A utilização de estruturas metálicas no Brasil é uma novidade, iremos mostrar as vantagens e desvantagens delas.
Índice do Artigo:
Cenário Histórico
Classificação das Estruturas de Aço
Tratamento Térmico em Aços
Propriedades dos Aços
Estruturas em Aço
Vantagens e Desvantagens
Sustentabilidade
Estruturas de Aço e seu Crescimento
Cenário histórico
A utilização de estruturas metálicas no Brasil é uma novidade, seguindo a tendência mundial que há décadas utiliza estruturas metálicas em edifícios de vários andares, o Brasil, ainda que tardiamente, finalmente despertou para um grande mercado da construção civilindustrializada. A construção em aço é uma aposta do mercado brasileiro que quer investir em algo novo. Recentemente, mas gradualmente evoluindo, esse tipo de construção permite um projeto liberal com total chance de criar e usar a imaginação, praticamente impossível com o concreto armado, pois é um material pesado que carece dessa flexibilidade. Por isso, muitas construtoras investem na utilização do aço em seus projetos, por ser um material versátil e com uma série de vantagens que podem ser percebidas em cada obra realizada com ele.
A construção em aço surgiu na Inglaterra há cerca de 200 anos e desde então vem aprimorando sua tecnologia, contribuindo para o desenvolvimento desta indústria em todo o mundo. No Brasil, a utilização do aço na construção civil é mais recente, mas avançando significativamente. Até então, o tipo de construção mais comum era a alvenaria convencional, mais utilizada nas construções brasileiras dada a sua função primordial na construção, que é promover vedação, a partir da separação de ambientes e fachadas. Porém, com o passar dos anos, esse cenário começou a mudar, pois os projetistas viram no aço um novo mecanismo para reanimar o mercado da construção civil, permitindo liberdade de criação em seus projetos.
A partir do final do século XIX e início do século XX, o aço passou a ser utilizado, ainda na forma de elementos pré-fabricados importados, para atender à crescente demanda do mercado industrializado da construção civil. Desde então, diversas aplicações do aço foram desenvolvidas, desde as primeiras pontes metálicas até prédios comerciais e residenciais de última geração, cada vez mais utilizados na construção civil, possibilitando soluções arrojadas e eficientes para diversos tipos de obra.
Classificação das estruturas de aço
De acordo com a sua composição química, os aços usados em estruturas são divididos em dois diferentes grupos: aços-carbono e aços de baixa liga. Os dois tipos podem receber tratamentos térmicos, os quais modificam suas propriedades mecânicas.
AÇOS-CARBONO: Os aços carbono são os graus mais comuns onde o aumento da resistência em relação ao ferro puro é devido ao carbono e, em menor grau, ao manganês. Eles contêm as seguintes porcentagens máximas de elementos adicionais. Dependendo do teor de carbono, três categorias são distinguidas: baixa emissão; carvão médio; Alto teor de carbono.
AÇOS DE BAIXA LIGA: Aços de baixa liga são aços com adição de elementos de liga (cromo, nióbio, cobre, manganês, molibdênio, níquel, fósforo, vanádio, zircônio), que melhoram algumas propriedades mecânicas. Alguns elementos de liga aumentam a resistência do aço modificando a microestrutura para granulação fina.
Tratamento térmico em aços
Ambos os aços carbono e de baixa liga podem ser tratados termicamente para aumentar sua resistência. No entanto, os aços tratados termicamente são mais difíceis de soldar, tornando seu uso incomum nas estruturas atuais. Os parafusos de alta resistência usados como conectores são feitos de aço carbono médio tratado termicamente (especificação ASTM A325). Aços de baixa liga tratados termicamente são usados na fabricação de barras de protensão e parafusos de alta resistência (especificação ASTM A490).
Propriedades dos aços
Do ponto de vista da aplicação, o aço pode ser dividido em diversas categorias, cada uma com suas características. Por exemplo, os aços estruturais precisam ter boa ductilidade, uniformidade e soldabilidade, e uma alta relação entre resistência elétrica e tensão de escoamento. No entanto, a resistência à corrosão também é importante e só pode ser alcançada com a adição de pequenas quantidades de cobre. Para atender a esses requisitos, aços carbono e aços baixa liga ou micro ligados (ambos com baixo e médio teor de carbono) são utilizados nas estruturas. A alta resistência de alguns aços estruturais é obtida por meio de processos de conformação ou tratamento térmico. Por isso, vale a pena relembrar com detalhes outros imóveis muito importantes no ramo da construção civil.
DUCTILIDADE: Nessa propriedade os aços dúcteis, quando contidos a tensões locais elevadas, sofrem deformações plásticas capazes de redistribuir as tensões.
FRAGILIDADE: Os aços podem se tornar frágeis pela ação de diversos agentes: baixas temperaturas ambientes, efeitos térmicos locais.
Estruturas em aço
Das primeiras pontes metálicas às mais modernas edificações comerciais e residenciais, o aço é cada vez mais utilizado na construção civil, proporcionando soluções arrojadas e eficientes para diversos tipos de projetos. De fato, a utilização do aço na construção das mais diversas estruturas, principalmente aquelas em que o material é evidente, trouxe desde logo modernidade e ideias inovadoras, renovando expressões arquitetônicas atuais. Por outro lado, a estética moderna e marcante é apenas uma das muitas razões pelas quais a construção civil é o maior mercado para siderúrgicas do mundo. As inúmeras vantagens do uso desse material em sistemas construtivos incluem racionalização de mão de obra e materiais, redução do tempo de construção e aumento da produtividade.
Desta forma, o processo de fabricação da estrutura metálica é aprimorado e sua qualidade é garantida através da certificação ISO 9001 (gestão da qualidade) e ISO 14001. Portanto, a utilização do aço torna-se uma alternativa construtiva viável e segura. Prédios, residências, pontes, calçadas, viadutos, postos de gasolina, supermercados, aeroportos, estádios, torres de transmissão, entre outros.
Vantagens e desvantagens
Então, imagine só, várias construtoras estão investindo no uso do aço na construção de casas, prédios e outras estruturas. Desta forma, é necessário aliar algumas das vantagens das estruturas de aço
REDUÇÃO DO TEMPO DA OBRA: A utilização de estruturas metálicas reduz o tempo de execução em até 40% em relação aos processos tradicionais, devido ao uso de componentes pré-fabricados, possibilidade de trabalhar em vários pontos de serviço ao mesmo tempo, redução de fôrmas e suportes e maior independência e relacionamento aos fatores climáticos.
FACILIDADES NO CANTEIRO DE OBRAS:As construções convencionais requerem grandes quantidades de areia, brita, cimento, madeira e acessórios no canteiro de obras, o que não ocorre com as construções em estrutura metálica, pois são totalmente pré-fabricadas. Assim, o canteiro de obras fica mais organizado e limpo, além de diminuir a produção de entulhos e garantir maior segurança aos trabalhadores, diminuindo o número de acidentes decorrentes desses problemas.
RACIONALIZAÇÃO DE MATERIAIS E DE MÃO DE OBRA: Em um projeto convencional, o desperdício de material pode chegar a 25% do peso. Por outro lado, a construção metálica permite uma redução significativa deste desperdício através da utilização de sistemas industrializados.
MAIOR GARANTIA DE QUALIDADE: Por se tratar de uma estrutura pré-fabricada, sua produção é realizada sob rigoroso controle ao longo de todo o processo industrial, utilizando mão de obra altamente qualificada, o que dá ao cliente a garantia da mais alta qualidade.
Como qualquer material, o aço também tem suas desvantagens, embora não sejam muito incômodas, mas devem ser esclarecidas para que se tenha um trabalho totalmente seguro. É preciso ficar atento às fragilidades dos materiais utilizados na construção para que não haja complicações no desenvolvimento do projeto. Por esta razão, abaixo estão suas desvantagens:
CUSTO:Dependendo do tipo e planejamento da obra, uma estrutura de aço pode custar mais do que uma estrutura de concreto equivalente
MÃO DE OBRA QUALIFICADA: As estruturas metálicas requerem uma mão de obra mais especializada para fabricar e fabricar do que as estruturas convencionais.
VIABILIZA APENAS ELEMENTOS LINEARES: A utilização do aço permite apenas a produção de elementos lineares, como a formação de vigas, pilares e treliças. No entanto, para construção em laje, a estrutura metálica deve estar colada ao concreto.
LIMITAÇÃO DO MERCADO: o uso de estruturas metálicas muitas vezes se torna limitado devido à dificuldade de encontrar certos tipos e perfis de aço. Por exemplo, em algumas regiões do Brasil não há tradição de utilização desse tipo de construção.
NECESSIDADE DE TRATAMENTO: Deve ter um tratamento superficial dos elementos contra a oxidação, em decorrência do contato com o ar atmosférico.
Sustentabilidade
Segundo o Centro Brasileiro da Construção em Aço (CBCA), além de extremamente versátil e durável, o aço se harmoniza perfeitamente com o conceito de sustentabilidade ambiental, pois é um material 100% reciclável e ao final de sua vida útil, a construção pode ter expirado os fornos como sucata e renovar sem perda de qualidade. Construir com o uso de estruturas de aço utiliza tecnologia limpa, reduz significativamente o impacto ambiental na fase de construção e após a conclusão das obras garante a segurança e o conforto dos usuários do edifício. As estruturas de aço demonstram benefícios ambientais ao atender às expectativas atuais dos consumidores quanto à qualidade de vida das gerações futuras. Na busca pelo desenvolvimento sustentável na construção civil, é preciso considerar todo o ciclo de vida da edificação, desde a concepção até o fim de sua vida útil. É necessário abordar todas as fases da concepção do projeto, propondo soluções que atendam adequadamente aos importantes desafios ambientais, sociais e econômicos relevantes para o negócio. São, portanto, questões amplas que envolvem decisões que vão desde as escolhas de implementação às condições de funcionamento e custos; seleção dos materiais a utilizar, avaliação do impacto da obra na sua envolvente e definição do conforto térmico, acústico e visual dos utilizadores. Além disso, é dada atenção aos aspectos sociais relevantes para os trabalhadores ou comunidades envolvidas. Nesse contexto, o aço mostra todo o seu potencial para contribuir com o desenvolvimento de edificações sustentáveis, com as seguintes vantagens:
NÃO POLUI O MEIO AMBIENTE: O aço é extraído do minério de ferro, um dos elementos mais abundantes na Terra. O processo de produção resulta em um material homogêneo que não libera substâncias nocivas ao meio ambiente.
USO DE COPRODUTOS:Os coprodutos da produção de aço também são utilizados na construção civil. O agregado de aço é utilizado na produção de cimento, que pode ser utilizado na pavimentação de estradas e lastro ferroviário.
ECONOMIZA MATERIAIS E DIMINUI OS IMPACTOS: O peso mais leve da estrutura de aço reduz a fundação e escavação e reduz a remoção de terraplenagem, o que reduz as viagens de remoção de caminhões e a necessidade de áreas de descarte.
MAXIMIZA A ILUMINAÇÃO NATURAL COM ECONOMIA DE ENERGIA: A alta resistência do aço permite que a estrutura tenha vãos mais amplos, coberturas e fachadas leves e transparentes, favorecendo a iluminação naturale economizando energia elétrica.
O AÇO É INFINITAMENTE RECICLÁVEL: O aço pode ser totalmente reciclado sem perder qualidade. Com uma propriedade magnética não encontrada em nenhum outro material, o aço é facilmente separado de outros materiais, permitindo altas taxas de
recuperação.
Estruturas de aço e seu crescimento
A construção civil está em constante processo de mudança. A cada dia novos materiais e tecnologias são introduzidos para solucionar melhor e mais rapidamente os problemas nos canteiros de obras. Desde 2003, a indústria da construção encontrou um novo ritmo de desenvolvimento. A expansão também trouxe grandes mudanças qualitativas e um crescente amadurecimento do mercado, que passou a exigir maior velocidade e qualidade de produção.
A construção civil é a indústria que mais consome produtos siderúrgicos no Brasil e no mundo. Atualmente, responde por 37% do consumo aparente total de aço do país. Segundo o levantamento industrial anual do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), entre 2002 e 2012, as estruturas metálicas cresceram a uma taxa média anual de 11%, com consumo chegando a 1,7 milhão de toneladas. Ao mesmo tempo, a taxa de crescimento anual global da construção civil foi de 4,3%, e a taxa média de crescimento do PIB nacional foi de apenas 3,9% no mesmo período. A utilização do aço em projetos recentes, como estádios da copa do mundo de futebol de 2014, aeroportos, prédios corporativos, hotéis e até prédios do programa Minha Casa Minha Vida, do governo federal, é uma prova do quanto as estruturas metálicas têm contribuído para nós. Tenha produções mais rápidas, eficientes, bonitas e sustentáveis.
A última década mostrou que a arquitetura civil brasileira está à altura das construções mais modernas do mundo e é uma prova cabal de que as estruturas metálicas atingiram novos patamares em solo brasileiro. Nas discussões com o concreto armado, o aço tornou-se o material de escolha para a construção civil, pelo menos para grandes obras. Nessa competição, o aço chegou ao canteiro de obras como uma estrutura metálica pré-fabricada, pronta para uso. "As estruturas metálicas representam hoje cerca de 15% da construção civil brasileira", diz a gerente-executiva Carolina Fonseca do Centro Brasileiro da Construção do Aço (CBCA). A aceitação do aço se deve principalmente ao uso de estruturas prontas. "Nos últimos cinco anos, as construções de metal cresceram de 30 a 50 por cento mais do que as de concreto", disse Jefferson de Paula, vice-presidente da Arcelor Mittal Aços Longos para as Américas Central e do Sul. Segundo o Instituto Aço Brasil, o consumo de aço para estruturas metálicas utilizadas em edificações aumentou 6,4% entre 2012 e 2013. O instituto estima que o setor cresceu 5% no ano passado.
Todo o crescimento deste material tem sido proporcionado pela criação de instituições que divulgam a eficácia deste produto, o que tem ajudado a indústria da construção metálica a progredir. Pensando nisso, o Centro Brasileiro da Construção em Aço (CBCA) foi criado em 2002 com a missão de trabalhar com todos os elos da cadeia produtiva - empresários e construtores, arquitetos, engenheiros estruturais e fabricantes de estruturas e componentes, para promover a construção de metais e apoiar o crescimento deste mercado. O trabalho realizado permitiu a correta análise das potencialidades das estruturas metálicas, sistemas mistos e híbridos, sem influência de paradigmas e preconceitos.
Portanto, os últimos dez anos mostram que a construção civil brasileira está a par do que há de mais moderno no mundo e é a prova cabal de que a construção em aço atingiu um novo patamar em solo brasileiro. (Arq. Roberto Inaba e Engª Cátia Mac Cord Simões Coelho).
Estas são algumas informações sobre estruturas de aço no Brasil. Todas elas possuem suas situações específicas e maneiras distintas de uso.
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