UEFS Departamento de Tecnologia CURSO DE ENGENHARIA CIVIL TEC 159 TECNOLOGIA DAS CONSTRUÇÕES I Aula 2 Histórico e processos da Construção Civil: Evolução da Técnica de Construção Cristóvão C. C. Cordeiro TEC 159 - Tecnologia das Construções I - Prof. Cristóvão Cordeiro
Tópicos principais 1. Breve Histórico 2. Evolução recente da Construção Civil 3. Evolução dos Subsistemas 3. 1. Estruturas 2. Vedação 3. Instalações 4. Fachadas 4. Resultados
1 - Breve Histórico da área Aprendizado foi tradicionalmente intuitivo Separação entre técnica e projeto Perda de conhecimento Papel do BNH como indutor de novas tecnologias nos anos 70 Estagnação nos anos 80 Introdução de novas tecnologias nos anos 90
Histórico da área Última grande revolução foi feita na década de 20 (início do uso do concreto armado). De 1927 a 1995 houve pequenas mudanças dos materiais: Ferro fundido/galvanizado para PVC nas instalações. Madeira para alumínio nas esquadrias. Fios com recobrimento de tecido para fios com recobrimento de plástico. Tábuas para chapas de compensado nas formas. Etc. Do ponto de vista sistêmico, continuamos construindo da mesma forma que há 80 anos!
Evolução das necessidades dos edifícios nas últimas décadas Anos 70 a 80 Edifícios de 15 a 18 pavimentos. 1 a 2 vagas por apartamento. Poucas possibilidades de alterações de arquitetura. Poucos eletrodutos embutidos nas paredes. 20 a 24 meses de construção. Juros de produção baixos. Baixa demanda por questões ambientais. Tolerância com produtos artesanais. Anos 90 e até hoje Edifícios de 25 a 35 pavimentos. 3 a 4 vagas por apartamento. Grande flexibilidade de layout. Grande quantidade de itens embutidos nas paredes (eletrodutos, redes de som e computador, aspirador, etc.). 20 a 24 meses de construção. Juros de produção muito altos. Alta demanda por questões ambientais. Mercado altamente competitivo. Cliente muito exigente.
Um exemplo do setor de aeronáutica
Evolução das aeronaves de transporte de passageiros Década Capacidade (Passageiro s) Velocidad e (Km/h) Materiais 20 02 100 Madeira/seda 30 10 a 15 200 Madeira 40 30 300 Aço/tela 50 100 600 Alumínio 2000 500 950 Compósitos
O desenvolvimento da aviação foi homogêneo, em todos os aspectos!!!
E na construção de edifícios?
Evolução das necessidades dos edifícios nas últimas décadas Anos 70 a 80 Edifícios de 15 a 18 pavimentos. 1 a 2 vagas por apartamento. Poucas possibilidades de alterações de arquitetura. Poucos eletrodutos embutidos nas paredes. 20 a 24 meses de construção. Juros de produção baixos. Baixa demanda por questões ambientais. Tolerância com produtos artesanais. Anos 90 e até hoje Edifícios de 25 a 35 pavimentos. 3 a 4 vagas por apartamento. Grande flexibilidade de layout. Grande quantidade de itens embutidos nas paredes (eletrodutos, redes de som e computador, aspirador, etc.). 20 a 24 meses de construção. Juros de produção muito altos. Alta demanda por questões ambientais. Mercado altamente competitivo. Cliente muito exigente.
2 - Evolução Recente da Construção Civil Evoluímos na construção das estruturas!!!
Evolução das estruturas dos edifícios nas últimas décadas Anos 70 a 80 Estruturas aporticadas. Vigas abaixo das paredes. Vãos de 4 a 5 metros. Fck entre 150 e 180 Kgf/cm2. Formas e escoramento de madeira. Eletrodutos embutidos no concreto. Tolerância com baixa produtividade. Cimento e concreto com baixa aditivação (fração clinquer alta}. Anos 90 até hoje Estruturas com grandes lajes e poucas vigas. Paredes sobre lajes com vãos de 6 a 8 metros. Fck entre 30 e 50 Mpa. Formas em paineis estruturados e escoramento metálicos. Demanda por alta produtividade. Cimento e concreto com alta aditivação (fração clinquer baixa).
Com a evolução as estruturas ficaram mais deformáveis e menos porosas!!!! O que evoluímos nas demais partes da obra? Como vamos permitir a estrutura se deformar mais?
Mas as necessidades não mudaram? As estruturas não precisaram ficar mais deformáveis? Porque insistimos nas mesmas soluções nas demais partes? Consequências...
Patologias
DEFORMAÇÃO EM PILARES DO 1 o PAVIMENTO APÓS FIXAÇÃO DA ALVENARIA Medição de deformação lenta em pilares de edifícios Deformação (mm/m) 0,40 Temperatura ( o C) 35 0,35 30 0,30 25 0,25 20 0,20 15 0,15 10 0,10 0,05 Personal Home - Extensômetro 1 Projeto Viver - Extensômetro 1 Projeto Viver - Extensômetro 2 Temperatura ambiente 5 0 0,00 23/1/2003 17/4/2003 10/7/2003 2/10/2003 25/12/2003 18/3/2004 10/6/2004 2/9/2004-5
TENSÕES DE UMA ALVENARIA DE VEDAÇÃO TIJOLO CERÂMICO 3 a 4 vezes maior!!! TIJOLO DE CONCRETO 2 a 3 vezes maior!!!
Fissuras, Esmagamentos
BALANÇO DA EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA DOS ÚLTIMOS 20 ANOS Fase da Racionalização Fase da Inovação Fase da Inovação Industrialização Industrialização Sutil Incentivada 1990 2000 2007 2012 Fases anteriores: 1928 a 1970 Marasmo total 1970 a 1983 Inovação Irresponsável 1983 a 1990 Racionalização Desarticulada
FASE DA RACIONALIZAÇÃO (1990 a 1996) Racionalização com visão sistêmica. Integração entre sub-sistemas. sistemas. Início da valorização dos projetos executivos. Padronização como instrumento de volume para viabilizar a pré-fabricação. Fazer melhor o que já era feito. Canteiro como unidade de fabricação. Canteiros central de obras foco na empresa. Qualidade voltada para inspeção do serviço pronto. Feita por empresas de grande porte. Altos investimentos.
FASE DA INOVAÇÃO Ind. Sutil (1997 até 2007) Inovação com visão sistêmica. Eliminação das interferências entre as partes da obra. Visão da montagem (parafuso e cola). Construção seca. Industrialização de componentes leves e intercambiáveis Industrialização Sutil. Valorização dos projetos executivos de engenharia com solução de interferências entre sub-sistemas. sistemas. Padronização da tecnologia, modularização. Homogeneidade da qualidade. Canteiro como unidade de montagem. Componentes industrializados e pré-engenheirados. Qualidade voltada para inspeção do processo. Aberta a empresas de qualquer porte. Baixos investimentos. Investimento no conhecimento.
FASE DA INOVAÇÃO Ind. Incentivada (2007 até hoje) Aumento do Horizonte de Financiamento Programas Governamentais de incentivo ao Macro-setor da Construção Civil (PAC, MCMV) Linhas de Crédito para modernização tecnológica e gerencial (BNDES). Aumento da mecanização nos canteiros, com aquisição de máquinas e equipamentos. Alta demanda de mão de obra, encarecendo o recurso. Aumento da busca por novos processos/sistemas construtivos passíveis de industrialização. Valorização dos projetos executivos de engenharia com solução de interferências entre sub-sistemas. sistemas. Intensificação do uso de componentes industrializados. Qualidade deixada em segundo plano com problemas futuros na assistência técnica. Industrialização aberta a empresas de qualquer porte. Investimento no conhecimento para adequar inovações.
DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO - PREMISSAS Redução do custo. Melhoria da qualidade (desempenho). Aumento da produtividade: Eliminação de interferências. Padronização. Fabricação na indústria. Montagem no canteiro. Terminalidade. Foco no Sistema X Foco no Componente.
3 - EVOLUÇÃO DOS SUB- SISTEMAS UMA BREVE HISTÓRIA DO DESENVOLVIMENTO NOS ÚLTIMOS 15 ANOS Estruturas Vedações Instalações Elétricas Instalações Hidráulicas Fachadas
EVOLUÇÃO DAS ESTRUTURAS
ESTRUTURAS FORMA EM MADEIRA
Barra de ancoragem Gravata de 1 x4 Pontalete (3,5x7)cm Sarrafo (1 x3 )cm Gravata Barra de ancoragem Gastalho PROJETO DE FORMAS RACIONALIZAÇÃO DE FORMAS
Painel Travessão Travessas de apoio Guia Tala Pé-direito Fundo da viga Pontaletes Lateral da viga
UTILIZAÇÃO DE PEÇAS E REFORÇOS METÁLICOS
LAJES PLANAS NERVURADAS COM BLOCOS DE CONCRETO
ESPAÇADORES DE ARGAMASSA
Sistema GETHAL
Sistema MEVA
SISTEMA SH
SISTEMA ULMA
LAJES PLANAS POSSIBILITARAM ESCORAMENTO METÁLICO
INTERFACE FORMA DA LAJE PLANA COM A FORMA DA VIGA DE BORDA
MOLDES PLÁSTICOS ULMA
FORMA DE PLÁSTICO
LAJES NERVURADAS POSSIBILITAM GRANDES VÃOS
FORMAS METÁLICAS PARA PRÉ-VIGAS
PRÉ-VIGAS E PRÉ-LAJES
PASTILHAS DE ARGAMASSAS FEITAS NA OBRA
PASTILHAS DE PLÁSTICO
Vista geral da obra 03/04/00. ESTRUTURAS EM AÇO
Estrutura metálica - Stell Deck - 12/04/00. Estrutura metálica - Stell Deck - 16/05/00.
Vista geral da obra 09/05/00. Vista geral da obra 15/05/00.
Atrium no dia 01 de junho de 2000.
EVOLUÇÃO DAS VEDAÇÕES
PASSAGEM DE ELETRODUTOS SEM RASGAR PAREDES VERGAS PRE-FABRICADAS
USO DE PREFABRICADOS PARA FIXAÇÃO DE PORTAS
GABARITO DE PORTAS E JANELAS
EXECUÇÃO DA ALVENARIA COM CAIXAS PRÉ-FIXADAS
CARRINHO PALETEIRO
TRANSPORTE DE BLOCOS EM PALETS
INTERFERÊNCIAS COM ELETRODUTOS
INTERFERÊNCIA COM ELETRODUTOS JUNTO AO QDL
BAIXA TOLERÂNCIA A ERROS
DIFICULDADE SEM REGIÕES DE GRANDE DENSIDADE DE TUBOS
DRY WALL
ELETRODUTOS NO ENTRE-FORRO E NO DRY WALL
COLOCAÇÃO DO ISOLANTE ACÚSTICO
PORTA PRONTA FIXADA COM RESINA DE POLIURETANO
EVOLUÇÃO DAS INSTALAÇÕES ELÉTRICAS
EMBUTIMENTO NA LAJE
EMBUTIMENTO NA LAJE
EMBUTIMENTO NA LAJE
DIFICIL POSICIONAMENTO PRECISO DOS ELETRODUTOS EMBUTIDOS
ELETRODUTOS FIXADO NO FORRO ELIMINANDO INTERFERÊNCIAS
CHICOTE ELÉTRICO
EVOLUÇÃO DAS INSTALAÇÕES HIDRAULICAS
HIDRÁULICA PASSAGEM NO VAZADO DOS BLOCOS
PAREDE HIDRÁULICA
CORTE PARA INSTALÇAO DE KIT HIDRAULICO NO BLOCO CERÂMICO
PAREDE HIDRAULICA EM CONCRETO
PAREDE HIDRAULICA EM CONCRETO
SHAFT VISITÁVEL PARA EMBUTIMENTO DE PRUMADAS
INSTALAÇÕES HIDRAÚLICAS PELO FORRO
BANHEIRO PRONTO
FACHADAS E REVESTIMENTOS EXTERNOS
FACHADA EM ALVENARIA REVESTIDA EM ARGAMASSA
FACHADA EM ALVENARIA REVESTIDA EM ARGAMASSA
INTERFERÊNCIA DA ESTRUTURA COM O REVESTIMENTO
ANDAIME FACHADEIRO
BALANCIM
FACHADAS EM ALVENARIA REVESTIDA EM ARGAMASSA - ELEVADO DESPERDÍCIO
FACHADA ESTRUTURAL EM CONCRETO MOLDADO IN LOCO
FACHADA PRE- FABRICADA
NOVOS MATERIAIS CONCRETO AUTO-ADENSÁVELADENSÁVEL DISPENSA A VIBRAÇÃO; DESENVOLVIDO NO JAPÃO NA DECADA DE 80; AUMENTA A PRODUTIVIDADE CUSTO R$7,18/M2 CONCRETO NORMAL CUSTO R$0,70/M2 CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL ADENSÁVEL
CONCRETO AUTO ADENSÁVEL USADO INCIALMENTE EM FÁBRICAS DE PRÉ- MOLDADOS; ÚTIL PARA LOCAIS COM ALTA DENSIDADE DE ARMADURAS; ELIMINA ETAPAS; REDUZ O TEMPO DE CONCRTAGEM EM ATÉ 50%.
COMPARATIVO
COMPARATIVO
CONCRETOS COM FIBRAS FIBRAS DE POLIPROPILENO FIBRAS DE AÇO
COMPARATIVO DE TENSÕES
4 - RESULTADOS PRODUTIVIDADE CUSTOS TEMPO
COMPARANDO A PRODUTIVIDADE BRASILEIRA COM A AMERICANA Comparativo da produtividade humana (EUA X BRASIL) MÉDIA GERAL EUA 100 BRASIL 32 PESADA EUA 135 BRASIL 69 RESIDENCIAL EUA 78 BRASIL 27 COMERCIAL EUA 115 BRASIL 45 Pesquisa McKinsey Global Institute (mar/98) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 PESADA COMERC. RESID. MEDIA EUA BRASIL
PRODUTIVIDADE APURADA Brasileira em obras residenciais: 45 a 60 hh/m2. Americana em obras residenciais 15 a 19 hh/m2. Americana em obras comerciais: 10 a 15 hh/m2.
RESULTADO Hotel Aeroporto Internacional de Guarulhos Hotel de 5 e 4 estrelas com 400 quartos. Área de construção: 33.000 m2. Prazo de obra: 12 meses. 26.500 m2 de pavimentos em estrutura metálica em 13 pavimentos sobrepostos. 1.120 toneladas de aço (42,3 Kg/m2). Montagem: 47 dias (torre principal). Total: 62 dias. Processo Construtivo: Estrutura Metálica Laje em Steel-Deck Fachada Prémoldada de concreto Banheiro Pronto Dry-wall
Vista geral da obra 09/05/00. Vista geral da obra 15/05/00.
CARACTERÍSTICAS DA ESTRUTURA Dimensionada para ventos de 45 m/s. Proteção ao fogo de 2 horas (NFPA). 26.500 m2 de pavimento em estrutura metálica em 13 pavimentos sobrepostos. 1.120 toneladas de aço (42,3 Kg/m2). Montagem em 47 dias (torre principal). Montagem total em 62 dias. Fachada montada em 4 meses.
Edifício de múltiplos andares de maior nível de industrialização já feito no Brasil até aquela data. Produtividade atingida 14,92 hh/m2. Produtividade alcançada na estrutura metálica: 0,76 hh/m2 (inclusive colocação, armação e concretagem do steel-deck).
Atrium no dia 01 de junho de 2000.
PRODUTIVIDADE MÉDIA DAS OBRAS Obras residenciais: com fachada de concreto: 18,10 a 19,71 hh/m2 Com fachada convencional: 22,50 a 25,05 hh/m2 Hotéis: Em estrutura metálica: 14,92 a 16,31 hh/m2 Em estruturas de concreto: 22,98 a 24,70 hh/m2 Escritórios: Em estrutura metálica: 12,70 a 13,55 hh/m2 Em estrutura de concreto: 19,10 a 22,5 6hh/m2
Decisão Tecnológica X Estratégia de Produção na Construção Civil Critérios Competitivos identificados para ICC: Custo; Desempenho na entrega; Flexibilidade; Qualidade; Inovação; Serviços;
Preço Menor Preço Tecnologia X Desejos dos Clientes DESEJOS DOS CLIENTES Condições de pagamento Prazo Prazo de entrega Garantia de entrega no prazo Produto Desempenho do produto Possibilidade de alterações Introdução de novos produtos Serviços associados Durante a construção Após a construção Fonte: Barros Neto et al. (2003) CRITÉRIOS COMPETITIVOS DA PRODUÇÃO Custo Menor custo (aumento da produtividade) Adequação ao fluxo de caixa Desempenho na entrega Velocidade de produção Confiabilidade de entrega Qualidade Conformação com os contratos Conformação com os projetos Qualidade do processo (boa execução) Flexibilidade Flexibilidade do produto Inovação Serviços Atendimento Assistência Técnica
Como Avaliar a Tecnologia? Quais aspectos devem ser considerados no processo de decisão tecnológica? Escolher um processo (Estrutura - Forma, Estrutura Lajes e Fachadas, Vedações) e efetuar a análise de vantagens e desvantagens das inovações tecnológicas Equipe de 4 alunos 1 Equipe por processo.