Industrialização da construção: pré-fabricação como agente catalisador

Estruturas pré-fabricadas
Qual é o conceito?

A construção industrializada se dedica a transformar o canteiro de obras em uma linha de montagem, semelhante ao que ocorre, por exemplo, na empresa automobilística. Para isso, baseia-se na aplicação de sistemas pré-fabricados, que chegam ao canteiro prontos para serem montados. Entre as vantagens dessa forma de produzir, podemos citar:

  • Otimização do tempo e redução do prazo de execução;
  • Sustentabilidade, decorrente da diminuição do desperdício e da sujeira na obra;
  • Maior controle sobre os custos e sobre a execução;
  • Menos ajustes e improvisos;
  • Maior precisão geométrica.

A industrialização da construção exige que os projetos sejam mais detalhados do que os usados em construções convencionais. Um fator importante, visando a competitividade financeira dessa solução, é tirar partido da padronização, da modularidade e da quantidade de repetições. Além disso, o pré-fabricado reduz em cerca de 25% o tempo de obra, devido à execução simultânea das etapas de fundação e fabricação.

Devido à escassez de mão de obra no mercado de construção civil e a necessidade cada vez maior de entregar as obras em prazos cada vez mais curtos, a construção industrializada vem se mostrando um sistema que alia a velocidade de execução com a segurança de trabalhar com produtos industrializados, que passam por rigorosos testes de qualidade. A construção industrializada é fator determinante para a modernização da construção civil e para o país enfrentar o déficit habitacional de 6,2 milhões de moradias, segundo dados do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (Ipea).

A diferença é que ao contrário da industrializada, a construção tradicional utiliza blocos cerâmicos ou de concreto, além do concreto tradicional para execução de vigas, pilares e lajes. É um modelo artesanal, caracterizado pela baixa produtividade e enorme índice de desperdício, fora a sujeira.

Uma outra grande contribuição para este conceito é o Steel Framing, um sistema construtivo que utiliza perfis de aço galvanizados conformados a frio para a construção de painéis estruturais e não estruturais, vigas secundárias, vigas de piso, tesouras de telhado e demais componentes que, posteriormente, são fechados com placas cimentícias ou outros materiais.


Obra residencial sendo feita com o sistema Light Steel Framing

Os principais benefícios e vantagens no uso de um sistema industrializado, especialmente o Sistema Light Steel Framing são:

  • Utilização de produtos padronizados com tecnologia avançada, em que os elementos construtivos são produzidos industrialmente, e a matéria-prima utilizada, os processos de fabricação, suas características técnicas e acabamento passam por rigorosos controles de qualidade.
  • No caso do Steel Framing, o aço, material de comprovada resistência e alto controle de qualidade, tanto na produção da matéria-prima quanto de seus produtos, permite maior precisão dimensional e melhor desempenho da estrutura.
  • Facilidade de obtenção dos perfis formados a frio, já que são largamente utilizados pela indústria.
  • Durabilidade e longevidade da estrutura, proporcionada pelo processo de galvanização das chapas de fabricação dos perfis.
  • Facilidade de montagem, manuseio e transporte devido à leveza dos elementos.
  • Construção a seco, o que diminui o uso de recursos naturais e o desperdício.
  • Rapidez de construção, uma vez que o canteiro se transforma em local de montagem.
  • Grande flexibilidade no projeto arquitetônico, não limitando a criatividade do arquiteto.
NCCR Digital Fabrication, exemplo de uma outra forma de industrialização da construção

Os NCCRs, ou Centros Nacionais de Competência em Pesquisa, são uma iniciativa de financiamento de pesquisa do governo suíço conduzida pela Fundação Nacional de Ciências da Suíça. Cada centro é hospedado e apoiado por uma instituição acadêmica suíça.

Russell Loveridge é o diretor administrativo de uma dessas instituições, a NCCR Digital Fabrication. Iniciada em 2014 e sediada na ETH Zurich, a empresa visa liderar o desenvolvimento e integração de tecnologias digitais dentro da arquitetura e futuros processos de construção.

Com um mandato de 12 anos e financiamento para pesquisa, a NCCR Digital Fabrication tem uma estrutura para testar ideias e executar projetos de longo prazo. Seus centros de pesquisa concentram-se em dois grandes desafios: fabricação digital no local, introdução de novas tecnologias em canteiros de obras e pré-fabricação digital sob medida, usando o ambiente seguro do laboratório para testar novas ideias de robótica na construção.

Fabricação digital sob medida

A equipe de fabricação digital da NCCR está trabalhando para impulsionar as possibilidades de pré-fabricação. De acordo com seus objetivos de pesquisa declarados, “Pré-fabricação Digital Personalizada aumenta as vantagens da manufatura através do uso de tecnologias de construção digital. Ele permite a pré-fabricação digital em larga escala e de design customizado de elementos arquitetônicos complexos. Os pesquisadores trabalham na escala de construção 1: 1, desenvolvendo sistemas de materiais eficientes em recursos, unindo métodos, ferramentas de projeto e tecnologias computacionais ”.

Pesquisadores da NCCR desenvolveram um novo método de construção de madeira digital que expande a gama de possibilidades para a construção tradicional de estruturas de madeira, permitindo construção eficiente e montagem de módulos de madeira geometricamente complexos. Como a robótica não é limitada por ângulos que são fáceis de cortar, o enquadramento pode ser cortado em qualquer um, minimizando a quantidade de madeira e abrindo novas possibilidades. Ao contrário da construção de estrutura de madeira tradicional, os Conjuntos de Madeira Espacial (Spatial Timber Assemblies) podem ser manejados sem placas de reforço, porque a rigidez necessária e a carga resultam da estrutura geométrica.

A maneira como funciona é que um robô guia um feixe de madeira quando é cortado em tamanho, enquanto um segundo perfura os furos para conectar os feixes. Os dois robôs então trabalham juntos para posicionar os feixes conforme disposto no modelo digital. Para evitar colisões ao posicionar os feixes de madeira individuais, os pesquisadores desenvolveram um algoritmo que recalcula constantemente o caminho de movimento dos robôs. Finalmente, os trabalhadores aparafusam manualmente os feixes.

Fontes: Connect&Construct – Autodesk, CBCA e Buildin – Construção & Informação