MATÉRIA PUBLICADA DIA 07 DE MARÇO DE 2008

Construções em aço: Light Steel Framing

A palavra Steel indica a matéria prima usada na estrutura, o aço. A inclusão de Light, ou leve, indica que os elementos em aço são de baixo peso uma vez que são produzidos a partir de chapa de aço com espessura reduzida.
Também para focar essa característica, muitas publicações usam o termo Light Gauge (gauge é uma unidade de medida, agora quase em desuso, que define a espessura das chapas de metal). Outros designam o aço por Cold Formed Steel, ou seja, aço moldado ou enformado a frio, como referência ao processo de moldagem da chapa através de processos mecânicos à temperatura ambiente, tal como a quinagem ou a perfilagem.
O termo Light também lembra que não é necessário utilizar equipamentos e maquinaria pesada na construção. Também ressalta a flexibilidade, dado que permite qualquer tipo de acabamento exterior e interior. Além disso, o própio peso do edifício é baixo, não só porque a sua estrutura é leve, mas também por que o Light Steel Framing é especialmente vocacionado para edifícios de pouca altura, em contraste com as estruturas pesadas de grandes prédios de apartamentos. Apesar de serem usados elementos em aço leve galvanizado para fins não estruturais em edifícios de maiores dimensões, o termo Light Steel Framing é especialmente usado para edifícios residenciais até dois ou três pisos, ou seja, edifícios leves.
Framing é a palavra usada na língua inglesa para definir um esqueleto estrutural composto por diversos elementos individuais ligados entre si, passando estes a funcionar em conjunto, para dar forma e suportar o edifício e o seu conteúdo. A palavra também se refere aos processos usados para interligar os referidos elementos estruturais, sejam em madeira, ferro ou aço galvanizado. De difícil tradução em português (o termo mais aproximado seria caixilharia, tal como usado nas marquises em alumínio), tem-se optado por dizer estruturas.
Assim, Light Steel Framing poderá traduzir-se por Estruturas em Aço Leve.
Origem e História
Para definir os antecedentes históricos do Light Steel Framing temos de remontar aos Estados Unidos, no Século XIX. Naqueles anos, a população do país multiplicou-se por dez sendo necessário recorrer aos materiais disponíveis localmente e a métodos práticos e céleres que permitissem aumentar a produtividade na construção de novas habitações. A madeira passou a ser utilizada então como principal elemento estrutural dos edifícios habitacionais e assim permaneceu até hoje.
Ao terminar a Segunda Guerra Mundial, o aço era um recurso abundante e as empresas metalúrgicas haviam obtido grande experiência na utilização do metal devido ao esforço da guerra. Primeiro usado nas divisórias dos grandes edifícios com estrutura em ferro, o aço leve moldado a frio passou a ser usado em divisórias de edifícios de habitação e acreditava-se que poderia substituir a inteira estrutura de madeira nas moradias.
Um grande impulso foi dado nos anos 80 quando diversas florestas mais antigas foram vedadas à indústria madeireira. Isto levou ao declínio da qualidade da madeira empregue na construção e a grandes flutuações no preço desta matéria prima. Em 1991, a madeira usada na construção subiu 80% em quatro meses o que levou muitos construtores a passar a usar o aço imediatamente.
Após este início explosivo mas pouco estruturado, criaram-se associações de técnicos e construtores e o LSF passou a ser encarado profissionalmente. O mesmo se pode dizer do mercado em Portugal. Com o aumento da consciência do público em relação à fraca qualidade de execução de construções em alvenaria, é de esperar uma contínua procura de alternativas. Desde o início titubeante do LSF em Portugal no ano de 1995, a procura por casas com estrutura em aço tem sido constante. Nem sequer os fracassos e erros cometidos pelos pioneiros nesta área impediram o sucesso do LSF. Com a maior divulgação também virá um melhor conhecimento por parte do público e, sem dúvida, far-se-á uma selecção natural. Só os mais bem preparados sobreviverão, para bem da indústria e dos consumidores.
Vantagens
Segurança Estrutural
Este é provavelmente o aspecto em que o futuro utilizador mais rapidamente pensará ao analisar a possibilidade de construir um edifício com estrutura em aço. O fato de se usarem materiais leves, em contraste com o peso do concreto, poderá levar muitos a duvidar imediatamente da resistência deste tipo de construções. No entanto, essa ideia poderá ser enganadora, devido aos seguintes argumentos:
A resistência da estrutura é assegurada pelo metal. Neste sentido uma casa no sistema Light Steel Framing não difere de qualquer outra casa de alvenaria. A resistência estrutural de qualquer casa de alvenaria é assegurada pelo uso de barras de aço embutidas em pilares e lintéis de cimento. No entanto, no primeiro caso, são usados perfis e vigas de aço galvanizado em espaçamentos de 60 cm ou menos. Tomando por hipótese uma habitação de tamanho normal, tendo um piso térreo e um superior, totalizando 200 m2, por exemplo, são empregados cerca de 1.300 mts de perfis verticais, 500 mts de vigas de piso, 500 mts de vigas de telhado e 800 mts de canais além de centenas de outros elementos metálicos essenciais.
Isto representa quase 10 toneladas de metal de alta resistência unidos por milhares de parafusos estruturais. No entanto, neste exemplo, a casa seria muito mais leve do que uma de alvenaria, visto não ser necessário todo o peso do cimento ou do tijolo. Ou seja, praticamente todo o peso de uma construção LSF é proveniente do seu esqueleto metálico estrutural.
Pelo fato de não serem necessárias vigas ou colunas isoladas de apoio, todas as paredes exteriores podem ser consideradas como estrutura do edifício e por onde se reparte todo o peso das placas e andares. Assim, facilmente se compreende a extraordinária resistência sísmica destes edifícios. A inteira casa pode ser comparada a uma enorme caixa metálica reforçada por revestimento em OSB. Visto que não são empregues pontos de soldadura, não existem pontos frágeis de ruptura.
A casa torna-se uma estrutura flexível, adaptando-se às mínimas variações do terreno, não abrindo fissuras nas paredes e sem apresentar o risco de queda de colunas ou de placas na eventualidade de um terremoto. Para isto também contribui o baixo peso da inteira edificação e a uniformidade na distribuição das cargas, atenuando os pontos de concentração de forças e de tensões.
Naturalmente, nem todo o tipo de aço é adequado à estrutura de um edifício ou corresponde ao exigido na legislação aplicável às estruturas com perfis enformados a frio.
Conforto
Desde os Invernos Escandinavos até aos abrasadores desertos da Arábia, espera-se que os edifícios mantenham os seus ocupantes confortavelmente protegidos dos elementos. Qualquer espécie de construção, desde fábricas a supermercados, vivendas a centros comerciais, deverão providenciar um ambiente interno apropriado para as atividades mantidas no seu interior, independentemente das condições exteriores.
Portanto, diversos atributos são necessários para que uma casa ofereça aos seus habitantes o necessário conforto. As construções com estrutura em aço distinguem-se no isolamento térmico e acústico e na regulação da umidade no ambiente.
Isolamento Térmico
Uma das mais apreciadas qualidades numa casa e talvez a menos conseguida, é o isolamento térmico. Os materiais deveriam conferir à habitação um completo escudo contra as variações de temperatura e de umidade sentidas no exterior. Nestes aspectos, recordemos que uma casa com estrutura em LSF é completamente isolada do exterior por placas de poliestireno expandido, OSB, vários centímetros de lã mineral e gesso cartonado. As características tanto do poliestireno como da lã mineral conferem ao edifício uma proteção térmica impossível de conseguir numa construção vulgar.
Os vãos, tal como as janelas e portas exteriores, são providos de vidro duplo de forma a garantir um perfeito isolamento mesmo nestes pontos onde não podem ser empregues materiais isolantes.
Com todos estes argumentos a seu favor, o interior de uma construção LSF é considerado um ambiente de clima controlado. Imagine o que isto significa em matéria de poupança de energia! Devido a isto, normalmente as habitações deste tipo são equipadas com ar condicionado ou sistemas de recuperação de calor de lareiras não havendo o receio de aumentar vertiginosamente a conta de eletricidade apenas para fornecer à família o necessário conforto.
Isolamento Acústico
Na maior parte das edificações modernas não existe forma de isolar o som produzido em outras dependências da casa ou mesmo o ruído proveniente do exterior. Muitas vezes pensa-se que a única forma de evitar a propagação do ruído é aumentar a largura das paredes. No entanto, este problema poderia ser resolvido caso se utilizassem materiais que comprovadamente revelam ser maus condutores do som, ao contrário do que acontece com o tijolo e o cimento.
As lãs minerais, utilizadas na cavidade interior das paredes, são eficazes não só pela sua estrutura como também pela sua densidade, sendo consideradas por testes laboratoriais como possuindo alto poder de isolamento acústico.
No entanto, os restantes materiais também atuam como escudo dispersor dos ruídos. Nas paredes interiores, a utilização do gesso cartonado contribui para reduzir a transmissão do som. Nas exteriores, além do gesso numa das faces, há ainda que contar com o OSB e ainda o poliestireno expandido.
Por estes motivos, uma casa com estrutura metálica tem uma sonoridade diferente de uma casa de alvenaria. O som produzido no interior de uma divisão é refletido pelas paredes e não absorvido por elas impedindo várias vezes mais a propagação do ruído do que uma parede de tijolo. Este efeito provoca um som diferente, dando a sensação de parede oca quando se bate nas paredes, visto que o som do impacto não é totalmente transferido para a outra face.
Até aqui menciona-se o que acontece com a propagação dos chamados ruídos aéreos, ou seja, aqueles que são provocados pela conversação normal ou por aparelhos, tal como a TV. Mas o que dizer dos ruídos de impacto, tal como a queda ou o arrastar de objetos ou os simples passos de alguém num piso superior?
Uma vez mais, as lãs minerais colocadas no espaço entre as vigas de piso, (com até 25 cm de largura), poderão minimizar bastante este efeito de transmissão sonora, vantagem que não é possível obter numa construção convencional. Ainda assim, sugere-se a colocação de placas de lã mineral de alta densidade, ou outros materiais adequados, diretamente sob o OSB que reveste a estrutura e finalmente aplicar o pavimento final. Naturalmente, esta solução deveria ser aplicada seja qual for o tipo de estrutura escolhida para a execução da habitação.

André Von Ah
Engenheiro Civil