08 sistemas construtivos inovadores

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Prof. Marcelo de Araújo Ferreira SISTEMAS CONSTRUTIVOS INOVADORES

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Prof. Marcelo de Araújo Ferreira

SISTEMAS CONSTRUTIVOS INOVADORES

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CONCEITUAÇÃO BÁSICA:

SISTEMA CONSTRUTIVO: Pode ser definido como um conjunto de elementos combinados em um todo, organizado para servir a um objetivo comum. Ainda, um sistema construtivo é um sistema de produção, conjunto de processos construtivos, cujo produto objeto é um edifício. É interessante notar que alguns pesquisadores utilizam Sistemas Construtivos para identificar o que Sabatini define como Processo Construtivo, e ainda utiliza-se Tipologias Construtivas ou Soluções Construtivas.

TECNOLOGIA: Conjunto de conhecimentos sistematizados empregados na criação, produção e difusão de bens e serviços.

TECNOLOGIA CONSTRUTIVA: É um conjunto sistematizado de conhecimentos científicos e empíricos, relacionados a um modo específico de se construir um edifício (ou parte dele) e empregados na criação, produção e difusão deste modo de construir.

INDUSTRIALIZAÇÃO: O processo de industrialização, ou no sentido amplo da organização dos processos de produção, na construção tem objetivos de conseguir uma economia do trabalho requerido na produção de uma unidade, aumento da produção, aumento da qualidade e redução do seu custo. Não existe construção não- industrializada, mas sim diferentes modos de construir com diversos níveis de industrialização.

INDUSTRIALIZAÇÃO DA CONSTRUÇÃO é um processo que por meio de desenvolvimentos tecnológicos, conceitos e métodos organizacionais e investimentos de capital, visa incrementar a produtividade e elevar o nível de produção nos canteiros. Assim, através da RACIONALIZAÇÃO DA CONSTRUÇÃO este desenvolvimento pode ocorrer pelo incremento progressivo do nível de organização no processo de produção, sem a necessidade de novas técnicas, métodos ou materiais.

RACIONALIZAÇÃO: O lógico da industrialização que um dado processo de produção atinge a sua máxima eficiência quando todos os aspectos deste processo são adequadamente organizados. A racionalização da construção é um processo complexo pois não é fácil encontrar soluções ótimas (a maior eficiência) para problemas que envolvam um grande número de variáveis intervenientes dentro e fora do canteiro. A racionalização se constitui como uma ferramenta da industrialização. INDUSTRIALIZAÇÃO = RACIONALIZAÇÃO + MECANIZAÇÃO.

RACIONALIZAÇÃO É ELIMINAR DESPERDÍCIOS

RACIONACIONALIZAÇÃO CONSTRUTIVA é um processo composto de todas as ações que tenham por objetivo o uso de recursos materiais, humanos, organizacionais, energéticos, tecnológicos, temporais e financeiros disponíveis na construção em todas as suas fases.

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AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE SISTEMAS CONSTRUTIVOS

O conceito de desempenho apresenta-se como um instrumento importante no que se refere à tecnologia de produto. O edifício e suas partes são vistos como produtos, cuja função é satisfazer as exigências do usuário quando submetidos a determinadas condições de exposição durante sua vida útil.

As exigências do usuário podem ser classificadas em três categorias: segurança, habitabilidade e durabilidade, as quais devem ser satisfeitas simultaneamente ao longo do tempo. Os requisitos de desempenho esperados de um sistema construtivo estão relacionados a uma série de exigências tais como: segurança estrutural; segurança ao fogo; estanqueidade à água; desempenho térmico; desempenho acústico; durabilidade; desempenho das instalações elétricas e hidráulica. Uma das questões de relevância que se coloca dentro das inovações tecnológicas é a de como desenvolver e avaliar estas novas alternativas, ou seja, qual a resposta a ser dada quando se deve opinar sobre novos produtos e que metodologia adotar para sua avaliação ? Outra questão que se coloca é quanto aos limites de qualidade a serem atendidos pelos novos produtos. A maior parte das soluções inovadoras implantadas no país, principalmente na construção dos conjuntos populares financiadas pelo extinto BNH, tiveram componentes e sistemas construtivos introduzidos sem que os mesmos tivessem uma avaliação técnica adequada, para que se pudesse assim prever o seu comportamento durante a vida útil. Assim, nestes casos houve uma avaliação de desempenho pós-ocupação, onde os usuários serviram de “cobaias” e sendo os mesmos penalizados com os problemas patológicos e com os custos de manutenção e reposição que foram conseqüência do uso de novos produtos mal desenvolvidos e sem uma avaliação técnica adequada. Em decorrência destas experiências negativas, houve uma grande preocupação no desenvolvimento de critérios de avaliação de desempenho de novos componentes e sistemas, onde o principal centro desta pesquisa foi o IPT com vários estudos sobre o assunto na década de 80. Entretanto, assim como a maioria dos sistemas construtivos utilizados no país, as metodologias para avaliação de desempenho foram trazidas das experiências dos países desenvolvidos onde as condições são bem diferentes da nossa realidade, originando critérios muito rigorosos de desempenho para a realidade existente, com a ressalva do aprimoramento de alguns destes métodos de avaliação. Não existe um único sistema construtivo ideal. Um sistema será mais indicado que os demais a medida que para determinadas condições existentes estiver mais adequado, ou seja, apresentar um melhor desempenho.

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Com vistas a estudar melhor o problema as COHABs criaram as Vilas Tecnológicas, onde as empresas constróem protótipos que serão avaliados por órgãos públicos e pesquisadores, com o acompanhamento de representantes da comunidade. Assim, os sistemas construtivos quando forem implantados em conjuntos habitacionais estarão com seus desempenhos previamente conhecidos. Todavia, uma questão que ainda se coloca é a questão de se ter metodologias de avaliação que estejam adequadas com as nossas realidades. É interessante que se tenha critérios mínimos de aceitabilidade, garantindo a qualidade mas adaptados às condições nacionais.

SISTEMAS CONSTRUTIVOS PARA EDIFICAÇÕES: A QUESTÃO DA INOVAÇÃO TECNOLÓGICA.

O PROCESSO DE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA é o processo de criação de tecnologia. A inovação não é o resultado de uma invenção, mas sim deve ser compreendida como um processo que compreende a criação, o desenvolvimento, o uso e a difusão de um novo produto ou processo. Há uma diferenciação entre mudança e inovação tecnológica, sendo a mudança relacionada ao que conhecemos como racionalização da construção que mantém as bases construtivas mas com uma maior organização do processo construtivo, enquanto a inovação tecnológica está ligada a uma mudança do processo construtivo quando ocorre uma incorporação de uma nova idéia e também um avanço notado na tecnologia existente em termos de desempenho, qualidade ou custo do edifício, ou de sua parte. No entanto, para muitos a criação de novas tecnologias consiste em se ter uma idéia original, materializá-la na forma de um projeto e aplicá-la na construção de edifícios. Esta é a idéia que acredita que do dia para a noite pode-se descobrir novos produtos e processos. Todavia, também na construção civil, o caminho da evolução também passa pelo desenvolvimento tecnológico, executado com base em conhecimentos técnicos e segundo uma metodologia tecno-científica adequada, como em qualquer outra atividade. A EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA ... A tecnologia é um fator de produção juntamente com o capital, mão-de-obra e matéria prima. A construção de edifícios dispõe de tecnologias bem sedimentadas, desenvolvidas ao longo do tempo e variam para cada local. Entretanto, estas tecnologias tradicionais apresentam condições de produção insatisfatórias para uma vasta gama de aplicações, apresentando uma baixa produtividade (baixo nível de produção e uso intensivo de mão de obra especializada).(especializada é diferente de qualificada). Assim, é lógica a necessidade de tecnologias alternativas com condições de produção mais adequadas, sendo para isto necessário a incorporação de conhecimentos tecno-científicos em substituição aos empíricos, possibilitando a aumento do nível de produção, da produtividade e a redução da dependência da mão de obra especializada. Ou seja, tecnologias com maior grau de racionalidade. Na construção a evolução tecnológica deve passar pela criação e aperfeiçoamento de:

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• materiais e componentes;

• procedimentos operacionais e organizacionais (planejamento, gerenciamento e controle das construções)

No processo de inovação tecnológica, para a incorporação de tecnologias desenvolvidas externamente, é necessário se fazer uma adaptação integral aos condicionantes locais, o que significa que tal tecnologia será aperfeiçoada por meio de uma pesquisa de desenvolvimento tecnológico. Os sistemas devem ser adaptados à cultura e à economia local. Importar tecnologias construtivas de países desenvolvidos para países não-desenvolvidos sem adaptá-las é uma atitude irracional, pois estas inovações foram geradas numa situação econômica completamente diferentes. O conceito de evolução para a construção de edifícios confunde-se com o conceito de industrialização da atividade de construção civil LIÇÕES OBTIDAS DA EXPERIÊNCIA COM OS PROCESSOS CONSTRUTIVOS INOVADORES NA CONSTRUÇÃO HABITACIONAL POPULAR. Os processos construtivos utilizados nos grandes conjuntos habitacionais, como Narandiba e Itaquera, ou foram criados da noite para o dia ou foram importados de outros países, com raras exceções. Assim, os resultados apresentados foram:

• desempenho inadequado, principalmente no que diz respeito a habitabilidade, com resultados inferiores aos processos tradicionais;

• degradação da qualidade (com grande incidência de patologias);

• baixo nível de racionalidade construtiva;

• incapacidade de atendimento ao trinômio custo-prazo-qualidade. Segundo SABATINI (1989), para se ter eficácia o Setor de Desenvolvimento de Tecnologia para MTSCons deveria este ser composto por organismos, que através de um trabalho cooperativo, estabelecem a totalidade das condições necessárias para de início acertar o passo e posteriormente acelerar a evolução tecnológica. Uma das questões de relevância que se coloca dentro das inovações tecnológicas é a de como desenvolver e avaliar estas novas alternativas, ou seja, qual a resposta a ser dada quando se deve opinar sobre novos produtos e que metodologia adotar para sua avaliação ? Outra questão que se coloca é quanto aos limites de qualidade a serem atendidos pelos novos produtos. A maior parte das soluções inovadoras implantadas no país, principalmente na construção dos conjuntos populares financiadas pelo extinto BNH, tiveram componentes e sistemas construtivos introduzidos sem que os mesmos tivessem uma

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avaliação técnica adequada, para que se pudesse assim prever o seu comportamento durante a vida útil. Assim, nestes casos houve uma avaliação de desempenho pós-ocupação, onde os usuários serviram de “cobaias” e sendo os mesmos penalizados com os problemas patológicos e com os custos de manutenção e reposição que foram conseqüência do uso de novos produtos mal desenvolvidos e sem uma avaliação técnica adequada. Em decorrência destas experiências negativas, houve uma grande preocupação no desenvolvimento de critérios de avaliação de desempenho de novos componentes e sistemas, onde o principal centro desta pesquisa foi o IPT com vários estudos sobre o assunto na década de 80. Entretanto, assim como a maioria dos sistemas construtivos utilizados no país, as metodologias para avaliação de desempenho foram trazidas das experiências dos países desenvolvidos onde as condições são bem diferentes da nossa realidade, originando critérios muito rigorosos de desempenho para a realidade existente, com a ressalva do aprimoramento de alguns destes métodos de avaliação. Não existe um único sistema construtivo ideal. Um sistema será mais indicado que os demais a medida que para determinadas condições existentes estiver mais adequado, ou seja, apresentar um melhor desempenho. Com vistas a estudar melhor o problema as COHABs criaram as Vilas Tecnológicas, onde as empresas constróem protótipos que serão avaliados por órgãos públicos e pesquisadores, com o acompanhamento de representantes da comunidade. Assim, os sistemas construtivos quando forem implantados em conjuntos habitacionais estarão com seus desempenhos previamente conhecidos. Todavia, uma questão que ainda se coloca é a questão de se ter metodologias de avaliação que estejam adequadas com as nossas realidades. É interessante que se tenha critérios mínimos de aceitabilidade, garantindo a qualidade mas adaptados às condições nacionais.

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AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE EDIFICAÇÕES

“O edifício é um produto cuja função é satisfazer às exigências do usuário, quando submetido às condições de exposição, ao

longo de sua vida útil”.

Introdução Desempenho está relacionado ao comportamento de um produto durante a sua utilização. O conceito de desempenho apresenta-se como um instrumento importante no que se refere à tecnologia de produto. Assim, no caso de edificações, avaliação de desempenho consiste em prever o comportamento potencial do edifício, seus elementos e instalações, quando submetidos a condições normais de exposição, e avaliar se tal comportamento satisfaz às exigências do usuário. A avaliação de que às exigências do usuário estão sendo atendidas, é feita pela análise de parâmetros qualitativos e quantitativos, a saber:

• Requisitos de desempenho: relacionados aos parâmetros qualitativos aos quais a edificação deve atender para satisfazer as exigências dos usuários;

• Critérios de desempenho: relacionados aos parâmetros quantitativos relacionados às exigências do usuário.

A metodologia básica utilizada para a avaliação do desempenho é composta pelas seguintes etapas:

1. Identificação das exigências do usuário;

2. Identificação das condições de exposição a que está submetido o edifício;

3. Definição dos requisitos e critérios de desempenho a serem atendidos;

4. Definição dos métodos de avaliação. Uma das questões de relevância que se coloca dentro das inovações tecnológicas é a de como desenvolver e avaliar estas novas alternativas, ou seja, qual a resposta a ser dada quando se deve opinar sobre novos produtos e que metodologia adotar para sua avaliação ? Outra questão que se coloca é quanto aos limites de qualidade a serem atendidos pelos novos produtos. A maior parte das soluções inovadoras implantadas no país, principalmente na construção dos conjuntos populares financiadas pelo extinto BNH, tiveram componentes e sistemas construtivos introduzidos sem que os mesmos tivessem uma avaliação técnica adequada, para que se pudesse assim prever o seu comportamento

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durante a vida útil. Assim, nestes casos houve uma avaliação de desempenho pós-ocupação, onde os usuários serviram de “cobaias” e sendo os mesmos penalizados com os problemas patológicos e com os custos de manutenção e reposição que foram conseqüência do uso de novos produtos mal desenvolvidos e sem uma avaliação técnica adequada. Em decorrência destas experiências negativas, houve uma grande preocupação no desenvolvimento de critérios de avaliação de desempenho de novos componentes e sistemas, onde o principal centro desta pesquisa foi o IPT com vários estudos sobre o assunto na década de 80. Entretanto, assim como a maioria dos sistemas construtivos utilizados no país, as metodologias para avaliação de desempenho foram trazidas das experiências dos países desenvolvidos onde as condições são bem diferentes da nossa realidade, originando critérios muito rigorosos de desempenho para a realidade existente, com a ressalva do aprimoramento de alguns destes métodos de avaliação. Outro problema decorrente da sistemática desenvolvida inicialmente pelo IPT, é o custo elevado, em vista da participação de um grande número de especialistas e a realização de um grande número de ensaios. Um modelo mais viável, segundo MIDITIERI (1988), constitui-se no julgamento dos sistemas através de uma análise do projeto e de constatações em protótipos, onde poderiam ser detectadas e corrigidas eventuais falhas no sentido de se garantir um desempenho mínimo satisfatório. Com base nesta idéia as COHABs criaram as Vilas Tecnológicas, onde as empresas constróem protótipos que serão avaliados por órgãos públicos e pesquisadores, com o acompanhamento de representantes da comunidade. Assim, os sistemas construtivos quando forem implantados em conjuntos habitacionais estarão com seus desempenhos previamente conhecidos. Todavia, uma questão que ainda se coloca é a questão de se ter metodologias de avaliação que estejam adequadas com as nossas realidades. É interessante que se tenha critérios mínimos de aceitabilidade, garantindo a qualidade mas adaptados às condições nacionais. Depara-se ainda com a necessidade do desenvolvimento de normalização e mecanismos referentes ao controle da qualidade, garantindo que o sistema construtivo, avaliado previamente, venha ter um desempenho satisfatório quando aplicado em produção de larga escala.

Identificação das exigências dos usuários

As exigências do usuário podem ser classificadas em três categorias: • segurança,

• habitabilidade

• durabilidade

Tais exigências devem ser satisfeitas simultaneamente ao longo do tempo. Os requisitos e critérios de desempenho esperados de um sistema construtivo estão relacionados a uma série de exigências tais como: 1. segurança estrutural; 2. segurança ao fogo; 3. estanqueidade à água; 4. desempenho térmico;

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5. desempenho acústico; 6. durabilidade; 7. desempenho das instalações elétricas e hidráulica.

Observa-se, dentre as exigências do usuário, há aquelas que devem ser atendidas integralmente que possuem caráter absoluto (como é o caso da segurança ao uso) e aquelas de caráter relativo onde deve-se estabelecer uma escala de satisfação associada ao seu custo (como é o caso do conforto e durabilidade). Em um documento da ISO 6241, estabelece-se 14 tipos de exigências dos usuários, conforme a tabela 1. As principais exigências podem ser sistematizadas em 6 grupos dados a seguir:

Segurança estrutural • Estado Limite Último ( ruína e estabilidade )

• Estado Limite de Utilização ( limitação de fissuração e deformações )

Segurança ao fogo • Resistência à ação do fogo dos materiais e componentes;

• Propagação de chamas;

• Estanqueidade à fumaça;

• Desprendimento de gases tóxicos;

• Tempo de fuga dos usuários;

• Dispositivos de proteção.

Estanqueidade à água • Porosidade dos materiais;

• Impermeabilização;

• Estanqueidade das aberturas (janelas)

• Tratamento de juntas;

• Estanqueidade de coberturas e pisos.

Desempenho térmico • Inércia térmica;

• Condições de ventilação;

• Propriedades térmicas dos materiais e componentes.

Desempenho acústico • Condições de exposição;

• Exigências de privacidade acústica;

• Isolamento acústico de fachadas e divisórias;

Instalações elétricas e hidráulicas • Potências requeridas dos equipamentos;

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• Pontos de luz e tomadas;

• Proteção contra choques elétricos;

• Pressões requeridas;

• Estanqueidade de torneiras e tubulações;

• Consumo de água;

• Hidro-sifonagem

Durabilidade • Incompatibilidades físicas e químicas entre os materiais;

• Degradação dos materiais e componentes expostos aos agentes agressivos;

• Conservação do desempenho ao longo do tempo.

Tabela 1: Exigências do usuário (ISO 6241)

1. Exigências de segurança estrutural – Estabilidade, resistência ao colapso, estados limites de utilização.

2. Exigências de segurança ao fogo – Limitação de risco de início e propagação de um incêndio, garantia de evacuação.

3. Exigências de segurança à utilização – Segurança dos usuários e segurança contra intrusões.

4. Exigências de estanqueidade – Estanqueidade à gases, líquidos e sólidos.

5. Exigências de conforto higrotérmico – Temperatura e umidade do ar e das paredes.

6. Exigências atmosféricas - Pureza do ar e limitação de odores.

7. Exigências de conforto visual – Aclaramento, aspecto dos espaços e revestimentos, vista para o exterior.

8. Exigências de conforto acústico – Isolamento acústico e níveis de ruído.

9. Exigências de conforto tátil – Rugosidade, umidade, temperatura da superfície.

10.Exigências de conforto antropodinâmico – Acelerações, vibrações e esforços de manobras

11.Exigências de higiene – Abastecimento de água e eliminação de matérias usadas (cuidados corporais)

12.Exigências de adaptação à utilização – Dimensões e relações dos espaços e de equipamentos necessários.

13.Exigências de durabilidade – Conservação do desempenho ao longo do tempo

14.Exigências de economia - Custo inicial e custos de manutenção ao longo da vida útil.

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Condições de exposição As condições de exposição são caracterizadas pelas ações atuantes e das influências sobre a edificação durante sua vida útil. No caso da edificação destinada à habitação, estas ações estão ligadas aos fenômenos naturais (vento, chuva, radiação solar, temperatura), de origem externa ao edifício (Impactos externos) e devidas à própria utilização do edifício (sobrecargas de utilização, choques devidos ao uso, focos de incêndio, etc), conforme esta apresentado na tabela 2.

Tabela 2: Agentes Atuantes na Edificação

AGENTES ATUANTES:

Origem externa ao edifício: • Provenientes da atmosfera

• Provenientes do solo

Origem interna ao edifício: • Agentes relativos ao uso

• Agentes decorrentes do projeto

Agentes provenientes da atmosfera • Água de chuva; • Radiação solar; • Temperatura; • Ações de ventos; • Gases de Oxigênio (O, O2, O3) • Gases ácidos; • Partículas em suspensão; • Bactérias e insetos; Agentes provenientes do solo • Umidade; • Sais; • Fungos, bactérias e insetos; Agentes decorrentes do uso • Ações de sobrecarga; • Esforços de manobras; • Calor emitido; • Agentes químicos normais em uso

doméstico; Agentes decorrentes do projeto • Ações permanentes; • Retrações, fluência, deformações térmicas; • Compatibilidade física e química;

Definição dos requisitos e critérios de desempenho Os requisitos e critérios devem ser definidos a partir das definições das exigências dos usuários e das condições de exposição existentes.

Definição dos métodos de avaliação

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Os métodos de avaliação, são métodos que permitem a verificação de se a edificação, ou suas partes, atendem aos requisitos e critérios definidos como satisfatórios para o desempenho em uso. Para cada critério deve ser definido um método de avaliação que poderá conter os seguintes procedimentos:

• análise de projeto; • inspeção em protótipos; • ensaios e medidas realizadas em amostras e protótipos; • modelos de cálculo que representem o comportamento do produto;

NOTA: No caso de produtos novos, existem ensaios que procuram reproduzir o comportamento ao longo do tempo. Professor Responsável pela Elaboração: Marcelo de Araújo de Ferreira

Universidade Federal de São Carlos