USE OF PRECAST STRUCTURES IN THE SPHERE OF CIVIL CONSTRUCTION
REGISTRO DOI: 10.69849/revistaft/ar10202412071135
Danilo Teixeira Mascarenhas Andrade1
Gabriel de Sales Lages2
Ismeraldo Pereira de Oliveira3
RESUMO
Desde o início dos tempos da humanidade os povos tinham uma necessidade de ter um local como abrigo para se instalar, indo desde habitacional a serviços industriais. Está construção com o intuito de abrigar várias atividades, trata-se de um edifício. Este trabalho objetiva fazer um estudo das manifestações patológicas que podem surgir nas edificações pré-moldadas de concreto em obras de pequeno porte. O presente estudo trata-se de uma coleta de dados recolhida com base em fontes secundárias, por meio de uma revisão literária e fundamentado na experiência vivenciada por autores que pesquisaram sobre as manifestações patológicas em estruturas pré-moldadas. A pesquisa utilizou-se como base de dados o Google Acadêmico no qual estar incluindo patentes citadas para melhores resultados. Utilizou artigos entre o período compreendido de 2012 a 2020, utilizando palavras chaves como, patologias da construção civil e estruturas pré-moldada, resultando em 1.320 (um mil trezentos e vinte) artigos, no qual apenas 3 (três) foram escolhidos.
Palavras-Chave: Pré-moldadas; Edificações; Patologias.
ABSTRACT
Since the beginning of humanity, people have had a need for a place to shelter in which to settle, ranging from housing to industrial services. It is built with the aim of housing various activities; it is a building. This work aims to study the pathological manifestations that may arise in precast concrete buildings in small-scale works. The present study is a collection of data collected based on secondary sources, through a literary review and based on the experience of authors who researched pathological manifestations in precast structures. The research used Google Scholar as a database, which included cited patents for better results. It used articles between the period from 2012 to 2020, using key words such as civil construction pathologies and precast structures, resulting in 1,320 (one thousand three hundred and twenty) articles, of which only 3 (three) were chosen.
Keywords: Pre-molded; Buildings; Pathologiesl.
INTRODUÇÃO
De acordo com Zuchetti (2015), desde os inícios dos tempos da humanidade os povos tinham uma necessidade de ter um local como abrigo para se instalar. Esses locais serviam para diversas atividades a serem desempenhadas pelos seres humanos. Está construção com o intuito de abrigar várias atividades, cada um com sua finalidade específica, indo desde habitacional a serviços industriais trata-se de um edifício.
Ainda segundo Zuchetti (2015), uma edificação pode ser conceituada pelas suas características, sendo elas, casa, prédios, apartamentos, galpões, etc. Por fim, é a forma genérica de ser referir a qualquer instalação que tem como propósito final, servir de abrigo para desempenhar diversas atividades feitas pelo ser humano.
Para Helene (2003), o processo construtivo de uma edificação passa por diversas etapas sendo elas: ideia inicial, planejamento prévio, projeto, fabricação dos materiais para o uso no canteiro de obras, execução das partes componentes da edificação e uso. No processo construtivo das edificações, podem acontecer falhas e descuidos de vários tipos, que implica em problemas construtivos decorrentes das etapas citadas anteriormente, esses problemas são denominados de patologias. Com um bom gerenciamento da obra, além de evitar manifestações patológicas, também aumenta a vida útil da edificação.
Patologia pode ser conceituada como o estudo de doenças, na construção civil ela é atribuída aos estudos das anomalias, sendo elas prejudiciais de forma estática ou no desempenho da obra. Sendo assim, patologia da construção civil é entendida como os ramos da engenharia que estuda os sintomas, causas e origens de falhas construtivas que acontecem durante a construção da edificação. Com o estudo das fontes dos vícios do processo construtivo, é possível evitar que se ocorra manifestações patológicas (Do Carmo, 2003).
De acordo com Ramos et al. (2018), as patologias da construção civil podem se manifestar em qualquer tipo de edificação, o que vai implicar no seu aparecimento é a forma como ela foi construída, se esta seguiu todas as etapas que está no projeto. O autor ainda complementa que quando uma edificação manifesta patologia, além de implicar na sua vida útil, tem-se gastos excessivos, dependendo da gravidade do problema ocasionado. Ou seja, quando se detecta uma patologia, é uma prática muito comum a correção da mesma. Com isso a edificação não exercerá seu funcionamento até que o reparo seja feito, o que encarece o custo final da edificação.
O método construtivo de uma estrutura pré-moldada de concreto, embora tenha muitas vantagens, também possui diversas desvantagens, sendo uma delas o surgimento de patologias. Dessa forma ao se escolher esse sistema construtivo tem-se que levar em consideração diversos fatores condicionantes do método. Sendo assim, esse trabalho faz um estudo dos tipos de manifestações patológicas existentes em edificações pré-moldadas e propõe sugestões para a recuperação desses problemas patológicos.
2. REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 CONTEXTO HISTÓRICO DA ESTRUTURA DO PRÉ-MOLDADO EM CONCRETO
De acordo com Vasconcelos (2002), pode-se afirmar que a pré-moldagem surgiu junto com o advento do concreto. A primeira notícia que se tem de uma obra na qual se utilizou o concreto pré-moldado no Brasil foi durante a construção do hipódromo da gávea no Rio de Janeiro. Está obra, executada pela empresa dinamarquesa Christiani-Nielsem, com filial no Brasil, em meados do século XX, teve diversas aplicações de elementos pré-moldados a começar pelas estacas de fundações.
Anos depois, em São Paulo, a Construtora Mauá começou a construir grandes galpões em estruturas pré-moldadas, e, em algumas obras, foram utilizadas peças deitadas umas sobre as outras em uma sequência vertical, sendo separadas por meio de papel parafinado. Dessa forma economizava tempo e espaço no canteiro de obras, já que se podiam empilhar até 10 peças, as quais iam subindo na medida em que o concreto endurecia. Esse procedimento dava grande produtividade à execução (Vasconcelos, 2002).
Com o passar dos anos, foram surgindo algumas construtoras especializadas em pré-fabricação no Brasil, que deram um impulso maior nesta área, executando grandes obras, dentre as quais pode se destacar a Construtora BELTRAN (Belitardo e a Antonoaldo Trancoso das Neves), que executou obras como a Fábrica da Antártica, mostrada na figura 1, em Jaguariúna.
Figura 1- Vista aérea da fábrica da Antártica em Jaguariúna.
É inegável a evolução da construção civil em edificações e da atuação da engenharia civil, que, nos próximos anos, serão persuadidas pelo progresso da informação, pela comunicação global, pela industrialização e pela automação. Já é evidente esta prática em países da Europa. Contudo, há muito para ser realizado, principalmente no tocante à eficiência da construção atual, desde a concepção do projeto da edificação até a entrega final do projeto (Van Acker; Ferreira, 2002).
Gráfico 1- Percentual de cimento destinado a pré-fabricados e pré-moldados 2017.
2.2. DIFERENÇA DE PRÉ MOLDADO E PRÉ FABRICADO
Carvalho (2014), afirma que o sistema construtivo de pré-moldado é utilizado para definir qualquer elemento que seja fabricado fora do seu final, no entanto, é executado geralmente para definir qualquer elemento no canteiro de obras, dessa forma não existe um controle rigoroso que é obtido quando é feito em fábricas especializadas.
Brumatti (2008), relata que o método construtivo pré-moldado é propício a ter uma menor capacidade de produção e, consequentemente, menos produtividade. Entretanto, não existe necessidade de transporte para longas distâncias, o que facilita o deslocamento das peças até a posição final da edificação. Já o pré-fabricado, é executado em um local específico, obtendo assim um maior controle de qualidade laboratorial e inspeções em todas as etapas do processo produtivo. Com isso, existe uma maior produção de peças.
A NBR 9062 (2017) ainda complementa as especificações necessárias e os requisitos mínimos para as etapas de fabricação, estocagem, transporte e montagem de peças pré-moldadas e pré-fabricadas.
2.3. PROCESSO CONSTRUTIVO DA ESTRUTURA PRÉ-MOLDADA
Conforme Debs (2017), a produção de concreto pré-moldado engloba várias etapas compreendidas entre a própria execução do pré-moldado e a montagem das peças. Nesse caso, deve se ter um local para a estocagem dos materiais e devem ser definidos fluxos de transporte, a fim de aperfeiçoar o manuseio dos elementos. É necessário também que se tenha um planejamento prévio de todas as fases de produção de um elemento pré-moldado.
Quando a produção de pré-moldados é feita fora dos canteiros de obras, ela se torna mais fácil, pois pode ter uma logística maior de produção. É necessário que se tenha uma interação entre a área de armazenagem e a área de içamento (Sotomayor, 2016).
Já com relação à produção feita dentro dos canteiros de obras, podem se destacar duas situações: a primeira corresponde à fabricação dos elementos nos primeiros pavimentos da edificação que está sendo construída, tendo, assim, as etapas de execução e montagem; a segunda é quando a produção é feita em local apropriado na obra, com uma central de pré-moldados, comparável a uma fábrica, sendo que somente não fica incluso a etapa de transporte, da fábrica à obra (Sotomayor, 2016).
2.3.1. COMPOSIÇÃO DA ESTRURURA PRÉ-MOLDADA: ARMADURA
Segundo Sotomayor (2016), nesta fase de execução dos pré-moldados, quando a montagem das armaduras é feita em local apropriado, pode surgir uma produção mais fácil e racionalizada, já que essa fase ocorre de forma mais habitual, visto que a montagem da armadura é executada junto à fôrma ou perto dela. No mesmo sentido, para se manter uma integridade e um posicionamento adequado das armaduras da fôrma, deve-se enfatizar a importância do correto manuseio e transporte das armaduras.
Desse modo, a facilitar o içamento e o manuseio das peças pré-moldadas, junto às armaduras, antes da concretagem, devem ser acrescentados dispositivos auxiliares, como: laços, chapas chumbadas ou outro tipo de ancoramento, em que essas formas de auxilio devem ser dimensionadas para sustentar os elementos na hora da movimentação, levando-se em conta a resistência inicial do concreto (Sotomayor, 2017).
De acordo com El Debs (2017) é recomendado que a armadura seja feita sobre uma bancada e com auxílio de gabarito, a fim de que essa armadura se ajuste à fôrma na hora da montagem, mantendo, assim, suas características do projeto. No caso de as armaduras serem grandes, é aconselhável que a armação seja feita na própria fôrma. Por fim, devem-se colocar espaçadores nas armaduras, para garantir o recobrimento do concreto, conforme o projeto.
2.3.2. ADENSAMENTO E CURA
O adensamento é executado durante e imediatamente após a colocação do concreto na fôrma. Essa etapa tem que garantir que o concreto preencha todos os locais vazios da fôrma, expulsando assim os bolsões de ar retidos, logo, esse procedimento sendo executado de forma inadequada, pode comprometer muito a estabilidade da peça construída. Em face disto, é necessário prudência na hora do adensamento (Debs, 2017).
De acordo com Debs (2017), nos elementos pré-moldados produzidos, é comum o uso do concreto com uma resistência maior do que os concretos utilizados nas estruturas convencionais e é usual que se trabalhe com concretos com menor relação água/cimento, melhorando, assim, os índices de consistência. Dessa forma, é preciso acompanhar a colocação do concreto, evitando que ocorram deslocamentos de ferragens e abertura das fôrmas, garantindo a qualidade do concreto e da peça pré-moldada.
Por fim, a NBR 9062:2017 estabelece dois tipos de cura para o concreto: o processo de cura normal, em que o concreto é protegido contra todos os tipos de agentes que podem comprometer a integridade dele, e a cura acelerada, em que, nesse processo, o concreto é submetido a um tratamento térmico adequado e rigorosamente controlado, para se ter uma secagem mais rápida do material
2.3.3. DESMOLDAGEM
Debs (2017) afirma que o concreto tem que atingir uma resistência superior a 10 Mpa, para que se faça sua desmoldagem. Sendo assim, é de suma importância se ter um controle das peças, de forma a não comprometer a integridade delas. No mesmo sentido, deve-se definir, em projeto, a avaliação para a desforma.
De acordo com a norma NBR 9062:2017, o projeto e a execução das fôrmas devem atender todas as condições para fácil desmoldagem, sem danificar os elementos concretados, como previsão de ângulos de saída, livre remoção das laterais e cantos chanfrados ou arredondados.
Ainda conforme Debs (2017), a desmoldagem se dá das seguintes formas: direta, por separação dos elementos ou por tombamento da fôrma.
2.3.4. IÇAMENTO E MANUSEIO
De acordo com a NBR 9062: 2017, as peças pré-moldadas devem ser manuseadas e içadas através de equipamentos, máquinas e acessórios adequados, em pontos de suspensão localizados nos elementos de concreto, que foram definidos de acordo com o projeto, de modo a evitar choques e movimentos bruscos. Dessa forma, são utilizados equipamentos de apoio ao içamento e montagem, tais como guindastes, caminhões munck, dentre outros.
Segundo Sotomayor (2017), deve-se ter um projeto para içamento dos cabos de aço, obedecendo às especificações contidas nele. Dessa maneira, as alças e os pinos de levantamento devem estar nesse projeto. É necessário também que se assegurem as condições de estabilidade do elemento, a fim de evitar acidentes que, nessa fase da obra, podem até ser fatais.
Figura 2- Exemplo de acessórios para manuseio do elemento pré-moldado.
2.4. TIPOS DE PEÇAS PRÉ MOLDADAS
O pré-moldado está presente em várias etapas da obra e vai desde edifícios de alto padrão a casas populares, de forma sustentável, ao redor de todo o mundo, assim, preservando o meio ambiente, uma das maiores preocupações nos últimos tempos. O sistema ainda possui diversas maneiras de utilização, sendo que os elementos mais usados são as estacas, as vigas, os pilares, os painéis de fechamento, a cobertura e etc. (Andrade, 2014).
Pereira (2018) ainda relata que a parte da edificação responsável por se apoiar em vigas, essas que por sua vez, apoiam-se em pilares, são as lajes. Elas transmitem as ações que nelas chegam para as vigas, além de realizarem a interface entre pavimentos, formando o contra piso ou o teto. Pode se citar, como exemplo, as lajes maciças, as lajes nervuradas, as lajes cogumelos, as lajes alveolares e as lajes treliçadas.
Conforme Debs (2017), as lajes alveolares são os elementos prémoldados mais utilizados no mundo, com usos mais evidentes na América do Norte e na Europa. E é em razão do grande emprego desse elemento no mundo, que existe uma associação somente para esse tipo de pré-moldado. A figura 3 ilustra o modelo de laje alveolar.
Figura 3- Laje Alveolar
De acordo com Andrade (2014) as vigas mais usais tem formatos retangulares, “I”, “L”, “T”, ou invertidos, podendo ainda ser protendidas ou armadas. No caso das feitas por protensão, utilizam-se barras de fios, que têm a finalidade de produzir tensões prévias, melhorando sua resistência e seu comportamento mediante as cargas, conforme a Figura 4.
Figura 4- Vigas protendidas
2.5. SISTEMAS ESTRUTURAIS
Van Acker (2002) afirma que cada sistema construtivo tem suas próprias características em relação ao sistema construtivo de concreto pré-moldado. Então, teoricamente, todas as juntas de uma estrutura pré-moldada devem ser executadas, de modo que essa estrutura pré-moldada tenha um conceito monolítico de uma estrutura moldada no local, sobre o método convencional.
Todavia, esta solução pode tornar-se mais trabalhosa e cara e, assim, muitas vantagens do sistema construtivo de concreto pré-moldado podem ser perdidas. A fim de se obter todas as vantagens a estrutura deve ser bem concebida, seguindo todas as especificações de projeto.
De acordo com Acker (2002), o sistema esqueleto é formado por pilares, vigas e lajes e tem sido bem usual em obras de escolas, de casas, de estacionamentos, de hospitais etc. O método construtivo em pré-moldado pode apresentar maior liberdade arquitetônica, no planejamento e na disposição das áreas do piso, por possibilitar a concepção dos projetos com grandes vãos, sem obstáculos de pilares internos ou paredes portantes. Esses vãos podem ter associações diferentes dos sistemas de fechamento.
Figura 5- Estrutura pré-fabricada tipo esqueleto
De acordo com Rodrigues (2018), em prédios, há muitos benefícios com o processo produtivo de concreto pré-moldado, em que este pode ser executado também por paredes de fechamento, substituindo, assim, os tijolos ou qualquer outro tipo de vedação.
3. METODOLOGIA
O presente estudo tratou-se de uma coleta de dados recolhida com base em fontes secundárias, por meio de uma revisão literária e fundamentado na experiência vivenciada de autores que pesquisaram sobre as manifestações patológicas em estruturas pré-moldadas. A pesquisa utilizou-se como base de dados o Google Acadêmico no qual estar incluindo patentes citadas para melhores resultados. O critério de exclusão adotado para todos os intervalos estabelecidos foi de artigos que não discorria sobre as patologias encontrados nas estruturas pré-moldadas de concreto e que se desviavam do tema.
Para o período compreendido entre 2012 a 2020, foi utilizada palavra chave como, patologias da construção civil e estruturas pré-moldada, resultando em 1.320 (um mil trezentos e vinte) artigos, no qual apenas 3 (três) foram escolhidos para estudos visto que apresenta uma abordagem direta sobre o tema em estudo.
Foram utilizadas Normas Técnicas, relacionadas a estrutura de concreto pré-moldado como também a norma que trata de todas as especificações de execução de uma estrutura de concreto, incluindo outras que são relevantes para o desenvolvimento do estudo.
4. ANÁLISE E RESULTADOS
Segundo Acker (2002), a aplicação dos sistemas estruturais construtivos está diretamente ligada ao tipo de construção, no qual vai depender muito das suas funções: residenciais, comerciais, industriais etc. Cada construção vai depender diretamente das suas características de projeto para poder se beneficiar de todas as vantagens do método construtivo, sendo assim, é de suma importância que se siga à risca os dados do projeto.
Para Melo (2007), as estruturas pré-moldadas exigem decisões importantes na hora de escolhê-las como método construtivo, por serem peças fabricadas em grandes quantidades e com um controle de qualidade mais rígido, além da necessidade maior de atenção na junção de suas peças. Apesar disso, elas ainda são muito aplicadas na construção civil e cada vez mais estão sendo escolhidas por muitos construtores, normalmente aliadas a outros métodos construtivos, como é o exemplo de construtoras que fazem toda a obra em estruturas convencionais, com exceção das escadas em pré-moldado.
Os edifícios residenciais e comerciais geralmente são projetados com seus sistemas estruturais com painéis, parte função estrutural, e parte estética para fechamento e vedação, como, por exemplo, o sistema de construção de concreto pré-moldado aplicado nos países do Norte Europeu, que possuem fachadas executadas em painéis sanduíches em que suas camadas podem variar de 50 a 150mm de espessura.
Cada vez mais se buscam soluções de racionalizar materiais, como também de se proteger o meio ambiente. Dessa forma, construir através do método construtivo de estruturas pré-moldadas é uma solução para isso, logo, construtoras estão cada vez mais usando esse sistema, pois além de muitos benefícios, ele traz maior agilidade no tempo de construção, quando comparado com outros sistemas (Debs,2017).
Em geral, os modernos edifícios para escritório requerem um grau maior de adaptabilidade, onde o espaço interior deles é mais livre, característica essa que as estruturas em pré-moldados podem proporcionar. No mesmo sentido os edifícios de escritórios são concebidos (Acker, 2002).
Para Acker (2002), o pré-moldado comparado com outros métodos de construção convencional, possui características vantajosas, conforme mostra o Quadro 1.
Fonte: Acker (2002) adaptado
Por outro lado, como qualquer sistema construtivo, o pré-moldado de concreto também possui suas desvantagens, como mostra no Quadro 2 (Acker, 2002).
Quadro 2- Tabela de desvantagens do sistema de concreto pré-moldado.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Estruturas pré-moldadas em concreto possibilitam construções personalizadas e de melhor acabamento; apresentam restrições de gabaritos devido à restrição de transporte; em topografias irregulares, pode ocorrer dificuldade de acesso para os equipamentos de transporte e montagem da estrutura; exigem alto nível de detalhamento dos projetos; e podem proporcionar menor consumo de materiais devido à redução de seção das peças.
O sistema construtivo de estruturas pré-moldadas em concreto, apesar de apresentar muitas vantagens, também possui várias desvantagens, uma delas seria o surgimento de patologias, acarretando em erros construtivos, problemas em utilização, concepção/projeto e materiais.
É importante lembrar que a realização de estudos que buscam avaliar, caracterizar e diagnosticar a ocorrência de danos em obras são fundamentais para o processo de produção e uso das edificações. Permitem conhecer ações eficientes para diminuir ou até mesmo evitar o aparecimento de falhas e problemas, tendendo a melhorar a qualidade geral das edificações.
É indubitável que a área de recuperação de estruturas representa grande significância para a engenharia civil, sendo capaz de prevenir e intervir em ocorrências que podem comprometer a vida útil, desempenho, qualidade e integridade das construções. Porém, é necessário enfatizar que se invista em métodos corretivos eficazes, executados por profissionais capacitados. Buscando, assim, resolver as anomalias na sua origem, evitando o agravamento e a recorrência do problema.
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¹Docente do Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Santo Agostinho – UNIFSA. Email: danilotma@msn.com
²Discente do Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Santo Agostinho – UNIFSA. Email: gabrielslages@gmail.com
³Docente do Curso de Engenharia Civil do Centro Universitário Santo Agostinho – UNIFSA. Email: ismeraldo@unifsa.com