Com a demanda por tecnologias construtivas cada vez mais voltadas para o âmbito da sustentabilidade, que minorem os impactos ambientais na sua utilização, esta revisão bibliográfica aborda o LSF – Light Steel Framing, método construtivo já amplamente utilizado em países desenvolvidos, mas que ainda não surte muito efeito no mercado da construção civil nacional. É explicado de forma sucinta o que é esta tecnologia, os principais elementos que a compõe, seu processo de montagem, e sua origem e evolução no decorrer das décadas.  Após tal embasamento teórico, adentra-se nas suas principais vantagens, tanto para o consumidor final, em questões de conforto e outros desempenhos, bem como para quem executa o empreendimento, em termos de economia, rapidez, dentre outras.

A indústria da construção civil é bastante dinâmica, e demanda a necessidade frequente de novas descobertas tecnológicas ou a adaptação e adoção das já existentes, em lugares que antes não havia espaço e aceitação das mesmas. É até compreensível esta recusa, uma vez que os métodos construtivos seguem de alguma forma a cultura local, disponibilidade de materiais, mão-de-obra especializada e, por fim, os custos para a execução do empreendimento. O método construtivo denominado “Light Steel Framing” (LSF), que será abordado nesta monografia, faz parte destas inovações que permeiam o cotidiano deste segmento.

O emprego de tecnologias construtivas que priorizam fatores como sustentabilidade, conforto termo-acústico, arquitetura diferenciada e rapidez de execução, como o Light Steel Framing, são muito relevantes em um mundo cujo crescimento populacional não acompanha de forma justa o ciclo da renovação dos materiais empregados na construção civil, bem como os impactos que esta indústria gera ao meio ambiente. Então é justificável esclarecer ainda mais o que o emprego do método construtivo Light Steel Framing pode acrescentar tanto para o consumidor final, como para o meio ambiente, em termos de “custo x benefício” e sustentabilidade, levando também em consideração as facilidades e dificuldades passadas pelo construtor da edificação, agregando conhecimento teórico para a sociedade e a comunidade científica.  

Mediante as informações que corroboram com o estudo e consideração do assunto é sensato o questionamento: quais as vantagens características e desvantagens, obtidos pelo emprego do método construtivo Light Steel Framing (LSF) para quem constrói o empreendimento e para o seu consumidor final? Por meio desta análise poderá se chegar a uma conclusão mais assertiva, tanto a curto como a longo prazo, sobre o emprego desta tecnologia no Brasil, sabendo-se que a mesma já é usada à considerável tempo noutros países, e que é uma “novidade” para a indústria civil brasileira.

O objetivo geral deste estudo é apresentar as vantagens e desvantagens do emprego do método construtivo Light Steel Framing em comparação com outros métodos tais como o concreto armado, alvenaria de fechamento (vedação) e estrutural de blocos cerâmicos ou cimentícios. Para tal, tem-se os seguintes objetivos específicos:  estudar em primeiro lugar o conceito do Light Steel Framing, sua composição e montagem; apresentar as vantagens características e as desvantagens do seu emprego; e por fim compreender sua viabilidade de execução, quando comparado a outros sistemas construtivos.

Esta revisão de literatura pesquisada é baseada em artigos e trabalhos científicos publicados nos últimos 10 anos, extraídos por meio de buscas em sites ou bancos de arquivos digitais disponíveis. Levou-se em conta a relevância dos mesmos quanto a classificação de pesquisa no Google Acadêmico, bem como suas citações em outros trabalhos científicos, que confirmarão a veracidade dos autores.

Embasamento teórico sobre o light steel framing (lsf)

Para se iniciar o estudo deste método de construção, serão necessários conhecimentos específicos sobre sua composição e história ao longo dos tempos, bem como sua evolução e adequação onde foi implantado. É de extrema importância um embasamento teórico para que se compreenda a sua aplicação e montagem, até porque muito do que se verá neste estudo só terá efeito esclarecedor quando houver tal entendimento, principalmente quando forem abordadas as vantagens e desvantagens do seu emprego.

O que é LSF

Pode-se definir como Light Steel Framing (LSF), segundo o Swedish Institute of Steel Construction (SBI), o método construtivo que utiliza perfis de aço galvanizado leve, produzidos por processos a frio, empregados com finalidade estrutural, suportando as cargas da edificação, ao mesmo tempo que são dispostos para servir de base para elementos de fechamento. A origem do termo vem da língua inglesa e, literalmente pode ser traduzida como Estrutura em Aço Leve. O Steel, ou Aço, define a principal matéria prima empregada no sistema. O Light, que se traduz por leve, vêm das principais característica desde sistema construtivo, que são leveza e flexibilidade, uma vez são utilizados perfis de aço leve obtidos de chapas de aço de espessura reduzida. E por último, o termo Framing, designa o “Esqueleto Estrutural”, que são formados por outros elementos estruturais e/ou de vedação, que funcionam em conjunto para suportar os esforços mecânicos do empreendimento a ser executado (BORTOLOTTO, 2015).     

Nota-se na Figura 01 que após a execução da fundação, com as esperas em aço devidamente dispostas, recebem-se os perfis da estrutura (esqueleto em aço) e os elementos de fechamento para a sua montagem. Segundo Crasto; Santiago (2012 apud Maso, 2017, p. 30), os principais elementos utilizados no LSF e sua definição são:

  • Bloqueador: Utilizado como travamento horizontal de montantes e vigas;
  • Cantoneira: perfil utilizado para fazer conexões de elementos;
  • Fita de aço Galvanizado: Utilizada como contraventamento de painéis de parede, piso e cobertura, também como travamento horizontal de vigas de piso ou cobertura, e quando combinada com os bloqueadores e utilizadas na horizontal, diminuem a altura de flambagem dos montantes;
  • Guia: Utilizada na base e topo dos montantes formando os painéis;
  • Montante: Perfil vertical que compõe os painéis estruturais formando as paredes;
  • Ombreira: Perfil vertical usado como apoio das vergas nas aberturas;
  • Ripa: Perfil utilizado para apoio das telhas na cobertura;
  • Sanefa: Perfil responsável por ligas as extremidades das vigas de piso;
  • Viga: Perfis utilizados horizontalmente formando as lajes;
  • Verga: Perfil estrutural utilizado na parte superior de aberturas como janelas e portas;

Sobre a origem deste método construtivo, Yamashiro (2011, p. 16) explica que “remonta ao século XIX, entre os anos de 1810, quando os Estados Unidos começaram a conquista do território americano e 1860, quando a imigração chegou a Costa Oeste”. Seu precursor era o até hoje conhecido e empregado Wood Framing, que utiliza perfis de madeira ao invés dos de aço.    Dois fatores contribuíram para o crescimento do emprego de perfis de aço na construção civil: no período pós-Segunda Guerra Mundial, os Estados Unidos se consolidavam como grande produtor de aço e o segundo, Bortolotto (2015, p.28) explica que “a fim de proteger os recursos florestais e evitar construções inflamáveis, o governo restringiu o uso de madeira nas construções”, o que facilitou a demanda e o desenvolvimento de residências edificadas com este material.

No Brasil, sua chegada foi tardia, por volta dos anos 90, e atendia somente a edificações de padrões de renda média e alta. Com o avançar dos anos, este método construtivo está cada vez mais acessível, uma vez que empresas têm investido na produção destes materiais, além de treinamentos de mão-de-obra especializada para a montagem e condução destas edificações (YAMASHIRO, 2011).

Seguem como embasamento teórico os elementos primários para a montagem da estrutura em LSF, a saber, os estruturais e de vedação, que possibilitam a execução e garantem a segurança, como por exemplo a NBR 6355 – Perfis   Estruturais de Aço Formados a Frio: Padronização (BORTOLOTTO, 2015).

Perfis estruturais metálicos formados a frio

Segundo Bortolotto (2015, p. 39), “o LSF é concebido da idealização de painéis, compostos por perfis montados paralelamente e fixados nas extremidades por outros perfis”. A fabricação destes perfis, segundo a autora, advém de bobinas de aço de alta resistência que são revestidos com liga alumínio-zinco ou apenas zinco.

Quanto aos processos de produção dos perfis estruturais formados a frio, são dois os mais empregados: o perfilamento, no qual uma peça de chapa é introduzida numa série de cilindros que a deixa uniforme na sua seção transversal; e o dobramento, que consiste na passagem desta mesma peça por um equipamento de punção, que efetua a dobra desejada para o tipo de perfil desejado. Quanto à espessura destas chapas, encontra-se entre 0,8 mm a 3,0 mm, porém a de 0,95 mm é o padrão mais encontrado e utilizado na execução deste sistema construtivo (TERNI, SANTIAGO, PIANHERI, 2008, apud BORTOLOTTO, 2015). 

A norma que define as seções, espessura, propriedades geométricas de perfis em LSF é a NBR 15253 – Perfis de Aço Formados a Frio, com revestimento Metálico, para painéis Reticulados em Edificações: Requisitos Gerais, bem como a NBR 6355 – Perfis Estruturais de aço Formados a Frio: Padronização (BORTOLOTTO, 2015).

O perfil a ser utilizado é variável, pois deve cumprir os requisitos estabelecidos no projeto estrutural. A NBR 15253 – Perfis de Aço Formados a Frio, com revestimento Metálico, para painéis Reticulados em Edificações: Requisitos Gerais, indica as seções e suas aplicações mais utilizadas:

A diferença do perfil guia (U) do perfil montante (Ue) está na ausência de borda (D) no primeiro, o que permite o devido encaixe dos perfis. No caso das guias, as mesmas não devem transmitir e absorver os esforços da estrutura, função que os montantes, vidas e pilares devem desempenhar. Sobre o limite de escoamento dos perfis de aço utilizados na estrutura do LSF, deve ser maior ou igual a 230 MPa (BORTOLOTTO, 2015).

Paineis

Os painéis do método construtivo LSF têm dupla função: estrutural e suporte para vedação. Quando atendem a função estrutural, estes transferem os esforços horizontais (ventos e sismos) e os verticais (peso próprio da estrutura e carga de uso) de forma direta para a fundação. O alinhamento dos montantes de cada painel é de extrema importância para evitar excentricidades das cargas, caso existam mais de um pavimento diferente. Quando a estrutura está em perfeito alinhamento, os esforços são transferidos na vertical pelo contato entre a alma dos perfis, onde de fato deve ocorrer este evento (MASO, 2017).

A Figura 4 mostra alguns detalhes na montagem dos painéis LSF: os perfis montantes (Ue) estão dispostos na vertical, os perfis guia (U) na horizontal, tanto na base quanto no topo dos montantes. Nos montantes observa-se a perfuração para a passagem de instalações elétricas e hidráulicas. O espaçamento entre os montantes varia entre 200 a 600 mm, podendo ser reduzida para 200 mm quando houver cargas atuantes elevadas (SANTIAGO; FREITAS; CRASTO, 2012, apud MASO, 2017).   

Apesar de resistirem de forma satisfatória aos esforços verticais atuantes na estrutura, os montantes quando isolados não resistem a esforços horizontais gerados, como por exemplo, pelo vento. Para aumentar a estabilidade estrutural, é necessário adotar elementos que contribuam para isso. É o caso dos contraventamentos, sendo o mais comum o em formato de “X” (MASO, 2017).

Painéis OSB

O OSB (Oriented Stand Board) ou painel de tiras de madeira prensadas desempenham dupla finalidade: estrutural, para a confecção de lajes usadas no LSF, e vedação, utilizadas no fechamento de painéis de perfis metálicos. Yamashiro, (2011, p.19) detalha a estrutura destes painéis: “composto por camadas, que confere alta resistência mecânica e rigidez. É produzido a partir de partículas (strands) orientadas em três camadas perpendiculares.” A figura 5 mostra a disposição destas camadas.

Os painéis OSB podem ser empregados na execução de forros para telhados, elementos de vedação como paredes e divisórias, decks, plataformas etc. No caso de lajes, caso seja úmida, este painel recebe uma placa cimentícia que lhe conferirá as propriedades para resistir a umidade (YAMASHIRO, 2011).