A flexibilidade do aço
Elementos metálicos facilitam a reformulação de espaços internos com velocidade e padrão estético afinados à arquitetura moderna
A reformulação dos espaços internos para adequar uma construção a um novo uso está se tornando cada vez mais comum. Essas obras se caracterizam por ampliações laterais ou verticais, liberação de áreas internas ou conexões entre edifícios, o que, muitas vezes, implica a implantação de escadas, passadiços, reforços de coberturas, lajes, entre outros elementos. São casos em que as estruturas metálicas vêm sendo normalmente utilizadas. “O uso dessas estruturas permite rapidez de execução, ao mesmo tempo que assegura uma estética moderna ao edifício”, diz o arquiteto Siegbert Zanettini, que vem executando inúmeros projetos desse tipo, principalmente em escolas e hospitais. Essas obras têm ainda outra peculiaridade: em geral os edifícios precisam manter-se abertos e há dificuldades de se montar um canteiro convencional. “Esta é a vantagem de um sistema industrializado. As peças chegam da fábrica prontas para serem montadas, sem poeira, barulho ou sujeira.”
Intervenções desse tipo devem contemplar soluções arquitetônicas simples e projetos bem detalhados, buscando a melhor conciliação entre layout interno e os elementos em aço, assim como é fundamental a compatibilização com os projetos de estrutura e de instalações. “As folgas são milimétricas. Não há espaço para erros”, diz Zanettini. A opção pelo tipo de perfil ou combinação entre os perfis deve partir de um projeto integrado de arquitetura e cálculo estrutural. “Em se tratando de pequenas reformas ou ampliações, é fundamental que o processo construtivo busque a simplicidade. Caso contrário, perde-se o sentido original da opção pelo aço, que era proporcionar rapidez”, adverte o projetista estrutural Mauri Vargas.
Um exemplo de intervenção desse tipo ocorreu na obra de retrofit da Pinacoteca do Estado, em São Paulo, projeto elaborado pelo arquiteto Paulo Mendes da Rocha, vencedor do prêmio Mies van der Rohe. O edifício recebeu passarelas metálicas e cobertura de vidro. “A estrutura metálica se impôs devido ao aspecto estético moderno que o material permite, além de facilitar todo o processo construtivo”, diz o arquiteto. Mendes da Rocha utilizou o mesmo recurso na reformulação da galeria de arte instalada no edifício da Fiesp, na avenida Paulista (São Paulo). “Neste caso, a estrutura metálica se coloca como uma estrutura parasita, que convive harmoniosamente com as estruturas existentes, sem interferir no aspecto geral do edifício e satisfazendo plenamente às novas necessidades do programa.”
Especificação Para intervenções em ambientes internos, que ficam protegidos da umidade e intempéries, não é necessário o emprego de aço com ligas especiais, que conferem grande resistência à corrosão. “O importante é que o aço tenha alta resistência, permitindo a produção de peças estruturais esbeltas”, diz o engenheiro projetista Roberto Coelho. Os aços estruturais apresentam grande resistência e ductilidade, permitindo formas plásticas mesmo em peças solicitadas por grandes carregamentos.
O aço carbono mais utilizado para esses tipos de intervenções é o ASTM A36. “Esse tipo de aço se aplica bem a intervenções pequenas, que contemplem por exemplo uma viga de apoio, um mezanino, um reforço na construção de uma nova laje, um passadiço interligando um bloco ao outro”, diz o engenheiro Mauri Vargas. “Mas a especificação correta do aço sempre depende do projeto e das exigências do programa, devendo ser estabelecida pelo projetista em função do todo representado pela estrutura”, explica.
Também é comum o emprego de aços não estruturais (do tipo SAE), para os quais a respectiva norma norte-americana define apenas a composição química e não as propriedades mecânicas. Por isso mesmo esses aços são normalmente utilizados em elementos não estruturais da construção.
Projeto: Um requisito importante a ser definido no projeto é o tipo de perfil a ser utilizado: laminado, dobrado, soldado, ou eletrossoldado. A composição entre os diversos tipos de perfis amplia a gama de possibilidades da arquitetura, sendo que o mercado nacional já dispõe de um significativo número de perfis padronizados. “A indústria brasileira consegue atender plenamente às necessidades que se apresentam no campo da engenharia”, diz Márcio Guimarães, diretor da Abcem (Associação Brasileira da Construção Metálica). A entidade disponibiliza na rede mundial de computadores (w.abcem.com.br) um Manual de Projetos e Construção de Estruturas Metálicas.
A ligação das peças metálicas com outros elementos é fundamental para que o conjunto tenha um desempenho perfeito. “As ancoragens devem ser corretamente projetadas e, principalmente, executadas com cuidado e dentro das especificações técnicas do fabricante”, diz outro projetista, Roberto Coelho. Principalmente quando a solda é executada no local, o soldador deve ser devidamente treinado e qualificado e devem ser adotados critérios de inspeção e aceitação.
No caso de ligações parafusadas, pode-se empregar parafusos comuns, de pequena resistência mecânica, em ligações de peças secundárias como guarda-corpos, corrimãos, terças e outras peças pouco solicitadas. Os parafusos de alta resistência são especificados para ligações mais solicitadas. “Devido à característica de alta resistência, esse tipo de ligação geralmente tem um número mais reduzido de parafusos, com chapas de ligação menores”, explica Roberto Inaba, arquiteto e coordenador do Núcleo do Aço na Construção Civil, da Cosipa.
Proteção da estrutura: A proteção adicional da estrutura contra ação do fogo é indicada desde que o ambiente em que a peça metálica esteja inserida apresente um alto potencial de risco de incêndio, de acordo com as respectivas normas técnicas. “É importante também avaliar a responsabilidade estrutural da peça analisada, e se o seu colapso coloca em risco toda a estrutura”, afirma Coelho. Para proteger o aço são empregados desde pinturas especiais e revestimentos isolantes até o próprio concreto de recobrimento.
As principais patologias ligadas ao aço são decorrentes da corrosão, processo que se instaura principalmente nas regiões das peças com problemas na qualidade da solda. Além disso, outro fator importante é o comportamento conjunto da estrutura metálica com lajes e paredes de vedação que, se mal projetadas, podem levar ao surgimento de fissuras e deformações excessivas. Por isso é fundamental a análise do comportamento estrutural do novo conjunto formado com a inserção da estrutura metálica.
Para Mauri Vargas, a evolução no campo dos chumbadores tem facilitado tipos de obras em que o aço precisa se conectar a outros materiais. “Hoje existem diversos tipos de chumbadores – expansão, fixação e os químicos – que dão segurança necessária a esses projetos, principalmente quanto a ligações entre peças de aço e estruturas de concreto. As estruturas metálicas necessitam de projetos cuidadosamente detalhados e constante monitoração do processo de produção.
Segundo o engenheiro Ernesto Tarnoczy, em alguns casos de interfaces, é preferível deixar a estrutura metálica independente da alvenaria, para que a estrutura possa “respirar”, o que evita fissuras e destacamentos por movimentações diferenciadas causadas por coeficientes de dilatação térmica distintos dos materiais. O concreto armado solicita uma junta de dilatação a cada 30 ou 40 m. No caso da estrutura metálica, essa junta pode aparecer a cada 60 ou 70 m. São materiais com características de dilatação diferentes. O aço permite isso por causa da folga dos parafusos. “Ou seja, ele tem características tão próprias que, às vezes, é melhor que não interfira com o resto da estrutura”, diz Tarnoczy.
O engenheiro adverte ainda sobre a necessidade de um acompanhamento e monitoramento de empresas independentes. Segundo ele, os erros de projeto e de fabricação são muito comuns, o que leva ao surgimento de infiltrações nas interfaces da alvenaria com o aço, principalmente. “Hoje, no Brasil, existe uma preocupação muito grande com os custos, o que leva à eliminação de etapas. Então, é comum ser menosprezada a necessidade de maior detalhamento do projeto. A procura excessiva do menor preço pode resultar em gastos exorbitantes de manutenção. E, pior do que isso, em patologias que condenam a estrutura, como infiltrações, deformações e falta de prumo entre outros problemas”, alerta.
Estruturas metálicas Características e aplicações dos perfis
Laminados: São formados a partir de conformação de tarugos de aço em equipamentos denominados laminadores. No Brasil, podem ser encontrados até a altura de 6” (perfis leves), o que restringe a sua aplicação a estruturas de pequeno porte, como terças, travessas de vedações, barras de treliças e composição de perfis. Os principais tipos são L (cantoneiras), perfis I e U.
Dobrados: São produzidos por processo de dobramento ou perfilação a frio de chapas de aço. São geralmente empregados em construções mais leves (de até quatro pavimentos e vãos de até 8 m), além de compor barras de treliças, terças etc.
Soldados: São formados pela composição e soldagem de chapas planas de aço, o que permite grande variedade de formas e dimensões das seções. São normalizados em séries, de acordo com a finalidade de aplicação. Indicados para uso em edifícios, casas, galpões, estacas, pontes, até estruturas mais pesadas como plataformas marítimas e galpões industriais. Permitem grande variedade de formas e dimensões nas seções, sendo mais utilizados para obras imponentes com cargas mais elevadas e vãos acima de 10 m.
Eletrossoldados: Encontrados no formatos I e H, com perfis de até 20 cm de largura e 3 m de altura. São adotados em obras maiores, de até 20 pavimentos, sendo que a composição entre os perfis amplia a gama de possibilidade da arquitetura, pois já dispõe de perfis padronizados.
Perfis tubulares: Encontrados nas seções redonda, quadrada e triangular. Os de médio e grande diâmetro são utilizados como pilares. E os de diâmetros menores, em treliças planas e espaciais.
Especificação: Limite de escoamento mínimo (MPa) ASTM A36 250 ASTM A570 G40 275 ASTM A572 G50 345 ASTM A242 315
NBR 5921 250 a 370 ·Há variações em função da espessura. Consulte catálogos dos fabricantes
Fonte:
Associação Brasileira da Construção Metálica