Sistemas Estruturais

No artigo de hoje falaremos a respeito dos principais sistemas estruturais utilizados no Brasil e no Mundo: Concreto armado, Alvenaria estrutural, Estrutura de madeira e Estrutura metálica.

Esses sistemas são responsáveis por absorver as cargas da edificação e transmiti-las para a fundação. Os principais fatores levados em consideração ao decidir o tipo de sistema estrutural a ser utilizado são o custo, a velocidade de execução, a disponibilidade da tecnologia e a sua adequação ao projeto.

Concreto Armado

Prédio com paredes em concreto armado.
Fonte: Julia Arte on Unsplash.

O primeiro dos sistemas estruturais dessa lista é também o mais presente no cotidiano da Engenharia em todo o mundo, afinal, é sempre comum ver um pouco de argamassa com brita e uma barra de aço lá dentro! 

Um dos mais renomados engenheiros pesquisadores de estruturas de concreto, José Milton Araújo, define o concreto como “uma mistura de agregados, cimento e água”, ao qual podem ser acrescentados aditivos e adições para melhorar suas características. Já o concreto armado é caracterizado pela inserção de barras de aço no concreto para melhorar seu desempenho.

Já discutimos um pouco sobre o principal material que compõe o concreto – o cimento Portland – mas e quanto ao concreto armado como sistema construtivo?

De forma geral, as principais vantagens do sistema estrutural de concreto (armado convencional, pré-moldado ou protendido) são:

  • Economia;
  • Liberdade de forma e concepção arquitetônica;
  • Robustez confere segurança, mesmo sem manutenções regulares;
  • Resistência ao intemperismo.

Porém, como desvantagens, podemos citar algumas:

  • Alto peso próprio das peças (~2,5 t/m³ para o concreto armado convencional);
  • Dificuldade para reformas e demolições;
  • Pouco (ou nenhum!) isolamento térmico.
Execução de obra com paredes de concreto.
Fonte: Ricardo Gomez Angel on Unsplash.

No sistema tradicional, geralmente temos estruturas reticulares, compostas por lajes, vigas e pilares moldados no próprio local. Assim, esse tipo construtivo costuma exigir mais tempo e mais mão de obra – ou seja, os “insumos” mais importantes do canteiro! Por isso, a tendência atual da Engenharia com concreto armado é justamente reduzir a produção artesanal e fortalecer a industrialização do canteiro: já é não rara a utilização de concreto usinado até mesmo em pequenas obras residenciais!

Levando em conta a ideia de industrialização do processo construtivo, as opções de concreto pré-moldadas passaram ter papéis mais importantes na construção civil. Retirando-se a fabricação do concreto do canteiro de obras, ganha-se velocidade – com verdadeiras linhas de produção de peças – e segurança – eliminando-se as variabilidades comuns ao canteiro. 

Além das peças tradicionais, como vigas, lajes e pilares, destacam-se os painéis portantes de concreto. Esta solução ganhou muita força com as obras do Programa Minha Casa Minha Vida, produzindo várias unidades residenciais idênticas em pouco tempo. Nesse sistema, as placas podem ser produzidas no próprio canteiro (confira a foto abaixo!) utilizando um sistema específico de formas – embora caro, pode ser reutilizado muitas outras vezes – ou em uma indústria central para transporte posterior.

Obra com painéis portantes de concreto armado.
Fonte: https://www.ufrgs.br/eso/content/?p=970.

Outra tecnologia muito difundida de concreto é o concreto protendido. Nesse método, as barras de aço da peça de concreto são tracionadas previamente e, quando liberadas, comprimem a estrutura. Assim, essa compressão “excedente” compensa as solicitações de tração que o concreto sofrerá durante sua vida útil e permite que sejam utilizadas peças menos robustas e que maiores vãos sejam vencidos. Além disso, a compressão também atua reduzindo as deflexões – ou seja, as flechas – resultantes das cargas. 

Estrutura de ponte com concreto protendido.
Fonte:https://systematicltd.com/product/prestressed-concrete-pc-wire/.

Alvenaria Estrutural

Obra em alvenaria estrutural.
Fonte: Jacintara, Premium Residence em Indaiatuba – SP.

Esse sistema já teve seu uso bastante difundido no passado, antes do surgimento do concreto armado, quando utilizava-se como sustentação paredes de pedras. Esta técnica resultava em paredes de grandes espessuras devido ao pouco conhecimento das resistências dos materiais aplicados. 

Casa construída com alvenaria de pedras.
Fonte: Casa.com.br (cabana de pedra em Tiradentes, Minas Gerais).

Atualmente, com o advento dos blocos cerâmicos e de concreto e, com o avanço da engenharia, o sistema de paredes portantes vem retomando espaço na indústria da construção civil.

Como o próprio nome ilustra, nesse sistema, as paredes da edificação são responsáveis pela absorção dos esforços e sua transferência à fundação. Mesmo sendo concorrente ao sistema de concreto armado, a alvenaria estrutural não abandona totalmente o uso desse material tão revolucionário. Nas aberturas de esquadrias, em encontros de paredes e nas lajes, ainda se utiliza o concreto para absorver e transferir as cargas solicitantes às demais partes do sistema estrutural.

A utilização da alvenaria estrutural apresenta diversas vantagens:

Racionalização do processo construtivo – por não aceitar rasgos e quebras na alvenaria estrutural, esse sistema demanda um projeto específico com quantidade e dimensões dos blocos a serem aplicados. Além disso, por possuírem seus furos na vertical, possibilitam a passagem da tubulação simultaneamente à execução da alvenaria;

Diminuição na geração de resíduos – já exposto pela vantagem anterior;

Pouca exigência quanto ao uso de equipamentos modernos – o sistema possui um método construtivo bastante difundido, necessitando apenas de um melhor controle tecnológico na qualidade dos blocos.

Porém, como nem tudo é perfeito, o sistema também possui algumas desvantagens como a falta de flexibilidade arquitetônica, a padronização de dimensões de ambientes devido aos padrões de produção dos componentes de alvenaria e a pouca utilização em edificações de grandes alturas. Esta se deve à necessidade de grandes espessuras de paredes para suportar as altas cargas inerentes a esse tipo de construção.

Atualmente, o prédio mais alto construído com alvenaria estrutural, no Brasil, é o Fit Terra Bonita, executado pela Graúna Construções, com 19 pavimentos. Enquanto no mundo o edifício mais alto é o Hotel Excalibur, construído com 30 pavimentos, em Las Vegas, Estados Unidos.

Fit Terra Bonita
Fonte: Cimento Itambé, Edifício Fit Terra Bonita.
Hotel Excalibur
Fonte: SetorVip.

Estrutura de Madeira

Metropol Parasol
Fonte: Enfrente Arte.
Yingxian Pagoda
Fonte: Top China Travel.

A madeira é um material versátil, o qual pode participar de diversas composições do empreendimento, tais como estrutura, esquadrias, vedação, telhamento e ornamentação.

Construir estruturas em madeira é uma prática milenar a qual vem perdendo uso após o desenvolvimento dos sistemas metálico e em concreto armado, principalmente para grandes edificações. No entanto, o Metropol Parasol é a maior estrutura em madeira do mundo, foi inaugurada em 2011, e apresenta estética singular. Já o prédio mais alto em madeira é o Yingxian Pagoda, construído há mais de 900 anos na China, com 67,31 m de altura e 9 andares.

Atualmente, a escolha do uso da madeira em grandes estruturas está principalmente relacionada com o seu aspecto estético. No Brasil, a maior delas está inserida no Shopping Iguatemi (imagem abaixo), em Fortaleza, com vãos livres de até 48 m, sendo adequada ao selo LEED como construção sustentável. No total, foram utilizados 1.200 m³ de madeira laminada colada, produzidas na Itália.

Estrutura em madeira no shopping Iguatemi Fortaleza (CE).
Fonte: Tribuna do Ceará.

As principais vantagens em se utilizar estruturas em madeira são a boa relação resistência/peso (estruturas leves), o bom isolamento térmico (favorável aos climas frios), a facilidade de fabricação, a facilidade construtiva (bastante utilizada em estruturas provisórias), o fato de este ser um material renovável, reutilizável e não poluente, com resistência relativamente boa ao fogo. 

Entre as desvantagens estão a degradação devido a ataques de fungos e insetos, a inflamabilidade, os defeitos em sua estrutura (nós e fendas), as dimensões limitadas e a variabilidade de suas propriedades entre diferentes peças.

Nas últimas décadas vem entrando em evidência um sistema construtivo o qual a madeira é utilizada tanto na estrutura quanto em parte da vedação: o Wood Frame. Este consiste em perfis de madeira (imagem abaixo), preenchidos com material isolante e revestidos em chapas OSB (Oriented Strand Board). Suas principais vantagens são velocidade da obra, sustentabilidade e versatilidade. Embora amplamente utilizado nos EUA, Canadá e Europa, a sua entrada no mercado brasileiro ocorreu em 2009 e ainda é tímida em relação às demais tecnologias. 

Construção em Wood Frame.

Estrutura Metálica

As estruturas de aço são largamente utilizadas em países desenvolvidos, diferentemente do Brasil, onde concentram-se em shopping centers, hotéis e edifícios industriais. Esse método estrutural faz uso de perfis de aço galvanizado e fechamento de placas cimentícias, madeira e ou de drywall.

Obra em estrutura metálica.
Fonte: Tetraferro.

A estrutura metálica pode ser utilizada para a execução de vigas, pilares, terças, treliças de telhado, pórticos, pergolados, entre outros componentes. 

Entre as vantagens desse tipo de sistema pode-se destacar o grande potencial de racionalização, através da modulação da estrutura e de componentes (vedações e caixilhos); a flexibilidade construtiva, com grandes vãos; a rapidez na execução; a leveza da estrutura; e a redução de geração de resíduo. Além disso, o sistema é fabricado na indústria e montado no canteiro, o que significa maior precisão na execução da obra.

Entretanto, existem desvantagens que justificam o pouco uso do sistema no Brasil, como o custo elevado, quando comparado ao concreto armado; a falta de tradição construtiva; as normatizações precárias, sendo necessário o uso de normas estrangeiras; a mão de obra pouco qualificada; a falta de oferta de perfis adequados no mercado; a suscetibilidade a incêndio; e a necessidade de uso de equipamentos pesados para montagem e de investimento na racionalização global do edifício.

Aos poucos vem entrando no mercado um sistema que se mostra muito eficiente e apropriado com relação a procura pelo alto desempenho e a sustentabilidade na construção civil. Esse sistema se chama steel frame ou light steel frame.

O steel frame é um sistema construtivo industrializado e altamente racionalizado, formado por estruturas de perfis de aço galvanizado. Se comparado com o sistema convencional de concreto e estruturas metálicas, esse sistema é mais barato, principalmente em edificações menores, porque o custo com materiais e mão de obra acabam sendo menores devido ao curto tempo de execução da obra.

Obra em steel frame.
Fonte: Entendantes.

A principal diferença desse sistema para o sistema tradicional de construção é a limpeza e organização do canteiro de obras, já que não há necessidade do uso de água proporcionando uma construção seca, por isso esse sistema também é conhecido como sistema de construção a seco.

Sua estrutura é composta basicamente por: fechamento externo, isolantes termoacústicos e fechamento interno.

Para o fechamento externo, a estrutura é composta pelos perfis de aço galvanizado, painel estrutural de OSB, isolante termoacústico e placa cimentícia. Após a aplicação da placa é possível adicionar o tipo de acabamento desejado.

O fechamento interno é composto pelos perfis de aço galvanizado, isolante termoacústico, placa de drywall (gesso acartonado) e revestimento de acabamento (pintura, cerâmica etc).

Outro aspecto importante é que a geração de resíduos é praticamente zero, devido a precisão do sistema em calcular a quantidade de material que será utilizada. Consequentemente, isso gera uma construção mais barata, rápida e limpa.


São diversos os tipos de sistemas estruturais e para a escolha do sistema mais adequado e com melhor custo-benefício deve-se atentar para as características de cada um relacionadas aos fatores citados inicialmente nesse artigo.

2 comentários sobre “Sistemas Estruturais

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