REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.7275035
Criscia Lorrane Xavier Damasceno*
Geraldo Araújo Fernandes**
Mirvaldo Moraes de Souza***
RESUMO
O light steel frame é um método construtivo centenário que se derivou do Wood Frame que era feito de madeira, utilizado nos Estados Unidos e inovou-se em aço galvanizado após a segunda guerra mundial, já no Brasil chegou nos anos 90. A construção civil está em constante evolução e com isso veio o steel frame, que é uma construção a seco industrializado, que por sua característica principal é a rapidez em sua execução e sem geração de resíduos em sua montagem. Também considerado sustentável por não utilizar água durante sua montagem, além de ser uma estrutura leve. Quando comparado a construções de médio e grande porte, torna-se economicamente vantajoso, podendo ser adotado por programas de habitacionais construídos pelo governo. Este artigo faz um comparativo do uso de steel frame e o método convencional de alvenaria, o qual apresenta vantagens e desvantagens, estudo de artigos sobre este método. Conclui-se que steel frame se torna mais vantajoso principalmente para obras em larga escala como habitações populares, pois o tempo de execução é menor, fazendo com que se construa mais edificações em um espaço curto de tempo.
Palavras-chave: Light Steel Frame, Alvenaria Convencional. Vantagens e Desvantagens.
1 INTRODUÇÃO
O light steel frame (LSF) que traduzido em português significa “Estrutura de Aço Leve”. É um método construtivo americano que teve sua origem por volta do século XIX entre os anos de 1810 e 1860, no final da segunda guerra mundial e com o desenvolvimento na indústria do aço nos EUA. Está presente em vários países do mundo, no Brasil se deu início nos anos 90, apesar de enfrentar uma barreira cultural
e ser pouco conhecido. O LSF tem como característica principal ser uma construção leve e seca, pois dispensa o uso água e geração de resíduos nas etapas de construção, proporcionando facilidade na modificação de projetos atendendo assim, o gosto e necessidade do cliente e otimização no tempo de entrega da construção.
“Em 1933, com o grande desenvolvimento da indústria de aço nos Estados Unidos, foi lançado o protótipo de uma residência em LSF, que utilizava perfis de aço substituindo a estrutura de madeira”1.
Por ser um método industrializado, precisa ser bem planejado, confeccionado e montado, reduzindo notavelmente os desperdícios de resíduos da obra e não requer um grande número de profissionais como na construção convencional.
A princípio existe uma diferença descomunal na construção civil comparando LSF e ao método de alvenaria convencional, como por exemplo, a qualidade e otimização de tempo na execução dos serviços, campo de trabalho limpo e organizado, diferentemente da alvenaria convencional que demanda muito mais tempo, gastos nao contabilizados, maior mão de obra, e requer várias etapas construtivas.
O método construtivo de LSF utiliza poucos itens para a sua montagem, sua estrutura é feita de aço e o fechamento das divisórias que são feitas de placas de diversos materiais que são na maioria recicláveis, tornando o método mais limpo e gerando poucos resíduos. Na construção de alvenaria convencional o consumo de água é grande, e em caso de escassez a obra corre o risco de paralisação e atraso no prazo de entrega dos serviços, com o LSF o consumo é zero em sua instalação.
Por ser um método construtivo rápido, sua montagem torna a otimização do prazo de entrega, uma das suas características eficientes é o seu peso estrutural, que se torna mais leve do que no método convencional de alvenaria, se tornando vantajoso em suas fundações que poderão ser menores quando comparado a um mesmo projeto de alvenaria, outro ponto vantajoso e seu isolamento termoacústico.
A escolha do tema desta pesquisa está atrelada à relevância da economia e a geração de resíduos, onde o comparativo de uma obra convencional de alvenaria para conhecimento de sua vantagem construtiva e sustentável para o consumidor, além de ganho tempo em sua execução.
Sendo assim, este artigo visa analisar e compreender as metodologias construtivas entre o light steel frame e alvenaria convencional, evidenciando a economia da obra e sustentabilidade do meio ambiente. Tal como, apontar vantagens do LSF quando escolhido como método construtivo em uma obra comercial; examinar os custos benefícios em favor do cliente, com proposito de reduzir gastos; demonstrar com pesquisas, a produtividade do método na obra em sua execução e a otimização de tempo.
De acordo com Cardoso2, as obras brasileiras geram 84 milhões de m³ de resíduos por ano, sendo apenas 17 milhões de m³ reaproveitados. Com tantos resíduos produzidos por obra de construção civil, métodos inovadores e com materiais menos poluentes, vem ganhando foça no mercado nacional nos últimos anos.
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 sobre o Light Steel Frame
O LSF é um método construtivo a seco estruturado, que usa perfis de aço galvanizado moldados a frio, projetados para suportar as cargas da edificação e trabalhar em conjuntos com outros subsistemas industrializados, de forma a garantir os requisitos de funcionamento da edificação. Pode-se observar na Figura 01, seu revestimento externo que é composto de placas cimentícias, mais que também podem ser, chapa drywall, OBS (Oriented Strand Board), painéis SmartSide e Siding Vinílico, o que o torna mais leve e rápida e uma vantagem é que pode ser utilizado isolamento térmico acústico.
Figura 01 Revestimento externo com placas cimenticias.
Fonte autores, 2022
OLIVEIRA e ALVES3, cita em seu artigo, “a busca de projetos eficientes procura-se sempre reduzir o desperdício, aumentar a produtividade, cumprir com cronograma e diminuir perdas, custos e o tempo de entrega dos diversos serviços numa obra”.
Conforme a figura 02, onde se observa a fundação utilizada para a edificação, “Como dito nas fundações de alvenaria convencional, a escolha do tipo ideal de fundação depende da resistência e o tipo do solo, a topografia do terreno, o nível do lençol freático e a profundidade do solo firme, para edificações em LSF a exigência é menor” 4.
“Para as construções em LSF, haja vista o baixo o peso da sua estrutura, bem como de seus componentes de fechamento, as solicitações das fundações serão reduzidas. Porém, na escolha da fundação é necessário considerar que a mesma seja continua a fim de suportar as cargas uniformemente distribuídas ao longo dos painéis estruturais. Os tipos de fundações para o sistema LSF são o Radier e a Sapata Corrida (Viga Baldrame) 5.”
Figura 02 Fundação tipo radier
Fonte Autores, 2022
Um dos benéficos do LSF é a facilidade na instalação hidráulica, elétrica e sanitária, como pode observar na figura 03, onde as tubulações facilmente se encaixam nas partes internas das paredes sendo revestidas após toda instalação esta completa, sem gerar resíduos.
Para Rissignoli e Gaspar6:
“Há uma vantagem para o LSF em relação às tubulações hidráulicas e elétricas, não é necessária quebra das paredes para a instalação dos cabos e canos e também para a manutenção deles, sendo necessária somente a retirada do revestimento interno, para a localização do problema, e ao concluir, recolocar a placa de drywall e finalizar com a pintura, caso seja necessária.”
Figura 03 instalações hidráulicas
Fonte Autores, 2022
2.2 Sobre a Alvenaria Convencional
No Brasil, o método construtivo convencional mais utilizado é o de alvenaria. Na maioria das vezes por falta de conhecimento por parte do cliente, ou até mesmo pela pouca mão-de-obra qualificada, o que acaba encarecendo o serviço e ficando de fora nas possibilidades de construção.
Nesse método, por se tratar de uma estrutura mais especifica, são utilizadas fundações aprimoradas, como sapatas, baldrames, pilares e vigas de concreto armado. Sua vedação é feita por blocos cerâmicos, que por sua vez necessitam de argamassa, para que possam ser assentadas e revestidas. As divisórias internas precisam de chapisco, emboço e reboco.
As instalações elétricas e hidráulicas poderão ser executadas após a sua construção, e possível rasgar as paredes para embutir as instalações ver figura 04 e figura 05. Infelizmente esse processo gera resíduos, que na maioria das vezes não são reciclados, assim gerando poluição. Como apresentado nas figuras abaixo.
Figura 04 Rasgos para instalação elétrica Figura 05 Rasgos para instalação hidráulica
Fonte Autores, 2022
No conceito apresentado por Rodrigues de Lima e Sette7:
“As maiores vantagens da alvenaria convencional frente ao light steel frame são, baixo custo, método amplamente aceito no mercado da construção civil e facilidade de acesso aos insumos no sistema. Já suas desvantagens são, maior prazo de execução, grande geração de resíduos durante a obra e consequentemente desperdício de materiais e o peso próprio”.
Ainda de acordo com Rodrigues de Lima e Sette8 “[…] A alvenaria convencional se torna viável em termos econômicos, devido ao seu menor custo de material e mão de obra, já o LSF possui um prazo de execução menor, sendo possível a construção de mais imóveis, podendo até implantar em programas do governo ou em financiamentos”.
Análise comparativa econômica e sustentável entre o método construtivo de Light Steel Frame e a alvenaria convencional.
O LSF quando comparado a alvenaria possuem um visual muito semelhante após finalizado, porém muito superior de precisão e qualidade, além de uma vida útil de trezentos anos, outra vantagem é que para edificações próximas ao mar há uma
camada mais espessa de galvanização, além de garantir resistência a tempestades, terremotos e tufões. Logo baixo, segue uma lista de vantagens do método LSF:
- Fundações rasas como radier – Baixo uso de concreto;
- Método ecológico de construir – Consumo zero de água em sua montagem, geração resíduo mínimo e o uso de materiais sustentáveis;
- Paredes, portas e janelas com precisão milimétrica – Otimização no tempo de execução, facilidade de manuseio;
- Canteiro de obra organizado – Como o processo é industrializado as peças já chegam prontas evitando desperdícios de insumos;
- Ótimo isolamento termo acústico – A lã de vidro, lã de rocha, poliuretano; embutido entre as paredes fornece ótimo isolamento térmico;
- Manutenção facilitada – Basta localizar o problema e remover as placas necessárias, efetuar a manutenção e repor as placas;
- Ampliações e reformas rápidas – Facilidade na relocação de paredes;
- Durabilidade e resistência – Todos os itens construtivos possuem resistência a fogo e até a raios elétricos;
- Durabilidade de até 300 anos – Quando devidamente executada e seguindo os procedimentos exigidos;
- Instalações elétrica e hidráulica facilitada – Sem quebras de paredes para redução de resíduos;
- Canteiro de obra organizado – Como o processo é industrializado as peças já chegam prontas e economia de insumos, evitando desperdícios.
O mercado do steel frame é escasso, o que acaba encarecendo a sua execução, por não ter muitas empresas especializadas o custo final acaba sendo alto pelo deslocamento do material dependendo da localidade, outras desvantagens apresentadas pelo do método LSF:
- Desconfiança do consumidor – Por ser pouco conhecido no Brasil, a maioria opta pelo método convencional;
- Falta de mão de obra especializada – Se faz necessário uma equipe qualificada para a montagem;
- Pouca tecnologia no Brasil – Falta de investimento por partes de construtoras;
- Quantidades de pavimentos limitada – Limitada a 5 pavimentos. Os EUA estudam métodos de chegar a 7 pavimentos.
Por ser o método mais utilizado no Brasil, a alvenaria convencional tem um mercado muito amplo, por ter matéria prima de fácil acesso. Sendo assim, facilitando o transporte, custo e entre outras vantagens da alvenaria convencional como:
- Custo total – Por ser o método mais tradicional a matéria prima disponível no mercado, é de fácil acesso;
- Maior mão de obra especializada – Equipe qualificada para a montagem;
- Peso estrutural mais resistente – Resistencia estrutural maior, podendo receber maiores cagas futuras;
- Execução simples – Conforto térmico e acústico.
Um grande problema da alvenaria convencional é a geração de resíduos, pois após a estrutura finalizada, para fazer a instalação hidráulica e elétrica a estrutura precisa ser quebrada e logo após fazer o acabamento e com isso vem outra desvantagem que o custo de materiais, que pode faltar ou sobrar. Outras desvantagens da alvenaria convencional é de:
- Desperdício de material – Em caso de falta de planejamento, o número de material pode sobra ou ter desperdícios;
- Geração de resíduos – Além do desperdício, após levantada há necessidade de fazer passagens para fiações e tubulações;
- Tempo de execução – O tempo de execução é longo e ainda há o tempo de cura da estrutura em cada etapa executada;
- Possibilidade de alterar o preço final – Sem planejamento, o custo pode se alterar, conforme a execução;
- Mão de obra – Requer uma grande equipe de profissionais de diversas especialidades;
- Prumo das paredes – Apresentar trincas, fissuras e rachaduras;
- Baixa produtividade – A estrutura é feita de tijolos, sendo montado de bloco em bloco.
3 MATERIAL E MÉTODOS
A metodologia adotada para este artigo foi de pesquisa bibliográfica em artigos, pesquisa e sites sobre o comparativo construtivo entre o light steel frame e a alvenaria convencional e abordar a vantagens e desvantagens em sua estruturação e abordar o método steel frame em habitações populares.
Sendo assim, está pesquisa terá o objetivo explicativo descritivo, onde as informações obtidas, disponíveis na internet bem como monografias, artigos científicos, documentos.
De acordo com Cardoso8, as obras brasileiras geram 84 milhões de m³ de resíduos por ano, sendo apenas 17 milhões de m³ reaproveitados. Com tantos resíduos produzidos por obra de construção civil, métodos inovadores e com materiais menos poluentes, vem ganhando foça no mercado nacional nos últimos anos.
O LSF é um método construtivo que usa perfis de aço galvanizado para formar a estrutura de uma edificação (figura 07). Esses perfis de aço são moldados a frio conforme especificados pela NBR 152539. Seu fechamento é feito por placas cimentícias, de madeira, drywall etc. Sua estrutura é composta basicamente por fechamento externo, isolantes termo acústico e fechamento interno.
Figura 06 Detalhes da Estrutura Steel Frame
Fonte Autores, 2022
.
As treliças de cobertura também são compostas de aço galvanizado de perfis leves (figura 07). “[…]O Steel Frame é um sistema construtivo racional constituído de perfis leves de aço galvanizado, que formam paredes estruturais e não estruturais depois de receber os painéis de fechamento10”
Figura 07 Treliça cobertura
Fonte Autores, 2022
4 RESULTADOS
Foi realizada a análise da comparativa de valores dos materiais e tempo de execução para estruturação do Light steel frame e alvenaria convencional.
NOLLA cita em seu artigo12:
“Para a execução de um projeto de estabelecimento comercial com área construída de 213,75 m², utilizando quatro funcionários por dia, foram necessários 60 e 20 dias úteis, utilizando-se o sistema de alvenaria convencional e o LSF respectivamente. Isso corresponde a uma redução de aproximadamente 66% no prazo de execução da obra.” (apud, Fernandes e Campos, 2021, p.41).
Ainda segundo a análise de Nolla13,“Outra análise, realizada por Meireles (2018) apontou uma redução de 47% no tempo de execução para uma residência com 44,78 m², para essa, foram necessários 19 dias com a alvenaria convencional e 10 dias com o LSF”.
4.1 Orçamento comparativo de construção em Alvenaria e em steel frame
De acordo com o quadro 01 apresentado por Oliveira11, onde mostra os valores de uma construção em alvenaria .“O orçamento de alvenaria foi elaborado pela Tabela de Composições e Preços para orçamentos (TCPO) – PINI composição de maio de 2020, para planta de 48m² de uma casa popular da COHAB/SC.”
Quadro 01 Orçamento projeto de casa alvenaria convencional.
Resumo de orçamento de um projeto de Casa de Alvenaria Convencional 48m² | ||
Itens | Serviços | Preço Total |
1 | Canteiro de Obra | R$ 9067,80 |
2 | Fundações | R$ 6193,62 |
3 | Instalações Elétricas | R$ 5569,36 |
4 | Instalações Hidráulicas | R$ 893,95 |
5 | Instalações Sanitárias | R$ 6709,40 |
6 | Alvenaria e Estrutura | R$ 12542,14 |
7 | Cobertura | R$ 14914,92 |
8 | Esquadrias e Ferragens | R$ 12630,61 |
9 | Revestimentos | R$ 107774,05 |
10 | Forros | R$ 10774,05 |
11 | Pisos | R$ 11765,05 |
12 | Vidros | R$ 734,94 |
13 | Pintura | R$ 9630,73 |
14 | Aparelhos | R$2224,22 |
15 | Limpeza da Obra | R$ 656,64 |
Custo Total da Obra | R$ 113.011,75 |
Fonte Oliveira, 2020
Já no quadro 02 apresentando por Oliveira12, mostra o tempo de execução de cada etapa construtiva de alvenaria “O cronograma o projeto de alvenaria terá uma duração de 137 dias úteis para ser executada ou aproximadamente 6 meses e 22 dias, para chegar a esses dados foi utilizado como base as horas de cada serviço
fornecido pelo TCPO – PINI”.(insere uma nota aqui por favor)
Quadro 02 Duração da execução de projeto de alvenaria.
Fonte Oliveira, 2020
4.1 Análise de custo e tempo em LSF
Oliveira13 cita em seu artigo, orçamento de uma construção em steel Frame apresentado por três empresas aos quais o autor realizou o estudo de custo, material e mão de obra, conforme mostra o quadro 03, os valores totais cobrados pelas empresas especializadas na execução do Steel Frame. Segundo Oliveira (2020) “Na tabela TCPO-PINI não há como orçar uma construção em LSF, e as empresas consultadas só fariam orçamento detalhado se fosse pago o projeto estrutural, e isso ficaria em torno de R$ 4.000,00, ficando assim inviável fazer com preços discriminados por serviços e componentes”.
Quadro 03 quadro de orçamento light steel frame
Fonte Oliveira (2020)
No quadro 04 apresenta o tempo de execução de cada empresa e observase que ambas possuem o mesmo prazo de 48 dias. Sendo assim “A duração aproximada de uma construção em LSF é de 46 dias úteis ou 2 meses e 9 dias” 14. Não sendo possível o orçamento pela Tabela de composições e Preços para orçamentos.
Quadro 04 Duração da execução de projeto em LSF
Duração de Obra de um projeto de Casa em Light Steel Framing 48m² | ||
Empresa | Tempo estimado pelas empresas de Steel | Tempo de Execução em Steel |
360° Estruturas e construções | 1/3 da alvenaria convencional (137 dias) | 46 |
Scala Técnica Estruturas Metálicas | 1/3 da alvenaria convencional (137 dias) | 46 |
Revista Construção Ed.PINI | 1/3 da alvenaria convencional (137 dias) | 46 |
Fonte Oliveira, 2020
Na figura 08 representada graficamente o comparativo de execução comparado com a alvenaria convencional, dessa forma o LSF se tornou mais rápido, com a diferença de 66,42% gerando uma economia de 33,33%.
Figura 08 Gráfico de prazos
Fonte Oliveira, 2020
Com análise dos resultados do quadro 01 e a figura 09, percebe-se claramente a redução de custo LSF que chegou a 24,33%, pois a alvenaria de bloco cerâmico tem um custo de R$ 113.011,75 (cento e treze mil e onze reais e setenta e cinco centavos), já o steel frame teve de custo R$ 85.514,88 (oitenta e cinco mil e quinhentos e quatorze reais e oitenta e oito), gerando assim uma economia de 11,45% no final da obra. Dessa forma o LSF se tornou mais econômico e mais vantajoso comparado com a alvenaria de bloco cerâmico, representado no gráfico da figura 09.
Figura 09 – Analise dos resultados
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O LSF mostrou ser um método construtivo inovador, sustentável e ágil, apesar de ainda enfrentar barreira cultural no Brasil. É possível notar que algumas regiões do país já iniciaram a proposta de inovar a construção civil, implantado o método de steel frame, se leva a crer que em um futuro próximo este método ganhe força pelas demais regiões do Brasil.
Com o crescimento populacional, o desenvolvimento tecnológico e a exigência ambiental, vem a necessidade de métodos construtivos rápidos, sustentáveis, ecológicos e que ocupem pouco espaço, o light steel frame atende a toda essa expectativa.
Após o período pandêmico causado pelo COVID 19, diversos materiais utilizados na construção civil, tiveram altas em seus preços. O aço galvanizado que é o material principal da estrutura do LSF, consequentemente teve seu valor elevado drasticamente, inclusive fez parte de algumas construções de hospitais de campanhas no país.
Portanto quando comparamos o steel frame x alvenaria convencional, em projetos de pequenas residências, o mesmo não se torna vantajoso economicamente, entretanto, para obras de médio e grande porte, ou até mesmo conjunto habitacionais o LSF ganha disparadamente, tendo em vista que os montantes economizados com as fundações menores, redução do tempo de execução, e baixa mão-de-obra, fazem com que o LSF se sobressaia em relação a alvenaria convencional. Também pode-se citar a facilidade em modificações e reformas internas no projeto, reduzindo a geração de resíduos e na reutilização os materiais.
STEEL FRAME AND CONVENTIONAL MASONRY METHOD:
Construtive Comparison
ABSTRACT
The light steel frame is a very old construction system that was derived from the Wood Frame that was made of wood, used in the United States and innovated in galvanized steel after the second world war, it arrived in Brazil in the 90’s. Is in constant evolution and with that came the steel frame which is na industrializad dry construction, wich for its main characteristic is the speed is its execution and without the generation of waste in its assembly. Also considered sustainable for not using water during its assembly, in addition to being a light structure. When compared to medium and large constructions, it becomes economically advantageous, and can be adopted by coexistence programs built by the government. This article makes a comparison of the use of steel frame and the conventional method of masonry, which has advantages and disadvantages, study of articles on this method. It is concluded that steel frame becomes more advantageous mainly for large-scale works such as popular housing, as the execution time is shorter, causing them to have more buildings.
Keywords: Light Steel Frame. Conventional Masonry. Advantages and disadvantages.
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4 PINTO, Giovane Caldonazzo Souza; GOMES, Laisa Cristina. Construção sustentável de residências de interesse social: um estudo de caso com light Steel Frame em Varginha MG. 2021
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7 RODRIGUES DE LIMA JL, SETTE Santos T. Análise comparativa dos sistemas construtivos habitacionais: light steel frame x alvenaria convencional. 2021 [citado 26º de setembro de
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8 CARDOSO, Luiza Moura. Siange plataforma. Tudo sobre os resíduos sólidos da construção civil. 2022. Disponível em: https://www.sienge.com.br/blog/residuos–solidos–da–construcaocivil/#:~:text=As%20obras%20brasileiras%20geram%2084,apenas%2017%20milh%C3%B5es%20s% C3%A3o%20reaproveitados. Acesso em 20 set. 2022.
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10 SILVA, Natália Do Nascimento Refatti Da. Graduanda do Curso de Bacharel em Engenharia Civil da Faculdade de Direito de Alta Floresta (FADAF). COMPATIBILIZAÇÃO DE PROJETOS
COMPLEMENTARES DE RESIDÊNCIA EM LIGHT STEEL FRAME UTILIZANDO A PLATAFORMA BIM. Disponível em: https://www.ienomat.com.br/repositorio/Artigos/2020/20007.pdf Acesso em: 15 set. 2022.
11 OLIVEIRA, Diego Fernando. Light Steel Framing Na Habitação Social: Aplicações e Vantagens.
Disponível em: http://192.100.247.84/bitstream/prefix/1391/1/Diego%20Fernando%20de%20Oliveira.pdf. Acesso em 20 set 2022
12 Ibidem, p. 16
13 Ibidem, p. 17
14 Ibidem, p. 18
* Acadêmica de Engenharia Civil. E-mail: criscialorrane@gmail.com. Artigo apresentado a Faculdade de Educação de Porto Velho/UNIRON, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil, Porto Velho, 2022.
** Acadêmico de Engenharia Civil. E-mail: gaf.fernandes.ro@gmail.com. Artigo apresentado a Faculdade de Educação de Porto Velho/UNIRON, como requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil, Porto Velho, 2022.
*** Professor Orientador (Especialista). Professor do curso de Engenharia Civil. E-mail: mirvaldosouza@uniron.edu.br