Perfis estruturais

Serão citados alguns perfis que têm como função principal a estruturação das construções pré-moldadas.

3.2.1. Perfis de aço

Os perfis estruturais de aço são comumente empregados na indústria, na estrutura de suporte de máquinas e equipamentos e na construção civil, em pontes, viadutos e passarelas, fundações e contenções, e no sistema denominado light steel framing. O light steel framing pode ser definido como um sistema industrializado construtivo no qual, com o uso de perfis de aço, se faz a conformação do esqueleto estrutural da residência, ou seja, todo o sistema de perfis de aço é projetado para suportar todas as cargas da edificação (DOMARASCKI E FAGIANI, 2009).

A Figura 3 representa uma residência projetada utilizando a tecnologia steel framing.

Figura 3. Residência projetada em light steel framing FONTE: www.universojatoba.com.br

Os perfis de aço são produzidos por meio do processo de laminação a frio. Eles podem ser fabricados em diversas geometrias, dentre as mais comuns são I, T e U. Apresentam altíssima uniformidade de composição química e propriedades mecânicas. Os aços geralmente utilizados para a fabricação desses perfis são: ASTM A572, ASTM A36, ASTM A992, ASTM A131, Aço COR 500 ou ASTM A588 (GERDAU, 2016).

A fabricação dos perfis deve seguir as especificações das Normas ABNT NBR 15980:2011 e ASTM A6/A6M (GERDAU, 2016).

Propriedades mecânicas

Algumas propriedades mecânicas importantes dos aços utilizados na confecção de perfis são representadas na Tabela 6.

Tabela 6. Propriedades mecânicas de diferentes aços utilizados para produção de perfis Aço Limite de escoameto (MPa) Limite de resistência (MPa) Alongamento após ruptura (%) ASTM 572 Grau 50 345 450 18 ASTM A 572 Grau 60 415 520 16 ASTM A 992 345 a 450 450 18 AÇO COR 50 370 500 18 ASTM A 131 AH32 315 440 a 590 19 ASTM A 131 AH36 355 490 a 620 19 FONTE: www.gerdau.com Modulação

Os dimensionamentos dos perfis de aço mais comuns são apresentados nas tabelas do Apêndice A.

Mercado

De acordo com a pesquisa “Perfil dos fabricantes de Estruturas de aço 2015”, a participação da construção em aço no Brasil vem crescendo cada vez mais. Sugere-se o fato de que os empreendedores, após usarem o sistema construtivo de aço pela primeira vez, voltam a aplicá-los devido às suas vantagens e qualidades, o que revela que no ano de 2014, 36% do aço utilizado na construção civil foram destinados ao sistema construtivo light steel framing (CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUÇÃO EM AÇO, 2016).

Além disso, a pesquisa dos “Fabricantes de Perfis Galvanizados para Light Steel Frame e Drywall 2015” acusou um aumento na produção de perfis em relação ao ano anterior, chegando a valores de 45.360 toneladas de aço galvanizado implementados na estrutura Light Steel Frame e 97.860 toneladas para Drywall (CENTRO BRASILEIRO DA CONSTRUÇÃO EM AÇO, 2016).

3.2.2. Perfis de alumínio

Os perfis estruturais de alumínio são geralmente utilizados para o mercado industrial, como indústria de transporte, máquinas e equipamentos, entre outros, e também na construção civil. Os perfis de alumínio são uma opção de concorrência aos perfis de aço, podendo ser empregados na conformação de estruturas residenciais.

Propriedades do alumínio, como baixa densidade, resistência à corrosão, resistência mecânica e conformabilidade fazem desse metal uma ótima opção para o mercado. O perfil de alumínio é ideal para atender a diversas demandas, em função de sua grande versatilidade de geometrias, ligas e têmperas (ALCOA, 2016).

Propriedades

A Tabela 7 apresenta as ligas e têmperas disponíveis para a produção de perfis extrudados, assim como suas aplicações indicadas, características do produto e propriedades mecânicas.

Designação

Alcoa ^{Características Aplicações Típicas}

Propriedades Mecânicas (Valores Mínimos) Têmperas Limite de Escoamento à Tração (MPa) Limite de Resistência à Tração (MPa) 7004

Excelente resistência mecânica, fácil soldagem, recuperação das propriedades mecânicas

naturalmente após solda.

Estruturas soldadas e suspensão de

motocicletas. ^{T5 315 370}

7012 ^{Elevada resistência mecânica e}

média soldabilidade.

Aro de motocicleta e equipamentos industriais.

T6 520 560

T73 410 470

7075

Elevada resistência mecânica, média resistência à corrosão, boa forjabilidade e boa usinabilidade

Peças submetidas a altos esforços, indústria aeronáutica, moldes para injeção de plásticos e borrachas, componentes de máquinas usinadas.

T6 485 540

T73 400 470

6463

Média resistência mecânica, excelente resistência à corrosão, boa conformabilidade e excelente resposta à anodização brilhante.

Painéis e frisos brilhantes para eletrodomésticos, automóveis, eletrônicos e móveis. T4 75 125 T5 110 150 T6 170 205 6351

Alta resistência mecânica, boa resistência à corrosão e boa conformabilidade

Estruturas, carrocerias e embarcações. ^{T4 130 220}

T6 255 290

2014

Alta resistência mecânica, elevada ductilidade, boa usinabilidade e média resistência à corrosão.

Indústria aeronáutica, transporte, máquinas e equipamentos.

O 125 205

T4 240 345

T6 365 415

2024

Alta ductilidade, elevada resistência mecânica, média resistência a corrosão, média conformabilidade e fácil soldagem.

Peças usinadas e forjadas, indústria aeronáutica, transporte, máquinas e equipamentos

O 130 240

T4 260 395

Modulação

Os principais tipos de geometria para perfis estruturais de alumínio são U e I, e suas dimensões são apresentados nas tabelas do Apêndice B.

Mercado

De acordo com Associação Brasileira de Alumínio (ABAL) (2016), a fabricação de produtos transformados de alumínio no País apresenta uma ampla gama de tipos de produtos. As chapas (planas e bobinas) são os tipos mais produzidos no Brasil, cerca de 585.900 toneladas em 2014, seguido dos extrudados (318.700 toneladas) e logo após os fundidos e forjados (165.200 toneladas).

3.2.3. Placas de madeira

As placas de madeira são utilizadas em sistemas de construção que possuem como característica o uso de madeira estrutural para a sustentação do sistema, conhecido como sistema wood frame. A madeira utilizada na estrutura do frame é o pinus. Essa madeira passa por tratamento de dupla secagem e tratamento com preservante químico em autoclave para garantir imunização contra o ataque de cupins e assim uma durabilidade superior a 50 anos (TECVERDE, 2016).

As placas utilizadas são denominadas OSB (Oriented Strand Board). São constituídas por camadas de partículas ou fibras com resinas fenólicas, que são orientadas em uma mesma direção, e então prensadas sob alta temperatura para garantir sua consolidação, aumentando sua rigidez e resistência mecânica (TORQUATO, 2010). Cada painel de OSB pode possuir de três a cinco camadas, dispostas em uma configuração que forme um ângulo de orientação entre as fibras de 90° em camadas adjacentes. Trata-se de um material que possui alta resistência mecânica, qualidade uniforme e estabilidade e por essas propriedades pode ser considerado um painel estrutural (TORQUATO, 2010).

A ilustração a seguir demonstra a característica e os componentes do sistema de fechamento e vedação do wood frame (Fig. 5).

1. Estrutura de madeira tratada 2. Isolante térmico e acústico 3. OSB 4. Membrana hidrófuga 5. Placa cimentícia 6. Gesso acartonado 7. Acabamento FONTE: www.tecverde.com.br

Figura 5. Configuração e componentes de uma parede wood frame

É possível comentar a ineficácia da placa de OBS em relação aos seguintes quesitos, o que mostrou a necessidade de utilização de outros materiais presentes no mercado para que esse sistema pudesse ser implementado.

 Impermeabilização e estanqueidade, realizado pelo uso da membrana hidrófuga;

 Proteção e requisitos arquitetônicos, realizado pela placa cimentícias;

 Isolamento térmico e acústico, atingido pelo uso da placa de gesso acartonado.

Propriedades mecânicas

Foram realizados ensaios mecânicos em placas OSB manufaturados em madeira cipreste (Cupressus glauca Lam), pela ANCOVA apud OKINO et al. (2008). Os ensaios foram feitos seguindo os requerimentos da norma canadense CSA O437.0, classe O-2, para painéis de OSB. As placas ensaiadas foram manufaturadas em quatro configurações usando dois tipos de resina: ureia-formaldeído e fenol-ureia-formaldeído e utilizadas em quantidades relativas de 5% e 8%. As placas foram compostas por três camadas prensadas, nas quais as fibras orientadas formaram um ângulo de 90° entre as camadas adjacentes. Foram, então, retirados de cada chapa seis corpos de prova para o ensaio de flexão estática na direção paralela e mais seis na direção perpendicular. O módulo de

ruptura variou entre 2,4 e 3,4 MPa (direção paralela) e entre 2,6 e 5,2 MPa (direção perpendicular). Os resultados completos dos testes estão mostrados na tabela do Apêndice C (OKINO, 2008).

Modulação

As dimensões dos painéis OSB fabricados pela Global Wood são apresentados no Apêndice C.

Mercado

Por falta de estatísticas oficiais, de acordo com VIDAL E DA HORA (2014), é possível afirmar que existe um iniciante consumo de OSB no Brasil. Como a única planta do Brasil iniciou suas operações ao fim de 2002, com capacidade de 350.000m3/ano, nos últimos anos o consumo deve ter oscilado entre 120.000 m3/ano e 300.00 m3/ano (caso a planta tenha reduzido suas operações pela metade). Ainda mais, a Associação Brasileira de Indústrias de Painéis de Madeira (ABIPA) divulgara há algum tempo alguns dados sobre os usos de OSB no País, que indicavam que a construção civil respondia por 40% das vendas internas. Ao contrário do crescimento registrado na Europa e América do Norte, o consumo de OSB no Brasil segue patamares bastante reduzidos (VIDAL E DA HORA, 2014).