Este artigo tem como propósito promover comparações entre edificações residenciais unifamiliares produzidas em Light Steel Framing (LSF) e em Alvenaria Estrutural (AE) quanto às atividades de construção envolvidas em ambos. Tais comparações baseiam-se em abordagens sobre as características produtivas destes sistemas, tendo em mente que diferem na maneira como são concebidos e produzidos, contribuindo para a desmistificação do uso do LSF, que começa a ganhar maior atenção do mercado nacional e também contribui para a modernização da Construção Civil brasileira. Este é um trabalho de abordagem teórica, fundamentado em revisão bibliográfica que enfoca as atividades de produção dos sistemas construtivos em questão e teorias de gerenciamento como a Lean Construction, de forma que tais informações sejam relacionadas entre si. Como resultado, observa-se uma proposição, fundamentada no comparativo de produção, que demonstra o sistema LSF como agente promotor de maior eficiência da produção no canteiro de obras e de maior eficácia no uso dos princípios da Lean Construction.
Palavras-chave: Produção, Light Steel Framing, Alvenaria Estrutural, Lean Construction.
1. INTRODUÇÃO
O sistema construtivo Light Steel Framing (LSF) vem conquistando espaço no mercado imobiliário brasileiro e, por conseguinte, a atenção dos profissionais da Construção Civil. Porém, por ser um sistema construtivo relativamente desconhecido no país, suas características e vantagens, bem como o seu potencial de produção, frente a sistemas construtivos mais tradicionais, como a Alvenaria Estrutural (AE), são constantemente ofuscados, fruto da cultura de construção que existe no país.
Assim, neste trabalho são apresentados os conceitos gerais relacionados ao LSF e à AE, destacando as principais atividades de produção no canteiro de obras, que caracterizam as construções residenciais baseadas nos sistemas construtivos em questão. Além disso, as atividades produtivas inerentes aos dois sistemas também serão relacionadas com sua eficiência no canteiro de obras e seu potencial para a aplicação dos princípios da Lean Construction.
Dessa maneira, para a proposta deste trabalho, foram realizadas observações e análises teóricas a respeito das características das atividades de construção de componentes de edificações em LSF (painéis estruturais) e comparadas com as atividades de construção de componentes em AE (paredes estruturais). Finalmente, é apresentado um resultado teórico, baseado em uma comparação de mesmo cunho, dos dois elementos estruturais citados. Este resultado representa a melhor eficiência (rendimento) da produção com relação ao canteiro de obras de edificações em LSF e maior eficácia (no sentido de se produzir o melhor resultado possível e esperado) no uso da Lean Construction em comparação com a AE.
2. OBJETIVOS
Este trabalho tem como objetivo comparar as atividades de produção de obras residenciais em LSF e em AE, relacionando-as com a eficiência da produção e a eficácia de aplicação dos princípios da Lean Construction.
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1. Lean Construction: Conversão e Fluxo
Basicamente, a Lean Construction é uma teoria de gestão de processos da Construção Civil, fundamentada em onze princípios que, de maneira geral, preza pela redução do ciclo de desenvolvimento e produção, juntamente com a redução dos desperdícios. Como filosofia, a Lean Construction conceitua a Construção Civil como sendo uma indústria provida de um sistema de produção temporário que deve prezar por certos objetivos como: entregar o produto (edificação) de forma que os valores sejam maximizados e os desperdícios sejam minimizados (BALLARD; HOWELL, 2004).
Neste sentido, Koskela (1997), considera que a essência desta teoria é o apreço de que há dois aspectos em qualquer sistema de produção: fluxos e conversões. Enquanto todas as atividades dos processos consomem tempo e recursos, apenas as atividades de conversão (transformação) agregam valor ao produto. Assim, a melhoria das atividades de fluxo (inspeção, espera e transporte), que não agregam valor, deve ser orientada para a sua redução ou mesmo sua eliminação, de modo que as atividades de conversão deverão ser mais eficientes (KOSKELA, 1997).
Assim, sob a ótica da Lean Construction, o processo de construção tradicional (no domínio das atividades do canteiro de obras) é entendido como sendo um conjunto de atividades que são desenvolvidas a partir do conceito de conversão de materiais e informações, considerando que as atividades de fluxo são inerentes a isso, ou seja, durante e, entre os processos e subprocessos de transformação, a informação ou o material podem estar em transporte, espera ou inspeção.
Assim, para a potencialização dos princípios da Lean Construction, é obrigatório que haja uma mudança cultural no setor da Construção Civil, sendo necessária a mudança das práticas gerenciais bem como das práticas de trabalho usuais (projeto e produção) através da adoção de estratégias, princípios, práticas e ferramentas que devem ser desenvolvidas e trabalhadas (HÖÖK; STEHN, 2008). No entanto, tradicionalmente, o processo de produção na Construção Civil é administrado, exclusivamente, sob a ótica em que se insere o contexto da conversão de materiais, em detrimento das atividades de fluxo que são geradas por estes trabalhos de transformação (KOSKELA, 2007).
Isto é justificado, pois como afirma Miron (2010), a Indústria da Construção assume procedimentos, por exemplo, para a produção de uma edificação residencial unifamiliar, demasiadamente simplistas, onde, geralmente, o cliente final informa suas necessidades, engenheiros e arquitetos transformam essas necessidades em informações técnicas e espaciais e, finalmente, o próprio cliente fica encarregado da aquisição de materiais, equipamentos e mão de obra para o desenvolvimento da construção.
Nesse sentido, de maneira geral, sistemas construtivos tradicionais, formados por estruturas de concreto armado e vedações de blocos cerâmicos e até mesmo a AE (apesar de ser um sistema com maior grau de racionalização) são mais susceptíveis a desperdícios, imprecisões e imprevistos na produção, ocasionados, principalmente, por falhas de projeto e da própria execução. Nos preceitos da Lean Construction, isso pode ser justificado devido a grande quantidade de atividades de conversão de insumos que estas obras desenvolvem (além do processo de produção da própria alvenaria), ou seja, maior número de atividades de conversão denota maior número de atividades de fluxo, que por sua vez são negligenciadas e, por conseguinte, a produção está sujeita a erros e desperdícios.
A desconsideração das atividades de fluxo gera grande impacto na obra, visto que as maiores responsáveis pelos custos em uma produção são, exatamente, as atividades de fluxo que chegam a superar as atividades de conversão, além do que as empresas que não dominam totalmente o processo de produção (neste caso, associando a um sistema construtivo), tornam os processos de conversão ainda mais complicados de serem executados (KOSKELA, 1992).
Com esta linha de raciocínio, é coerente afirmar que quanto menor forem as atividades de conversão de insumos em um sistema de produção, menor serão as atividades de fluxo associadas e, consequentemente, as atividades de produção estarão menos susceptíveis aos erros e desperdícios e, dessa forma, pode-se dizer ainda que, quanto mais elementos forem fabricados fora do canteiro de obras, melhor será o desempenho da construção sob a ótica da Lean Construction.
Assim, nesse contexto da Lean Construction e da pré-fabricação de elementos, a seguir, são demonstradas as qualidades e as características de produção de dois sistemas construtivos distintos: a AE e o LSF.
3.2. Alvenaria Estrutural
De acordo com Tauil e Nese (2010, p.19) a alvenaria consiste em um “conjunto de peças justapostas coladas em sua interface, por uma argamassa apropriada, formando um elemento vertical coeso”. A forma final deste conjunto é utilizada para diversos fins como vedação de espaços, resistir a esforços estruturais, garantir a segurança, resistir a impactos, isolar e proteger os ambientes acústica e termicamente, além de ser estanque (HENDRY, 2001; TAUIL; NESE, 2010). Os autores consideram ainda que a utilização de blocos de concreto para a composição da alvenaria pode proporcionar grandes vantagens no processo de racionalização da produção.
Ramalho e Corrêa (2003) afirmam que no caso da AE, a racionalização da produção pode ser ainda maior, visto que a alvenaria de vedação passa a desempenhar o papel de estrutura, ao mesmo tempo. Dessa forma, os autores mostram que elementos estruturais que estariam presentes em edificações convencionais de concreto armado, como vigas e pilares podem ser evitados com o uso da AE.
Com o mesmo raciocínio, Parsekian e Furlan Júnior (2003) sugerem que as paredes de edificações de AE devem atender aos requisitos, tanto arquitetônicos quanto estruturais ao mesmo tempo, de forma que as instalações prediais devem ser compatíveis com a modulação dos blocos que compõem tais paredes. Particularmente, a compatibilidade entre sistemas na AE é de extrema importância, dado que a execução de rasgos ou improvisos nas paredes não são permitidos, devido ao comprometimento da segurança estrutural do edifício (PARSEKIAN; FURLAN JÚNIOR, 2003).
Nesse sentido, a AE se sobressai pelo seu maior potencial de racionalização perante o processo de construção convencional (uso de estruturas em concreto armado e vedações com blocos cerâmicos) e destaca-se pela redução, e até mesmo eliminação, do uso de fôrmas de madeira, redução dos desperdícios de material e mão-de-obra e, consequentemente, redução do número de especialidades dos operários (RAMALHO; CORRÊA, 2003).
Apesar das importantes qualidades citadas, nas edificações produzidas em AE, as características de produção são tradicionais em sua essência. De maneira geral, são baseadas em atividades de conversão dos componentes que formam ou fixam os elementos dos sistemas da edificação. Tais atividades são executadas no próprio canteiro de obras e pelos próprios operários. De certa forma, isso contribui para que as atividades de produção da AE, que embora apresente técnicas e tecnologias que são acessíveis ao nível de especialização da maioria dos profissionais, estejam sujeitas a falhas e imprevistos, sejam eles técnicos ou temporais.
Como demonstra Hendry (2001), para a produção de uma parede de alvenaria de blocos de concreto, é necessária a utilização de uma série de componentes que subsidiam e garantem o funcionamento da mesma. Por exemplo, além dos próprios blocos de concreto, é necessário o uso de argamassa para sua fixação, impermeabilizantes, aço para reforço (se houver necessidade) e graute, além de materiais para revestimento final como chapisco, emboço e reboco que necessitam, basicamente, de cimento, areia e cal.
Sob o ponto de vista da Lean Construction, no caso da AE, o ato de conversão de materiais no canteiro de obras, está presente na produção da argamassa de assentamento, na produção do graute e no corte e dobra das barras de aço. Cada uma destas atividades de transformação geram atividades de fluxo, pois nenhuma delas está pronta para seu uso final.
Por exemplo, para o uso final da argamassa de assentamento, é necessário que sejam misturados, de acordo com o traço projetado, o cimento, a areia e, eventualmente, algum aditivo, além da água. Por parte dos operários, e influindo diretamente na eficiência da produção, essa atividade, de maneira simplificada, resulta: na espera por estes materiais, espera pela produção da argamassa (mistura dos componentes), inspeção do serviço que está sendo executado (verificação das proporções utilizadas de cada material) e transporte da argamassa, já produzida, até o seu local de aplicação final, sem contar a espera pela chegada dos insumos. Estas mesmas características se repetem para os demais componentes, como o graute, o aço e revestimentos.
Sendo a redução do tempo de produção um dos objetivos diretos da Lean Construction, nota-se que os processos de conversão que existem nos canteiros de obras em AE são conflitantes com relação a tal filosofia. Isto é explicado, pois, como afirmado anteriormente, os componentes que formam a parede de alvenaria, com exceção dos blocos, precisam ser fabricados no canteiro de obras e, consequentemente, esta fabricação de componentes geram atividades de fluxo, que são indesejadas no processo de produção.
Portanto, teoricamente, as conversões que existem no canteiro de obras de edificações em
AE, prejudicam diretamente o desempenho de alguns dos princípios da Lean Construction e, assim, acabam por depreciar a eficiência da prática desta teoria como um todo. O ideal de produção da AE poderia ser alcançado no momento em que todos os componentes das paredes estivessem prontos para seu uso final, de maneira que as atividades de conversão e, consequentemente, as atividades de fluxo fossem reduzidas e, até mesmo, eliminadas.
Neste sentido de eliminação ou redução das atividades de fluxo no canteiro de obras, o sistema construtivo LSF surge como uma importante alternativa de pré-fabricação onde, de maneira geral, todos os componentes dos elementos que formarão os sistemas estão prontos para o seu uso final.
3.3. Light Steel Framing
Burstrand (1998) define o sistema LSF como sendo um sistema construtivo que consiste na utilização, exclusivamente, de materiais “secos”, como, por exemplo, os perfis de aço formados a frio para estrutura, placas de gesso acartonado para vedação e lã de rocha para isolamento térmico. A autora considera ainda que os produtos para o LSF são sustentáveis e são produzidos na indústria, com grande precisão dimensional, ou seja, sem variações regionais.
Simplificadamente, Crasto (2005, pg. 3) conceitua o LSF como sendo “…um sistema construtivo de concepção racional caracterizada pelo uso de perfis formados a frio de aço galvanizado compondo sua estrutura e por subsistemas que proporcionam uma construção industrializada e a seco”.
De acordo com Freitas e Crasto (2006, p.12) a construção de edificações em LSF representa um processo pelo qual “…compõe-se um esqueleto estrutural em aço formado por diversos elementos individuais ligados entre si, passando estes a funcionar em conjunto para resistir às cargas que solicitam a edificação e dando forma a mesma”.
Gorgolewski (2006) e NASFA (2011) afirmam que ao se utilizar o sistema LSF uma série de vantagens são comprovadas, como: alta resistência, baixo peso (tanto da estrutura como dos demais componentes ), grande precisão dimensional, resistência ao ataque de insetos, além do que os materiais utilizados são quase que totalmente recicláveis, contribuindo para a sustentabilidade da edificação. O uso do LSF vem atraindo o interesse em muitos países nos últimos anos principalmente para habitações residenciais unifamiliares, visto que este sistema pode contribuir para o aumento do nível de especialização e qualidade da mão-de-obra e estabelecer altos padrões de construção (GORGOLEWSKI, 2006).
Veljkovic e Johansson (2006) afirmam que o sistema LSF pode ser projetado para atender todos os requisitos funcionais característicos de edificações residenciais, sendo adequado para a produção industrializada, de maneira que são, portanto, uma parte natural de um processo de construção industrial.
Apesar do LSF apresentar características competitivas frente aos sistemas construtivos tradicionais como a AE, o sistema, largamente utilizado em países desenvolvidos, enfrenta grande preconceito no Brasil, dada a cultura de construção que existe no país. Porém, sob o ponto de vista técnico da produção de uma edificação, o LSF torna-se mais vantajoso sobre sistemas construtivos tradicionais.
De acordo com Vivan, Paliari e Novaes (2010), ao contrário de obras convencionais, como a
AE, o canteiro de obras em LSF faz o uso de componentes pré-fabricados que já estão prontos para seu uso final. As atividades de conversão de insumos ficam restritas apenas para a produção do radier (ou outro tipo de fundação) e, eventualmente, algum tipo de adequação (recortes) de componentes, como as placas de vedação e o sistema de juntas e impermeabilização, de forma que a produção de edificações em LSF é baseada, em sua essência, por atividades de conversão definidas pela montagem dos componentes.
No contexto do canteiro de obras em LSF, uma atividade de montagem difere da conversão de insumos por ser entendida como sendo o ato de unir, por meio de dispositivos de conexão e fixação como os parafusos, dois ou mais componentes pré-fabricados, com geometrias específicas que irão originar os elementos dos sistemas da edificação. Assim, sob a ótica dos conceitos da Lean Construction, pode se dizer que a pré-fabricação de componentes proporcionam melhores resultados em sua aplicação na produção, pois reduzem o número de atividades de fluxo.
Por exemplo, ao se montar um painel estrutural, todos os seus componentes (montantes, guias e parafusos) estão estocados em local apropriado do canteiro de obras, prontos para serem utilizados, sem a necessidade de nenhum componente ser produzido no local. Assim, a produção de um painel estrutural do LSF resume-se em parafusar cada peça, promovendo a união sucessiva e sequencial dos componentes (que deverá obedecer a um projeto específico), de maneira que o produto final foi montado pelo operário, sem conversão de insumos, que, evidentemente, podem surgir posteriormente durante o tratamento de juntas e revestimentos.
Dessa forma, em comparação com a AE, a atividade de montagem da estrutura do painel reduziu o número de atividades de conversão dos componentes deste elemento, de maneira que a atividade que agregou valor ao produto (painel estrutural) foi a montagem executada pelo operário. Assim, em teoria, com relação à AE, há uma considerável redução, e até mesmo eliminação das atividades de fluxo, ou seja, não são necessários grandes números de atividades paralelas à montagem para que o objetivo final da produção seja alcançado. Este raciocínio se repete nos demais componentes do LSF, como a estrutura da laje e estrutura da cobertura.
Assim, com o objetivo de ilustrar o raciocínio apresentado, o próximo item deste artigo promove uma comparação entre dois elementos estruturais que fazem parte do LSF e da AE. Ao final desta comparação, é apresentado o resultado teórico.
4. COMPARAÇÃO TEÓRICA E RESULTADO
A fim de se formalizar uma comparação com algumas das atividades de produção básicas, relacionadas com o LSF e com a AE, é necessário que sejam selecionados objetos que compõem ambos os sistemas construtivos para este fim. Dessa forma, este artigo se propõe a comparar a estrutura de sustentação de uma edificação de uso residencial do tipo unifamiliar composta, no caso da AE pelas paredes estruturais e, no caso do LSF pelos painéis estruturais.
Dessa forma, no Quadro 1 são listadas as atividades necessárias para a produção do elemento estrutural na alvenaria e no LSF, respectivamente. Neste quadro também são indicadas quais conversões de materiais são originadas a partir do que é necessário para a construção de cada um dos elementos e, associado a isso, são listadas as atividades de fluxo inerentes a cada processo.
Quadro 1 – Comparação entre a Produção de um Elemento em AE e em LSF
Para o Quadro 1, não foram fixadas dimensões ou tempos de serviço para esses elementos, sendo contempladas apenas as atividades de produção que são necessárias para a construção de ambos. Também não foi considerada a execução de impermeabilização e revestimentos, ou seja, somente a estrutura foi analisada. No caso do painel, foi considerado que sua composição foi produzida fora de seu local de fixação final, ou seja, depois de montada, considerou-se que a estrutura foi transportada até o seu ponto de ancoragem. As atividades de construção presentes no Quadro 1, de ambos os sistemas construtivos, foram, essencialmente, baseadas nas informações da bibliografia utilizada neste artigo.
Dessa forma, analisando o Quadro 1, nota-se, de imediato, a maior quantidade de atividades de fluxo (transporte, espera e inspeção) associadas à produção de uma parede em AE em comparação com um painel estrutural em LSF. Isto é justificado, pois usualmente, a alvenaria necessita que vários de seus componentes sejam fabricados no próprio canteiro de obras, o que gera serviços como: preparo da argamassa de assentamento, o corte e a dobra das barras de aço e preparo do graute. Em contrapartida, no caso do LSF, os componentes do painel são pré-fabricados, o que resulta na diminuição das atividades de fluxo, tendo em mente que as conversões são definidas pelas atividades de montagem.
Obviamente, algumas atividades de fluxo descritas para a AE podem ocorrer simultaneamente, porém, de qualquer maneira, elas são inerentes ao processo (desde que não haja pré-fabricação) e afetam diretamente o operário, cuja responsabilidade principal é produzir a parede. Assim, pode-se dizer que cada uma das atividades de conversão, inicialmente, geram atividades de transporte (de insumos e do componente em sua forma final de uso), de maneira que o transporte destes materiais originam esperas, que são acrescidas por esperas secundárias, que no caso da AE, estão relacionadas com o tempo de produção do componente que será utilizado no elemento.
Assim, o contexto da pré-fabricação, presente no LSF, eliminou a necessidade de transporte e espera por insumos. Tais atividades de fluxo foram necessárias para que os componentes do painel chegassem até o local de montagem do mesmo, ou seja, neste caso, a espera do operário montador resume-se a um intervalo de tempo necessário ao deslocamento dos componentes do depósito até o local de montagem, além do transporte do elemento até o seu ponto de fixação.
Com relação às atividades de inspeção, novamente o LSF se mostra mais vantajoso. Devido à menor quantidade de atividades desenvolvidas para a construção do painel, as inspeções de serviços, proporcionais a elas, consequentemente, também são originadas em menor quantidade. Pelo mesmo motivo justifica-se o maior número de inspeções no caso da parede de AE, ou seja, maior quantidade de tarefas originou maior necessidade de inspeção.
Assim, evidencia-se que o sistema LSF, em relação a AE, garante melhor eficácia da Lean
Construction e, consequentemente, o processo de produção ganha eficiência. Isto, portanto, é justificado pelo menor número de atividades de fluxo geradas durante as atividades de produção, fruto da execução de montagens como forma de conversão.
No caso da AE, as atividades de conversão de matéria prima continuam a se repetir para as demais etapas da obra, como lajes e estrutura da cobertura. Estes elementos também exigem materiais semelhantes aos especificados no Quadro 1 como o cimento, areia, aço além da madeira e, dessa forma, há a necessidade de conversão destes materiais para seu uso final, o que irá originar as atividades de fluxo.
Em teoria, a maior eficiência do LSF não se limita à montagem da estrutura dos painéis. A pré-fabricação engloba praticamente todos os componentes da edificação, com exceção, obviamente, da fundação. Neste sentido, pode-se dizer que, sob a ótica de processos fundamentados em conversão e fluxo, as atividades de transformação de materiais no LSF, no canteiro de obras, resumem-se à adequação dimensional e, possivelmente, das características morfológicas das placas de vedação e do tratamento de juntas entre tais placas, além dos revestimentos. Assim, propõe-se que o raciocínio por trás do Quadro 1 seja extrapolado para as demais atividades de produção de ambos os sistemas construtivos.
Dessa forma, sob o preceito de que a redução de atividades de fluxo incrementa a eficiência da produção e a eficácia da Lean Construction, é apresentada a Figura 1, na qual, como resultado teórico, a eficiência produtiva do LSF corresponde a valores maiores que a AE, bem como a eficácia de aplicação dos princípios da Lean Construction.
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Por ser um sistema construtivo que utiliza componentes pré-fabricados em todas as etapas da obra, o sistema LSF promove uma redução significativa das atividades de fluxo por meio da pré-fabricação de seus componentes.
Isto é justificado porque tais atividades de conversão são definidas por atividades de montagem, que por sua vez estão incluídas na esfera de vantagens produtivas da pré-fabricação de componentes.
Em comparação a sistemas construtivos de larga utilização no Brasil, como a AE, o LSF, em teoria, colabora com o aumento da eficiência da produção no canteiro de obras da mesma maneira que contribui com o aumento da eficácia de utilização da Lean Construction. Assim, o LSF potencializa os princípios de tal filosofia de gestão, contribuindo para o avanço da Construção Civil sob a ótica do gerenciamento do processo de produção.
