UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
DEBORAH KARINE CHAN HANDA
IDENTIFICAÇÃO DAS PRINCIPAIS MANIFESTAÇÕES
PATOLÓGICAS EM FACHADAS EM CHAPAS
DELGADAS ESTRUTURADAS EM LIGHT STEEL
FRAMING – ESTUDOS DE CASO
CAMPINAS 2019
IDENTIFICAÇÃO DAS PRINCIPAIS MANIFESTAÇÕES
PATOLÓGICAS EM FACHADAS EM CHAPAS
DELGADAS ESTRUTURADAS EM LIGHT STEEL
FRAMING – ESTUDOS DE CASO
Dissertação de Mestrado apresentada a Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Unicamp, para obtenção do título de Mestra em Engenharia Civil, na área de Construção.
Orientadora: Profa. Dra. Patricia Stella Pucharelli Fontanini
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELA ALUNA DEBORAH KARINE CHAN HANDA ORIENTADA PELA PROFA. DRA. PATRICIA STELLA PUCHARELLI FONTANINI.
ASSINATURA DA ORIENTADORA
______________________________________
CAMPINAS 2019
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E
URBANISMO
IDENTIFICAÇÃO DAS PRINCIPAIS MANIFESTAÇÕES
PATOLÓGICAS EM FACHADAS EM CHAPAS DELGADAS
ESTRUTURADAS EM LIGHT STEEL FRAMING – ESTUDOS DE
CASO
Deborah Karine Chan Handa
Dissertação de Mestrado aprovada pela Banca Examinadora, constituída por:
Profa. Dra. Patricia Stella Pucharelli Fontanini
Presidente e Orientadora/ Universidade Estadual de Campinas
Prof. Dr. Carlos Eduardo Marmorato Gomes Universidade Estadual de Campinas
Prof. Dr. Guilherme Aris Parsekian Universidade Federal de São Carlos
A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no SIGA/Sistema de Fluxo de Dissertação/Tese e na Secretaria do Programa da
Unidade.
Dedico este trabalho à minha família Aos meus pais Celso e Sonia À minha irmã Daniele E ao amor da minha vida, meu marido Yuji.
“Fazer tudo que posso é normal. Fazer além das minhas possibilidades é um desafio. Aonde terminam as minhas capacidades, começa a minha fé. E uma forte fé vê o invisível, acredita no incrível e recebe o impossível. ”
AGRADECIMENTOS
Primeiramente gostaria de agradecer ao meu mestre da vida Dr. Daisaku Ikeda, que com o seu exemplo pode me incentivar a jamais desistir dos meus sonhos. Nesta caminhada entendi, que após anos de estudo, distância, abdicação e superação do meu próprio eu, o quão gratificante é concluir um trabalho deste valor.
Agradeço a Prof. Dra. Patricia Stella Pucharelli Fontanini, pela orientação e incentivo na condução e conclusão deste trabalho, por suas críticas e elogios que foram fundamentais para o desenvolvimento e aperfeiçoamento dessa dissertação, e pela amizade que ao longo desses anos fomos criando juntas.
Agradeço aos meus pais, Celso e Sonia, à minha irmã Daniele, que sempre estiveram ao meu lado, me apoiando e torcendo pelo meu sucesso. Aos meus cunhados e cunhadas, sobrinhas e sobrinho, tios e tias, primos e primas, enfim aos meus familiares e amigos que também fizeram parte desta grande torcida, que sejam em palavras confortantes ou de incentivo, oferecendo abrigo nas cidades de realização dos estudos de caso, abdicando do seu tempo de trabalho ou de seu carro para poder ajudar na pesquisa, ou pelo simples fato de me ouvir mesmo sem entender nada, foram de grande consideração e apoio em todos esses anos de mestrado.
Ao amor da minha vida, meu marido Yuji Handa, que com o seu companheirismo e parceria pode compreender a importância desse mestrado em minha vida e fez dela a sua importância também. Apesar da distância nos últimos e cruciais meses do mestrado, sempre esteve me apoiando em tudo.
Aos meus queridos amigos Phelipe, Marcela, Paula e Julia, por transformar momentos de tensão em momentos divertidos e leves, por estarem diariamente me acompanhando nos momentos cruciais durante o período do mestrado. Aos meus amigos Phelipe e Marcela, que nos momentos de desespero, me levantaram e me incentivaram a jamais desistir. Também agradeço aos demais amigos e colegas integrantes do LabTec e amigos da Unicamp.
Ao Prof. Dr. Carlos Marmorato Gomes, Prof. Dr. Leandro Mouta Trautwein, Prof. Dr. Guilherme Aris Parsekian, pelas preciosas considerações durante as bancas de qualificação e defesa deste mestrado.
Ao Centro Brasileiro da Construção em Aço (CBCA) pela bolsa de estudos fornecida para a condução desta pesquisa, agradeço a Silvia Scalzo Cardoso, Carolina Fonseca e Ricardo Werneck, que me apoiaram e me guiaram neste trabalho. Agradeço as empresas e profissionais que destinaram parte do seu tempo para o fornecimento de informações importantíssimas para maior entendimento do sistema e para a realização dos estudos de casos. Em especial ao Prof. Dr. Francisco Carlos Rodrigues, Prof. Ms. Alexandre Kokke Santiago, Renan, Jean, Ketelin, Hellen, Tulio, Thiago, Paulo, Carlos, Renato, Marlon, Claydmar, Thais, Roberto, Alfred e Marcelo.
Agradeço à Unicamp, pela utilização das instalações que permitiram a condução deste trabalho e a equipe da Secretaria de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Unicamp, em especial ao Eduardo Estevam da Silva e à Rosana Kelly, que sempre estiveram à total disposição para apoiar os alunos.
RESUMO
O sistema Light Steel Framing (LSF) surgiu no Brasil com o intuito de uma construção industrializada, com menor geração de resíduos e com maior produtividade. Entretanto, no que que se refere as fachadas em chapas delgadas, apesar das inúmeras vantagens, é crescente a incidência de manifestações patológicas. O objetivo principal da pesquisa então, consiste em identificar as principais manifestações patológicas em fachadas em chapas delgadas estruturadas em light steel framing a partir da avaliação da utilização da tecnologia e de suas principais causas. Foi desenvolvida uma revisão bibliográfica sobre os conceitos, modelos e patologias do sistema de fachada em chapas delgadas estruturadas em LSF no âmbito nacional e internacional e, posteriormente validada com as informações coletadas nos estudos de casos. Com base neste trabalho, foram identificadas as principais manifestações patológicas como fissuras, trincas e infiltrações e as regiões mais suscetíveis para incidência dessas manifestações patológicas. Concluiu-se que a falta de treinamento, compatibilização de projetos e não cumprimento das recomendações de fornecedores e projetistas, interferem na qualidade do produto final e no desempenho de todo o sistema.
Palavras-Chave: Light Steel Framing, fachada, fechamento externo, industrialização da construção, placa cimentícia, manifestações patológicas.
ABSTRACT
The Light Steel Framing (LSF) system appeared in Brazil with the purpose of industrialized construction, with less waste generation and higher productivity. However, with regard of façades, despite the numerous advantages, the incidence of pathological manifestations is increasing. The main objective of this research is to identify the main pathological manifestations in the light steel external wall system based on the evaluation of the use of technology and its main causes. A bibliographic review was developed on the concepts, models and pathologies of the LSF structured slab facade system at the national and international levels, and subsequently validated with the information collected in the case studies. Based on this work, the main pathological manifestations were identified as cracks and infiltrations and the regions most susceptible to incidence of these pathological manifestations. It was concluded that lack of training, project compatibility and non-compliance with suppliers and designers recommendations interfere in the quality of the final product and the performance of the whole system.
Key Words: Light Steel Framing, façade, external wall, construction industry, pathologies.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Modelo para condução da revisão bibliográfica sistemática – RBS Roadmap
... 33
Figura 2 - Modelo para condução da revisão bibliográfica sistemática - RBS Roadmap ... 34
Figura 3 - Procedimento Iterativo da fase de processamento ... 37
Figura 4 - Número de artigos e ano de publicação internacional ... 39
Figura 5 - Inter-relação de palavras chaves dos artigos aderentes ... 42
Figura 6 - Tema dos artigos aderentes relacionados aos principais grupos ... 44
Figura 7 - Diretriz SiNAT nº 003 - Revisão 02 ... 54
Figura 8 - DATec nº 014-B - Sistema Construtivo a seco SAINT-GOBAIN - Light Steel Frame ... 55
Figura 9 - Sistema construtivo Balloon Frame ... 59
Figura 10 - Sistema construtivo Platform Frame ... 59
Figura 11 – Fechamento em LSF no método embutido ... 68
Figura 12 - Fechamento com LSF em estrutura de aço pesado e concreto ... 68
Figura 13 - Modelagem do sistema de fachada com LSF ... 69
Figura 14 - Fixação do painel na laje de concreto ... 69
Figura 15 - Fechamento em LSF no método contínuo ... 71
Figura 16 - Ligação do fachada com a estrutura ... 71
Figura 17 - Painel pré-fabricado em chapas delgadas estruturadas em LSF ... 72
Figura 18 – Componentes do sistema EIFS ... 73
Figura 19 - Componente do sistema de fachada em LSF ... 74
Figura 20 - Continuação Componentes da Fachada em LSF ... 74
Figura 21 - Sequência do movimento do parafuso auto-atarraxante ... 77
Figura 23 – Controle impermeável à água e permeável ao vapor de água ... 79
Figura 24 - Fixação da membrana Hidrófuga Du Pont Tyvek® ... 80
Figura 25 - Membrana hidrófuga Aquapanel ... 80
Figura 26 - Fixação da membrana hidrófuga nos vãos das esquadrias ... 81
Figura 27 - Corte do OSB em "C" no vão da esquadria ... 82
Figura 28 - Paginação com placas defasadas ... 83
Figura 29 - Tela de fibra de vidro inserida na argamassa. ... 86
Figura 30 - Tratamento de juntas com tela de vidro ... 86
Figura 31 – Aplicação da camada de Basecoat, após a colocação da placa cimentícia e tela de fibra de vidro. ... 87
Figura 32 - Encontro de duas placas com junta aparente ... 88
Figura 33 - Encontro de duas placas com junta invisível ... 89
Figura 34 - Painel com contraventamento em "x" ... 90
Figura 35 - Detalhe do sistema de contraventamento vertical ... 90
Figura 36 - Painel de contraventamento em "k" ... 91
Figura 37 - Trincas e infiltrações na interface das esquadrias ... 96
Figura 38 - Trinca na quina da parede ... 97
Figura 39 - Fixação incorreta do parafuso, causando deformação da guia ... 98
Figura 40 - Corte da estrutura para passagem de tubulação e conduite. ... 99
Figura 41 - Corte no montante e no contraventamento da estrutura para passagem de tubulação. ... 99
Figura 42 - Abaulamento da estrutura devido à falta de instalação dos enrijecedores ... 100
Figura 43 - Condição de exposição de fachadas ... 101
Figura 44 - Mapa brasileiro de temperatura média compensada anual – Período de 1981-2010 ... 102
Figura 46 - Formação de trinca na junção das placas cimentícias ... 106
Figura 47 - Descolamento de Revestimento ... 107
Figura 48 - Interface entre concreto e painel em LSF com placas cimentícias ... 108
Figura 49 - Problemas nas juntas das placas cimentícias ... 109
Figura 50 - Aplicação de base preparadora para melhor aderência ... 110
Figura 51 - Tratamento de juntas em placas cimentícias, devido a fissuração. ... 111
Figura 52 - Fissuração dos cantos de placas cimentícias. ... 111
Figura 53 - Tamanho escasso do material de base. ... 112
Figura 54 – Distância curta para ancoragem do parafuso ... 113
Figura 55 - Condições de exposição à água e ao vento conforme as regiões brasileiras ... 114
Figura 56 – Infiltração na interface da esquadria ... 115
Figura 57 - Infiltração causando degradação de todo sistema ... 115
Figura 58 - Colocação do flashing nos vãos das esquadrias. ... 116
Figura 59 - Infiltração pelo transpasse do vidro da esquadria. ... 116
Figura 60 - Esquadria de PVC com dreno de águas pluviais ... 117
Figura 61 - Retenção de água no peitoril ... 117
Figura 62 - Peitoril com duas peças de pedras criando uma junta ... 118
Figura 63 – Fissuração do granito no peitoril da janela ... 118
Figura 64 - Inclinação e distanciamento da soleira ... 119
Figura 65 - Beirada seca ... 119
Figura 66 - Incidência de água provocando fissuras na fachada ... 120
Figura 67 - Utilização de silicone para vedar as esquadrias. ... 120
Figura 68 - Formação de fantômes com maior incidência em alvenaria de vedação (a) do que em elementos estruturais (e) ... 121
Figura 70 - Oxidação do parafuso devido a infiltração ... 123
Figura 71 - Porca e arruela corroídas pelo contato com chumbador de inox e cantoneira de alumínio ... 124
Figura 72 - Delineamento da pesquisa ... 126
Figura 73 - Representação esquemática das regiões de análise tipo numa fachada ... 129
Figura 74 - Fluxograma da metodologia da coleta de dados dos estudos de casos ... 130
Figura 75 – Mapa do Zoneamento Bioclimático Brasileiro ... 138
Figura 76 - Zona Bioclimática 2 ... 139
Figura 77 - Zona Bioclimática 3 ... 141
Figura 78 - Zona Bioclimática 4 ... 145
Figura 79 - Vão das janelas sem instalação do flashing ... 148
Figura 80 - Juntas de dilatação em desacordo ... 148
Figura 81 - Desalinhamento da fachada ... 149
Figura 82 - Falta de manta asfáltica entre aço e concreto ... 149
Figura 83 - Abertura do vão de janela maior do que tamanho da esquadria ... 150
Figura 84 - Infiltração nas janelas ... 150
Figura 85 - Infiltração na parte interna da janela ... 151
Figura 86 - Formação de trinca devido ao posicionamento errado das placas ... 151
Figura 87 - Trincas no requadro do painel ... 152
Figura 88 – Formação de trinca na quina da parede ... 152
Figura 89 - Corte incorreto ... 152
Figura 90 - Exposição de materiais ... 152
Figura 91 - Juntas acima do recomendado pelo fabricante ... 153
Figura 93 - Corte indevido da fachada ... 154
Figura 94 - Corte indevido do montante ... 154
Figura 95 – Corte no contraventamento ... 154
Figura 96 - Dano na camada de revestimento ... 154
Figura 97 - Estanqueidade comprometida ... 155
Figura 98 - Falta de prumo ... 155
Figura 99 - Falta de esquadro ... 155
Figura 100 – Trinca no basecoat ... 156
Figura 101 - Acabamento mal executado ... 156
Figura 102 - Tratamento de juntas sobre basecoat danificado ... 156
Figura 103 – Falta de tela no tratamento de juntas ... 157
Figura 104 – Requadro da janela mal executado ... 157
Figura 105 - Platibanda fora de prumo ... 158
Figura 106 - Corte incorreto das placas cimentícias ... 158
Figura 107 - Estufamento e trinca das placas cimentícias ... 158
Figura 108 - Trinca nas juntas das placas ... 159
Figura 109 - Manchas devido a umidade ... 159
Figura 110 - Desplacamento de peças cerâmicas ... 160
Figura 111 - Machas de umidade ... 160
Figura 112 - Infiltração nas juntas das placas ... 161
Figura 113 - Trinca na fachada externa ... 161
Figura 114 - Ligação dos painéis durante a execução. ... 162
Figura 115 - Marcação da divisa dos painéis após acabamento final. ... 162
Figura 116 - Trinca no peitoril da janela na parte externa ... 163
Figura 117 - Trinca no peitoril e infiltração na parte interna. ... 163
Figura 119 – Desalinhamento da parede. ... 164
Figura 120 – Placa cimentícia desprendendo ... 165
Figura 121 – Tratamento de juntas muito espesso ... 165
Figura 122 - Fenda no encontro das paredes ... 166
Figura 123 - Instalação incompleta das pastilhas. As mesmas não estão atingindo o topo da parede ... 166
Figura 124 - Existência de trincas nos rejuntes ... 167
Figura 125 - Esquadrias com fenda vertical no vão ... 167
Figura 126 - Fenda entre chapas na horizontal ... 168
Figura 127 - Falta de drenagem da água ... 168
Figura 128 - Trinca na fachada ... 169
Figura 129 - Marquise fora do esquadro ... 169
Figura 130 - Fissura no basecoat ... 170
Figura 131 – Falta do uso de tela no tratamento de juntas ... 171
Figura 132 - Tratamento de juntas errado ... 171
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Os 10 maiores países produtores de aço no mundo ... 29
Tabela 2 - Refinamento de busca e quantidade de artigos aderentes ... 38
Tabela 3 - Palavras-chaves e Número de aparições ... 40
Tabela 4 - Requisitos de resistência à tração na flexão ... 84
Tabela 5 - Condições de ensaios de estanqueidade à água de sistema de vedações verticais externas ... 114
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Comparativo Umidade Relativa (%) Estudo de caso 1 ... 139
Gráfico 2 - Temperatura Média (ºC) Estudo de caso 1 ... 140
Gráfico 3 - Comparativo Insolação Total (hora e décimos) Estudo de caso 1 ... 140
Gráfico 4 - Comparativo Umidade Relativa (%) Estudo de caso 2 ... 142
Gráfico 5 - Temperatura Média (ºC) Estudo de caso 2 ... 142
Gráfico 6 - Comparativo Umidade Relativa (%) Estudos de caso 3, 4 e 5 ... 143
Gráfico 7 - Temperatura Média (ºC) Estudos de caso 3, 4 e 5 ... 143
Gráfico 8 - Comparativo Insolação Total (hora e décimos) Estudos de caso 3, 4 e 5 ... 144
Gráfico 9 - Comparativo Umidade Relativa (%) Estudos de caso 6 ... 145
Gráfico 10 - Temperatura Média (ºC) Estudos de caso 6 ... 146
Gráfico 11 - Comparativo Insolação Total (hora e décimos) Estudos de caso 6 ... 146
Gráfico 12 - Quantidade de aparição de manifestações patológicas do nível de degradação 3 ... 177
Gráfico 13 - Quantidade de aparição de manifestações patológicas do nível de degradação 4 ... 178
Gráfico 14 - Quantidade de manifestação patológica por região da fachada ... 180
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Base de dados e principais periódicos ... 35
Quadro 2 - Base de Dados e Inserção de String de Busca ... 35
Quadro 3 - Fatores característicos do atraso tecnológico da construção ... 52
Quadro 4 - Definições de light steel framing por diferentes autores (continua) ... 57
Quadro 5 - Definições de light steel framing por diferentes autores (continuação) ... 58
Quadro 6 - Requisitos de desempenho para vedação externa em fachadas leves ... 66
Quadro 7 - Componentes do sistema de fachadas em LSF com placa cimentícia ... 74
Quadro 8 - Seções transversais de perfis padrão utilizados no sistema LSF em vedações de fachadas ... 75
Quadro 9 - Tipos de pontas de parafusos ... 77
Quadro 10 - Tipos de cabeça de parafusos mais utilizados em ligações com LSF ... 77
Quadro 11 - Tipos de parafusos mais comuns em ligações com LSF ... 78
Quadro 12 - Nível de degradação dos revestimentos de fachada (continua) ... 131
Quadro 13 - Nível de degradação dos revestimentos de fachada (continuação) .... 132
Quadro 14 - Classificação das manifestações patológicas na fachada ... 133
Quadro 15 - Classificação das prováveis causas das manifestações patológicas na fachada (continua) ... 134
Quadro 16 - Classificação das prováveis causas das manifestações patológicas na fachada (continuação) ... 135
Quadro 17 - Lista de técnicas de reparo (rc), preventivas (rp) e trabalhos de manutenção (m) ... 135
Quadro 18 - Definições das características dos estudos de caso ... 147
Quadro 19 - Análise do nível de degradação nas manifestações patológicas (continua) ... 175
Quadro 20 - Análise do nível de degradação nas manifestações patológicas (continuação) ... 176
Quadro 22 – Principais causas de ocorrência de manifestações patológicas por região ... 181 Quadro 23 - Matriz de correlação causas prováveis (C)/ manifestação patológica (M) ... 184 Quadro 24 - Matriz de correlação manifestações patológicas (M)/ manifestações patológicas (M) ... 185 Quadro 25 - Matriz de correlação técnicas de reparo (R)/ manifestações patológicas (M) ... 186
LISTA DE ABRAVIATURAS E SIGLAS
ABCEM - Associação Brasileira da Construção Metálica AISI - American Iron and Steel Institute
CBCA - Centro Brasileiro da Construção em Aço
CDHU - Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano do Estado de São Paulo
CEF - Caixa Econômica Federal
DATec - Documento de Avaliação Técnica EIFS Exterior Insulation and Finish System IBS - Instituto Brasileiro de Siderurgia
IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo ITA - Instituição Técnica Avaliadora
LSF - Light Steel Framing
MERCOSUL Mercado Comum do Sul
MS Mapeamento Sistemático
OSB Oriented Strand Board
PBQP-H - Secretaria Nacional da Habitação Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat
PET Polietileno Tereftalato
RBS - Revisão Bibliográfica Sistemática
RS Revisão Sistemática
RSL Revisão Sistemática da Literatura
SCI Steel Construction Institute
SINAT - Sistema Nacional de Avaliações Técnicas
SINDUSCON/SP - Sindicato da Indústria da Construção Civil do Estado de São Paulo
SVVIE Sistemas de Vedações Verticais Internas e Externas
SUMÁRIO 1. Introdução ... 27 1.1. Problema da pesquisa ... 27 1.2. Justificativa ... 28 1.3. Objetivo ... 31 1.3.1. Objetivos Secundários ... 31 1.4. Revisão Bibliográfica Sistemática ... 31 1.5. Lacuna Científica ... 44 1.6. Questões da pesquisa ... 44 1.7. Hipótese de Pesquisa ... 45 1.8. Estrutura do texto ... 45 1.9. Comitê de Ética ... 46 2. Industrialização, Racionalização e Inovação na Construção Civil ... 47
2.1. Industrialização ... 47 2.2. Racionalização ... 48 2.3. Inovações na construção civil ... 50 2.4. SINAT, DATecs e NBR 15575 ... 52 3. O Sistema Light Steel Framing ... 57
3.1. Definições do sistema light steel framing ... 57 3.2. Origem do sistema light steel framing ... 58 3.3. O light steel framing no Mundo ... 60 3.4. O light steel framing no Brasil ... 61 4. Fachada em Chapas Delgadas Estruturas em LSF ... 64
4.1. Métodos de Execução ... 67 4.1.1. Método Embutido... 67 4.1.2. Método Contínuo ... 70 4.1.3. Método pré-fabricado/ painelizado ... 72
4.2. Componentes da fachada ... 73 4.2.1. Guias e Montantes ... 75 4.2.2. Ligações ... 75 4.2.3. Isolamento térmico e acústico ... 78 4.2.4. Membrana Hidrófuga ... 79 4.2.5. OSB ... 81 4.2.6. Placa cimentícia... 82 4.2.7. Telas ... 85 4.2.8. Basecoat ... 86 4.2.9. Juntas ... 88 4.2.10. Contraventamento ... 89 5. Manifestações patológicas em fachadas em Chapas Delgadas ... 92
5.1. Conceito de Patologia na construção civil ... 92 5.2. Tipos de manifestações patológicas ... 94 5.2.1. Causas associadas na concepção do projeto (Congênita) ... 95 5.2.2. Causas associadas durante a execução (Executiva) ... 97 5.2.3. Causas associadas a utilização e manutenção (Adquirida) ... 101 5.2.4. Causas provenientes de esforços de natureza excepcional ... 103 5.3. Principais manifestações patológicas em fachadas em chapas delgadas ... 103 5.3.1. Fissuras e trincas ... 104 5.3.2. Descolamento e desplacamento ... 106 5.3.3. Falha nas interfaces ... 108 5.3.4. Falha nas juntas ... 108 5.3.5. Ancoragem ... 112 5.3.6. Infiltração ... 113 5.3.7. Fantômes ... 120 5.3.8. Corrosão ... 122 6. Método ... 125 6.1. Estratégia de Pesquisa ... 125 6.1.1. Formulação do problema ... 126 6.1.2. Definição da unidade-caso ... 127
6.1.3. Determinação do número de casos ... 127 6.1.4. Elaboração do protocolo ... 128 6.1.5. Coleta de dados ... 129 6.1.6. Tratamento dos dados ... 131 6.1.7. Diagnóstico ... 132 7. Estudo de Caso ... 137
7.1. Caracterização dos Estudos de Caso ... 137 7.1.1. Estudo de caso 1 ... 137 7.1.2. Estudo de caso 2 ... 140 7.1.3. Estudos de caso 3, 4 e 5 ... 142 7.1.4. Estudo de caso 6 ... 144 7.2. Dados de identificação, utilização e sistema construtivo ... 146 7.3. Coleta de dados ... 147 7.3.1. Estudo de Caso 1 ... 147 7.3.2. Estudo de caso 2 ... 151 7.3.3. Estudo de caso 3 ... 158 7.3.4. Estudo de caso 4 ... 162 7.3.5. Estudo de caso 5 ... 163 7.3.6. Estudo de caso 6 ... 169 8. Discussão ... 173
8.1. Análise global dos edifícios inspecionados ... 173 8.2. Abordagem geral da deterioração dos edifícios de estudo ... 174 8.3. Manifestações patológicas associadas a cada região da fachada ... 179 8.4. Matriz de correlação causas prováveis/ manifestação patológica ... 182 9. Conclusão ... 188
9.1. Principais considerações... 188 9.2. Limitações do trabalho ... 190 9.3. Sugestões para estudos futuros ... 191 Referências ... 192
1. INTRODUÇÃO
1.1. Problema da pesquisa
Em algumas regiões do Brasil, a construção civil é ainda predominantemente artesanal, caracterizada pela baixa produtividade e grande desperdício. Segundo, Santiago, Freitas e Crasto (2012), a solução para mudar esse cenário, é a industrialização da construção, com qualificação da mão de obra, diminuição dos desperdícios de materiais, redução dos custos, padronização, produção em série e um rigoroso controle de qualidade e planejamento. Além da introdução de inovações tecnológicas no mercado.
Entretanto, as tecnologias construtivas inovadoras, pelo menos no Brasil, são introduzidas a partir da disponibilização no mercado de materiais e componentes industrializados, com incorporação de uma tecnologia que muitas vezes não está difundida no país. Os componentes começam a ser utilizados como uma evolução e renovação dos componentes tradicionais antes encontrados, contudo, essas “inovações devem ser economicamente viáveis e compatíveis com os condicionantes nacionais” (SANTIAGO, 2008), para isto a construção industrializada deve ter uma solução real para o panorama brasileiro (SALES, 2001). Ademais, é necessário considerar uma avaliação de ordem qualitativa, para assegurar a adaptabilidade e incorporação da tecnologia no Brasil.
Uma das tecnologias que merece destaque é o Light Steel Framing (LSF), um sistema construtivo rápido, durável, flexível e que atende todos os requisitos característicos de construções residenciais e comerciais em todas as etapas da construção, especificamente em sistema de fachadas que será estudada neste trabalho. Apesar desse sistema apresentar características competitivas frente aos sistemas construtivos tradicionais como a alvenaria estrutural e o sistema de pré-moldados, o LSF que vem sendo largamente utilizado em países desenvolvidos, enfrenta grande preconceito no Brasil mediante a cultura de construção que existe no país, mesmo que, sob o ponto de vista técnico da produção de uma edificação, o LSF seja ainda mais vantajoso que os sistemas construtivos tradicionais (VELJKOVIC; JOHANSSON, 2006).
Atualmente, com a implementação de novas tecnologias é de suma importância o aprimoramento dos processos, para que os mesmos contribuam para a capacidade
técnica dos agentes promotores de aplicação dessas inovações (BASTOS; SOUZA, 2007). Para os autores citados, é importante a utilização de práticas e métodos sistematizados para a investigação e avaliação de como o consumidor final assimila quanto a sua apropriação no espaço edificado.
Segundo Fontanini (2004), a indústria da construção civil deve se adaptar à estas novas exigências de mercado, adotando técnicas de gerenciamento e produção. Mas é importante ressaltar que por maior que sejam os esforços de gerenciar os serviços e utilizar os melhores produtos disponíveis no mercado, sem uma normatização do sistema, fica difícil uma padronização em seus processos.
1.2. Justificativa
O crescimento acelerado da construção civil contribuiu para o aparecimento de inovações nos novos projetos, o que trouxeram consigo a inserção de novas tecnologias construtivas no mercado. Entretanto, algumas dessas tecnologias apresentaram um desempenho insatisfatório, e ainda, aliadas a mudanças na organização da produção do edifício e aos inevitáveis erros de projeto e execução, têm provocado um grande aumento do número de manifestações patológicas nas edificações. No Brasil, a situação é agravada pela pouca existência de controle de qualidade na construção civil (DARDENGO, 2010).
Além disso a introdução de painéis de vedação industrializados nem sempre são usados adequadamente e com todo o seu potencial de racionalização. É comum identificar a utilização de componentes de vedação inovadores de modo tradicional, o que pode gerar problemas a serem resolvidos durante a fase de obra e, também, problemas futuros para os usuários da edificação (SOUZA, 1997). De fato, os sistemas de fachadas ainda precisam ser acertados e incorporados ao nosso ambiente e as características específicas do nosso país, desde a sua concepção até o acompanhamento do pós-obra.
Nesse sentido, Santiago (2008), aponta em seu trabalho que estudos mais detalhados do sistema construtivo de fachada em LSF e a necessidade de sua tropicalização é de extrema importância para assegurar sua viabilidade técnica, maior aceitação do usuário final e minimização das manifestações patológicas. A utilização incorreta desses novos sistemas construtivos pode acarretar em aumento do custo da construção e da incidência de patologias, o que pode ocasionar maior resistência ao
uso dessa tecnologia em empreendimentos futuros.Na realidade, há a necessidade de se provar a real eficiência, ou ineficiência, dos novos sistemas de fachada, para que os arquitetos, engenheiros, construtores e o mercado nacional venham investir nessas tão promissoras novas tecnologias (BARROS, 1996).
Segundo Oliveira (2009b), a velocidade do mercado da construção civil percorre é diferente da velocidade das pesquisas acadêmicas e das instituições e associações que desenvolvem as normas técnicas nacionais. Por essa razão, a existência de vários edifícios prontos, ou em fase de execução, que optaram pela utilização de vedação de fachadas em tecnologias em elementos leves, sem que os agentes do processo - sejam os engenheiros, arquitetos, construtores, ou o cliente em si – tivessem documentos técnicos de referência, como normas ou manuais técnicos, que pudessem dar o respaldo para a concepção do projeto, controle e execução da obra.
O Brasil é o nono maior produtor de aço do mundo (Tabela 1), e já detém um bom nível de fabricação e montagem de estruturas metálicas comparado aos países do primeiro mundo. No entanto, “observa-se que em grande parte das edificações em estruturas metálicas existem grandes deficiências no projeto, detalhamento e execução dos sistemas complementares” (CRASTO; FREITAS, 2006).
Tabela 1 - Os 10 maiores países produtores de aço no mundo Ranking País Produção de aço
(milhões de toneladas) 1 China 928,3 2 Índia 106,5 3 Japão 104,3 4 Estados Unidos 86,7 5 Coréia do Sul 72,5 6 Rússia 71,7 7 Alemanha 42,4 8 Turquia 37,3 9 Brasil 34,7 10 Irã 25
Fonte: Adaptado de Worldsteel (2019).
Além das deficiências de projetos, existem outras hipóteses do porquê o sistema ainda não tem uma utilização maior no país, como exemplo, a barreira cultural e de desconhecimento. Além de muitas pessoas ainda não conhecerem o sistema
LSF, por mais que ele esteja a um tempo relativamente significante no Brasil, ainda existem dúvidas sobre a sua resistência e segurança.
Existe a ausência de mão de obra treinada e de profissionais capacitados a trabalhar com a construção de sistemas em LSF. Como o sistema construtivo é diferente dos tradicionais, a grande parte da mão de obra existente não está apta para esse tipo de processo, pois não é simplesmente uma adaptação de um sistema para o outro e sim a necessidade de uma qualificação para uma perfeita execução. Nesse sentido, a ideia de qualificação desses operadores, resultaria num alto investimento inicial das empresas para implementação desse novo sistema.
Não só os operadores e montadores do sistema LSF devem estar qualificados, mas também os projetistas, devem ter o conhecimento necessário para realizar os projetos desse sistema. Existe também a hipótese de que os sistemas inovadores, tais como o LSF não estão sendo abordados de forma substancial dentro das universidades brasileiras, isso poderia justificar a formação de profissionais que continuam trabalhando com sistemas convencionais e poucos produtivos por falta de informação.
Além do sistema LSF ser financeiramente compensado, ele deve ser sistemático e com o mínimo de proliferação de patologias possível (MILAN et al., 2010). Uma vez que o usuário opta por uma construção com sistema inovador, o seu maior desejo é de que o sistema funcione com todas as qualidades propostas pela construtora, e uma vez que, surgem manifestações patológicas, o interesse do consumidor pode retroceder.
Por isso o estudo mais aprofundado sobre as manifestações patológicas e seu mapeamento foi realizado nesta dissertação, quanto para indicar o que precisa ser estudado e restruturado no sistema de fachada, tanto para nortear os profissionais no mercado nacional da construção civil, empreendedores e organismos públicos e instruir o usuário final. O consumidor poderá optar, com mais consciência, o sistema construtivo que deseja adotar para a sua construção A contribuição será apresentada a partir dos problemas práticos analisados, visando propor soluções específicas a partir da identificação das principais manifestações patológicas.
1.3. Objetivo
O objetivo principal desta pesquisa consiste em identificar as principais manifestações patológicas em fachadas em chapas delgadas estruturadas em Light Steel Framing no intuito de reduzir os principais problemas que impedem a disseminação do sistema no mercado brasileiro.
1.3.1. Objetivos Secundários
A pesquisa pretende ainda, a partir de seus objetivos secundários:
a) Identificar os principais mecanismos de degradação relacionados ao surgimento de manifestações patológicas em fachadas.
b) Mapear e classificar as manifestações patológicas no sistema de fechamento;
c) Criar um banco de dados que permita, além de entender a manifestação patológica na edificação em si, também entender a relação com os materiais e elementos construtivos que podem afetar todo o sistema de fachada. d) Alcançar diagnósticos construtivos para os principais fatores condicionantes
das manifestações patológicas. 1.4. Revisão Bibliográfica Sistemática
No intuito de encontrar as principais publicações sobre um tema específico, utiliza-se a Revisão Sistemática da Literatura (RSL). Muitas vezes um artigo de mesmo assunto pode ser publicado em diversas partes do mundo, e é apenas a partir da RSL que é possível identificá-los e consequentemente, prevenir publicações duplicadas, descobrir possíveis lacunas no assunto e ter maior confiabilidade na utilização dos artigos.
Atualmente, os grandes volumes de informações científicas geradas na área da Construção Civil apontam a necessidade da aplicação de parâmetros que facilitem o acesso e interpretação dos mesmos, para possibilitar conclusões baseadas em evidências e combinação de resultados oriundos de múltiplas fontes.
Dentro da RSL pode-se encontrar tanto o mapeamento sistemático (MS), quanto a revisão sistemática (RS). Os dois apoiam a identificação e agregação das evidências disponíveis para tratar certas questões de pesquisa e auxiliam na identificação das lacunas (KITCHENHAM et al., 2010).
Na questão de seus objetivos, o MS visa promover uma visão geral de um tópico de pesquisa mais amplo e identificar clusters de estudos que podem ser apropriados para um estudo mais detalhado a ser feito por meio de uma RS (KITCHENHAM; BRERETON; BUDGEN, 2012). Já a RS tenta agregar os estudos em termos de seus resultados e investigar se esses resultados são consistentes ou contraditórios, ou seja, visam sintetizar evidências, considerando inclusive, a sua força (KITCHENHAM; BUDGEN; PEARL BRERETON, 2011; PETERSEN; VAKKALANKA; KUZNIARZ, 2015).
Sampaio e Mancini (2007) descrevem a revisão sistemática da literatura como uma forma de pesquisa que utiliza como fonte de dados a literatura sobre determinado tema. Para Castro (1992), uma RSL é uma revisão planejada para responder a uma pergunta específica e que utiliza métodos explícitos e sistemáticos para identificar, selecionar e avaliar criticamente os estudos, e para coletar e analisar os dados destes estudos incluídos na revisão. No trabalho de Conforto, Amaral e Silva (2011) a RSL é entendida como uma revisão bibliográfica sistemática (RBS Roadmap), definida como:
Revisão bibliográfica sistemática é o processo de coletar, conhecer, compreender, analisar, sintetizar e avaliar um conjunto de artigos científicos com o propósito de criar um embasamento teórico-científico (estado da arte) sobre um determinado tópico ou assunto pesquisado”.
Cabe ressaltar que existem vários outros meios de realizar a revisão sistemática da literatura, ficando a escolha de cada autor utilizar da melhor forma dado o seu tema e linha de pesquisa. Neste trabalho optou-se pela utilização da RBS, devido a didática e metodologia, partindo do modelo proposto por Conforto; Amaral e Silva (2011). Em seu trabalho Conforto, Amaral e Silva (2011) propõem um modelo para condução de RBS com a área de gestão de operações. O modelo apresentado na Figura 1, possui 15 etapas, distribuídas em 3 fases (entrada, processamento e saída).
Figura 1 - Modelo para condução da revisão bibliográfica sistemática – RBS Roadmap
Fonte: Conforto, Amaral e Silva (2011)
Baseado no modelo proposto por Conforto, Amaral e Silva (2011), foi adaptado um modelo para esta revisão bibliográfica sistemática, conforme Building and Environment
Figura 2 abaixo, e em seguida descritas todas as etapas da revisão com uma maior detalhamento:
Problema – O problema é o ponto de partida da revisão bibliográfica sistemática, de tal forma que se busca respostas a partir de uma ou mais perguntas com a revisão bibliográfica. Considerando o problema de pesquisa dessa dissertação, aponta-se a seguinte pergunta: Quais os sistemas de fachada utilizados em outros países com o sistema LSF? Quais os desafios das fachadas em LSF? Quais os problemas e dificuldades que o sistema já apresentou?
Objetivos – Os objetivos da RBS devem estar alinhados com os objetivos do projeto da pesquisa, que nesse caso os objetivos para essa RBS foram: verificar artigos que abordam a construção industrializada e o sistema LSF que identificaram alguma barreira e/ou patologia na fachada, as principais dificuldades da adoção do sistema em outros países e seus desafios em manter a produção e sua maior difusão.
Fontes Primárias – As fontes primárias constituem em periódicos ou base de dados que serão úteis para a definição de palavras-chaves, e identificação dos principais autores e artigos relevantes (CONFORTO; AMARAL; SILVA, 2011). Nesta RBS foi utilizado as bases de dados do Science Direct, Emerald Insight, Engineering Village, Scopus e Web of Science e Pro Quest devido a serem bases aderentes ao tema proposto. O Quadro 1 apresenta as bases de dados e principais periódicos utilizados.
Building and Environment
Figura 2 - Modelo para condução da revisão bibliográfica sistemática - RBS
Roadmap
Quadro 1 - Base de dados e principais periódicos
Fonte: Autoria própria.
String de busca - Nesta RBS foi realizado primeiramente
a seleção das bases de dados a serem utilizadas, uma verificação preliminar das palavras chaves, para encontrar palavras comumente utilizadas no tema e palavras que melhor adequassem a necessidade da busca. Devido ao sistema de cada base de dados ser diferente, foi formulada uma string para cada base de dados, como pode ser observado no Quadro 2.
Quadro 2 - Base de Dados e Inserção de String de Busca
Fonte: A autora.
Critérios de inclusão – A definição dos critérios de inclusão dos artigos deve se relacionar com o objetivo da pesquisa. Nesse caso, o objetivo principal dessa pesquisa é a identificação de melhoria do sistema LSF em relação ao sistema
Base de Dados Principais Periódicos
Science Direct
(www.sciencedirect.com) Journal of Building Engineering Engineering Village
(www.engineeringvillage.com)
Thin-Walled Structures, Building and Environment
Scopus (www.scopus.com) Journal of Constructional Steel Research
Web of Science
(www.webofknowledge.com) Advanced Steel Construction
ProQuest Central/ Technology Collection (www.proquest.com)
Professional Builder, Construction Management and Economics, Civil Engineering, Progress in Structural
Engineering and Materials
Base de Dados String de Busca
Scopus
TITLE-ABS-KEY ( light AND steel AND framing ) AND ( TITLE-ABS-KEY ( facade ) OR TITLE-ABS-KEY ( external AND wall ) OR TITLE-ABS-KEY ( multi AND floor ) OR ABS-KEY ( cement AND board ) OR TITLE-ABS-KEY ( pathology ) )
Science Direct light steel framing AND (facade OR external wall OR multi floor OR cement board OR patholog*) AND NOT (thermal OR fire OR seismic)
Web of Science
TS=(light steel framing) AND (TS=(facade) OR TS=(external wall) OR TS=(multiple floor) OR TS=(cement board OR TS=(patholog*))) AND NOT TS=(thermal) AND NOT TS=(fire) AND NOT TS=(seismic)
Pro Quest ab(light steel framing) AND (ab(facade) OR ab(external wall) OR ab(multiple floor) OR ab(cement board) OR ab(pathologie))
Compendex
((facade) WN KY OR (external wall) WN KY OR (multi floor) WN KY OR (pathology) WN KY OR (cement board) WN KY) AND ((light steel framing) WN KY)
de fachada, a partir da identificação de lacunas, barreiras e patologias. Então os critérios de inclusão foram: 1) Publicações que relacionem o sistema LSF com fachada; 2) Publicações que relacionem a utilização de placas cimenticias ou outros tipos de fechamento; 3) Publicações relacionadas ao sistema de fechamento em LSF e suas possíveis patologias.
Em cada base foram analisados os artigos a partir de 1997 - neste caso devido ao grande volume de artigos publicados neste ano e também a sua história de utilização nesse período (1997 – 2018) e artigos em português ou inglês.
Critérios de qualificação – É importante que os artigos sejam qualificados de acordo com algum parâmetro, nesta RBS, o critério de qualificação utilizado foi, os artigos de periódicos encontrados dentro das bases de dados analisadas, uma vez que se entende já realizada pelas mesmas, uma prévia avaliação de sua relevância.
Métodos e ferramentas – Este estágio envolve as etapas a serem realizadas para a condução das buscas, ou seja, a definição dos filtros e o estabelecimento dos critérios de buscas nas bases de dados e repositórios. Para a verificação dos critérios propostos foi realizada a leitura e análise dos artigos segundo os filtros: 1) leitura do título, resumo e palavras-chaves; 2) leitura da introdução e conclusão e 3) leitura do texto completo.
O método de busca deve ser iterativo, ou seja, deve contemplar ciclos que favorecem o aprendizado, refinamento de buscas e buscas cruzadas a partir de referências citadas nos artigos encontrados. Na Figura 3 observa-se o procedimento iterativo.
Figura 3 - Procedimento Iterativo da fase de processamento
Fonte: Adaptado de CONFORTO; AMARAL; SILVA (2011).
Cronograma – Nesta última etapa da Fase 1 propõem-se o prazo para o término da revisão sistemática da literatura. Nesta RBS utilizou-se de 2 meses para investigar, pesquisar e analisar os artigos. A partir desse ponto inicia-se a fase 2 de Processamento.
Condução das buscas – nesta etapa são conduzidas as buscas, conforme a Figura 3, os itens 1, 5 e 6, busca por periódico, busca cruzada e busca por base de dados, respectivamente. Nesta RBS após a escolha das bases de dados e a inserção da string, foi compilado os resultados em uma planilha Excel, armazenados e posteriormente analisados. Na planilha constam as informações de: base de dados, fonte do artigo, título do artigo, nome do/s autor/es, resumo, palavras-chaves, DOI etc.
Análise dos resultados – Após a realização dos itens 2, 3 e 4 da Figura 3 que correspondem aos filtros comentados na etapa de Métodos e ferramentas, é encontrado os artigos então, aderentes a RBS, os quais são separados e analisados.
Documentação – Nesta etapa foi realizada a documentação e arquivamento dos artigos selecionados nos filtros. Essas informações documentadas foram: quantidade de artigos encontrados por periódico, quantidade de artigos excluídos, quantidade de artigos encontrados na busca cruzada etc.
Na Tabela 2 é possível observar o refinamento de busca e o respectivo número de artigos aderentes. Na busca inicial, juntando os artigos encontrados em todas as bases de dados escolhidas, foram encontrados 344 artigos. Após a remoção das duplicatas, foram obtidos 306 artigos. Nesse momento iniciou-se a verificação a partir dos filtros, após o primeiro filtro de leitura do título e palavras-chaves (quando existiam) foram considerados 85 artigos aderentes, nesta etapa, a maioria dos 221 artigos excluídos eram relacionados a outras áreas, que não a de construção ou engenharia civil. O segundo filtro de leitura do resumo e conclusão foram considerados 49 artigos aderentes, e após o terceiro e último filtro da leitura total, foram selecionados então 18 artigos aderentes ao objetivo dessa RBS. Com isso, finaliza-se a penúltima fase do modelo proposto e a seguir serão detalhados os principais pontos da terceira fase de saída dos dados.
Tabela 2 - Refinamento de busca e quantidade de artigos aderentes
Fonte: A autora.
Alertas – Durante a realização da RBS é interessante a inserção de “alertas” nos principais periódicos e base de dados, afim de que, no caso de novas publicações relacionadas a sua string de pesquisa ou palavras-chaves, esses possam enviar por e-mail uma mensagem de alerta. Nesta revisão foram colocados alertas nas bases de dados avaliadas.
Cadastro e arquivo – Após a filtragem dos artigos, os artigos aderentes foram armazenados por meio de um software de gerenciamento de referenciais (Mendeley), o qual permitiu uma melhor gestão dos artigos e ainda possibilitou a inserção das referências no texto.
Refinamento de buscas Quantidade de artigos
Início 344
Remoção de duplicatas 306
Filtro 1 - Leitura do Título, Palavras-chaves e Resumo 85 Filtro 2 - Leitura Introdução e Conclusão 49
Síntese e resultados – Nessa etapa elabora-se um resumo que será uma síntese da bibliografia estudada. Após a leitura completa no último filtro desta RBS, foram selecionados os dez artigos principais e aderentes ao tema. Estes dez artigos foram brevemente resumidos e comentados na revisão da literatura.
Modelos teóricos – No final da RBS, a construção de modelos teóricos e definição de hipóteses têm como embasamento os resultados da revisão bibliográfica sistemática, e são a síntese do tema estudado.
Através do processo apresentado, foram selecionados 18 artigos aderentes ao tema em análise neste trabalho. Na Figura 4 é possível visualizar a quantidade de artigos aderentes a esta revisão sistemática, publicados nos periódicos, por ano de publicação (1998 – 2019).
Figura 4 - Número de artigos e ano de publicação internacional
Fonte: Autoria própria.
Ao avaliar o gráfico é notável que se teve um aumento do número de publicações nos últimos anos, tanto que 83,3% das publicações foram nos últimos 7 anos (2012 – 2019), que pode comprovar um maior interesse em estudos relacionados ao sistema de fachada em light steel framing, com diferentes tipos de placas, estudo de desempenho térmico, acústico, contra incêndio e ataque sísmico.
Foi realizada também nesta revisão sistemática, uma análise em relação a aparição das palavras-chaves encontradas nos artigos aderentes, No total foram obtidas 87 palavras-chaves conforme apresentado na Tabela 3. Deste resultado foram analisadas as palavras encontradas mais de uma vez nos artigos selecionados como:
0 1 2 3 4 N º d e a rt ig o s Ano de publicação
“Light Steel Framing”, “Cement board”, “Failures”, “Sound insulationl”, “Steel”, “Thermal insulation” e “Thermal performance”. É interessante ressaltar que mesmo colocando na string de busca a palavra “pathology”, não foi obtido nenhum artigo relacionando o sistema de fachada em LSF com patologia, com isso, leva-se a duas hipóteses. A primeira de que, a escolha das palavras não foi assertiva, ou o assunto relacionando fachada em LSF com patologias ainda não foi amplamente estudado.
Tabela 3 - Palavras-chaves e Número de aparições
Fonte: Autoria própria.
Para a formulação da string dessa RBS (Revisão Bibliográfica Sistemática), foi realizada primeiramente uma validação das terminologias (como comentado no item String de busca). Após constatado que são coerentes com a terminologia internacional, nega-se a primeira hipótese de que os termos não estariam adequados. Portanto, pode ser afirmado que a segunda hipótese de que patologias no sistema de fechamento em LSF, ainda possui uma lacuna de conhecimento a ser estudada.
Palavras chaves
nº de
aparições Palavras chaves
nº de
aparições Palavras chaves
nº de aparições
Light Steel Framing 10 Fiber cement board 1 Performance levels 1
Cement board 2 Fire protection 1 Prefabrication 1
Failures 2 Fire resistance 1 Productivity 1
Sound insulation 2 Fire resistant materials 1 Residential building performance1
Steel 2 Framing 1 Resilient channels 1
Thermal insulation 2 Gypsum plasterboards 1 Seismic design 1
Thermal performance 2 Horizontal stiffeners 1 Seismic response 1
Automated machines 1 Housing 1 Shear wall panels 1
Behavior factor 1 Hybrid wall 1 Shear walls 1
Brick 1 Industrial building process 1 Sheathing 1
Building 1 Industrialized panel 1 Slotted studs 1
Building simulation 1 Industrialized sealing 1 Solar absorptance 1
Building systems 1 Infill foam concrete 1 Stability analysis 1
Case studies 1 Information technology 1 Steel frames 1
Cladding 1 Innovative technoprene bracing
system 1 Steel structures 1
Cold working 1 In‐plane cyclic tests 1 Steel-timber structures 1
Cold-formed steel framing 1 Inspection 1 Structural stability 1
Construction 1 Integrity 1 Terra cotta 1
Construction automation 1 Light panel 1 Thermal behavior 1
Construction industry 1 Light steel frame double walls 1 Thermal bridge 1
Deflection 1 Light-frame structures 1 Thermal studs 1
Design 1 LSF façade walls 1 Thin-autoclaved aerated
concrete panels 1
Design method 1 Magnesium board 1 Tool-path generation 1
Dry construction 1 Masonry 1 Vinyl siding 1
Drywall 1 Nonstructural components 1 Vulnerabilities 1
Exploration 1 OSB-resin panels 1 Wall manufacturing 1
External cladding system 1 Panelized construction 1 Wall partition 1
External LSF walls 1 Partition walls 1 Wood 1
Facade 1 Performance 1 XPS panels 1
Ao realizar um comparativo em relação as palavras-chaves, foi utilizado o programa VOSviewer, para identificar as inter-relações entre as palavras chaves encontradas. Na Figura 5, visualiza-se as relações dos “clusters”, ou seja, das aglomerações de palavras que possuem características semelhantes e que coabitam em um mesmo tema. Observa-se que foram formados 4 grandes grupos, que são unidos pelas palavras “light steel framing”, “cement board”, “steel” e “industrial building process”. Este último além de ligar-se ao “light steel framing”, tem uma correlação também com “steel”.
Base de Dados Principais Periódicos
Science Direct
(www.sciencedirect.com) Automation in Construction
Engineering Village (www.engineeringvillage.com)
Applied Thermal Engineering, International Journal of Steel Structures, Journal of
Building Engineering, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, Materials, Journal of Structural Engineering,
Thin-Walled Structures, Scopus (www.scopus.com) Journal of Construction Education
Web of Science (www.webofknowledge.com)
Thin-Walled Structures, Building and Environment
ProQuest Central/ Technology
Collection (www.proquest.com) Dyna
Scielo (https://www.scielo.org/) Ambiente Construído, Gestão & Tecnologia de Projetos
Figura 5 - Inter-relação de palavras chaves dos artigos aderentes
Ao analisar as palavras dentro de cada grupo, para entender seu relacionamento, verifica-se por exemplo que, no grupo azul se encontram as palavras relacionadas com placa cimentícia e que estas são ligadas ao light steel framing pelas palavras sobre desempenho. No grupo verde percebe-se as palavras relacionas com aço, tanto palavras sobre a estrutura em si, como palavras de desempenho térmico e de incêndio. Já no grupo amarelo é muito interessante pois aborda palavras relacionadas com a pré-fabricação e o processo de construção industrial, o que comprova a industrialização do processo de vedação com a utilização do light steel framing. E por último o maior grupo dessa análise o cluster vermelho, onde pode-se observar mais palavras relacionadas com fachadas estruturadas em LSF.
A partir dessa avaliação, foram identificados nos artigos as suas principais contribuições e criado 4 classificações: desempenho, estrutura, material e inspeção, conforme Figura 6. Na classificação de desempenho, contemplam os assuntos relacionados com desempenho térmico, acústico, contra incêndio, ataques sísmicos, e mais o item de vida útil1 da edificação. Na classificação de estrutura, encontra-se
tema sobre cisalhamento, parafusos e falha de projetos. Em relação ao tema de materiais, existem artigos sobre placa cimentícia e outros tipos de placas para vedação, e em relação a inspeção, foram constatados artigos mais voltado para a área de automação e qualidade de execução. Importante destacar que esta classificação foi realizada em cima do enfoque principal dos artigos, não sendo esse apenas um tópico estudado.
Percebe-se então, que a parte do maior interesse nessa RBS, no caso o tema de “desempenho” contempla 44% do total dos artigos aderentes selecionados, o que caracteriza que o assunto de desempenho da edificação está cada vez mais em análise dos pesquisadores, não apenas do Brasil após a norma de desempenho NBR 15575 (ABNT, 2013a), mas também em todo o mundo.
1 Vida útil (VU): Segundo a NRB 15575:2013 é o período de tempo em que um edifício
e/ou seus sistemas se prestam às atividades para as quais foram projetadas e construídos considerando a periodicidade e correta execução dos processos de manutenção especificados no respectivo Manual de Uso, Operação e Manutenção.
Figura 6 - Tema dos artigos aderentes relacionados aos principais grupos
Fonte: Autoria própria.
1.5. Lacuna Científica
Com os resultados da RBS, pode ser concluído que na busca de pesquisa em campo internacional, a quantidade de estudos relacionados ao desempenho do sistema LSF em fachadas está crescendo cada vez mais. Principalmente os estudos relacionados ao desempenho térmico e acústico.
Foi entendido nesta RBS a busca pelo desenvolvimento de materiais mais sustentáveis e com melhores desempenhos estão incentivando pesquisadores do mundo inteiro, mas alguns fatores, sobre as manifestações patológicas que esses materiais podem apresentar não foi encontrado a partir desta RBS, o que fica como grande área de interesse a ser pesquisado nessa dissertação.
Uma vez que, mesmo com o exemplo de utilização do sistema em outros países, o sistema ainda possui lacunas e dificuldades na adaptação e estabilização de seus processos, não favorecendo a sua vasta utilização no Brasil. Com essas lacunas, são descritas então as questões de pesquisa, que serão respondidas com os resultados dessa dissertação.
1.6. Questões da pesquisa
1. Quais as principais manifestações patológicas em fachadas em chapas delgadas estruturadas em light steel framing?
2. Quais são as causas das manifestações patológicas no subsistema de fachadas e como elas podem ser prevenidas?
3. Porque o sistema de fachadas em chapas delgadas em light steel framing não tem uma implementação significativa no mercado brasileiro?
1.7. Hipótese de Pesquisa
A partir das questões apresentadas, levanta-se então a hipótese: “A identificação das principais manifestações patológicas, pode ser utilizada para indicar as reais necessidades do sistema de fachadas, auxiliando na melhoria do processo e no método de escolha pelo usuário final? ”
1.8. Estrutura do texto
Este trabalho está estruturado em nove capítulos. No primeiro capítulo, é abordada a questão a ser analisada nessa pesquisa a partir da realização da revisão bibliográfica sistemática, a definição dos objetivos e a justificativa do tema.
No segundo capítulo são apresentadas as definições de industrialização e racionalização, é brevemente relatado as suas origens até a inserção na construção civil, um dos últimos setores a adotar esse novo modo de produzir. Além disso é abordado alguns pontos sobre a norma de desempenho, SINATs e DATecs.
No terceiro capítulo é caracterizado o sistema light steel framing e descrito sobre sua origem a partir da revisão bibliográfica. Neste capítulo são apresentados o histórico sobre o uso do sistema LSF no mundo, a sua chegada no Brasil e como ele se encontra hoje no mercado brasileiro da construção civil.
No quarto capítulo, o sistema de fachadas estruturadas em chapas delgadas estruturadas em light steel framing é mais detalhado, incluindo as diferentes formas de execução, seus componentes e materiais utilizados para montagem e execução.
No quinto capítulo, o item de patologias é aprofundado, sendo realizada uma revisão bibliográfica dos tipos de manifestações patológicas na construção civil e logo em seguida nas fachadas em geral e em chapas delgadas estruturadas em LSF.
No sexto capítulo é descrito o método, ou seja, o desenvolvimento da pesquisa proposta, o delineamento, o processo utilizado e a descrição detalhada de cada etapa do trabalho.
No sétimo capítulo é feita a descrição dos estudos de caso, caracterizado as regiões dos estudos e detalhado as principais manifestações patológicas encontradas em cada caso.
No oitavo capítulo são feitas as análises globais dos casos, apontados os índices de degradação e apresentadas as matrizes de correlações das manifestações patológicas com as possíveis causas e técnicas de reparo.
No nono capítulo é apresentada a conclusão, considerações finais e sugestões de trabalhos futuros.
O apêndice é composto pelo termo de consentimento livre e esclarecido e pelo roteiro dos estudos de caso.
1.9. Comitê de Ética
Este trabalho foi submetido à avaliação pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) no dia 07/02/2018, tendo a situação do parecer como aprovada, registrada sob o número do parecer 2.528.741, código CAAE 81089417.2.0000.8142, aprovado em 06/03/2018.
2. INDUSTRIALIZAÇÃO, RACIONALIZAÇÃO E INOVAÇÃO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
2.1. Industrialização
A história da industrialização se identifica com a história da mecanização, ou seja, com a evolução das ferramentas e máquinas para a produção de bens. De forma gradativa, as atividades exercidas pelo homem com auxílio da máquina foram sendo substituídas por aparelhos mecânicos, eletrônicos ou por automações (BRUNA, 1984).
Enquanto no método artesanal o trabalhador realizava as funções principais e seus ajudantes as funções secundárias, no método industrial, o oficial fazia a operação de algumas funções, ou em alguns casos uma única função, adquirindo grande destreza e automatismo (RIBEIRO, 2002).
A industrialização está essencialmente associada aos conceitos de organização e de produção em série, os quais devem ser entendidos e analisados de forma mais ampla as relações de produção envolvidas e a mecanização dos meios de produção (BRUNA, 1984).
A história da industrialização pode ser dividida em três grandes fases: a primeira, que assinala os primórdios da era industrial e assiste ao nascimento das máquinas genéricas ou polivalentes. A segunda fase, assiste à transformação dos mecanismos no sentido de ajustá-los à execução de determinadas tarefas. E, finalmente a terceira fase, inicia-se em torno dos anos 50 deste século na qual assiste-se de forma gradual à substituição das atividades que o homem exercia sobre a máquina: a diligência, a avaliação, a memória, o raciocínio, a concepção, a vontade etc., estão sendo substituídos por aparelhos mecânicos, eletrônicos ou, genericamente, por automatismos (BRUNA, 1984).
De todas as indústrias do setor secundário da economia, a indústria da construção civil foi a que mais levou tempo para se integrar no processo da industrialização, mantendo ainda algumas características do método artesanal (ROSSO, 1980). Devido ainda a dificuldades como; as flutuações constantes da demanda e influências de fenômenos conjunturais (ROSSO, 1980), variada gama de serviços envolvendo diferentes ramos industriais, ordem distintas e a busca de novas
formas e aspectos arquitetônicos (RIBEIRO, 2002), eram motivos de submissão da lentidão no desenvolvimento da industrialização na construção.
Bender (1976), descreve que essas mesma situações ainda na década de 1970 já aconteciam, o que mostra que muito pouco foi feito para mudar essa realidade, ele questionava que:
“Como é possível que na era dos computadores, viagens espaciais e produção em série de qualquer classe de artigo, estamos apenas começando a industrializar o processo de construção? Como pode um dos setores mais importantes da economia mundial estar tão pouco avançado que só recentemente a industrialização da construção foi considerada um tema de discussão importante? ”
Campos (2014) afirma que a industrialização da construção civil atuou na cadeia produtiva de seus materiais e não no modo de construir. As estruturas, vedações e outros componentes passaram somente a ser fabricados de maneiras diferentes, foi difícil para a indústria da construção civil compreender e tratar o edifício como um produto.
Entende-se assim, que a industrialização da construção é um meio para se atingir determinados objetivos que são basicamente os mesmos de outras áreas da indústria: produzir em maior quantidade, com melhor qualidade, menor custo e tempo (GOMES et al., 2013). Além do mais, “evoluir no sentido de aperfeiçoar-se” (BRUMATTI, 2008). Conclui-se então, que para a utilização de sistemas industrializados ser eficiente, é necessário inserir nos processos construtivos inovações tecnológicas, bem como, aplicar uma visão sistêmica e global à construção (RIBAS, 2006).
2.2. Racionalização
Aliado aos princípios da industrialização, “a racionalização é um processo mental que governa a ação contra os desperdícios temporais e materiais dos processos produtivos, aplicando o raciocínio sistemático, lógico e resolutivo, isento de influxo emocional” (ROSSO, 1980). Em outras palavras, a racionalização de um processo construtivo é um conjunto de ações que substituem as práticas convencionais por métodos tecnológicos baseados em raciocínio sistemático, visando eliminar o empirismo das decisões (RIBEIRO, 2002).
Na realidade, racionalização da construção é exercer o controle de materiais e mão de obra, aplicando eficientemente os recursos, utilizando com
estratégia o capital, e adotando o planejamento e gestão para aumentar a produtividade e extinguir as eventualidades das informações. Em outras palavras a racionalização deve ser aplicada a edificação tanto como produto, quanto como processo, ou seja, a edificação deve ser racionalizada desde a sua concepção e estendendo essas ações para a produção, afim de que possam ser corretamente implementadas. (ROSSO, 1980).
Em seu trabalho Barros (1996) propõe uma definição da racionalização com um enfoque microeconômico, restrito as atividades de produção de um empreendimento, nomeada de racionalização construtiva:
Racionalização construtiva é um processo composto pelo conjunto de todas as ações que tenham por objetivo otimizar o uso de recursos materiais, humanos, organizacionais, energéticos, tecnológicos, temporais e financeiros disponíveis na construção em todas as suas fases.
Vivan (2016) coloca que, para o êxito das intervenções da racionalização, é necessário que suas diretrizes passem a compor os fundamentos das decisões inerentes ao processo de projeto, visto que dessa maneira a racionalização continua naturalmente durante a construção da edificação.
Considerando dessa forma, o grande potencial de racionalização e de industrialização, proporcionado pelo sistema LSF, Crasto (2005) e Santiago, Freitas e Crasto (2012) destacam algumas estratégias e ações, listadas a seguir, que podem ser adotadas durante o processo de construção em LSF, com o intuito de garantir a racionalização dos processos:
a. Construbilidade;
b. Planejamento das etapas do empreendimento, que se inicia com a definição do produto e segue até a entrega da obra;
c. Coordenação modular e dimensional;
d. Associação da estrutura de aço com outros sistemas compatíveis; e. Formação de esquipes multidisciplinares visando operações
simultâneas entre o processo de projeto e fatores condicionantes do canteiro de obras;
f. Compatibilização de projetos; g. Detalhamento técnico;
