A Casa Kaiu: abril 2009

Alvenaria estrutural sem segredos

Entrevista:

Marcio Antonio Ramalho e Márcio Roberto Silva Corrêa

Ramalho é professor de graduação e pós-graduação de alvenaria estrutural e análise de estruturas de concreto da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. Responsável por diversas palestras na área de alvenaria estrutural, Ramalho foi ainda membro da comissão executiva da NB-1 e é diretor do subcomitê de alvenaria estrutural de blocos de concreto do CB-2 da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). Corrêa tem pós-graduação pela Universidade de Newcastle, Austrália, e também leciona as disciplinas de alvenaria estrutural e análise de estruturas de concreto pela USP-São Carlos, além de resistência dos materiais. Juntos, Ramalho e Corrêa escreveram o livro "Projeto de Edifícios de Alvenaria Estrutural", lançado em maio pela Pini.

Apesar do aumento do número de obras com alvenaria estrutural, o Brasil ainda estaria aprendendo a utilizar esse sistema construtivo. Essa, pelo menos, é a opinião de Márcio Corrêa e Marcio Ramalho. De acordo com eles, a escassez de literatura sobre o assunto, a falta de experiência de técnicos e operários, a inadequação de parte dos materiais empregados e até a ausência de uma norma específica sobre a técnica colaborariam para a demora na implantação mais efetiva desse método. O cenário só teria mudado no momento em que as construtoras, pressionadas a baixar os custos de produção, se viram obrigadas a quebrar o ciclo. "Era uma situação contraditória, já que o sistema possibilita uma redução de até 25% do custo de estrutura em um edifício de oito pavimentos", afirma Corrêa, citando dados de uma construtora que empregou muito esse tipo de estrutura. Mas eles mesmos admitem a existência de algumas dificuldades para a disseminação do método. O fato de a alvenaria estrutural exigir uma grande integração de projetos seria um dos motivos, por prolongar a fase antes da execução. "Além disso, o construtor deve ter muito controle sobre os materiais que está usando na obra", diz Ramalho. "Por isso, a alvenaria estrutural só entrou de forma mais sistemática no mercado quando o custo falou mais alto", completa.

Os senhores argumentam que a alvenaria estrutural se adapta a certas necessidades de países em desenvolvimento como o Brasil. Isso quer dizer que essa tecnologia deve ser vista aqui de forma diferente de como é vista na Alemanha, França ou Estados Unidos?

Ramalho - Em alguns países a alvenaria estrutural é adotada de forma restrita a determinados tipos de construção. Na Europa, por exemplo, não se vêem edifícios de alvenaria de 15 pavimentos para uso residencial. As pessoas lá não aceitam morar em edifícios de muitos pavimentos por diversas razões, entre elas a preocupação com incêndios, por exemplo.

Entretanto, acho que poderíamos considerar isso como uma questão não apenas cultural, mas técnica também. Há ainda outras diferenças.Quais?

Ramalho - O lado econômico pesa mais. O custo da mão-de-obra norte-americana é oito a dez vezes maior do que a brasileira. No entanto, a produtividade deles é algo em torno de 2,5 vezes a do operário brasileiro. Nós podemos usar muito mais mão-de-obra do que eles, sem comprometer o custo do empreendimento. Já nos Estados Unidos, o preço alto da mão-de-obra faz com que eles tenham que desenvolver processos mais industrializados. De qualquer forma, a alvenaria estrutural é interessante ao Brasil porque exige a racionalização da obra, reduz perdas e gera economias significativas. No médio prazo, usaremos cada vez mais a alvenaria estrutural. Talvez as habitações passem, em um primeiro momento, a combinar alvenaria estrutural com paredes internas de gesso acartonado. Só mesmo em um futuro mais distante é que substituiremos os painéis em alvenaria por opções industrializadas. De qualquer forma, acredito que o concreto armado convencional se limitaria a obras especiais, com concepções muito específicas. Nos edifícios residenciais usuais, acredito que a alvenaria estrutural deve responder por um percentual muito elevado do número total das obras.

De que forma a alvenaria estrutural racionaliza a obra?

Ramalho - Em obras de estruturas de concreto armado tradicional, os serviços necessitam ser realizados por diferentes equipes e profissionais especializados: montagem de fôrmas, montagem e colocação das armaduras e concretagem. Depois, ainda devem ser executadas as alvenarias de vedação. A alvenaria estrutural é mais racional, pois quase tudo é alvenaria. A laje de concreto, mesmo quando moldada in loco, utiliza uma fôrma plana e uma armadura muito fácil de ser colocada. Ou seja, não são necessários profissionais especializados. A obra só vai necessitar do acabamento, que será facilitado, pois não há interfaces entre a estrutura e a vedação. Outro detalhe importante é que a alvenaria estrutural não permite alterações nas paredes já executadas, como, por exemplo, aberturas para passagem de dutos. Então, o sistema construtivo praticamente obriga o construtor a integrar projetos desde o início.

E como casar projeto e execução de forma que não exista necessidade de retrabalhos?

Corrêa - No caso da alvenaria estrutural, o construtor é obrigado a realizar a modulação em planos horizontais e verticais, organizando as peças, definindo as distâncias, marcando e estabelecendo referências. Não é recomendável improvisar no momento da execução. Imagine, por exemplo, se alguém esquece de colocar uma tomada elétrica em uma cozinha. Em uma estrutura convencional, um operário corta a parede e insere o duto, desperdiçando tempo e material, o que, na alvenaria estrutural não é recomendável. Prever o embutimento de dutos, na verdade, deveria ser prática com qualquer sistema construtivo. A alvenaria estrutural reforça essa necessidade, pois cortar uma parede significa cortar a estrutura, interrompendo possíveis trajetórias de forças.

Além da precisão do projeto, a alvenaria estrutural, como diversos outros sistemas, exige insumos de qualidade bastante controlada. Em que estágio a construção brasileira está nesse aspecto?

Corrêa - Há muito a ser feito. Temos problemas na fabricação de blocos, na definição e na capacidade de produção de peças de resistências mais elevadas. Algumas argamassas industrializadas para alvenaria estrutural também não atingiram a resistência à compressão e aderência desejáveis. A mão-de-obra, por sua vez, é maltreinada para esse sistema, e até mesmo engenheiros desconhecem o conceito. Em algumas regiões do País executa-se alvenaria de vedação como alvenaria estrutural. É o caso do emprego de blocos cerâmicos com furos na horizontal. O risco é enorme e já ocorreram desabamentos. Ramalho - Quanto a isso, é de ressaltar que em algumas cidades brasileiras, no Recife, por exemplo, há conjuntos habitacionais inteiros condenados por não satisfazerem condições mínimas de segurança. São centenas, ou mesmo milhares, de apartamentos condenados pela utilização inadequada do sistema.

Quanto à qualidade dos blocos, por que não se atingem resistências mais elevadas?

Corrêa - Em blocos de concreto existe uma regra muito simples e eficiente para uma primeira estimativa da resistência de bloco necessária em um edifício. Consiste em considerar 1 MPa de resistência de bloco de 14 cm de espessura para cada pavimento. Cabe lembrar que a resistência mínima exigida pelas normas brasileiras é de 4,5 MPa. Assim, para um prédio de 16 pavimentos seria necessário um bloco de concreto de resistência à compressão de 16 MPa. O problema é que não são todos os fabricantes que conseguem produzir blocos com essa especificação, devido às limitações dos equipamentos empregados quanto à energia de compactação e vibração necessária para gerar esse tipo de bloco. Antes de especificar, é aconselhável uma minuciosa consulta na região próxima à da obra, para verificar a disponibilidade do bloco necessário.

Outro item citado como causador de transtornos é a argamassa. Não há boas argamassas no mercado?

Corrêa - A experiência de algumas construtoras tem mostrado que, dependendo do fornecedor, as argamassas apresentam falta de uniformidade, além de inadequada condição de aderência. Muitas vezes, o construtor adquire uma determinada argamassa com a expectativa de atingir uma certa resistência indicada pelo fabricante. Quando os corpos de argamassa são levados ao laboratório, percebe-se que a resistência alcançada está muito abaixo da desejada, e com a agravante de um alto coeficiente de variação, o que traduz a sua falta de uniformidade.

E que resistência seria adequada?

Corrêa - Pela NBR 10837, que regulamenta o cálculo de alvenaria com blocos de concreto, a resistência mínima é de 5 MPa, embora nós saibamos que valores um pouco menores possam ser empregados em edificações de pequeno porte, como em países com forte tradição em alvenaria como a Inglaterra e a Austrália. De qualquer forma, a rigor, não se poderia utilizar nenhuma argamassa com resistência à compressão inferior a 5 MPa. Ramalho - Outro ponto a ser destacado quanto às argamassas é a aderência, uma característica também muito importante. Nós já tivemos problemas desse tipo até aqui em nosso laboratório, perdendo ensaios por causa da falta de aderência. Prismas que haviam sido montados romperam quando eram manuseados para se fazer o capeamento.

A crescente procura pela alvenaria estrutural mobilizou os fornecedores a atender às necessidades dos construtores?

Ramalho - Sim, mas o alcance dessa industrialização não chegou a um ponto adequado. Quase todos estão tentando aprimorar seus produtos, e muitos têm conseguido resultados expressivos. No entanto, ainda existem regiões brasileiras nas quais se necessitaria um maior desenvolvimento, um maior profissionalismo.

Um terceiro aspecto mencionado foi o treinamento da mão-de-obra, que ainda seria inadequado. O que é preciso fazer?

Corrêa - Pode-se minimizar um pouco o problema com o uso de ferramentas especiais. Para executar alvenaria são comuns os níveis de bolha para se verificar a condição plana e o prumo das paredes, algo mais importante na alvenaria estrutural do que na de vedação. O uso de escantilhões contribui para ajustar a posição relativa de paredes perpendiculares e estabelecer referências para o lançamento das fiadas. São pequenas medidas que facilitam o trabalho dos operários. Ramalho - Uma argamassadeira, por exemplo, ao lado das paredes que estão sendo executadas ou mesmo a aplicação da argamassa com bisnagas pode ser bastante interessante, mas tudo isso exige uma adaptação do operário. De qualquer forma, a nossa mão-de-obra melhorou muito nos últimos cinco anos.

Quais as patologias mais comuns em alvenaria?

Ramalho - As fissuras provocadas por tensões de tração são muito comuns. Podem ocorrer junto a aberturas, onde o fluxo de tensões acaba sendo desviado, ou em posições em que efeitos externos provocam as referidas trações. Nesse segundo caso, uma das patologias mais preocupantes ocorre junto à laje de cobertura. Efeitos térmicos provocam aumento e diminuição das dimensões dessa laje, levando a movimentações que podem afetar seriamente a alvenaria. Se não se tomar um cuidado especial com esse ponto, as fissuras serão praticamente inevitáveis.

E quais seriam esses cuidados especiais?

Ramalho - Proteger a laje de variações muito expressivas de temperatura, reduzir as dimensões utilizando juntas de concretagem e providenciar uma separação entre a laje e as alvenarias que lhe dão suporte. Além disso, é necessário pensar na junta que existirá entre a parede e a laje, pensando no ponto de vista estético e na vedação. Assim, providenciar um detalhe de fachada que disfarce a existência da fissura e um material elástico que garanta a estanqueidade são providências fundamentais. Se considerarmos que essa fissura vai ocorrer, de uma maneira ou de outra, é bom trabalhar com a possibilidade desde o projeto.

Há alguma patologia ligada à qualidade dos blocos e argamassas?

Ramalho - A mais comum é a retração desses materiais.A cura do bloco, por exemplo, é muito importante. Se a cura for deficiente, o seu desempenho futuro certamente será prejudicado, podendo fissurar excessivamente. Além disso, não se pode deixar os blocos armazenados sob sol e chuva e assentá-los ainda úmidos, por exemplo. As fissuras se distribuirão por toda a edificação. É claro que isso nada tem a ver com o aspecto estrutural em si, mas é uma patologia significativa. O mesmo pode ocorrer com a argamassa se a aderência, por exemplo, não for suficiente. A ligação entre os blocos não é suficiente e as fissuras vão aparecer.

Os senhores se referiram muito a edifícios residenciais, mas acham que o sistema se adapta a edifícios comerciais, que necessitam ter vãos maiores?

Ramalho - Sim, desde que se utilizem paredes mais resistentes e lajes mais espessas de forma a conseguir vencer vãos maiores. Isso dará maior liberdade ao arranjo arquitetônico, permitindo inclusive que esse arranjo possa ser modificado posteriormente, desde que não sejam alteradas as paredes estruturais.

Pode-se vencer vãos de que tamanho?

Corrêa - Isso é muito difícil dizer porque depende de cada caso e a limitação, a rigor, não está relacionada à alvenaria. Outro ponto importante refere-se à altura que as paredes podem ter. A norma brasileira de cálculo de alvenaria de blocos de concreto diz que não se pode ter uma razão entre a altura efetiva da parede e sua espessura superior a 20, no caso da alvenaria não-armada. Então, com blocos tradicionais de 14 cm, o pé-direito fica limitado a 2,80 m, o que para edifícios residenciais não é um problema. Já no caso dos edifícios comerciais e industriais, onde se pode ter a necessidade de utilizar maiores pés-direitos, outras providências devem ser adotadas, como, por exemplo, utilizar paredes de maior espessura, aumentar a espessura efetiva com enrijecedores, adotar a alvenaria armada, em que a razão altura por espessura pode atingir o valor 30, ou, até mesmo, utilizar paredes duplas em seções compostas do tipo H.Ramalho - A limitação é basicamente da laje, não da alvenaria em si. Com uma laje suficientemente rígida seria possível chegar a 9 m, por exemplo, sem grandes problemas. Principalmente para edifícios com um número de pavimentos não muito elevado isso é verdadeiro. Quando a edificação tiver muitos pavimentos podem começar a ocorrer problemas de resistência para as paredes, já que as tensões de compressão atuantes podem ser bastante significativas. Mas, se o edifício não for muito alto, o limitador é a laje, ou seja, é uma limitação que existe na alvenaria, no concreto armado e em qualquer solução.

A adoção de estruturas mistas, com concreto armado e alvenaria estrutural é viável?

Ramalho - Em alguns casos já se adota essa solução. Há duas alternativas principais. A primeira é interromper totalmente a alvenaria estrutural em um determinado nível e, a partir daí, descer o restante da estrutura em concreto armado. É o que costumamos chamar de associação na vertical. Outra opção é usar estruturas realmente mistas, com alvenarias estruturais e estruturas de concreto armado trabalhando lado a lado num mesmo pavimento. Isso, evidentemente, não é muito recomendável se considerarmos muitos níveis, porque a alvenaria estrutural e o concreto armado têm rigidez e comportamento um pouco diferentes. Mas, se a alvenaria utilizada juntamente com o concreto for suficientemente armada para ter características elásticas semelhantes, é perfeitamente possível chegar a três ou quatro pavimentos com essa associação que costumamos chamar de horizontal.

Quais são essas diferenças de comportamento?

Corrêa - Não há diferenças nas lajes, que estão presentes nos dois sistemas. Basicamente, os outros elementos em uma estrutura de concreto armado, vigas e pilares são lineares, isto é, têm uma dimensão preponderante sobre as outras duas. No caso das paredes de alvenaria há duas dimensões que são preponderantes sobre uma terceira, que é a espessura. Nesse caso, as peças estruturais são elementos planos, chamados folhas ou placas, acionadas principalmente por forças no seu próprio plano. Assim, as paredes de alvenaria têm um comportamento mais complexo do que as estruturas lineares de vigas e pilares.Ramalho - Uma diferença importante é a flexão, esforço principal nas vigas e quase inexistente na alvenaria, que trabalha basicamente à compressão. Por causa disso, a probabilidade de se ter uma deformação excessiva em uma viga de concreto armado é obviamente muito maior do que em uma parede de alvenaria. De fato, atualmente se verificam muitas patologias em alvenarias de vedação, em edifícios de concreto convencional, causadas por deformações na estrutura de concreto.

Como fazer uma interface que integre estruturas com comportamentos tão diferentes?

Ramalho - Um efeito muito importante - e muitas vezes ignorado - nessa interface é o efeito arco, uma tendência que a alvenaria tem de concentrar as tensões sobre os apoios ou as regiões mais rígidas da estrutura de suporte, formando uma espécie de arco que converge para esses pontos. O assunto provoca discussões grandes, pois, caso não seja levado em consideração, o projetista pode imaginar um carregamento na sua estrutura de suporte muito maior do que o real, deixando de considerar, por outro lado, concentrações de tensões na alvenaria. Entretanto, é muito importante ressaltar os dois lados dessa questão. Não se pode considerar apenas o alívio que o efeito arco produz sobre as peças de suporte, no caso, vigas de concreto, esquecendo de se considerar o outro lado dessa questão, ou seja, a concentração de tensões na alvenaria. Então, é necessário um modelo que leve em conta esses dois aspectos: o alívio sobre a estrutura de concreto e as concentrações de tensões para os painéis de alvenaria.

Quais as conseqüências práticas desse efeito?

Ramalho - Podem ser tanto econômicas como de segurança. Se o efeito for simplesmente desconsiderado isso pode levar a um superdimensionamento da estrutura de suporte, ocasionando desperdício em materiais e mão-de-obra. Mas se o efeito for malconsiderado, a conseqüência pode ser a obtenção de uma estrutura que não satisfaça aos requisitos de segurança necessários. Existem alguns detalhes, por exemplo, aberturas ou vigas que se apóiam em vigas, que modificam totalmente a formação dos arcos, ocasionando diferenças enormes entre os resultados corretos e os obtidos por meio de procedimentos muito simplificados. Por exemplo, considerar apenas um ou dois pavimentos sobre a estrutura de transição, imaginando que a carga proveniente dos pavimentos restantes vá diretamente para os apoios. Isso é simplesmente um absurdo, e o projetista perderá completamente o controle sobre os níveis de segurança para as peças da estrutura de suporte.

E qual o modelo adequado para a análise dessa estrutura?

Ramalho - Essa questão está sendo discutida e deve demorar para ser resolvida. Nós estudamos a utilização de modelos em elementos finitos para o conjunto formado pelo pavimento de transição e as paredes estruturais que estão imediatamente acima dessa estrutura. Isso produz uma estimativa muito boa para os arcos e resultados bastante seguros tanto para a alvenaria como para a estrutura de suporte. O problema é a complexidade do modelo, que certamente exigirá geradores de dados eficientes sob pena de se inviabilizar o processo.

Às vezes é possível encontrar empreendimentos residenciais de alto padrão com alvenaria estrutural cujas construtoras oferecem várias opções de plantas aos compradores. Que medidas de projeto permitem essa flexibilidade?

Ramalho - Definir as paredes estruturais e liberar as demais para modificações é uma medida básica. O projetista define a estrutura de suporte do edifício, e o restante são apenas divisórias que podem ser executadas com alvenaria não-estrutural ou painéis de gesso acartonado. Isso é mais conveniente do que modificar o posicionamento de paredes estruturais de um pavimento para o outro, medida tecnicamente viável, mas antieconômica.

Ubiratan Leal

Livro "Projeto de Edifícios de Alvenaria Estrutural"

Entrevista extraida do site http://www.piniweb.com.br/construcao/noticias/alvenaria-estrutural-sem-segredos-80173-1.asp

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terça-feira, 21 de abril de 2009

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