ARTIGO COM APRESENTAÇÃO BANNER - DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS CONSTRUTIVOS MOLDADOS EM CONCRETO ARMADO E PRÉ-MOLDADOS

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1 ARTIGO COM APRESENTAÇÃO BANNER - DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS CONSTRUTIVOS MOLDADOS EM CONCRETO ARMADO E PRÉ-MOLDADOS LARISSA PINHEIRO DE SOUZA, JOSÉ DAMATO NETO Larissa Pinheiro de Souza (Acadêmico- FUPAC-Ubá/MG), Bruno Mendes Mathias (Bacharel-FUPAC-Ubá-MG), Iracema Mauro Batista ( Orientador MSc- FUPAC-Ubá- MG), Iasbik (Orientador MSc - FUPAC-Ubá/MG), José Damato Neto (Orientador MSc - FUPAC- Ubá/MG).Jóse Damato (Orientador). Resumo Este trabalho tem como objetivo analisar os custos de um prédio administrativo de uma indústria com a estrutura convencional moldada em concreto armado e uma estrutura com a utilização de elementos pré-moldados. Uma boa composição de custo é muito importante para a garantia da conclusão da construção e também para que não haja prejuízos nem para o construtor nem para o cliente. Atualmente, é mais fácil elaborar os orçamentos com precisão utilizando programas computacionais. Com métodos construtivos mais modernos, como a utilização de pré-moldados de concretos, é possível minimizar as perdas, aumentar a produtividade e consequentemente, reduzir os custos. Este trabalho mostra diferenças entre os dois métodos construtivos abordados no tema e também os seus conceitos. Palavras-chave: Engenharia Civil; Concreto Armado; Pré-moldado; Custo. INTRODUÇÃO. Há tempos a construção de edifícios de múltiplos andares concebidos em concreto armado tem sido solução largamente empregada no Brasil como resposta ao desenvolvimento das cidades. Sendo assim, os projetos estruturais necessitaram de massiva evolução técnica, para ganho de tempo, economia e precisão para que as estruturas em concreto armado pudessem ser realizadas.

2 Com o avanço tecnológico, foram desenvolvidos alguns softwares de análise estrutural que permitem analisar o comportamento de um pavimento como um todo, bem próximo do funcionamento real da estrutura. Também existem softwares para a análise de custos e elaboração da composição de custos para uma estrutura. No Brasil, a principal norma regulamentadora relacionada às estruturas de concreto armado é a NBR 6118:14 (ABNT 2014), sendo essa complementada por outras normas em cada situação específica. OBJETIVOS O objetivo deste trabalho é fazer uma análise de custos de um prédio administrativo de uma indústria com a estrutura convencional em concreto armado e uma estrutura com a utilização de elementos pré-moldados. REFERENCIAL TEÓRICO Segundo Mattos (2006), a estimativa dos custos - e o consequente estabelecimento do preço de venda - é basicamente um exercício de previsão. Muitos são os itens que influenciam e contribuem para o custo de um empreendimento. A técnica orçamentária envolve a identificação, descrição, quantificação, análise e valorização de uma grande série de itens, requerendo, portanto, muita atenção e habilidade técnica. Como o orçamento é preparado antes da efetiva construção do produto, muito estudo deve ser feito para que não existam nem lacunas na composição do custo, nem considerações descabidas. Ainda segundo Mattos (2006), um orçamento é determinado somando-se os custos diretos - mão de obra de operários, material, equipamento - e os custos indiretos - equipes de supervisão e apoio, despesas gerais do canteiro de obras, taxas - e por fim adicionando-se impostos e lucro para se chegar ao preço de venda. Para participar de uma concorrência, o preço proposto pelo construtor não deve ser nem tão baixo a ponto de não permitir lucro, nem tão alto a ponto de não ser competitivo na disputa com os demais proponentes. O que o orçamento realmente envolve é uma estimativa de custos em função da qual o construtor irá atribuir seu preço de venda - este, sim, bem estabelecido. A importância de um bom orçamento De acordo com Tisaka (2006), a tarefa de calcular a remuneração de serviços de engenharia exige uma série de requisitos que não se restringem apenas a uma questão eminentemente técnica, envolvendo necessidade de conhecimentos que vão desde a legislação

3 profissional, legislação tributária e fiscal, conhecimento do mercado de materiais e de mão de obra, no seu mais amplo sentido. Composições de custos Dá-se o nome de composição de custos, segundo Mattos (2006), ao processo de estabelecimento dos custos incorridos para a execução de um serviço ou atividade, individualizado por insumo e de acordo com certos requisitos preestabelecidos. A composição lista todos os insumos que entram na execução do serviço, com suas respectivas quantidades e seus custos unitários e totais. Em geral, segundo Mattos (2006) as categorias de custo envolvidas em um serviço são tipicamente: mão de obra, equipamento, material. Custo da Mão de Obra Ainda de acordo com Mattos (2006), o trabalhador é o elemento racional de uma obra e de suas ações e decisões depende em grande parte do sucesso do empreendimento. Ele ainda discorre que uma obra pode chegar a ter de 50% a 60% de seu custo composto pela mão de obra, então é fácil perceber a estimativa correta que essa categoria de custo tem para a precisão do orçamento. Custo de Material A análise do custo do material também é muito importante na elaboração da composição de custos de um serviço. Os materiais entram na maioria das atividades da obra, e segundo Mattos (2006), representam, muitas vezes, mais da metade do custo unitário do serviço. Custo de Equipamento De acordo com Mattos (2006) estabelecer uma taxa horária para os equipamentos envolve um processo mais complicado do que o utilizado na análise da mão de obra e do material. Quando o construtor compra um equipamento está investindo certo capital que poderia estar tendo rentabilidade em uma aplicação bancária e o uso diário do equipamento acarreta despesas de várias espécies. Índices de produtividade O conhecimento e o domínio dos índices são importantes por que:

4 a) Revelam a produtividade da mão de obra e equipamento e o consumo dos materiais adotados no orçamento; b) Fornecem um parâmetro para comparação do orçado com o realizado; c) Representam o limite além do qual a atividade se torna deficitária; d) Permitem a detecção de desvios; e) Ajudam o gerente a estabelecer metas de desempenho para as equipes. Mensuração de índices de produtividade Segundo Mattos (2006), a quantidade de homens/hora de cada categoria de trabalhador de um serviço é função da produtividade, ou seja, da rapidez com que o trabalho é executado. Pela própria definição de produtividade, quanto mais unidades de trabalho o indivíduo produz na unidade de tempo, menor a quantidade de homens/hora requeridas para a execução da atividade. Conceitos sobre estruturas Segundo Almeida (2011), uma estrutura pode ser definida como uma composição de uma ou mais peças, ligadas entre si e ao meio exterior de modo a formar um sistema em equilíbrio. Tal equilíbrio pode ser estático ou dinâmico. Ainda de acordo com Almeida (2011), em um prédio em construção pode-se claramente distinguir alguns dos elementos estruturais que compõem a parte resistente, ou estrutura, do prédio: vigas, lajes, paredes, pilares, sapatas e blocos, estes dois últimos sendo parte integrante das fundações. Estes elementos podem ser feitos de materiais diversos, sendo os mais utilizados: concreto armado, concreto protendido, aço e madeira. Os sistemas são selecionados de acordo com aspectos funcionais e arquitetônicos. Para Almeida (2011) os elementos estruturais, assim como toda e qualquer estrutura, devem apresentar as propriedades de resistência e rigidez, isto é, serem capazes de resistir a cargas, dentro de certos limites, sem se romperem e sem sofrer grandes deformações ou variações de suas dimensões originais. Critérios do Projeto Estrutural O projeto deve ter uma concepção estrutural clara, oferecendo o perfeito entendimento de como a estrutura funciona, para que se possam validar os resultados obtidos, qualquer que seja o processo de cálculo utilizado. Conceitos Sobre Concreto Armado

5 Segundo Botelho (2013) o concreto que é um material artificial obtido pela ligação do cimento com pedra, areia e água, ele resiste em média dez vezes mais á compressão do que à tração e que foi a partir daí que se teve a ideia de utilizar um material com alta resistência à tração, disposto convenientemente, a fim de resistir às tensões de tração atuantes. Com esse material composto (concreto e armadura barras de aço), surge então o concreto armado, onde as barras da armadura absorvem as tensões de tração e o concreto absorve as tensões de compressão, que pode ser auxiliado também por barras de aço. Botelho (2013) define o concreto armado como a união do concreto simples e de um material resistente à tração (envolvido pelo concreto) de tal modo que ambos resistam solidariamente aos esforços solicitantes. Estruturas Pré-Moldadas Conforme a norma NBR 9062:2006 (p. 3): Elemento pré-moldado: Elemento moldado previamente e fora do local de utilização definitiva na estrutura, conforme especificações estabelecidas. Elemento pré-fabricado: Elemento pré-moldado executado industrialmente, em instalações permanente de empresa destinada para este fim, que se enquadram e atendem aos requisitos mínimos das especificações. Ainda de acordo com a norma, quando os elementos pré-moldados são produzidos segundo um controle de qualidade mais rigoroso são chamados de elementos pré-fabricados. Do ponto de vista do comportamento estrutural, a presença das ligações é o que diferencia basicamente uma estrutura de concreto pré-moldado de uma estrutura convencional em concreto armado. Sistemas Construtivos Pré-Moldados Para que todas as vantagens do concreto pré-moldado sejam potencializadas, a estrutura deve ser concebida de acordo com uma filosofia específica do projeto: grandes vãos, um conceito apropriado para estabilidade, detalhes simples. Os projetistas devem, desde o início do projeto, considerar as possibilidades, as restrições e as vantagens do concreto prémoldado, seu detalhamento, produção, transporte, montagem e os estados limites em serviço antes de finalizar um projeto de uma estrutura pré-moldada.

6 Segundo Acker (2003) existem aparentemente um grande número de sistemas e soluções técnicas para as construções pré-moldadas. Entretanto, todos estes fazem parte de um número limitado de sistemas estruturais básicos, onde os princípios do projeto são semelhantes. Os tipos mais comuns de sistemas estruturais de concreto pré-moldados são: a) Estruturas aporticadas, consistindo de pilares e vigas de fechamento, que são utilizadas para construções industriais, armazéns, construções comerciais conforme se verifica na figura 3. b) Estruturas em esqueleto, consistindo de pilares, vigas e lajes, para edificações de alturas médias e baixas, e com um número pequeno de paredes de contraventamento para estruturas altas. As estruturas em esqueletos são utilizadas, principalmente, para construções de escritórios, escolas, hospitais, estacionamentos. c) Estruturas em painéis estruturais, consistindo de componentes de painéis portantes verticais e de painéis de lajes, as quais são usadas extensivamente para a construção de casas e apartamentos, hotéis, escolas. d) Estruturas para pisos, consistindo de vários tipos de elementos de laje montados para formar uma estrutura do piso capaz de distribuir a carga concentrada e transferir as forças horizontais para os sistemas de contraventamento. Os pisos prémoldados são muito usados em conjunto com todos os tipos de sistemas construtivos e materiais. e) Sistemas para fachadas, consistindo de painéis maciços ou painéis sanduíche, com ou sem função estrutural. Apresentam-se em todos os tipos de formato e execuções, desde o simples fechamento até os mais requintados painéis em concreto arquitetônico para escritórios e fachadas importantes. f) Sistemas celulares, consistindo de células de concreto pré-moldado e, algumas vezes, utilizados para blocos de banheiros, cozinhas, garagens. Este trabalho possui, em sua composição, dois procedimentos metodológicos, dentre eles: um estudo teórico, mostrando informações sobre os dois sistemas construtivos, em que foram coletados dados através de uma pesquisa bibliográfica. O segundo procedimento metodológico utilizado, é um estudo de caso, através de uma análise de custos com fins comparativos de um galpão adminstrativo. As comparações serão feitas através de programas de cálculos, orçamentários e de produtividade do mesmo edificio para ambos processos construtivos.

7 Para elaboração das tabelas com os quantitativos de insumos e mão de obra foram utilizados a Tabela de Composição de Preços para Orçamentos (TCPO), através do software computacional Volare, com a base de setembro de 2015 e também houve a utilização do software AltoQI Eberick V9 para o cálculo da estrutura. Escolha da edificação exemplo Para esse estudo foi utilizado um projeto da parte administrativa de um galpão industrial, projeto este gentilmente cedido pela ERT Engenharia e Consultora Ltda. O projeto tem uma área de aproximadamente 1089 m². Para este estudo foi levada em consideração apenas a superestrutura. O galpão possui 2 pavimentos, sendo o 1º pavimento com 895m² e o segundo com 194 m², com apenas as salas da diretoria. A opção por esse edifício exemplo deve-se ao fato de o mesmo ser de utilização comercial/administrativa, o que caracteriza uma arquitetura com utilização de vãos maiores que os normalmente usados em edificações residenciais. Vantagens da utilização da estrutura convencional É o método construtivo mais adotado no Brasil para obras residenciais. Funciona como um esqueleto formado a partir da combinação de pilares, lajes e vigas. As paredes servem apenas como fechamento e separação de ambientes. Todo o peso é absorvido pelo sistema pilares, lajes e vigas, e por isto pode-se dizer que as paredes não possuem função estrutural. Um ponto forte é que não há restrição quanto às medidas do projeto, o que permite maior liberdade criativa, não há limites para futuras reformas, e podem ser especificadas esquadrias fora do tamanho padrão. Projeto estrutural Com a utilização do AltoQi Eberick V9 Plena, foi executado o projeto estrutural. Alvenaria Pré-Moldada Vantagens da utilização da estrutura pré-moldada Por ser um processo que mais se aproxima de uma indústria, ou seja, por ser manufaturado, pode-se dizer que o sistema construtivo em concreto pré-moldado é o caminho mais curto para uma redução de custos e um maior controle tecnológico para a construção civil. Suas principais vantagens segundo Pederiva Junior (2009) podem ser observadas nos seguintes fatores:

8 a) Produção: A produção de pré-moldados sempre foi vinculada à produção em série, portanto, a automatização da produção dos elementos de concreto prémoldado é sempre almejada. Daí a constante necessidade de se investir no desenvolvimento de novos equipamentos. b) Materiais: Atualmente, tem-se investido em pesquisas para melhoria das características do concreto. Portanto, tem-se buscado o desenvolvimento de concretos de alto desempenho e não apenas concretos de alta resistência. O concreto de alto desempenho pode ser conceituado como o concreto que possui as melhores propriedades de acordo com sua destinação. Desta forma, esses concretos são projetados para que tenham as características desejáveis, quer seja resistência e durabilidade, quer seja tempo de cura ou trabalhabilidade. Uma das grandes preocupações atuais é a durabilidade das estruturas. Assim, esta propriedade se tornou um aspecto relevante e objeto de pesquisas que se desenvolvem atualmente. A aplicação de concretos de alto desempenho é uma forte tendência em todo o mundo, já que o mesmo também proporciona um melhor aproveitamento dos materiais. Já existem vários registros de obras realizadas com elementos pré-fabricados de concreto de alto desempenho. c) Projetos: Cada vez mais se tem buscado a automatização de projetos de forma que se possam proporcionar soluções personalizadas. Em busca de se proporcionar maior versatilidade às construções, há também uma tendência de se projetar estruturas desmontáveis. d) Planejamento da Produção: Independente do local de produção, pré-fabricado de fábrica ou de canteiro, sempre há necessidade de se estabelecer um programa do ciclo de produção. e) Reutilização de fôrmas: As fôrmas, que podem ser de diversos materiais, são reaproveitadas tantas vezes quantas forem possíveis, dependendo do material, podem ter ciclo de mais de 1000 vezes. f) Otimização da forma das peças com o objetivo de redução de volume (como vigas de pontes). Podendo ainda ser lançado mão da pró-tensão, o que diminui ainda mais a seção das peças trazendo um menor consumo de concreto. g) Redução ou eliminação do cimbramento, uma vez que as peças chegam ao canteiro de obra apenas para serem montadas, já tendo resistência suficiente muitas vezes para suportar as cargas de serviço sem a necessidade de cimbramento.

9 h) Rapidez de construção (montagem), quando o projeto segue os critérios básicos de aceitabilidade dimensional, controle de qualidade entre outros, têm-se um ganho considerável na velocidade de construção. i) Canteiro de obra reduzido, devido à maior racionalidade e planejamento impostos pelo sistema. Desvantagens da utilização da estrutura pré-moldada Segundo Pederiva Junior (2009), a estrutura pré-moldada exige mão de obra especializada tanto na fabricação como na montagem. a) Exige grande integração entre os profissionais de: Arquitetura; Sistemas auxiliares elétricos, hidráulicos e mecânicos; Estrutura; Gerente de Fabricação; Gerente de Montagem. b) Exige especial atenção do engenheiro estrutural com relação aos aspectos de: Estabilidade global das estruturas sob a ação de cargas verticais e horizontais; Detalhes de ligação dos elementos; Esforços durante a desenforma, estocagem, transporte e montagem dos elementos; Adequação das peças à disponibilidade dos equipamentos de fabricação, transporte e lançamento das mesmas. Projeto Estrutural Devido às vantagens e desvantagens enumeradas anteriormente optou-se por solicitar a uma empresa especializada na fabricação de pré-moldados. No sistema utilizado, tanto as vigas como as lajes são protendidas. Além de permitir vencer vãos maiores, o sistema garantiu a produção de peças mais leves e esbeltas. Além de produzir elementos com menor consumo de concreto, o que alivia as cargas sobre as fundações. Também se evita a indução de fissuras e consequentemente a corrosão das armaduras de aço e deterioração do concreto, o que prejudica o desempenho futuro da estrutura. A empresa apresentou um orçamento de R$ ,00 (setecentos e vinte e quatro mil setecentos e setenta e três reais), para um volume de concreto de 174,34m³, referente ao fornecimento, transporte e montagem das estruturas pré-fabricadas para a obra do galpão apresentado. CONCLUSÕES. A diferença e a vantagem da utilização do sistema pré-moldado diante dos custos, que neste caso foi ligeiramente menor (R$ ,22, ou 1,7% em relação ao custo da estrutura em concreto armado) agregados à obra pelos materiais utilizados como fôrmas, mão de obra,

10 instalação de canteiro com a utilização de tais pilares, seu transporte e montagem, estão nos benefícios da racionalização da construção e na agilidade do processo construtivo, já que não há a necessidade da cura in loco, onde proporciona o aumento do nível de qualidade dos serviços, possibilita a capacitação e a especialização da mão de obra e contribui para a redução dos erros na execução dos projetos. Também foi possível concluir que a viabilidade econômica do empreendimento, mostra que o retorno financeiro maior com o uso dos pré-fabricados. Além disso, o cliente da obra analisada, neste estudo, teve como vantagens na escolha desse sistema, a rapidez na execução, o canteiro de obras reduzido e a garantia de qualidade nos serviços prestados. CONSIDERAÇÕES FINAIS Com as diversas tecnologias construtivas existentes no mercado, cabe aos engenheiros escolher qual a mais vantajosa para utilizar em sua obra, avaliando seu custo, qualidade e a produtividade. O sistema construtivo pré-moldado apresentou um custo semelhante ao sistema convencional. Em termos de planejamento, controle e agilidade optou-se pelo uso de prémoldados, pois eles mostraram um resultado muito mais satisfatório do que o obtido pelo concreto armado. REFERENCIAS ACKER, Arnold Van. Manual de sistemas pré-fabricados de concreto. [s.n.] FIP 2002, traduzido por Marcelo Ferreira, [s.n.] ABCIC ALMEIDA, Maria Cascão Ferreira de. Estruturas isostáticas. São Paulo: Ed. Oficina das Letras, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. ABNT NBR 6118: Projeto de estruturas de concreto - procedimentos. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. ABNT NBR 6123: Forças devidas ao vento em edificações. Rio de Janeiro, 1988.

11 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. ABNT NBR 7480: Aço destinado a armaduras para estrutura de concreto armado Especificação. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, ABNT. ABNT NBR Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado. Rio de Janeiro: ABNT, BANKI, André Luiz. Documentação técnica Eberick v9. [s.n.] Florianópolis, BOTELHO, Manoel Henrique Campos. Concreto armado, eu te amo, vol 1. 7.ed. São Paulo: Blucher, KIMURA, Alio. Informática aplicada em estruturas de concreto armado. São Paulo: Pini, MATTOS, Aldo Dórea. Como preparar orçamentos de obras. São Paulo: Pini, SALGADO, Júlio Cesar Pereira. Técnicas e práticas construtivas para edificação. 2.ed. rev. São Paulo: Érica, TISAKA, Maçahico. Orçamento na construção civil: consultoria, projeto e execução. São Paulo: Pini, 2006.