução da locação da obra deve se adotar o máximo rigor possível. A presença do Engenheiro Civil nesta fase deve ser constante. Devese ter em mente que os elementos de locação deverão permanecer na obra por um tempo razoável, até que se possa transferir para a edificação os pontos de referência definitivos. A obra deverá ser locada com rigor, observando-se o projeto quanto à planimetria e à altimetria. Esta fase é tão importante que requer também um projeto cujo objetivo é definir as escavações e a posição das fundações. A planta de locação faz parte do conjunto de informações que compõe o projeto arquitetônico, alem do estrutural, do hidráulico, do elétrico (PADUA, 2012) Pré-requisitos necessários 6

20 Para dar o início à montagem do sistema de locação da obra e a locação propriamente dita, é necessário que algumas etapas já tenham sido encerradas. É interessante que o terreno esteja plano e nivelado de acordo com a primeira laje. Isso para evitar bota fora de solo e danificar o sistema montado, além de diminuir o fluxo de maquinas e caminhões no canteiro, preservando dessa maneira, a estrutura de madeira montada in loco. É importante também que o Engenheiro tenha definido os portões principais de entrada e saída de caminhões, a logística de armazenamento de material dentro do canteiro e tenha, portanto, um plano de ataque bem definido para iniciar a construção. Saber o que vai acontecer em cada trecho do canteiro de obra é fundamental para escolher o tipo de locação e a maneira como será feita a locação da obra. Por exemplo, em um determinado local onde está previsto a entrada e a saída de caminhões, não é possível instalar um gabarito de madeira, sendo necessário estudar alternativas, como o uso de cavaletes temporários e recursos tecnológicos como uma estação total, dependendo da complexidade da construção Importância da locação de obra Essa etapa é a que possibilita iniciar a execução propriamente dita da obra. Depois de montado o sistema para locação da obra, inicia-se os serviços de fôrma e execução das fundações, depois de fôrma e concretagem da estrutura e posteriormente a marcação e elevação das vedações verticais. Dessa maneira, a construção vai se desenvolvendo e ganhando a forma esperada pela arquitetura Locação das Fundações 7

21 Essa etapa é a mais complexa de todas, pois é a primeira etapa de locação de obra da edificação. Todas as demais referências de medição e locação da obra utilizará como base a locação inicial e por conta disso, erros de gabarito, pé direito, dimensionais, podem ocorrer. Nesse sentido, torna-se necessário não haver não conformidades nas locações iniciais, para que as não conformidades se acumulem durante as etapas da edificação Fundações profundas A execução perfeita das estacas é fundamental para a sua eficiência e rigidez estimadas em projeto. Se ela for executada fora do posicionamento, pode gerar uma redistribuição de cargas (em caso de mais de uma estaca no mesmo bloco) ou uma excentricidade no bloco de coroamento. Figura 1: Ilustração do esforço normal transmitido às estacas devido a uma excentricidade. Fonte: O Autor (2015) 8

22 Durante essa etapa, não é recomendável utilizar o sistema convencional de locação, com o auxilio do gabarito, pois a movimentação das grandes máquinas pelo terreno pode danificar a estrutura montada no canteiro. Em grandes obras, costuma-se fazer a locação com o auxilio da topografia, marcando a posição correta das estacas. Essa técnica é a mais indicada, pois possui uma precisão maior do que o sistema convencional. Em alguns casos, é interessante ter dois instrumentos de topografia posicionando simultaneamente, aumentando a eficiência do posicionamento Fundações Superficiais É necessário ter atenção à cota de arrasamento e ao posicionamento cartesiano das sapatas para obter centralidade da carga proveniente do pilar. Uma excentricidade do carregamento gera momento fletor na sapata. Como ela não foi projetada para isso e não possuiu nenhuma viga de equilíbrio, a estrutura pode romper. Para esses casos, pode-se utilizar o sistema convencional, pois há uma menor movimentação de máquinas pelo canteiro e o risco de danificar a estrutura de locação é menor Locação dos elementos estruturais Nessa etapa ocorrem o procedimento de fôrma, armação e concretagem das vigas, dos pilares e das lajes. O correto posicionamento desses elementos vai garantir a distribuição das cargas esperadas em projeto. Um erro de locação de um pilar, por exemplo, sobrecarregará mais um do que outro. 9

23 Durante a execução das estruturas que servirão de fôrma para a concretagem das lajes, é necessário deixar a previsão das instalações, ou seja, prever a furação para passar as prumadas de esgoto, de águas pluviais, de água fria, os shafts de elétrica, as caixas de passagem de elétrica e etc. É preciso deixar essas previsões para evitar o retrabalho e a geração de entulho após a concretagem. Se essas furações forem locadas erradas, será inevitável o reposicionamento dos mesmos. As consequências são: 1. Utilização de mão de obra específica (marteleteiro) 2. Geração e gastos com entulho 3. Perda de material 4. Perda de tempo 5. Atraso na obra 6. Custos inesperados Locação das Vedações verticais As vedações verticais constituem elemento fundamental para o empreendimento. Elas delimitam os ambientes e proporcionam o arranjo que o arquiteto desenhou para o espaço. Dessa maneira, a locação das vedações verticais deve ser feita de maneira precisa, representando fielmente o projeto, obtendo por consequência, ambientes com as exatas medidas da planta baixa. Observa-se no mercado clientes insatisfeitos com as dimensões encontradas nos seus imóveis. Apesar de o Código Civil prever uma margem de tolerância de 5% para mais ou para menos, as relações de consumo são regidas pelo Código de Defesa do Consumidor que tende a beneficiar o comprador. A divergência no entendimento sobre a margem de erro permite ao consumidor reclamar e receber indenização em caso de metragem menor que a prometida. 10

24 2.4. Peculiaridades das obras de edificações Existem alguns tipos de métodos construtivos para a estrutura de edificações. Será abordado nesse capítulo três, dos mais utilizados que são os edifícios em concreto armado, os edifícios em concreto protendido e os edifícios com estrutura metálica. Serão apresentados nos três casos quais são os fatores que determinam na escolha do método utilizado para locação de obra de edificações e as atenções que devem ser tomadas Edifícios em concreto armado Esse método construtivo é atualmente o mais utilizado em edificações. O Brasil se destaca no cenário internacional como um país de obras fantásticas em concreto armado, tanto pela grandiosidade das estruturas como pela criatividade e arrojo em seus projetos (SOUZA, 2001). Essa técnica está tão desenvolvida que a sua produção hoje é feita em série, dividindo-se em equipe de carpinteiros que fazem as fôrmas, em equipe de armadores que farão o devido posicionamento das barras de aço dentro das fôrmas e da equipe de concretagem que fará o lançamento e o adensamento do concreto. Durante esse ciclo, os responsáveis pela locação dos elementos estruturais devem atuar de maneira precisa, marcando a posição para os carpinteiros posicionarem as fôrmas. Recomenda-se que seja um profissional experiente, como um técnico, um Mestre de Obras ou um Engenheiro. É importantíssimo que haja uma conferência por uma outra equipe, garantindo a perfeição da locação. Para esse tipo de construção, é comum a utilização do método tradicional de locação, que consiste na montagem de um gabarito dos eixos de referência no perímetro do canteiro e transferir esse gabarito para a estrutura assim que possível. É necessário ter a marcação do eixo de referência de projeto na fôrma 11

25 da laje e deixar um grampo de aço para, após a concretagem, ter a referência de um eixo em cada direção para locar os elementos estruturais da laje superior e as vedações verticais. Para se evitar o retrabalho já aqui mencionado, é preciso ter atenção na marcação das passagens de instalações pelas lajes e pelas vigas. Perfurar esses elementos após o endurecimento do concreto é danoso à estrutura e gera perdas por retrabalho. Nas garagens, muitas vezes, se torna necessário a previsão de passagem de instalações através da seção da viga. A maioria delas por conta dos sprinklers e dos ralos pluviais. É importante que essas esperas sejam posicionadas antes da concretagem, sempre com um diâmetro maior que o de passagem, preservando a seção do concreto armado Edifícios em concreto protendido A utilização de armaduras protendidas em estruturas de concreto se consagrou no Brasil, nas ultimas décadas, como técnica construtiva. Esse fato pode ser comprovado através do grande número de obras civil realizadas, desde silos e tanques, passando por pontes e viadutos, até edifícios de todos os tipos, incluindo obras com mais de 40 anos (VERÍSSIMO, 1998). Foi a partir da década de 1970 que se iniciou a utilização de cabos internos (cordoalhas) ancorados por meio de cunhas. Esse sistema é interessante porque as cordoalhas diminuem a densidade de barras de aço na laje e permite realizar vãos maiores apoiados diretamente nos pilares (lajes planas). Para esse tipo de construção, também é comum a utilização do método tradicional de locação de obras. Vale a pena destacar que esse método construtivo, por ter uma menor quantidade de vigas, facilita a locação dos elementos estruturais, por se tratar de praticamente de pilares e vigas externas. 12

26 A locação deve ter uma atenção especial nesse método construtivo no posicionamento das fôrmas das instalações prediais, ou seja, das passagens de esgoto, shafts etc. É altamente não recomendável perfurar uma laje protendida. A presença das cordoalhas tensionadas dentro do concreto dificulta a perfuração, pois o rompimento de uma cordoalha pode causar riscos estruturais, além de a nova protensão ser extremamente trabalhosa Edifícios com estrutura metálica A partir da década de 50 e 60 se iniciou a utilização dessa técnica no Brasil. Ela tem sido cada vez mais utilizada devido à rapidez de execução e montagem dos elementos. Primeiramente são montados os pilares e as vigas e posteriormente são executadas as lajes. Para o posicionamento dos pilares e das vigas, nesse sistema estrutural, é fundamental a utilização de um topógrafo e de uma estação total no canteiro de obras. Os elementos metálicos são içados com a ajuda de guindastes e gruas e posicionados. Antes de interligar um elemento no outro - atualmente com a utilização de cantoneiras e parafusos e não mais de solda devido a fatores climáticos e da dificuldade de soldar em grandes alturas - o topógrafo deve auxiliar o posicionamento, indicar o local certo e confirmar a interligação. Não há possibilidade de se utilizar linhas mestras para esse tipo de modelo estrutural devido a incapacidade de trabalhar com elas em grandes alturas sem a presença das lajes. Com o início da concretagem das lajes, o topógrafo deve marcar os eixos principais de referência nas lajes para facilitar a marcação das vedações verticais. 13

27 3. Método padrão de locação de obra de edificações As construtoras, basicamente, utilizam uma metodologia para executar a locação da obra de edificações. O método é o mais antigo e o mais utilizado. Utilizam-se tabuas corridas na periferia da obra com os eixos do projeto marcados in loco. Será abordado também o método dos cavaletes, que é uma derivação do processo de tábuas corridas. O uso de equipamentos tecnológicos para realizar a locação de obra de edificações tem ganhado espaço no mercado e tem sido cada vez mais utilizados como ferramentas de auxilio e será abordado no próximo capitulo Método do Gabarito Tabuas corridas Esse é o procedimento executivo mais utilizado para se fazer a locação de obra de edificações. Consiste na marcação dos eixos do projeto em tábuas de madeira através de uma referência - que ficam estrategicamente posicionadas na periferia do canteiro e toda a locação das fundações e da primeira estrutura é feita a partir desse gabarito. Apenas é permitida a retirada do gabarito quando os eixos principais são transferidos para a estrutura do prédio, tanto para locar o restante da estrutura quanto para servir de referência para locar as vedações verticais. Existe um método derivado do método apresentado à cima que é o processo dos cavaletes. Iremos abordar esse método ao final Serviços que antecedem a locação (a) É importante que o terreno esteja limpo (capinado) e, preferencialmente, arrasado na cota das fundações (estacas ou sapatas). 14

28 É preciso preservar o posicionamento e a estrutura do gabarito para confiar nas marcações. Quanto menos movimentação de solo no canteiro, melhor. Até porque, se ainda for necessário movimentar solo, é preciso transitar com máquinas grandes como escavadeiras, mini-escavadeiras. Além do risco de choque dessas máquinas com a estrutura dos gabaritos, se a máquina passar perto dos pontaletes cravados, a compactação do solo ao redor vai movimentar as tábuas corridas, como mostrado na figura abaixo. Figura 2: Interferência de recalque na estrutura devido a acréscimo de tensão na vizinhança. Fonte: TEIXEIRA (1994) Nessa figura observamos o recalque que ocorre nas estruturas A e B, devido a compactação do solo entre as estruturas. De maneira análoga, quando um equipamento transita pela área de influência dos pontaletes, a compactação do solo gera danos na sua estrutura e, por consequência, altera o posicionamento do mesmo. (b) É necessário conseguir a referência inicial que pode ser um ponto definido no terreno ou uma parede de construção vizinha ou uma referência próxima. A referência é importante porque será a partir dela que serão marcados os eixos do projeto no canteiro de obras, ou seja, que será montado o gabarito. 15

29 (c) Estudar e conhecer os projetos É preciso conhecer os projetos para traçar um plano de ataque para a obra. Dessa forma, toda a logística de construção e apoio deve ser prevista para iniciar a montagem do gabarito. Uma vez marcado os eixos, não se pode retiralo e recoloca-lo sem a devida conferência a partir da referência. É necessário estar definido o local de entrada e saída de caminhões, os locais de armazenamento de suprimentos, o refeitório, o escritório, o vestiário, banheiro, circulação de pessoas e máquinas. (d) Todos os equipamentos e ferramentas necessários para a montagem do gabarito e para a realização da locação devem estar providenciados Equipamentos e ferramentas necessárias 1. Teodolitos e níveis; 2. Nível de mangueira; 3. Trena de 30 ou 50 metros; 4. Linhas de nylon; 5. Nível de pedreiro; 6. Pontaletes de pinho de 3 x 3 ; 7. Tábuas de pinho de 1 de espessura e largura de 15, 20 ou 30 cm; 8. Prumo de centro; 9. Tinta esmalte (cores vermelha e branca) 10. Marreta, martelo e pregos Etapas executivas 16

30 Tendo todos os equipamentos, ferramentas e materiais necessários e os prérequisitos atendidos, é o momento de iniciar a montagem do sistema inicial de locação, com a montagem dos gabaritos. (a) Montagem do gabarito São cravados pontaletes de madeira de 1 em 1 metro ou de 1,5 em 1,5 metro ao redor da periferia do canteiro. Após a cravação dos pontaletes, pregar as tabuas corridas (ou travessas) nos pontaletes de madeira, perfeitamente alinhada, como na figura abaixo. É necessário nessa etapa, utilizar nível a laser ou mangueira de nível para auxiliar na manutenção do nível, além de garantir o perfeito esquadro. Quando o terreno tiver caimento elevado, a tabela passará a ser feita em degraus, acompanhando a configuração do mesmo, mas sempre em planos horizontais nivelados (AZEREDO, 1997). Figura 3: Esquema 3D do conjunto de tábuas corridas que formam o gabarito para a locação da obra. Fonte: Azeredo (1997). 17

31 Com a estrutura pronta, é necessário marcar os eixos do projeto nas travessas de madeira. É imprescindível ter o acompanhamento do Engenheiro responsável pela produção da obra e de um profissional experiente na frente do serviço. Se tiver previsto no orçamento, a ajuda de um topógrafo nessa etapa é fundamental para ter mais precisão. A partir do marco referencial, Transferem-se os eixos do projeto e marca-se inicialmente com o lápis de carpinteiro nas travessas. Após a conferência das marcações, é preciso pintar com tintas marcantes para garantir durabilidade. (b) Locação dos elementos de fundação Para locar os elementos da fundação, é preciso retirar do projeto as coordenadas cartesianas do elemento e marcar no gabarito. Estica-se uma linha de nylon, nas duas direções simultaneamente. O cruzamento entre elas será a locação do elemento. Para transferir esse cruzamento para o terreno, é necessário utilizar um prumo de centro. (c) Transferência dos eixos para a estrutura da edificação Concluída a locação das fundações, é preciso transferir os eixos do gabarito de madeira para a estrutura da edificação, permitindo a retirada da estrutura de madeira e a organização do canteiro. Por questão de praticidade, é transferido apenas um eixo em cada direção para a estrutura da edificação. É preciso escolher um eixo que tenha menos interferência com as vedações verticais e com os elementos estruturais. Dessa forma, minimiza as criações de eixos complementares nos pavimentos. Na fôrma das lajes, é deixado um grampo de aço para, após a concretagem, servir de mestra pros eixos no pavimento. 18

32 À medida que os pavimentos vão sendo concretados, é preciso ir transferindo os eixos para a laje de cima. Para tanto, é necessário utilizar um prumo de centro e pegar o eixo da laje de baixo, já concretada, para a superior. Caso o edifício seja baixo, torna-se possível e recomendável ter como referência a primeira laje e transferir sempre a partir dela, minimizando o erro acumulado. Essa etapa deve ser realizada por um colaborador experiente e caprichoso. Quanto mais alto for o edifício, maior o erro propagado. verticais (d) Marcação dos elementos estruturais da edificação e das vedações Para fazer a locação dos elementos estruturais do edifício e das vedações verticais, utilizam-se linhas de nylon esticadas de um lado ao outro (linhas mestras) e as marcações são feitas com o uso de trena, lápis de carpinteiro e esquadro, como ilustra a imagem abaixo. Figura 4: Esquema ilustrativo da locação de elementos estruturais na fôrma da laje com o auxílio de trenas e lápis de carpinteiro. (Fonte: < Acesso em: 12 Dezembro 2014.) O nível das lajes e das vigas costuma ser determinado com nível a laser ou com nível de mangueira, tomando como referência o piso da laje inferior. 19

33 Mão de obra utilizada Durante todas essas etapas, é preciso ter a atuação de profissionais competentes e experientes nesse tipo de execução. É preciso formar duas duplas. A primeira responsável pela locação e a segunda pela conferência. A primeira dupla deve ser formada por um Mestre de Obra - caso a obra tenha - ou um Encarregado de Obra e um carpinteiro, pois os processos envolvem montagem de estrutura em madeira. A segunda dupla deve ser formada pelo Engenheiro responsável pela produção ou algum auxiliar que ele venha a ter e outro carpinteiro Vulnerabilidades do processo Essa metodologia utilizada para locação de obra é a mais utilizada e, por consequência, a mais bem dominada pelas construtoras e pelos agentes construtores. Por conta de ser uma técnica dominada, os erros são menores, mas ainda existem. Nessa etapa de construção, é imprescindível erradicar os erros para obter sucesso na edificação. Em todas as etapas de locação de obra de edificações, existe o risco de o colaborador errar a medida na trena. Como são várias medidas tiradas uma depois da outra, um momento de distração pode fazer o funcionário errar a locação. Por isso, é imprescindível ter concentração e realizar a conferência após as marcações. (a) Falhas durante a locação das estacas 20

34 Durante a etapa de locação das fundações, pode acontecer do terreno não estar perfeitamente nivelado e ainda precisar movimentar material. Isso acontece pela pressa do construtor, querendo iniciar a execução das fundações. Se a fundação for do tipo estaca cravada, deve tomar cuidado com a movimentação do bate-estacas, uma máquina extremamente pesada, que poderia danificar a estrutura dos gabaritos. Vale a pena citar que a cravação de estacas gera vibrações no terreno e essa vibração pode modificar o posicionamento dos gabaritos. Recomenda-se que os pontaletes sejam cravados no mínimo 50 cm no solo e as tabuas corridas sejam rigorosamente fixadas. Caso seja necessário retirar o gabarito para a passagem de algum equipamento, é preciso reposiciona-lo com o mesmo rigor de antes. É comum vermos a retirada e o reposicionamento realizados com pressa e as falhas podem ser grandes. (b) Falhas durante a locação da estrutura Uma vez que os eixos foram transferidos para a estrutura da edificação, a locação dos elementos estruturais deve ser feita tomando como referência o eixo principal. Nesse processo, as falhas decorrem basicamente quando as medidas são puxadas a partir de referencias diferentes. O correto é o locador esticar a trena sempre da linha de eixo principal. Em alguns casos, essa linha está distante do ponto do elemento locado e ele toma como referência outro elemento já locado. Por exemplo, para locar um pilar, ele retira do projeto a distancia desse pilar para outro, já posicionado, e não do eixo de referencia. Essa técnica é altamente não recomendável pois quando se erra uma vez, o erro é propagado pela edificação. 21

35 Outra falha comum nesse processo ocorre quando existem obstáculos que não permitem o locador esticar a linha de um lado a outro da laje. Ao invés de retirar os obstáculos (em alguns casos não sendo possível) ele desloca o eixo e compensa na cota do projeto. Essa medida deve ser feita com muita cautela, pois uma conta feita errada gera a falha. É importante citar que o carpinteiro, na hora de formar o pilar, a viga e a laje, deve considerar a espessura da fôrma, compensando a marcação feita pelo locador. (c) Falhas durante a locação das alvenarias Nessa etapa ocorre o maior número de erros de locação. Existe uma tendência hoje do mercado de terceirizar a mão de obra, por uma série de motivos, mas principalmente para empreitar um serviço e ter o custo da obra mais bem controlado e diminuir as despesas administrativas. Na execução da marcação das alvenarias, a mão de obra terceirizada costuma tarefar o marcador, ou seja, remunera-lo de acordo com a sua produção. A consequência disso é uma produção rápida e nem sempre bem feita. Cabe ao construtor, conferir toda a locação da primeira fiada, antes de elevar a alvenaria. Isso é extremamente importante. Após a elevação da alvenaria, torna-se muito mais difícil a conferência por conta dos obstáculos causados pelas mesmas. A marcação da alvenaria deve ser iniciada com o pavimento totalmente limpo e organizado, como mostra a figura abaixo. Caso contrario, será necessário deslocar o eixo e compensar as distancias no projeto, aumentando a probabilidade de erros. Esse recurso é largamente utilizado em grandes pavimentos. Quanto maior a distância da marcação para a parede, maior a chance de acumular falhas. 22

36 Figura 5: Alvenarias locadas e aguardando a realização da conferência para executar a elevação. Fonte: (< Acesso em 14 Dezembro 2014.) Da mesma forma que na locação dos elementos estruturais da edificação, as vedações verticais devem ser locadas sempre a partir do eixo referencial fixados na laje. Jamais marcar uma parede a partir de outra para não acumular erro. Isso ocorre com frequência. Em caso de grandes pavimentos, é necessário transferir - do gabarito de madeira para a edificação - mais de um eixo na mesma direção Vantagens e desvantagens do Método (a) Vantagens O método dos gabaritos é mais barato em relação à utilização de tecnologia para a locação de obra. Ele gera um referencial planimétrico e altimétrico. Serve 23

37 para a locação de fundações profundas ou superficiais, elementos estruturais da edificação e para vedação vertical. Possui uma boa precisão em comparação ao método dos cavaletes, mencionado abaixo. (b) Desvantagens Ele pode interferir na logística da obra, no que tange a escavação, entrada de equipamentos, entrada de caminhões, sequência executiva. Um trecho onde não foi possível montar o gabarito, deve ser executado posteriormente. Utiliza-se uma quantidade grande de madeira, um suprimento cada vez mais caro e valorizado na construção civil. Deve ser executado com o máximo de cuidado e requer funcionários experientes e capazes de exercerem essa função Patologias geradas Estudo de caso Será apresentado nesse tópico dois casos de falhas nas locações dos elementos estruturais do Edifício SELETTO, construído pela Construtora Norberto Odebrecht, na Barra da Tijuca. Para executar a locação, foi usado o método apresentado nesse capítulo, com a utilização de tábuas corridas na etapa de concretagem das primeiras lâminas e posteriormente, os eixos principais foram transferidos do gabarito de madeira para a estrutura da edificação Pilar da rampa da garagem O Pilar P7B, central da rampa da garagem, que faz o acesso do segundo para o primeiro subsolo foi locado errado pelo Encarregado de Obra, responsável pelo 24

38 setor. O projeto original mostra a locação correta do elemento, como mostrado na figura 6. Figura 6: Projeto original de fôrma da rampa de acesso ao subsolo do edifício SELETTO. Fonte: O Autor (2015) Podemos observar que o Pilar P7B está centralizado com o eixo L e deslocado em 61 cm em relação aos eixos dos pilares P122 e P123. A execução do mesmo foi feita em não conformidade com o projeto de locação. O pilar P7B foi locado com o seu centro alinhado aos pilares P122 e P123, ou seja, com um erro de 61 centímetros como mostra a figura 7. 25

39 Figura 7: Ilustração de uma não conformidade na locação do pilar P7B da rampa de acesso ao subsolo do edifício SELETTO. Fonte: O Autor (2015) O pilar P7B é um elemento que transfere cargas desde os pavimentos tipo até às fundações. A carga proveniente do mesmo, com a locação errada em 61 centímetros, geraria uma excentricidade não levada em consideração no projeto. O erro de locação foi descoberto pelo Mestre de Obras. A causa foi erro de leitura de projeto. A pressa e a confiança fez com que o Encarregado de Obra errasse o posicionamento. Como o deslocamento foi na direção longitudinal da rampa, a solução encontrada pelos projetistas estruturais e pelo arquiteto foi aumentar a seção do 26

40 pilar P7B no sentido da rampa, não alterando a funcionabilidade da rampa, como mostra a imagem abaixo. Figura 8: Projeto de fôrma modificado da rampa de acesso ao subsolo do edifício SELETTO. Fonte: O Autor (2015) No solo da região existem camadas grandes de solos compressíveis. Por conta disso, foi necessário criar uma fundação com alta rigidez. Segundo BARATA (1986), para solos com alta compressibilidade, é fundamental projetar uma fundação rígida para que a interação solo-estrutura não gere recalques diferenciais excessivos. A solução utilizada para o projeto de fundações do Edifício Seletto Business DOC foi Estacas do tipo Franki com radier de 60 centímetros. Uma fundação bastante rígida, calculada para ter recalques diferenciais mínimos. Por conta da alta rigidez das fundações, a alteração que 27

41 foi feita nas cargas que chegam às fundações não foi suficiente para demandar um reforço na mesma Pilares do Bloco 2 Toda a linha de pilares (P26B, P27B, P28B, P29B e P30B) do segundo pavimento do bloco 2 foi deslocada 10 centímetros em direção ao eixo W. A figura 9 representa o projeto original. Figura 9: Projeto de fôrma do segundo pavimento do edifício SELETTO. Fonte: O Autor (2015) A marcação da fôrma foi feita pelo Encarregado de Obra, responsável pelo local. Após a conferência pelo engenheiro de produção, ficou constatado a não conformidade. Seguindo as recomendações da ISO 9001 para não conformidades reais, foi feita a correção imediata para resolver o problema, ou seja, foi feita a correção da locação das fôrmas e estudou-se as causas raiz para o problema não ocorrer novamente. Descobriu-se que o eixo W não pode ter sido tomado como referência, pois havia obstruções no canteiro que impediam esticar a linha de 28

42 nylon. Com isso, o Encarregado de Obras, transferiu as cotas de outro eixo, do eixo X e errou na marcação Método dos cavaletes Derivação O método dos cavaletes é uma derivação do método apresentado à cima. Consiste na montagem da estrutura de marcação do alinhamento dos elementos que serão locados, como mostra a figura 10. Ele é utilizado quando não há possibilidade de montar a estrutura das tábuas corridas ao longo da periferia completa da obra ou quando a construção tiver trechos espaçados de construção e não houver necessidade de existirem eixos desenhados que não serão utilizados para locação de nenhum elemento de obra. Por exemplo, na construção de um galpão, apenas é necessário ter a locação no alinhamento das fundações e não é preciso distribuir eixos pela periferia do canteiro. Na construção de um edifício de pequeno porte, é mais prático marcar os alinhamentos das fundações, dos elementos estruturais e das alvenarias, não havendo sentido marcar todos os eixos do projeto de arquitetura. Figura 10: Representação do método dos cavaletes para locação de obras de edificação. Fonte: Concurso do Tribunal Regional Eleitoral do Amapá (2011) 29

43 Serviços que antecedem a locação No método dos cavaletes é necessário ter a região dos cavaletes isolada durante o processo de marcação dos eixos e da locação da obra devido à fragilidade da estrutura dos mesmos. Qualquer movimentação de solo próximo ao local, ou até mesmo um pontapé, pode facilmente alterar a posição original. O engenheiro deve definir um plano de ataque para a locação e dessa forma, apenas os eixos que serão utilizados na locação serão desenhados na madeira do cavalete. Por exemplo, se o plano de ataque for iniciar a locação das sapatas de uma determinada região A da obra, os cavalete serão montados apenas nessa localidade e o restante da obra continua aberta para outros serviços, como por exemplo, movimentação de solo com uso de equipamentos Equipamentos e ferramentas necessários O método apresentado é mais simplificado que o método anterior apresentado. Dessa forma, ainda que seja recomendado o uso de uma estação total para o correto posicionamento dos cavaletes no canteiro de obras, o processo costuma ser realizado apenas com o uso das ferramentas básicas de aferição. 1. Nível de mangueira; 2. Trena de 30 ou 50 metros; 3. Linhas de nylon; 4. Nível de pedreiro; 5. Estacas de madeira (3 x 3) cm 6. Travessas de madeira 8. Prumo de centro; 9. Tinta esmalte (cores vermelha e branca) 30

44 10. Marreta, martelo e pregos Etapas executivas (a) Montagem dos cavaletes A montagem dos cavaletes é feita com duas estacas de madeira, cravadas no solo e uma travessa pregada sobre elas (AZEREDO, 1997), como mostra a figura 11. Figura 11: Detalhamento da estrutura do cavalete utilizado para locação de obra Fonte: (< Acesso em: 18 Dezembro 2014.) (b) Posicionamento dos cavaletes Os alinhamentos são fixados por pregos cravados em cavaletes. Esses alinhamentos constituem a locação dos elementos de obra, ou seja, das fundações, depois dos elementos estruturais e, por último, das alvenarias. É preciso ter o máximo de cuidado para não modificar esses alinhamentos. Deslocando-se o cavalete sem que tal seja notado, a parede ficará fora do alinhamento previsto, assim como o nivelamento será precário (AZEREDO, 1997). 31

45 Dessa forma, o próprio posicionamento dos cavaletes constitui a locação dos elementos de construção Mão de obra utilizada Os responsáveis pelo serviço devem ser capazes de trabalhar com as ferramentas mencionadas à cima. No mercado, costuma-se utilizar um carpinteiro experiente, pois assim como no método de locação de obra apresentado em 3.1, uma não conformidade é sinônimo de retrabalho ao longo da construção Vulnerabilidade do processo AZEREDO (1997) determinou que a maior fonte de não conformidades no processo dos cavaletes está no deslocamento dos cavaletes após a marcação e cravação dos mesmos no terreno. Os cavaletes podem ser facilmente deslocados por batidas de carrinhos de mão, pontapés, movimentação de solo. A perda do alinhamento gera paredes fora de esquadro e no decorrer da obra, será necessário recuperar o esquadro da parede utilizando um ponto mais grosso no emboço. A consequência é o gasto de mais material ou então na perda de qualidade Vantagens e desvantagens do método (a) Vantagem A vantagem do uso do método dos cavaletes em relação ao método das tábuas corridas está no custo do processo. O método dos cavaletes utiliza uma menor 32

46 quantidade de material e requer uma mão de obra menos experiente em relação ao método do gabarito, pois a montagem do primeiro não é tão complexa quando a do segundo. Em pequenas obras, é possível montar os cavaletes em um nível baixo em relação ao solo, ou seja, a 20, 30, 40 centímetros do solo. Dessa forma, se ganha precisão no processo de transportar a locação de um elemento para o terreno, com a utilização do prumo. (b) Desvantagem A desvantagem do processo está na vulnerabilidade quanto às interferências no posicionamento do cavalete. Essas estruturas costumam ser frágeis e facilmente deslocáveis. Esse método apenas é recomendado para pequenas edificações, onde não haja muitos elementos a serem locados. Fundações complexas, com blocos de coroamentos, estruturas da edificação com muitos elementos e edifícios com muitas alvenarias, requerem um sistema de locação mais complexo e inviabiliza o processo dos cavaletes. 33

47 4. Tecnologia disponível para locação de obra Apoiados no desenvolvimento da eletrônica e da computação nas ultimas décadas, surgiram os equipamentos eletrônicos para medir ângulos e distâncias, proporcionando um grande avanço nas tecnologias de obtenção e processamento dos dados de campo. O emprego dos distanciômetros eletrônicos viabilizou a medição de maiores distâncias com grande precisão (TAVARES, 1998 apud SOUZA, 2001). O aparecimento das estações totais, reunindo num único equipamento um teodolito eletrônico e um distanciômetro eletrônico é considerado como um marco extremamente significativo em toda a história da topografia Medidores eletrônicos de distância (MEDs) Segundo RODRIGUES (2003), o distanciômetro é um instrumento eletrônico acoplado ao teodolito e alimentado por uma bateria. O operador mirava em um prisma refretário no ponto topográfico e disparava um raio laser infravermelho do instrumento que retornava ao mesmo com a velocidade da luz ( K/S), registrando, assim, a distância percorrida com uma precisão de tr6es casas decimais. O aparecimento do distânciômetro eletrônico (MED) foi um dos mais importantes avanços em instrumentação de toda a história da topografia (WOLF & BRINKER, 1994). O primeiro MED foi construído pelo físico sueco Erik Bergstrand em 1948 e foi resultado de pesquisas dedicadas a melhorar os métodos para medir a velocidade da luz. O aparecimento dos MEDs revolucionaram a técnica dos procedimentos utilizados nos levantamentos topográficos (SCHOFIELD, 1993). 34

48 De acordo com SILVA (1993), além de facilitar a medição, os MEDs permitiram melhorar a qualidade das medidas. A precisão saltou da ordem do milímetro para décimos de milímetros. Esse instrumento era utilizado para fazer levantamentos topográficos. Não era portanto utilizado para realizar locação de obra. Foi necessário incrementar os equipamentos topográficos para que os mesmos servissem como equipamentos de locação. Segundo RODRIGUES (2003), a maior dificuldade dos distânciometros estava no tamanho da sua bateria. A mesma pesava mais de quarenta quilos e era necessário ser transportada por algum veículo ou animais Teodolitos Digitais Fundamentada nos teodolitos ótico-mecânico durante vários séculos, a topografia sofreu, depois do aparecimento dos MEDs, uma segunda inovação importante que foi o aparecimento dos teodolitos eletrônicos na década de 70 (SILVA, 1993). A diferença básica entre os teodolitos eletrônicos e os teodolitos clássicos é da substituição do leitor ótico de um circuito graduado por um sistema de captadores eletrônicos. Uma outra característica importante é a existência de um compensador eletrônico que permite corrigir, de forma automática, os erros de calagem do eixo vertical do instrumento (SILVA, 1993). Os teodolitos eletrônicos possibilitaram a conexão direta aos MEDs dando origem às estações totais Estações totais Uma estação total combina três componentes básicos: um MED, um teodolito eletrônico e um microprocessador, formando um equipamento único (WOLF & BRINKER, 1994). As estações totais podem medir automaticamente ângulos horizontais e verticais e distâncias inclinadas e calcular instantaneamente as 35

49 distâncias horizontais e verticais e apresentar os resultados em um visor de cristal liquido. Os dados podem ser armazenados em dispositivos do próprio equipamento ou em coletores de dados externos. A figura 12 apresenta algumas das estações totais existentes no mercado. Figura 12: Exemplo de estações totais comercializadas no mercado Fonte: SOUZA (2011) Uso da Estação Total na construção civil As estações totais permitem a locação de pontos no campo a partir da medida de ângulos e distâncias ou coordenadas. O instrumento calcula, com base na posição do prisma, a magnitude e direção do mesmo para atingir a posição 36

50 desejada, como mostra a figura 13. Inicialmente, grava-se na estação total a posição que ela se encontra e essa posição servirá como referência para todas as outras. Após esse passo, cria-se na estação total um ponto novo a ser locado no canteiro e marca as coordenadas do mesmo na memória interna do equipamento. Essas coordenadas são retiradas do projeto de locação. Figura 13: Ilustração do processo de locação planimétrica com o uso da estação total. Fonte: VIEGA (2000 apud SOUZA 2001) O próximo passo é encontra-lo no canteiro com o auxilio da estação total. Isso é feito em duas etapas: 1 Alinhamento do ângulo horizontal até zero. Com as coordenadas do ponto salvas na estação total, o operador precisa zerar o angulo horizontal. Dessa forma, é determinado o alinhamento do ponto a ser encontrado. 2 Distância da estação total até o prisma refletor. Essa etapa é a mais demorada do processo, pois exige uma boa comunicação entre o operador da estação total e do operador do prisma refletor. Quando a 37

51 estação total calcula a distância até o prisma através do comendo distance clicado pelo operador, ela vai dizer a distância da estação total até o prisma. Se essa distância foi negativa, significa que o prisma deve se afastar da estação total. Caso a distância seja positiva, o prisma deve se aproximar da estação total. Esse processo claramente requer paciência e dedicação dos operadores, visto a demora de uma medição para a outra e das inúmeras tentativas até encontrar a locação correta de determinado elemento. Essa tecnologia tem sido cada vez mais utilizada pelas construtoras em obras de edificações por conta do aumento do seu domínio, da sua precisão e confiabilidade no processo. Essa tecnologia é mais cara em comparação ao método convencional de locação de obras, apresentado neste trabalho, porque requer equipamentos caros e mão de obra especializada. Entretanto, nas etapas de execução da fundação, principalmente, essa tecnologia tem se mostrado eficiente. A execução de fundações profundas normalmente é feita com o terreno desnivelado, onde a montagem das tábuas corridas seria prejudicada. Nesses casos em que a planimetria é mais importante, o uso da estação total é fundamental para locar com precisão a posição das estacas. No caso de edificações com subsolos, a opção de executar as estacas antes do bota-fora tem sido cada vez mais utilizada pelas construtoras para facilitar a movimentação do equipamento de execução das estacas, normalmente muito grandes. Posteriormente, é feita a retirada do solo até o nível da primeira laje e as estacas são arrasadas até as cotas de projeto, ou seja, dos blocos de coroamento. Nesse caso, a montagem dos gabaritos pra executar as estacas e posteriormente realizar a desmontagem para fazer bota fora e a nova montagem para executar as lajes do subsolo também não é a melhor opção pelo gasto de 38

52 mão de obra e material para se ter um serviço com menor exatidão e maior tempo de execução. Uma economia nessa etapa da obra não é desejável do ponto de vista que uma não conformidade com o projeto de locação das estacas pode gerar prejuízos muitos maiores do que as economias. Para essas características de edificação é recomendável utilizar uma estação total: a) Terrenos desnivelados; b) Utilização de fundações profundas; c) Edificação com subsolo; d) Obras de grande porte, com muitas estacas. Após a execução das fundações, e inicio da concretagem da primeira laje, é necessário, muitas vezes, montar o sistema de tábuas corridas para auxiliar em locações futuras e transferir os eixos do projeto para a estrutura da edificação. Nessa etapa, é importante que a topografia faça essas marcações, para aproveitar a precisão e confiabilidade dos equipamentos. Dessa forma, atualmente, as construtoras têm utilizado na produção de obra a topografia para locar as fundações e para montar os gabaritos de madeira, ou seja, é uma mistura de tecnologia com técnica antiga. Após o início de concretagem das lâminas, a locação passa a ser feita pelos eixos do projeto marcados nas lajes. Nas obras de estrutura metálica, a estação total tem se tornado o componente principal para realizar a locação da estrutura. As peças são içadas e o topógrafo indica a posição correta para o montador. Construções em estrutura metálica exigem precisão milimétrica. Quem garante essa conformidade de medidas é a equipe de topografia, que trabalha no canteiro em tempo integral. São eles os 39

53 responsáveis por conferir o nivelamento, alinhamento e prumo da estrutura, obedecendo aos padrões de qualidade. A topografia é utilizada ainda nas obras de infraestrutura, como pontes, barragens, estradas, portos etc. A sua grande vantagem está na precisão e confiabilidade. Nas obras de grande porte é preciso ter esses instrumentos para acelerar a execução das estruturas sem perder qualidade. Além disso, trabalhase com grandes distâncias, dificultando a utilização de ferramentas como trenas e linhas de nylon. Na figura 14, podemos observar a execução de uma estrutura metálica com o auxílio de uma estação total trabalhando em tempo integral com a equipe de montagem dos elementos estruturais. Figura 14: Utilização da estação total na execução da estrutura metálica. Fonte: (< Acesso em 3 Janeiro 2015.) 4.4. Sistema de Posicionamento Global GPS 40

54 O GPS é um sistema de navegação por satélite desenvolvido pela Força Aérea dos EUA durante as décadas de 70 e 80 e colocado em operação na década de 80. De acordo com HOFMANN-WELLENHOF ET AL (1997), o GPS foi estabelecido basicamente para proporcionar ao usuário a capacidade de determinar a sua posição, expressa, por exemplo, pela latitude, longitude e altitude. Pode ser usado em quaisquer condições meteorológicas para determinar posição, velocidade e tempo em relação a um sistema de referência definido para qualquer ponto sobre ou próximo da superfície da terra (WOODEN 1985 apud SEGANTINE, 1999). Tem se constituído no melhor sistema de navegação implantado a nível mundial, ternando-se uma grande revolução na arte de posicionar qualquer objeto sobre ou próximo à superfície terrestre (SEGANTINE, 1999). HOFMANN-WELLENHOF ET AL (1997) apresentam da seguinte forma, os fundamentos do sistema: o GPS pode ser entendido como um sistema de medição de distâncias a partir da posição de um satélite no espaço até um ponto de posição não conhecida na superfície da terra, mar, ar ou espaço. Estas distâncias são medidas a partir de um sinal horário transmitido pelo satélite que também transmite simultaneamente a sua posição estimada. As distâncias são derivadas da medida do tempo de deslocamento e velocidade ou da medida da fase do sinal emitido Uso do GPS na construção civil Na construção civil a sua utilização tem sido em obras abertas, como na construção de rodovias, ferrovias, portos, obras de infraestrutura, por conta da utilização de sinais enviados pelos satélites e da necessidade de estar em um campo aberto para o sistema ser mais eficaz. 41

55 Os aparelhos possuem precisões baixa para a locação de edificações. O equipamento Leica Zeno 10, por exemplo, possui precisão da ordem de 0,4m. Na figura 15, observa-se um operador locando a posição de uma rede de abastecimento de água. Figura 15: utilização do GPS para locação de obra. Fonte: (< GPS%2FGNSS%20RTK&id=4>. Acesso em 4 Janeiro 2015.) Limitação do uso do GPS / GNSS Em teoria, o GNSS apresenta posições de ponta em 3d pelo dia inteiro (24 horas), sob quaisquer condições climáticas. Entretanto, apesar disso, o sistema tem algumas restrições (SEGANTINE, 2001). A captação dos sinais emitidos pelo sistema GNSS e uma atividade realizada quase em sua totalidade a ceu-aberto. Geralmente, as antenas receptoras são 42

56 posicionadas em locais que não exista obstrução para a captação de sinais, ou seja, locais onde se deseja conhecer suas coordenadas. Devem-se evitar locais que de alguma forma existam obstáculos que dificultem a recepção integral dos sinais pelas antenas ou objetos que interfiram na qualidade do sinal originalmente adotado. Estes efeitos certamente interferem na qualidade do resultado final das coordenadas dos pontos medidos. (TONIOLO et al., 2013) A tecnologia GPS / RTK como alternativa de locação de obras de edificações Na prática com o GPS você pode fazer dois tipos de levantamento. O mais comum é o pós-processado, com a utilização de pelo menos um par de receptores. Um na base (ponto previamente conhecido) e outro de levantamento. O profissional percorre os pontos a levantar gravando informações transmitidas pelos satélites por um intervalo de tempo, pelo processo de posicionamento conhecido como stop and go. Após o término dos trabalhos de campo, descarregam-se as leituras gravadas nos dois receptores em um computador e processa os dados em um programa específico, só aí irá saber se obteve êxito nos resultados calculados, ou terá que repetir parte do serviço de campo (RIBAS, 2010). O outro tipo de levantamento é o chamado RTK. Um receptor GPS RTK (Real Time Kinematic) é aquele que provê o posicionamento relativo cinemático em tempo real. É uma técnica que vem evoluindo rapidamente e que permite ao operador obter informações, diretamente no campo, sem a necessidade de pósprocessamento, e atingir uma posição centimétrica (RODRIGUES, 2012). A tecnologia do GPS é largamente utilizada pelos civis e consiste em um aparelho receptor de sinais enviados dos satélites e através deles, calcula-se a posição do equipamento com referências geodésicas. Ou seja, ele é capaz de registrar a posição do equipamento através das coordenadas globais. Apenas 43

57 esse processo não é suficiente para locar pontos no terreno, uma vez que não há possibilidade de encontrar uma cota conhecida de projeto. Ou seja, esse processo é suficiente para registrar pontos e não para loca-los. A tecnologia RTK é a solução para essa limitação e permite uma troca de informações online com o operador Apresentação da tecnologia GPS RTK Essa solução requer dois equipamentos receptores trabalhando juntos. A tecnologia GPS RTK permite trocar informações entre o equipamento receptor posicionado em uma referência fixa do canteiro com um equipamento receptor móvel utilizado para executar a locação dos pontos. A figura 16 ilustra esse processo de troca de dados. Essas informações são trocadas de maneira online, através de sinais de rádio ou com o uso da tecnologia GSM. Os próprios aparelhos com essa tecnologia possuem um emissor e um receptor para esses tipos de ondas. Segundo GUANDALINI (2012) no Brasil, 95% da utilização da tecnologia GPS RKT é feita com ondas de rádio. Figura 16: Técnica RTK / UHF 44

58 Segundo SEGANTINE (2005), o RTK é baseado nos seguintes preceitos: 1- Na transmissão de dados de correção (fase e pseudodistancia) oriundos de uma estação de referencia para antenas remotas utilizadas por usuários, em tempo real; 2- Na resolução das ambiguidades das antenas receptoras remotas de forma on the way ou on the fly ; 3- Na determinação segura de vetores, entre a estação de referencia e as posições da antena remota, em tempo real ou quase real Tecnologia RTK / UHF Essa solução para locação de obras de edificações envolve o uso de um aparelho GPS, que possua a tecnologia RTK / UHF. UHF (Ultra High Frequency) é uma tecnologia difundida que usa ondas de rádio para trocar informações entre os receptores GPS. A estação base retransmite a fase da portadora que ela mediu, e as unidades móveis comparam suas próprias medidas da fase com a recebida da estação de referência. Isto permite que as estações móveis calculem suas posições relativas com precisão milimétrica, ao mesmo tempo em que suas posições relativas absolutas são relacionadas com as coordenadas da estação base. Esta técnica exige a disponibilidade de pelo menos uma estação de referência, com as coordenadas conhecidas e dotadas de um receptor GNSS e um rádiomodem transmissor, como mostra a figura 17. A estação gera e transmite as correções diferenciais para as estações móveis, que usam os dados para determinar precisamente suas posições. 45

59 Figura 17: Par de Receptores GNSS ProMark 500 RTK L1/L2. Fonte: (< Acesso em 18 Janeiro 2015) Na locação de obras de edificações, não é necessário instalar um transmissor de radio externo. Os aparelhos GPS com tecnologia RTK/UHC possuem um transmissor interno de aproximadamente 1 watt de potencia, que abrange uma distância de, em média, 4 quilômetros. Sendo assim, para locação de edificações, atende a necessidade Tecnologia RTK / GSM A técnica RTK / GSM surgiu na Alemanha, em Neste país, é muito caro utilizar um canal de rádio devido a pouca oferta de canais e restrições pelo governo. Dessa forma, foi desenvolvida a técnica que utiliza sinais GSM (Global System for Mobile Communication). Essa técnica utiliza sinais de telefonia celular para fazer a comunicação entre as receptoras base e a móvel. Dessa forma, não utiliza ondas de rádio e precisa que haja antenas de celular em seu raio de alcance. 46

60 Na união europeia estima-se que o uso da técnica RTK / GSM é de 95% enquanto que a técnica RTK / UHF apenas 5%. O mercado americano chegará nesta proporção no final de 2013; no Brasil o uso da técnica RTK / GSM não é superior a 1% quando comparado ao uso da técnica RTK / UHF. Esta vem sendo utilizada devido a não dependência de nenhum serviço adicional, exceto seus próprios equipamentos (GUANDALINI, 2012) Comparação entre as tecnologias RTK/UHC e a RTK/GSM nas obras de edificação A tecnologia UHC é mais antiga que a tecnologia GSM. A primeira utiliza transmissores de rádio para fazer a intercomunicação entre as receptoras do GPS e a segunda utiliza um chip GSM nas receptoras - o mesmo utilizado nos celulares - para emitirem um sinal até a antena de telefonia e essa retransmitir o sinal para a segunda. O diferencial da tecnologia GSM está na possibilidade de fazer comunicação em grandes distâncias e com obstáculos entre as receptoras. Como os sinais GSM são emitidos pela receptora e retransmitidos pela antena de telefonia, basta que no local tenha cobertura GSM. Em obras grandes, onde há obstáculos no meio, como montanhas, muitas árvores, construções, essa opção é a única para viabilizar o processo. A tecnologia UHC, que utiliza os sinais de radio para realizar as correções de posicionamento entre as receptoras GPS, possuem no mercado equipamentos com os transmissores de rádio embutidos que possuem alcance de aproximadamente 4 quilômetros. Sendo assim, nas obras de edificação, em sua maioria, essa tecnologia é suficiente Vulnerabilidades do processo 47

61 A solução para locação de obras de edificação apresentada, com o uso da tecnologia GPS/RTK, se mostra interessante quando avaliamos a rapidez e facilidade, a confiabilidade nas medidas e a precisão do mesmo. Entretanto, essa tecnologia tem uma deficiência que inviabiliza o procedimento em algumas etapas de locação das edificações. A vulnerabilidade do processo está na incapacidade do aparelho em se conectar aos sinais GNSS quando encoberto por um anteparo. Quando esse anteparo é o concreto armado, a receptora não consegue se conectar aos sinais transmitidos do satélite e acende uma luz vermelha indicando estar sem serviço. Foi apresentado neste trabalho que as etapas de locação de obras se dividem basicamente em 3 momentos diferentes da construção: Locação das fundações, locação das estruturas e marcação das alvenarias. Sendo assim, por conta dessa vulnerabilidade da tecnologia, torna-se dificultosa a marcação das alvenarias. Entretanto, para a locação das fundações e para a etapa da locação das fôrmas que servirão de molde para os elementos estruturais, é possível utilizar essa tecnologia. Na primeira, se trabalha com o campo aberto, em um canteiro de obras ainda exposto. Na segunda etapa, na locação dos elementos estruturais, trabalha-se em cima da laje já concretada na etapa anterior e permite com isso, utilizar a tecnologia. Entretanto, é necessário avaliar os obstáculos entre uma estação receptora e outra para não bloquear os sinais de rádio. Caso hajam obstáculos, pode ser necessário utilizar a tecnologia GSM para implementar o sistema de locação, ganhando rapidez Avaliação dos custos 48

62 A avaliação dos custos é importante para ter a capacidade de decidir por uma ou por outra tecnologia, diante da necessidade do usuário. Na tabela 1 constam preços com alguns produtos GPS com a tecnologia RTK. Tabela 1: Preço de equipamentos GPS com tecnologia RTK Marca Tecnologia Preço TOPCON HIPER II UHF e GSM R$ LEICA Viva GS14 UHC e GSM R$ SOKKIA Grx-2 UHC e GSM U$ TRIMBLE r4 UHC U$ Fonte: Catálogo de revendedores diversos (2015) O uso de GPS com tecnologia RTK para a locação de edificações ainda é caro devido a tecnologia ser relativamente nova no Brasil. Entretanto, a rapidez do processo é um fator decisivo na hora de escolher essa tecnologia. Tanto por conta da alta produção, quanto pelas medições confiáveis que o equipamento oferece. Numa obra de edificações, onde há prazos apertados para o construtor, devido à entrega das unidades para os clientes, ganhar tempo nas etapas construtivas pode fazer com que uma tecnologia aparentemente cara, possa compensar. A prática do aluguel desse equipamento é mais utilizada. Além do aluguel do equipamento, as fornecedoras indicam a mão de obra para operar. A figura 18 representa um comparativo entre os custos da tecnologia GPS RTK com o uso de estação total para executar a locação de obra. 49

63 Figura 18: Comparação do custo médio entre os equipamentos para locação de obra Fonte: POLEZEL, W., 2011, Quando e porque vale a pena investir na tecnologia GPS RTK? Segundo POLEZEL (2011), a locação de obra realizada com a tecnologia GPS RTK pode ser até 5 vezes mais barata que utilizando uma estação total e caderneta de campo. Segundo ele, isso se deve basicamente à agilidade do procedimento e a menor quantidade de pessoas envolvidas. Para executar a locação com o auxílio de uma receptora GPS, apenas são necessárias duas pessoas, enquanto na outra serão necessárias quatro. 50

64 5. Incerteza de medição dos equipamentos de locação de obra de edificações Durante as etapas de locação de obra, tanto durante a execução das estacas quanto no posicionamento das fôrmas para concretagem dos elementos estruturais e da marcação das vedações verticais, é extremamente necessário que as ferramentas utilizadas para tais serviços tenham exatidão adequada e que desempenhem, ao longo do processo, aferições confiáveis. A trena manual é a ferramenta mais utilizada para fazer medições dentro do canteiro de obras de edificações. O seu uso é simples e não requer mão de obra especializada. Outra ferramenta que tem ganhado espaço e sendo utilizada nas locações de obras de edificações de grande porte são as estações totais que aparecem no mercado como uma boa solução para tal, por conta da maior precisão em relação à trena convencional. Nesse caso, é necessária uma mão de obra especializada para manusear o instrumento. No processo de locação de obra, segundo recomendação de 2013 da COMASA, é requerida uma exatidão de 3 milímetros ou 0,3 centímetro para preservar as diretrizes de projeto e não alterar consideravelmente os projetos de locação. Para tanto, as trenas convencionais devem ser constantemente renovadas ou calibradas e as ferramentas de auxílio, como por exemplo, o lápis de carpinteiro utilizado para fazer as marcações no chão, deve passar por manutenções periódicas. Segundo Alves (2010), Exatidão denota uma absoluta aproximação das quantidades de medidas aos seus valores verdadeiros. Ou seja, é o desvio padrão dos valores medidos e dos valores nominais ou de projeto. Ainda segundo Alves (2010), a precisão refere-se ao grau de refinamento ou a coerência de um grupo de medições e se avalia com base na magnitude das discrepâncias. Se forem feitas múltiplas medições da mesma quantidade e surgir 51

65 pequenas discrepâncias, isso reflete uma alta precisão. A figura 19 ilustra essa diferença. Figura 19: Diferença entre precisão e exatidão. Fonte: ALVES (2010) 5.1. Precisão e erros da trena convencional A trena convencional é basicamente uma fita graduada que apresenta divisões de metro, centímetro e milímetro. Usada para medição direta de distâncias entre dois pontos topográficos sobre alinhamentos (Orth, 2008). Sendo assim, a sua menor medida corresponde a 1 milímetro e corresponde às expectativas necessárias para as atividades de locação. A precisão das trenas convencionais diminui com o aumento da distância aferida. A trena com fita de fibra de vidro está disponível em 10, 20, 30 ou 50 metros no mercado. O comprimento e a resistência do material a torna perfeita para grandes construções. Conta com roldana plástica acoplada, o que torna a trena longa ainda mais forte. Durante a locação é necessário esticar a trena com o máximo de tensão possível entre os operadores. Isso porque a trena de fibra de vidro possui uma elasticidade natural e necessita ser tensionada para que os valores aferidos 52

66 correspondam à realidade. Caso contrário, a trena poderá ficar enrugada e gerar uma não conformidade na medida aferida. Além desse fator que altera significamente a precisão das medidas, existe outro que se refere ao procedimento de locação. Durante o uso da trena convencional, costuma-se utilizar como apoio nas marcações um lápis de carpinteiro para desenhar as posições no local. Esse lápis deve estar perfeitamente apontado para que a marcação feita seja realizada com precisão e não acumule erros durante o processo Precisão e erros da estação total As estações totais estão ganhando espaço na construção civil por apresentarem melhorias no procedimento de locação de obra. Nas obras de infraestrutura, ou seja, rodovias, pontes, estradas, portos, hidrelétricas entre outras em campo aberto, ela domina o sistema de locação. A típica Estação Total EDM (Eletronic Distance Meter) pode medir distâncias com precisão de cerca de 0,1 milímetros, mas a maioria das aplicações requer precisão de 1,0 milímetro. Essas estações totais usam um prisma de vidro como refletor para o sinal EDM. Segundo a norma brasileira NBR13133:1994 (Execução de levantamentos topográficos), classificar consiste em distribuir em categoria ou grupos a partir de um sistema de classificação. Tal norma define as divisões que devem ser enquadradas nos instrumentos baseados no desvio padrão de um conjunto de observações obtidas seguindo uma metodologia própria (NBR 13133, 1994). Será apresentado na tabela 2 de classificação dos instrumentos que estão envolvidos nesta norma: Medidores eletrônicos de distâncias (MED). 53

67 Tabela 2: Classificação de estação total quanto a precisão Fonte: Norma ABNT NBR 13133:1994 Sendo assim, as estações totais utilizadas para a locação de obra de edificações, devem ser, segundo a norma brasileira, de precisão alta (classe 3). Durante o processo de locação com o uso de uma estação total, é utilizado sempre um ponto de referência para locar os elementos. Eventualmente, esse ponto de referência pode não ter visão direta para todos os elementos locados e, dessa forma, é preciso criar outros pontos de referência, que chamamos de poligonal. Nesse processo de criar uma poligonal, é preciso conferir se os valores da mesma está abaixo do erro mínimo e assim, gerar valores confiáveis Importância do processo de calibração ou renovação dos instrumentos O uso dos equipamentos os desgasta e perde precisão ao longo do tempo. Sendo assim, é extremamente importante calibrar periodicamente os instrumentos de medida ou renova-los. Desde as ferramentas básicas como o esquadro, o lápis de carpinteiro e as trenas convencionais até os equipamentos sofisticados como as estações totais. 54

68 O processo de calibração de uma trena convencional é simples. Consiste na limpeza da ferramenta com benzina, éter ou álcool isopropílico. Em um local com temperatura constante, tencionar a trena com um peso na ponta ao lado de um instrumento laboratorial de medidas calibrado. Com uma lupa, o calibrador analisa e compara as diferenças com os padrões de aceitação. Na prática de construção, não se costuma calibrar as ferramentas básicas porque são instrumentos que quebram e perdem com uma frequência razoável no canteiro de obras. Dessa forma, é importante a renovação constante para não gerar não conformidades no processo de locação de obras. 55

69 6. Estudo de caso uso da estação total para conferência de locação e qualidade dos elementos estruturais da edificação As exigências do mercado de edificações com respeito à busca de novas tecnologias de locação de obra e a necessidade de criar mecanismos menos frágeis e mais eficazes para tal etapa motivaram esse estudo de caso. A ideia de produzir cada vez mais e aliar a rapidez com a perfeição pede uma fiscalização rigorosa e precisa, no que diz respeito à gestão da qualidade. Nesse sentido, será apresentado um estudo de caso que se trata da utilização de uma estação total para conferir a locação e a qualidade dos elementos estruturais da estrutura da edificação, ou seja, as vigas, as lajes e os pilares. As estações totais, já apresentadas neste trabalho, possuem tecnologia avançada, com emissores de ondas eletromagnéticas e processadores internos para cálculo de coordenadas. Dessa forma, após a concretagem e a desfôrma dos elementos estruturais, um operador utilizava a estação total para registrar as coordenadas dos elementos concretados. Em paralelo ao registro das coordenadas executadas in situ, retira-se do projeto - com auxílio do programa AUTO CAD, o valor dessas medidas e tanto os valores executados no campo quanto os valores esperados em projeto são armazenados num software desenvolvido pela empresa parceira desse projeto. Esse programa gera relatórios oriundos do confronto entre os valores teóricos retirados do projeto e os valores reais executados no campo. Esse relatório é uma análise do como está a locação e a qualidade das fôrmas de concretagem. Os resultados são devolvidos para as equipes diretamente envolvidas no trabalho de campo e servem de alerta para os erros sucessivos na montagem das fôrmas. Na prática do mercado, as estações totais têm sido utilizadas para a locação de grandes fundações, não sendo utilizadas para as etapas seguintes de locação 56

70 como, por exemplo, na locação dos elementos estruturais da edificação e das vedações verticais. Isso se deve à dificuldade de se trabalhar com esse equipamento em um ambiente denso de pessoas, ferramentas e materiais. Além dessa dificuldade, existe a restrição de acesso a todos os locais da laje com a estação total devido à presença ainda de escoras das fôrmas Objetivo do estudo de caso O objetivo é utilizar a tecnologia para conferir a locação dos elementos estruturais da edificação e aferir a qualidade dos mesmos, bem como testar a estação total no que diz respeito a sua aplicabilidade nas locações em cima dos pavimentos da edificação e avaliar o seu desempenho devido às dificuldades encontradas no que tange os obstáculos existentes no canteiro de obras e que dificultam a utilização desse equipamento. Foram avaliados dois aspectos: Primeiro no que diz respeito à eficácia da estação total para locar as fôrmas que serão utilizadas para concretar os elementos estruturais; Segundo será avaliada a eficiência do processo de registrar os valores executados, confrontar esses valores com os valores de referência do projeto e o retorno do resultado para os diretamente envolvidos no processo de execução com o objetivo de aumentar a qualidade dos elementos concretados e diminuir o retrabalho Metodologia utilizada A Metodologia utilizada foi definida a partir de entrevistas realizadas com os profissionais atuantes na construção de edificações, principalmente com os colaboradores diretamente envolvidos no serviço de locação de obra. Foi necessário entender os mecanismos de execução. As dificuldades encontradas e as soluções de engenharia encontrada para cada dificuldade. 57

71 Experimentações no campo foram necessárias para desenvolver uma ferramenta capaz de convergir os dados registrados com os dados do projeto de locação de fôrmas. A figura 20 explicita as etapas percorridas até a validação do sistema. Figura 20: Metodologia utilizada para conferir a locação e a qualidade dos elementos estruturais de uma edificação após a concretagem. Fonte: O Autor (2013) Após experimentações no campo, foi desenvolvida uma ferramenta capaz de confrontar os valores teóricos de projeto com os valores práticos registrados no campo. Sendo assim, a ferramenta desenvolvida respondia com precisão de milímetros as diferenças de locação. Aplicando a ferramenta através dos dados registrados e validando junto à Empresa parceira, obtivemos resultados consideráveis que serão apresentados Contextualização do problema Devido à necessidade de produzir cada vez mais em menor tempo, torna-se necessário criar mecanismos de controle de qualidade. Após a preparação das fôrmas que servirão de molde para o concreto armado e depois da desforma é necessário conferir a execução. A conferência deve ser feita imediatamente 58

72 antes da concretagem para corrigir erros grosseiros e evitar retrabalho e também após a desforma para que os erros possam ser descobertos e não serem propagados nos pavimentos a cima. Na execução da estrutura da edificação, acontece uma série de erros que devem ser sanados ainda na etapa de estruturas para evitar gastos excessivos de recursos nas etapas seguintes, como ilustra a figura 21. Figura 21: Erros comuns envolvendo a locação e a qualidade da execução das estruturas de edificações. Fonte: O Autor (2013) Quando os erros de locação são da ordem de 1 ou 2 centímetros e ocorrem de maneira não uniforme em um determinado elemento, ou seja, o elemento é concretado fora de prumo ou fora de esquadro, são necessários gastos com recursos, como por exemplo, gasto excessivo com emboço na estrutura ou na alvenaria para recuperar o esquadro e não apresentar não conformidades nas etapas de acabamento da edificação. 59

73 É necessário desenvolver mecanismos que diminuam essas não conformidades ao longo da execução da edificação para reduzir os recursos gastos para manter o padrão de qualidade Ferramenta utilizada A ferramenta comumente utilizada para conferir as locações é a trena convencional já apresentada neste trabalho. Para conferir a qualidade dos elementos são necessárias algumas ferramentas: O prumo de face para medir o prumo do elemento; O esquadro do elemento comumente é verificado com a utilização um esquadro de alumínio, tendo ainda outros recursos; O nível dos elementos são verificados com um nível de bolha. Neste trabalho será apresentada a estação total como recurso de verificação da locação e da qualidade dos elementos através do sistema de coordenadas internas que o equipamento tem capacidade de registrar e posteriormente transmitir ao computador, como mostra a tabela 3, em que ilustra um trecho do arquivo no formato.txt gerado pelo equipamento topográfico. Ela estabelece a origem de um espaço (3D) e através do laser mirado em um ponto específico armazena sua coordenada. Tabela 3: Arquivo de saída de dados registrados na Estação Total Fonte: O Autor (2013) 60

74 A coordenada desse ponto indica se há alguma irregularidade nos elementos (Vigas, Lajes e Pilares). Para tanto, é necessário medir alguns pontos em cada face de cada elemento para estudar o comportamento pós concretagem. Cada coordenada é comparada com a sua coordenada do projeto de locação e, dessa forma, o sistema desenvolvido tem a capacidade de confrontar os dados e emitir relatórios Armazenamento de dados e geração de relatórios O Software desenvolvido pela Empresa parceira tem a opção de importar o arquivo.txt gerado pela estação total com as coordenadas dos elementos medidos e armazenar. Paralelamente a essa etapa, é necessário carregar nesse Software as coordenadas de projeto de cada elemento medido em campo. É estabelecido um eixo de referência no projeto e esse eixo será utilizado como origem tanto para as medições no campo quanto para os valores teóricos do projeto de locação dos elementos estruturais. Armazenando os valores teóricos e os valores reais, o Software confronta esses dados e exibe relatórios que verificam a locação dos elementos e consequentemente a qualidade dos mesmos, como mostra a figura

75 Figura 22: Exemplo de relatório gerado pelo Software para desvios da face A de Vigas de uma edificação. Fonte: O Autor (2013) Para desvios de até 0,4 centímetros para mais ou para menos, o relatório exibe o número na cor azul. Para desvios de 0,5 até 0,9 centímetros, o relatório exibe os números na cor vermelha. Para diferenças de 1,0 até 1,9 centímetros, o relatório exibe os desvios na cor verde. E, por fim, para desvios a cima de 2,0, o relatório exibe números na cor preta. Dessa forma é possível notar as diferenças entre os valores de locação pedidos no projeto e dos executados no campo. Inicialmente é possível fazer uma análise visual da qualidade do produto executado Resultados e melhoras no procedimento executivo 62