FAST CONSTRUCTION SISTEMAS CAPAZES DE QUEBRAR RECORDES

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1 i RAFAEL BARRANQUEIRO EGÊA FAST CONSTRUCTION SISTEMAS CAPAZES DE QUEBRAR RECORDES Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Anhembi Morumbi no âmbito do Curso de Engenharia Civil com ênfase Ambiental. SÃO PAULO 2004

2 ii RAFAEL BARRANQUEIRO EGÊA FAST CONSTRUCTION SISTEMAS CAPAZES DE QUEBRAR RECORDES Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Universidade Anhembi Morumbi no âmbito do Curso de Engenharia Civil com ênfase Ambiental. Orientador: Prof. Érico Francisco Innocente SÃO PAULO 2004

3 iii Dedico este trabalho à minha família, aos meus avós, e principalmente, à minha noiva Kátia que percorreu comigo esta longa jornada de estudos.

4 iv AGRADECIMENTOS Gostaria de agradecer a todos que, de uma forma ou de outro, ajudaram no desenvolvimento deste trabalho, sem os quais não seria possível abranger todo o conteúdo apresentado, em especial: À Universidade Anhembi Morumbi, por acolher a mim e a toda turma de alunos transferidos; Às coordenadoras do curso de engenharia civil, professoras Jane Luchtemberg Vieira e Gisleine Coelho de Campos, pela colaboração e dedicação aos alunos; Ao professor Érico Francisco Innocente, por orientar e conduzir o desenvolvimento deste trabalho; Ao professor Antonio Carlos da Fonseca Bragança Pinheiro, pelas indicações de fornecedores na área de estruturas metálicas; Ao engenheiro Carlos Eduardo Valente Pieroni Filho, da Ceemeesse Engenharia, pela disponibilidade de tempo e pelas orientações, fundamentais para a montagem do estudo de caso;

5 v Ao arquiteto Fernando, da Munte Construções Industrializadas Ltda., pela disponibilidade de tempo e de materiais e pelas orientações dadas, importantíssimas para montagens do trabalho; Ao técnico Valdemir Luiz da Silva, da Ceemeesse Engenharia, pela disponibilidade de tempo e pelas informações, preciosas para abordagem no estudo de caso; À empresa KPMG Auditores Independentes, por viabilizar a configuração e impressão final deste trabalho.

6 vi RESUMO Nos últimos dez anos, nota-se que a construção civil brasileira vem passando por um intenso processo de reciclagem, principalmente em virtude da internacionalização da economia nacional, com a migração de várias empresas e investidores internacionais para o nosso país. Para se estabelecer no Brasil, estas empresas precisam implantar o seu empreendimento, e acostumadas com a modalidade de construção pré-fabricada, principalmente as originadas do período pós-guerra, impõe desafios às construtoras nacionais para a aplicação dos sistemas e subsistemas construtivos mais desenvolvidos do mundo, com os materiais, equipamentos, e principalmente, com a mão-de-obra nacional. Para que isso ocorresse, no início, algumas empresas nacionais, acreditando neste mercado, enviaram equipes técnicas para a Europa e Estados Unidos com o objetivo de absorver toda a tecnologia internacional e aplicar na construção civil nacional, firmaram parcerias com instituições de pesquisa e empresas, e trouxeram para o Brasil diversas metodologias construtivas, até então desconhecidas pela maioria dos profissionais da área. Neste período apareceram, com bastante intensidade, as estruturas pré-fabricadas de concreto, as estruturas metálicas laminadas, os sistemas construtivos Tilt-up, e também os subsistemas construtivos Dry-wall, Stell deck, Stell frame, além de algumas inovações tecnológicas como as placas cimentícias GFRC, novas tecnologias para pisos de concreto, e também tomaram força os conceitos de Fast Track, Fast Construction, Turnkey, Built to suit, Kanban, Fordismo, entre outros. As principais exigências destes investidores são: o prazo de entrega e a qualidade final do produto, já o preço passou a ser um fator não determinante neste caso. Para atender a estas exigências, as construtoras investiram em muita tecnologia de projeto e planejamento, para tentar antecipar qualquer inconveniente durante o período de obra, eliminando assim a necessidade de improvisos. Desta forma, nota-se em alguns casos, que o tempo de obra passa a ser menor do que o tempo de detalhamento do projeto, em virtude do planejamento integrado das atividades críticas e da liberação de várias frentes de trabalho no mesmo período de tempo. Um dos principais inconvenientes das construções préfabricadas, ainda é o alto custo inicial, mas a tendência é que com o desenvolvimento de novas tecnologias, esta modalidade possa atender também o mercado imobiliário, e desta forma, o custo de uma obra poderá ser reduzido, reduzindo-se assim os processos construtivos convencionais, que além de improdutivos e desqualificados, geram um grande volume de resíduos, altamente prejudiciais ao meio ambiente. Palavras Chave: Fast Construction; Fast Track; Industrialização; Pré-fabricado; Prémoldado; Tilt-up; Estrutura metálica; Piso industrial de concreto; Placa cimentícia GFRC.

7 vii ABSTRACT Over the last ten years, it has been noticeable that the Brazilian Civil Construction Industry has been going through an intense recycling process, especially due to the internationalization of the local economy, with the migration of various international companies and investors to our country. In order to establish themselves in Brazil, these Companies must implement their enterprise, and become accustomed to the pre-fabricated construction process, especially those which emerged in the post-war period, representing a challenge to national construction companies who must apply the most developed construction systems and sub-systems in the world, with materials, equipment and principally local labour. In order for this to happen, some national companies, believing in the local market, have sent technical teams to Europe and the USA with the objective of absorbing all of the international technology and applying it in the local construction industry; they also entered into partnerships with research institutes and companies, and brought to Brazil various construction methods until then unknown to the majority of professionals in the area. In this period, there emerged with great intensity various systems of construction such as Tilt-up, pre-fabricated concrete structures, laminated metal structures as well as sub-systems such as Dry-wall, Steel deck, Steel frame, cement based slabs (GFRC), and also certain concepts gained strength such as Fast Track, Fast Construction, Turnkey, Built to suit, Kanban, Fordism and others. The principal requirements of these investors are: delivery time and quality of the final product, since price has become a non-determining factor. In order to fulfill these requirements, construction companies invested heavily in project and planning technology, in an attempt to foresee any problems which may arise during construction, and so avoid the need for any improvisation. As a result, we can note in some cases that the period of construction becomes less than the planning period due to the integrated planning of critical activities and the simultaneous implementation of various work fronts. One of the main inconveniences of prefabricated construction is still the high initial cost but the tendency is that with the development of new technologies, this system may also service the real estate business and so, the cost of a construction may be reduced, thus reducing conventional construction methods which in addition to being unproductive and disqualified, generate a high volume of residues which are harmful to the environment. Key words: Fast Construction; Fast Track; Industrialization; Pre-fabricated; Premoulded; Tilt-up; Metal structure; Industrial concrete floor; Cement-based slabs (GFRC).

8 viii LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 5.1 Guindaste sobre esteira...25 Figura 5.2 Guindaste sobre pneus...26 Figura 5.3 Transporte rodoviário de peças pré-fabricadas de concreto...27 Figura 5.4 Esquema de montagem dos painéis sobre piso nivelado à laser...31 Figura 5.5 Montagem de fôrma de madeira...32 Figura 5.6 Montagem da armação das paredes...32 Figura 5.7 Lançamento de concreto na fôrma montada sobre o piso...33 Figura 5.8 Içamento dos painéis através de guindaste...34 Figura 5.9 Escoramento dos painéis ao longo do perímetro...34 Figura 5.10 Travamento do Tilt-up à estrutura da cobertura...35 Figura 5.11 Esquema de montagem da laje com o Steel Deck...49 Figura 5.12 Seção transversal de uma laje com fôrma colaborante Steel Deck...50 Figura 5.13 Dimensões básicas da fôrma metálica Steel Deck...51 Figura 5.14 Montagem de parede utilizando placa de gesso acartonado...56 Figura 5.15 Montagem de parede de gesso acartonado Etapa Figura 5.16 Montagem de parede de gesso acartonado Etapa Figura Montagem de parede de gesso acartonado Etapa Figura Montagem de parede de gesso acartonado Etapa Figura Montagem de parede de gesso acartonado Etapa Figura 5.20 Aplicação de isolamento acústico com manta de lã de vidro...63 Figura 5.21 Comparação de desempenho acústica...64 Figura 5.22 Acessórios para fixação de objeto em placa de gesso acartonado...66

9 ix Figura 5.23 Equipamento laser sceed utilizado em grandes panos de piso...74 Figura 5.24 Régua treliçada vibratória utilizada para nivelamento do piso...74 Figura 5.25 Piso de concreto armado com tela simples na parte superior...77 Figura 5.26 Piso de concreto armado com tela simples na parte inferior...77 Figura 5.27 Piso de concreto armado com tela dupla...78 Figura 5.28 Piso de concreto armado com cordoalhas engraxadas...78 Figura 5.29 Piso de concreto armado com fibras de aço...79 Figura 5.30 Piso de concreto aderido overlay lançado sobre piso existente...80 Figura 5.31 Gráficos dos índices de planicidade (Ff) e nivelamento (Fl) de piso...83 Figura 5.32 Detalhe construtivo Tipos de juntas para pisos de concreto...86 Figura 6.1 Planta de localização do empreendimento...92 Figura 6.2 Procedimento para execução de fundação com hélice contínua...95 Figura 6.3 Colarinho do bloco de fundação para pilar pré-fabricado de concreto..97 Figura 6.4 Esquema de forças atuantes no colarinho...98 Figura 6.5 Características geométricas do colarinho...98 Figura 6.6 Entrega de pilares pré-fabricados na obra Figura 6.7 Entrega de lajes alveolares na obra Figura 6.8 Guindaste sobre esteira com lança fixa Figura 6.9 Guindaste sobre pneus com lança telescópica Figura 6.10 Consoles para apoio das pré-vigas de concreto Figura 6.11 Ranhuras produzidas na base do pilar durante a fabricação Figura 6.12 Ligação do pilar com o bloco de fundação Figura 6.13 Vista externa da obra durante a etapa de montagem da estrutura Figura 6.14 Tubos do sistema de águas pluviais instalados externamente Figura 6.15 Pré-viga com armadura transversal exposta na face superior...106

10 x Figura 6.16 Pré-viga colocada sobre os pilares Figura 6.17 Pré-viga com parte da armadura exposta para concretagem Figura 6.18 Aberturas previstas em projeto para passagem das instalações Figura 6.19 Pré-viga sem cimbramentos durante a concretagem complementar 108 Figura 6.20 Seção transversal da laje alveolar de 20 cm modelo LM Figura 6.21 Painéis alveolares utilizados para lajes Figura 6.22 Vista explodida do sistema de cobertura roll-on Figura 6.23 Perfil metálico I soldado utilizado no sistema da cobertura roll-on..113 Figura 6.24 Treliça metálica espacial apoiada sobre perfil I metálico soldado Figura 6.25 Componentes do sistema de cobertura Roll-on Figura 6.26 Treliça metálica pré-fabricada Figura 6.27 Içamento da treliça espacial com auxílio de guindaste Figura 6.28 Treliça espacial pré-fabricada Figura 6.29 Dimensões básicas do sistema Roll-on Figura 6.30 Cobertura sistema roll-on da empresa Marko Figura 6.31 Canais contínuos formados pelas bobinas Figura 6.32 Manta termo-acústica Isoband na face inferior do Roll-on Figura 6.33 Placas de policarbonato utilizadas para iluminação natural Figura 6.34 Vista interna da cobertura metálica Roll-on Figura 6.35 Armadura pronta para concretagem do piso Figura 6.36 Concretagem e nivelamento de piso Figura 6.37 Piso durante a concretagem Figura 6.38 Cura úmida do piso de concreto da loja Figura 6.39 Equipamentos para regularização do piso de concreto Figura 6.40 Pavimento de concreto após regularização da superfície...123

11 xi Figura 6.41 Vista externa lateral da obra Figura 6.42 Vista externa da fachada principal Figura 6.43 Vista externa lateral da obra Figura 6.44 Vista externa da fachada principal Figura 6.45 Vista externa da entrada de pedestres Figura 6.46 Vista externa da fachada principal Figura 6.47 Vista externa da entrada de pedestres Figura 6.48 Vista externa da fachada principal Figura 6.49 Vista externa da fachada principal Figura 6.50 Vista externa da fachada principal Figura 6.51 Vista externa da fachada lateral Figura 6.52 Vista da entrada principal de veículos Figura 6.53 Vista externa da entrada de veículos para abastecimento Figura 6.54 Planta de localização do empreendimento Figura 6.55 Planta do andar tipo Figura 6.56 Proposta de layout - sem grandes interferências Figura 6.57 Vista interna do pavimento tipo após montagem dos painéis Figura 6.58 Cimbramentos para as pré-lajes e pré-vigas de concreto Figura 6.59 Painéis arquitetônicos de fachada Figura 6.60 Placas pré-fabricadas para revestimento de pilares e vigas Figura 6.61 Vista interna do pilar revestido com painéis pré-fabricados Figura 6.62 Ancoragem do painel através de cabo de aço Figura 6.63 Nivelamento para fixação dos painéis de fachada Figura 6.64 Inserts metálicos para fixação dos painéis Figura 6.65 Grua torre fixa utilizada durante todas as etapas da estrutura...150

12 xii Figura 6.66 Canteiro de obras no início da montagem dos painéis Figura 6.67 Vista externa da fachada durante montagem da estrutura Figura 6.68 Vista externa da fachada em execução Figura 6.69 Vista externa da fachada totalmente concluída Figura 6.70 Perspectiva da fachada principal definida em projeto...155

13 xiii LISTA DE TABELAS Tabela 5.1 Distribuição de custos de uma estrutura metálica...41 Tabela 5.2 Propriedades físicas do Steel Deck...52 Tabela 5.3 Sistemas construtivos para pisos e suas aplicações...81 Tabela 5.4 Recomendação dos índices Ff e Fl para cada tipo de piso...84 Tabela 5.5 Recomendação do índice Ff para cada destino de piso...84 Tabela 6.1 Distribuição de áreas do edifício Business Space Tower...136

14 xiv LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABCI ABCIC ABCP ABNT ABRAGESSO GFRC Associação Brasileira da Construção Industrializada Associação Brasileira da Construção Industrializada de Concreto Associação Brasileira de Cimento Portland Associação Brasileira de Normas Técnicas Associação Brasileira dos Fabricantes de Blocos e Chapas de Gesso Glass Fiber Reinforced Cement

15 xv SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivo Específico METODOLOGIA PESQUISA JUSTIFICATIVA FAST CONSTRUCTION INOVAÇÕES E TENDÊNCIAS Histórico Histórico no Mundo Histórico no Brasil Sistemas Construtivos Fast Construções Pré-fabricadas de Concreto Construções Pré-moldadas de Concreto Sistema Tilt-up Construções Metálicas Pré-fabricadas Subsistemas Construtivos Fast Painéis Arquitetônicos para Fachadas Fôrma colaborante Steel deck Placa de gesso acartonado Drywall...54

16 xvi Placas cimentícias - GFRC Pisos industriais de concreto ESTUDO DE CASOS Hipermercado Sam s Club Radial Leste Ficha Técnica Planejamento Fundação Estruturas...99 Pilares pré-fabricados de concreto Pré-vigas de concreto Lajes alveolares de concreto Cobertura Piso de concreto usinado Informações adicionais Relatório Fotográfico Análise Edifício Comercial Business Space Tower Ficha Técnica Planejamento Fundação Estruturas Pré-vigas de concreto Pré-lajes de concreto Painéis arquitetônicos para fachada...145

17 xvii Informações adicionais Relatório Fotográfico Análise CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...162

18 1 1 INTRODUÇÃO Vale tudo para entregar a obra no menor prazo possível, ao melhor custo e da maneira mais customizada para o cliente. Os recordes são de tirar o fôlego, obras com menos de 40 dias, seleção tecnológica que mescla componentes avançados e tradicionais e, principalmente projetos, muitos projetos, são as premissas da Fast Construction, considerada desde já uma modalidade de negócios e conceitos construtivos (TÉCHNE, 2003f). Para empreendedores hoteleiros, empresas que precisam de centros de distribuição, indústrias, hipermercados e edifícios de escritórios, obra fora do prazo é sinônimo de prejuízo. Nestes casos, mais do que nunca, tempo é dinheiro. Este trabalho apresenta uma visão geral dos sistemas e subsistemas construtivos que apareceram nas últimas décadas, para inovar o mercado da construção civil brasileira, agilizando diversas etapas improdutivas da obra, na fábrica, e transformando o canteiro de obra em verdadeira linha de montagem.

19 2 2 OBJETIVOS A seguir são apresentados os objetivos, geral e específico, dos assuntos que são tratados no decorrer deste trabalho. 2.1 Objetivo Geral Os sistemas construtivos vêm sofrendo diversas mudanças, principalmente nos últimos 10 anos, onde surgiram novos conceitos, como por exemplo: o Fast Construction. Nota-se que a construção civil no Brasil caminha a passos largos para o processo de industrialização dos seus sistemas, subsistemas e componentes construtivos, fazendo do canteiro de obras uma verdadeira linha de montagem. Este trabalho apresenta uma descrição dos principais sistemas construtivos, comparandoos entre si e com métodos convencionais, e mostrando as tendências para os próximos anos. 2.2 Objetivo Específico O foco principal deste trabalho é explicar o conceito de Fast Construction, onde são aplicados os sistemas, planejamento e logística necessária para que a obra se desenvolva, gradativamente, dentro do prazo determinado pelo cliente.

20 3 3 METODOLOGIA PESQUISA Este trabalho foi desenvolvido mediante a realização de uma série de atividades relacionadas ao tema em questão, tais como: Leitura de livros técnicos, dos quais foram extraídos os contextos históricos, as características principais dos sistemas construtivos e a empregabilidade dos mesmos; Leitura de revistas e publicações técnicas, para apresentação das principais inovações e exemplos de utilização; Leitura de materiais disponibilizados via internet, para obtenção de informações quanto ao contexto histórico e características de cada sistema; Visitas em obras, para verificação do desenvolvimento prático das atividades; Consulta ao orientador, para condução deste trabalho; Consulta aos profissionais atuantes na área, para obtenção de informações referentes ao planejamento e a logística de controle das etapas de uma obra Fast Construction;

21 4 Consulta aos professores das disciplinas envolvidas com o assunto, para aprimoramento do trabalho.

22 5 4 JUSTIFICATIVA O menor prazo possível, com alto padrão de qualidade e com o custo acessível, seria a condição apropriada para qualquer construção. Em alguns casos isso não é viável devido ao alto investimento inicial. Para algumas empresas privadas, de setores diversos da economia, sejam hoteleiros, transportes, hipermercados ou ainda fast-food, o prazo é a condição mais importante na questão da implantação de uma filial ou franquia, e não somente o custo. Considerando esta pressão exercida pelo mercado, as empresas da construção civil tiveram que se adequar, e buscar inovações tecnológicas no exterior para atender as exigências de seus clientes. Algumas destas empresas especializaram-se e desenvolveram tais inovações, aprimorando metodologias construtivas, e com treinamento especializado da mãode-obra, lhes possibilitou o alcanço do know-how sobre alguns sistemas. Este desenvolvimento tecnológico possibilitou a criação de alguns conceitos sobre as construções rápidas, tais como Fast Track ou Fast Construction, que nada mais são que o avanço contínuo, integrado e industrializado de todas as etapas do processo construtivo. Todo este desenvolvimento tecnológico, ainda não possui um detalhamento teórico abrangente e integrado, sobre a história do seu progresso, sendo que muitas vezes

23 6 acabam desconhecidos por profissionais do próprio setor. Levando isso em conta, este trabalho procura apresentar as inovações tecnológicas que estarão presentes, nos próximos anos, na vida cotidiana dos engenheiros e profissionais afins.

24 7 5 FAST CONSTRUCTION INOVAÇÕES E TENDÊNCIAS Os grandes investidores, nacionais e internacionais, dos setores de hipermercados, shopping center, redes de lojas que necessitam de centros de distribuição, indústrias, edifícios comerciais, vêem na Fast Construction 1 uma alternativa de investimento rentável em curto prazo, pois quanto menor o prazo da obra mais rápido se dará o retorno do investimento. Para este tipo de investidor, o tempo da obra é contabilizado como prejuízo. Por isso, interessa a eles tudo o que represente uma diminuição significativa nos prazos de construção, ressalta Paulo Eduardo Fonseca de Campos, diretor técnico da ABCIC (TÉCHNE, 2003f). O conceito de Fast Construction não está limitado apenas às construções de grande porte, como os edifícios comerciais, hipermercados e outros citados anteriormente, o que representa a sua grande maioria. Mas, no entanto, se estendem também às construções de edifícios residenciais, casas e ainda postos de gasolina, utilizando o mesmo conceito de industrialização dos componentes, da fundação ao acabamento. Devido a estas grandes transformações, em virtude da internacionalização da economia, há cerca de dez anos a construção civil nacional vem deixando de ser 1 Método de construção rápida e seriada, que prioriza sistemas construtivos e materiais que agilizam a obra (TÉCHNE, 2003f).

25 8 tratada como um processo de moldagem, para ser considerada como montagem, ou seja, as técnicas empregadas até então com o uso de materiais moldados in loco, em especial o concreto, foram sendo aprimoradas e passaram a ser produzidas em indústrias especializadas (TÉCHNE, 2003f). Numa analogia com indústria automobilística, a construção pré-fabricada, antes, seguia a linha do Fordista 2 ; hoje é Kanban 3, com uma concepção flexibilizada, voltada ao usuário (TÉCHNE, 2003f). No processo de industrialização os projetos devem ser mais detalhados e compatibilizados, com isso uma determinada obra pode levar mais tempo para ser projetada e detalhada, do que propriamente para ser executada. Com este detalhamento em projeto minimiza-se a quantidade de retrabalhos, desperdícios e gastos gerados por eventuais falhas (TÉCHNE, 2003f). Para o engenheiro Carlos Tadashi, da empresa Hochtief, Projetistas, fornecedores e construtores não têm tempo hábil para corrigir falhas quando falamos de dois, três 2 Sistema de produção em série criado por Henry Ford no início do século 20. Quem se movimenta é o objeto de produção, em trilhos ao longo da fábrica, e não o operário. Este tem função fixa e uma base (TÉCHNE, 2003f). 3 Método de produção em série e de controle da produção e de materiais, creditado a Toyota Motor Company. Kanban é uma palavra japonesa que significa etiqueta. Em Kanban estão as informações como a referência da peça fabricada e indicações do posto de trabalho. Serve para controlar o fluxo de materiais e aumentar a produtividade (TÉCHNE, 2003f).

26 9 meses, como no caso da obra de um hipermercado de m², no bairro do Jaguaré, em São Paulo, construído em 150 dias. Para Tadashi, As construtoras precisam ter foco nos resultados, muito planejamento, além da aplicação intensiva de engenharia e tecnologia (TÉCHNE, 2003f). Em virtude da interação entre diversos sistemas construtivos, as obras Fast Construction são passíveis de adaptações e alterações durante a execução, exigindo assim, das construtoras, muita flexibilidade para assimilar rapidamente as mudanças e propor novas medidas (TÉCHNE, 2003f). Para que as metas sejam cumpridas, é necessário planejar cuidadosamente os prazos parciais do empreendimento, identificando os caminhos críticos e permitindo o início simultâneo de diversas frentes de serviço. Para o engenheiro Odilon Y. Mesquita, gerente de Operações da JP Brasil: Utilizar a metodologia fast track 4 requer que todos os participantes sejam experientes e tenham facilidade de entrosamento, além de comprometimento com o prazo final e a qualidade da obra. Um dos riscos é que, como se trabalha muito com estimativas, custos e prazos podem ser superestimados ou subestimados facilmente, o que, às vezes, pode ocasionar perdas (O EMPREITEIRO, 2002). 4 O mesmo que Fast Construction (TÉCHNE, 2003f).

27 Histórico Os caminhos que podem conduzir à evolução da construção, são definidos por Paulo Bruna, de maneira brilhante, no seu livro Arquitetura, Industrialização e Desenvolvimento, publicado pela editora Perspectiva (BRUNA, P. J. V. apud ABCI, 1986). A industrialização está essencialmente associada aos conceitos de organização e de produção em série, os quais deverão ser entendidos analisando de forma mais ampla as relações de produção envolvidas e a mecanização dos meios de produção. A história da industrialização identificase, num primeiro tempo, com a história da mecanização, isto é, com a evolução das ferramentas e máquinas para a produção de bens. A seguir, estão apresentados os principais acontecimentos históricos que impulsionaram a utilização dos sistemas Fast Construction, nos principais países da Europa, nos Estados Unidos da América e, principalmente, no Brasil.

28 Histórico no Mundo Na Europa ocorreram fenômenos diversos que impulsionaram o emprego dos sistemas Fast Construction, em especial os pré-fabricados de concreto e aço, em um contexto voltado, de início, para a racionalização. Um deles foi a extrema necessidade de reconstrução, após a Segunda Guerra Mundial. Assim, o período de 1945 a 1950 caracterizou-se pela extraordinária demanda de construções, notadamente habitações. Mas os programas de recomposição urbana e cicatrizes das feridas deixadas pela guerra priorizavam também a reconstrução de escolas, hospitais, indústrias e pontes (ABCI, 1986). Não só a guerra ocasionou a demanda. Em anos anteriores à conflagração, nas décadas de 20 e 30, alguns países europeus, como a França, haviam congelado aluguéis e desestimulado investimento na construção civil, por força de legislação falsamente paternalista, segundo Paulo Bruna, originada em movimentos socialistas de época. E, além de desestimular investimentos, alguns governos simplesmente deixaram de realizar construções. É claro que havia as exceções, mas estas apenas confirmavam as regras (ABCI, 1986). Portanto, quando hoje se diz que a Europa praticou um inédito programa de reconstrução, deve-se levar em conta que ele tinha em vista não só as construções destruídas pelos bombardeiros aéreos, mas todo um grande patrimônio habitacional dilapidado, já que em amplo período anterior ao conflito não se tinha investido

29 12 maciçamente no setor, em novas construções ou na manutenção das existentes (ABCI, 1986). Quando Eugène Claudius Petit assumiu o Ministério do Urbanismo e da Reconstrução francês, em setembro de 1948, teve pela frente uma demanda semelhante à que se observava aqui no Brasil na década de 1980, considerando-se os termos e as implicações históricas respectivas. O fato é que ele dizia ser necessário refazer por volta de dez milhões de habitações, incluindo nessa projeção tanto as destruídas pelas bombas quanto as danificadas pelo tempo ou outros fatores (ABCI, 1986). Mas a escassez de recursos nos países esgotados pela guerra orientou e determinou prioridades: a reconstrução de indústrias, sistemas de comunicação, transportes, pontes, viadutos, etc. A situação era de tal ordem que a Inglaterra controlava com rigor o direito de construir, já que os investimentos e os materiais necessários eram fundamentalmente canalizados para fins sociais ou de produção (ABCI, 1986). Mas essa fase foi muito importante, pois fortaleceu a consciência da necessidade da racionalização dos componentes, e caracterizou-se por uma impressionante objetividade no uso dos materiais haja vista os exemplos de dois programas de construção escolares colocados em prática na Inglaterra, o Scola e o Intergrid, bastante significativos em termos de racionalização. Esta abrangia todas as fases da obra: do projeto, passando pela estrutura, aos pormenores mínimos das instalações,

30 13 com a produção de componentes desenhados criteriosamente para esse fim (ABCI, 1986). O desenvolvimento da racionalização ensejou os estudos que levaram à coordenação modular. E a coordenação modular experimentou período de notável expressão na Holanda, movimento centralizado no Bowcentrum, em Roterdã. Ali, os estudiosos propunham a construção de grandes edifícios cujos projetos permitissem ágil versatilidade de divisões internas, baseada em vãos de porte médio e no intercâmbio dos componentes (ABCI, 1986). Foi uma etapa rica no progresso da construção que posteriormente evoluiu para a substituição de componentes. É quando tem início a produção cada vez mais intensiva de componentes mediante sistemas industrializados de pré-fabricação. Um processo que começa no canteiro e progride gradativamente para a usina fixa. Há um período nessa travessia do canteiro para a usina. Mas, uma travessia, segundo Paulo Bruna, muito coerente, muito contínua. Alguns fatores históricos e econômicos esclarecem esse avanço da racionalização para a substituição de componentes e da pré-fabricação para a industrialização (ABCI, 1986). Na década de 1950 a Europa viveu o período do boom do crescimento, propiciado também pelo Plano Marshall. A reconstrução deixara de ser motivo para uma simples injeção de recursos e se tornara um canal de desenvolvimento extraordinário. O operário qualificado começou a obter reais vantagens salariais. A mão-de-obra qualificada emigrou, aos poucos, da construção civil, que não tinha meios de oferecer melhores salários, para as indústrias. Como tocar os enormes

31 14 programas de reconstrução sem mão-de-obra? Alguns países europeus tentaram solucionar esse problema escancarando a porta à imigração, estimulando os operários da construção civil a deixarem sua terra de origem, os países mais pobres da bacia do Mediterrâneo e de outras regiões. Tanto assim que na França há consideráveis contingentes de portugueses, marroquinos e argelinos; na Alemanha, sicilianos, turcos e gregos; e, na Inglaterra, hindus, paquistaneses, jamaicanos, etc (ABCI, 1986). Em geral, essa massa de trabalhadores não era qualificada e, portanto, recebia salários consideravelmente baixos. Então surge a indagação: como produzir, segundo parâmetros técnicos adequados, sem mão-de-obra capacitada? Havia duas saídas: promover sua qualificação, o que seria oneroso e demorado - e a rigor não convinha qualificar operários imigrantes, contratados temporariamente -, ou introduzir um grau de competência e qualidade na construção que só a máquina poderia dar. Passou-se, então, a substituir funções de canteiro pela mecanização, elevando o nível organizacional dos critérios de produtividade (ABCI, 1986). Cada vez mais mecanizada, a indústria da construção se tornou complexa e, num certo momento, ficou claro que os investimentos nela aplicados só poderiam ser satisfatoriamente amortizados se houvesse grandes demandas - e contínuas. As políticas de desenvolvimento mudaram e levaram em conta a evolução das técnicas, o aprimoramento dos equipamentos, resultantes de experiências e da análise de aperfeiçoamentos tecnológicos amadurecidos na prática, com absoluta competência e coerência. E os exemplos são numerosos, tanto na França, Holanda, Inglaterra quanto em outros países (ABCI, 1986).

32 15 Na União Soviética optou-se pela construção industrializada tendo em vista a necessidade da produção em massa de edificações. Ali se utilizou em grande escala a pré-fabricação pesada de células modulares completas. A Escandinávia escolheu o sistema alveolar. E nos Estados Unidos deu-se ênfase à produção de componentes industrializados e novos materiais e à racionalização da construção de estruturas (ABCI, 1986) Histórico no Brasil É indiscutível que os sistemas industrializados têm avançado muito no Brasil, principalmente na última década, havendo, porém, muito terreno a percorrer. Os avanços já obtidos refletem, de certa forma, seu potencial. Muitas vezes, a utilização de sistemas Fast Construction acaba não sendo adotada por mero desconhecimento, pois se os grandes investidores consultassem as empresas, detentoras de técnicas e experiências acumuladas na prática diária do trabalho desenvolvido junto a projetistas, no canteiro ou em usina, sem dúvida haveria maior integração entre as partes, e assim sendo a tecnologia experimentaria maior processo de aprimoramento e evolução. É obvio que ao longo do tempo, e em razão do empenho e do fortalecimento de algumas empresas, foram surgindo no país vários processos construtivos. O fato,

33 16 porém, é que em 1966, com a criação do Banco Nacional da Habitação (BNH), o governo adotou uma política equivocada de desestímulo à industrialização, na expectativa de incentivar o emprego maciço de mão-de-obra não qualificada em canteiro. Isso teria atrasado ainda mais o processo de industrialização, caso empresários, vislumbrando as amplas possibilidades do pré-fabricado no futuro, não entrassem numa luta, isolada, mas conseqüente, para mudar o quadro (ABCI, 1986). Do ponto de vista macroeconômico, o que impulsionou o uso mais intensivo dos sistemas industrializados no Brasil foi a internacionalização da economia, que ocorreu mais intensamente na década de Nos últimos anos, com a chegada de empreendedores estrangeiros, habituados à utilização dos sistemas préfabricados e às obras rápidas, a demanda por esses sistemas cresceu muito (TÉCHNE, 2003f). Desde a década de 1980 o mercado da construção civil brasileira dispõe de sistemas industrializados, sobretudo pré-fabricados de concreto. Daquela época até hoje, porém, ocorreram diversas mudanças, tanto na qualidade quanto na diversidade dos produtos e nas maneiras como são empregados (TÉCHNE, 2003f). Essa interação entre as práticas de construções nacionais e a importação de sistemas e subsistemas, resultou em um grande avanço tecnológico. Desta fusão

34 17 entre tecnologias, despontaram alguns conceitos como a própria Fast Construction, Fast Track, Tilt-up, Steel deck, Dry-wall, Stell frame 5, Built to suit 6 entre outros. 5.2 Sistemas Construtivos Fast Os sistemas construtivos envolvem as atividades principais da obra, tais como fundação, estrutura, cobertura e fechamento, sendo que estas atividades por serem críticas, no ponto de vista do planejamento da obra, não podem gerar atrasos, pois isso acarretaria conseqüências em outras atividades menores adiante. Sendo assim, a seguir, serão apresentados os principais sistemas construtivos empregados atualmente nas construções qualificadas como Fast Construction. 5 Sistema construtivo baseado no emprego de estruturas metálicas, em forma de perfis, para montagem das paredes internas e externas. O fechamento desta estrutura pode ser executado com chapas cimentícias, placas de gesso acartonado ou outro material similar. 6 Construção sob medida. As instalações são projetadas de adordo com as necessidades específicas de ocupação da empresa (TÉCHNE, 2003f).

35 Construções Pré-fabricadas de Concreto O concreto pré-fabricado sempre se mostrou ao mundo com sinônimo de obras incrivelmente rápidas, mas, em contrapartida, de arquitetura padronizada e altos custos (TÉCHNE, 2003g). Os pré-fabricados de concreto se tornaram mais flexíveis e competitivos, mas ainda não atingiu, no Brasil, o prestígio que têm no exterior. A participação do segmento de pré-fabricados na produção de concreto nacional ainda não ultrapassou a barreira dos 5% (TÉCHNE, 2003g). Segundo dados da ABCIC, as obras construídas com elementos de concreto préfabricados registraram no ano de 2003 um crescimento de 5% em relação ao ano anterior, enquanto o setor de construção civil em geral teve queda de 6,5% (TÉCHNE, 2003g). Muito mais do que restrições tecnológicas, o sistema ainda enfrenta obstáculos culturais para se firmar no mercado da construção civil nacional. Por conta disso, o desafio da indústria é mostrar que o pré-fabricado não é uma alternativa, mas sim um conceito construtivo. Hoje a pré-fabricação é aberta: está presente nos empreendimentos como sistema completo ou em partes da obra, como subsistema ou componente isso é

36 19 flexibilidade, lembra Paulo Eduardo Fonseca de Campos, diretor técnico da ABCIC (TÉCHNE, 2003f). Quando se constrói com pré-moldado não há abandono do concreto convencional, muda apenas o jeito de construir, que passa a ser menos passível de falhas, e, portanto, mais racional. Quem aprende a lidar com o pré-fabricado de concreto geralmente passa a utilizar todos os argumentos para defendê-lo (TÉCHNE, 2003g). Segundo Luiz Carlos Rendezzi, chefe do departamento de Edificações da DM Construtora, usar concreto moldado in loco é andar para trás, optar por sistema praticamente artesanal em detrimento de um esquema industrial preciso (TÉCHNE, 2003g). As grandes vantagens do sistema pré-fabricado em concreto, por agregarem ganhos de produtividade e qualidade ao projeto, segundo a ABCIC (2004), são: Modernidade Soluções inovadoras e criativas; Versatilidade Soluções arquitetônicas personalizadas; Durabilidade Redução de patologias e dos custos de manutenção; Normalização O uso de normas técnicas para o setor garante qualidade estrutural e uniformidade; Velocidade Os cronogramas são atendidos e o planejamento é facilitado; Qualidade Contínuo desenvolvimento tecnológico;

37 20 Confiança As empresas produtoras de pré-fabricados associadas à ABCIC têm histórico de mercado, dando ao investidor a segurança de lidar com empresas respeitáveis; Resistência ao fogo Elevada resistência ao fogo, atestado em ensaios e casos reais. Os prêmios de seguro tornam-se reduzidos em relação a outros sistemas industrializados; Regularidade dimensional Garantia dimensional, resultando em grandes reduções de custos em outras etapas da obra; Desenvolvimento sustentável Os materiais e os componentes podem ser facilmente reutilizados e reciclados; Soluções / Sistemas Possibilidade de integração entre diferentes sistemas construtivos. Segundo o engenheiro Carlos Eduardo Emrich Melo, organizador do Manual Munte de Projetos em Pré-fabricados de concreto, publicado em 2004 pela Editora Pini, atualmente, os sistemas pré-fabricados de concreto estão voltados para cinco grandes linhas de atuação, a saber: Galpões Edificações Horizontais Edificações Verticais Edificações Mistas Estruturas Gerais

38 21 Uma indústria de elementos pré-fabricados de concreto se caracteriza e se diferencia por linha de produção, cabendo a cada uma delas o desenvolvimento de um subsistema, a ser utilizado separadamente ou em conjunto, em qualquer tipo de estrutura. Também podem ser utilizadas em composições com os outros sistemas construtivos, com o devido cuidado de se especificar corretamente as interfaces entre todos os elementos (MELO, 2004). Em 1986, a ABCI apresentava em seu Manual Técnico de Pré-fabricados de Concreto, apenas cinco subsistemas, sendo eles: Pilares, Vigas, Lajes de piso, Painéis de Fechamento e Telhas Protendidas (ABCI, 1986). No entanto, segundo Melo (2004), os subsistemas do pré-fabricado de concreto já podem ser divididos em: Cobertura Pilares Fundações Vigas Fechamento em Painéis Alveolares Fechamento de Painéis Arquitetônicos Lajes Alveolares Lajes Prontas Maciças Pré-lajes Pré-vigas Escadas

39 22 Anos atrás, os projetistas estavam certos em apontar o conceito não-convencional como limitador de possibilidades arquitetônicas. Quem quisesse utilizar pré-moldado tinha de conhecer, por meio do catálogo de empresas, as peças disponíveis. A partir daí, desenvolvia-se projeto, que certamente não daria muitas chances para a criatividade, resultando quase sempre em prédios industriais ou galpões (TÉCHNE, 2003g). Hoje, no entanto, essa característica monótona, embora funcional e rentável, não tem mais tantos motivos para ser relacionada com o concreto pré-moldado (TÉCHNE, 2003g). Tecnicamente, pode haver qualquer tipo de peça pré-fabricada, garante Laércio Souza Gil, líder do projeto de pré-fabricados da ABCP. A idéia é pegar um projeto arquitetônico criado com liberdade e industrializá-lo, atender completamente às soluções do arquiteto, conclui Gil (TÉCHNE, 2003g). Para tanto, a única restrição é a questão econômica, pois quanto menor a escala, o volume e a padronização, menor também é a competitividade dos sistemas préfabricados, pois seria necessário criar uma área na fábrica, além de equipamentos e equipes exclusivas para atender esta demanda. Portanto, para tornar um projeto economicamente viável os projetistas devem ter conhecimento do sistema como um todo, para tentar substituir, quando possível, as dimensões das estruturas calculadas por dimensões padrões, dispostas para pronta entrega nas fábricas.

40 23 O alto custo, que ainda não pode ser controlado nesses casos específicos, é a grande desvantagem dos pré-moldados. Por outro lado, quando o prazo é muito curto, característica primordial da Fast Construction, o investimento inicial passa a valer a pena: a rapidez é o grande trunfo do conceito racional. Em caso de prédios comerciais, industriais ou institucionais, além de cada mês ganho no prazo se converter em lucro para o cliente, uma obra rápida significa menor custo fixo: o custo inicial se transforma em economia final (TÉCHNE, 2003g). De acordo com a necessidade do cliente, pode-se optar entre pré-moldar as peças no próprio canteiro, em usina especialmente montada, ou comprar as peças fabricadas em uma indústria. Para saber qual é o método mais vantajoso para a obra, é preciso fazer um estudo de viabilidade econômica. Cada situação deve ser avaliada em relação à circunstâncias específicas, cronograma e exigência estética (TÉCHNE, 2003g). Para tornar viável criar uma fábrica no canteiro é preciso, primeiro, espaço suficiente. Ali será preciso ter rigorosamente a mesma estrutura de uma indústria, das fôrmas metálicas ao laboratório de controle de qualidade. As vantagens de produzir em canteiro são os componentes estarem sujeitos à tributação e não existirem limitações de gabarito para transporte. Já as principais desvantagens são as condições desfavoráveis em comparação com uma usina, que dificultam a otimização da produtividade e o controle da qualidade (TÉCHNE, 2003g).

41 24 Cumprido esse pré-requisito, de acordo com o engenheiro Mounir Khalil el Debs, da Escola de Engenharia da USP de São Carlos e autor do livro Concreto Pré-moldado Fundamentos e Aplicações, as vantagens de produzir em canteiros são os componentes não estarem sujeitos à tributação e não existirem limitações de gabaritos para transporte. Já as principais desvantagens são as condições desfavoráveis em comparação com uma usina, que dificultam a otimização da produtividade e o controle da qualidade (TÉCHNE, 2003g). Embora a filosofia de produção baseada na idéia de pré-moldar as peças de concreto seja a mesma nos dois casos, os resultados obtidos apresentam muitas variações, pois no caso das peças pré-fabricadas na indústria as condições são sempre as mesmas, o mesmo não pode ser dito sobre uma estrutura montada temporariamente no canteiro, lembra Laércio Souza Gil. (TÉCHNE, 2003g). Com relação às questões técnicas, pré-moldar as peças não difere muito de moldálas in loco, pois o que muda é apenas o método construtivo, enquanto os materiais usados são os mesmos. Assim, a dosagem do concreto, por exemplo, deve ser feita da mesma maneira do que no método convencional. A única diferença é que um esquema industrial envolve volumes maiores. A cura também não teria nenhum segredo se não fosse um pequeno detalhe de ordem econômica: no pré-moldado, o que garante ganho de custo é a rapidez na produção. Se for preciso acelerar o saque para liberar a fôrma, o artifício é exatamente a cura, que pode ser térmica ou a vapor (TÉCHNE, 2003g).

42 25 Ainda no canteiro, é preciso se preocupar com o armazenamento. O engenheiro Luiz Carlos Renzetti explica que precisam ser seguidas regras de estocagem para as diferentes peças, como lajes, pilares, vigas, painéis de fechamento e estruturais. Nunca se devem empilhar muitas peças e recomenda-se sempre colocar pontaletes entre elas, para evitar que formem flechas ou contra-flechas. Além disso, tanto no caso de optar pelo pré-fabricado como pela produção no canteiro, são necessários equipamentos de montagem e içamento, como pórticos, gruas e guindastes (Figura 5.1 e Figura 5.2). Segundo Mounir Khalil el Debs, esse é um ponto que muitas vezes pode inviabilizar o emprego do pré-moldado (TÉCHNE, 2003g). Figura 5.1 Guindaste sobre esteira (BELLEI, 2000)

43 26 Figura 5.2 Guindaste sobre pneus (BELLEI, 2000) Pela maior praticidade e qualidade, bem como por causa da menor chance de erros ou desperdícios, os pré-fabricados de concreto industriais são os mais utilizados por quem quer obras rápidas e produtivas. A mudança no conceito construtivo, no entanto, precisa acontecer já no projeto. Um alto nível de detalhamento é imprescindível, já que qualquer tipo de improvisação nas etapas envolvidas com a construção significa prejuízo. A cultura de resolver pequenos detalhes na obra é incompatível com a industrialização. O cálculo estrutural também deve ter duas características particulares: verificar as situações transitórias (desmoldagem, armazenamento, transporte, montagem dos componentes) e considerar a presença de ligações entre os componentes (TÉCHNE, 2003g). Para Laércio Souza Gil, essa necessidade de detalhamento pode assustar os construtores que estão acostumados com o modo convencional de construção. Exigir que se defina, ainda na fase do projeto, por onde vão passar as instalações elétricas e hidráulicas, por exemplo, pode parecer exagero, mas não é. Pouco

44 27 adianta racionalizar a estrutura se depois será preciso quebrar blocos, fazer buracos para passar tubulações, rasgar vigas, entre outros retrabalhos. No final, esse planejamento acaba trazendo mais benefícios e evitando perdas durante a construção (TÉCHNE, 2003g). Na fase do planejamento, também é necessário garantir certa quantidade de peças produzidas antes do início da obra, pois no geral, o ritmo de montagem é maior do que o de produção. Se não existir essa folga, qualquer imprevisto pode parar a construção. O fluxo de chegada das peças no canteiro deve obedecer rigorosamente o planejamento para garantir o abastecimento constante da obra (TÉCHNE, 2003g). Deve-se prever também na etapa de projeto, o tipo de transporte a ser utilizado, e as suas características, em função das dimensões das peças pré-fabricadas, utilizando sempre que possível transporte padronizado (Figura 5.3), evitando sempre o uso de veículos especiais, que além do custo ser maior, tem restrições de horário para circular nas vias urbanas. Figura 5.3 Transporte rodoviário de peças pré-fabricadas de concreto (TÉCHNE, 2003g)

45 28 Com tudo previamente estudado, o processo de construção se torna simples, a montagem flui com muita rapidez e limpeza, já que não existe geração de entulho. Vale lembrar que, assim como no concreto moldado in loco, a maioria das patologias ocorre nas interfaces, mas com um eficiente controle da qualidade e um projeto bastante detalhado os defeitos podem ser previstos com antecedência. Se isso não for feito, o tratamento deve ser o convencional (TÉCHNE, 2003g). As peças são pré-fabricadas antes de chegar ao local. Depois de montadas, é um material comum, uma viga de concreto, por exemplo, que deve ser tratada com qualquer outra, afirmar Laércio Souza Dias (TÉCHNE, 2003g) Construções Pré-moldadas de Concreto Sistema Tilt-up O Sistema construtivo Tilt-up consiste basicamente na execução de paredes com placas pré-moldadas de concreto armado, fundidas no próprio canteiro, sobre um piso de concreto, previamente executado, e posteriormente içado por guindastes para a sua posição final. A execução de paredes sobre o piso ocorre a aproximadamente 2000 anos, mas somente na década de 1940, com o surgimento dos guindastes sobre caminhões e dos caminhões de concreto, começou a ter maior evolução e tornou-se um método produtivo, onde surgiu o termo Tilt-up (GALDIERI, 2002).

46 29 O Sistema Tilt-up passou a ser comercializado somente na década de 1950, na Califórnia, Estados Unidos da América, e rapidamente tornou-se uma das melhores opções para as construções industriais e comerciais, grande parte reconstruída após a Segunda Guerra Mundial (GALDIERI, 2002). No Brasil, o sistema começou a ser empregado comercialmente em 1993, com a associação entre o Grupo Walter Torre Jr. e a americana TCA (Tilt-up Concrete Association), em seguida veio a associação da Construtora Dall Acqua e a americana Com/Steel. A partir daí diversas empresas e profissionais procuraram se aperfeiçoar na execução deste sistema, e atualmente é considerado pelas construtoras uma alternativa técnica e economicamente viável, comparada com os sistemas construtivos convencionais e os pré-fabricados em indústrias (TÉCHNE, 2002a). As principais vantagens do sistema Tilt-up, comparado com os sistemas construtivos de qualidade equivalente, segundo a Construtora Dall Acqua (2004) e a Revista Téchne (2002a) são: Rapidez na execução; Custo relativamente competitivo; Economia com transporte; Economia com custos operacionais; Maior precisão na montagem dos painéis; Liberdade de Lay-Out, com possibilidade de projetos arquitetônicos mais amplos;

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