Ensaios durante as obras são a chave para a redução de custos

Depois de permanecer fechado por duas décadas, em 2014 o Groupe Allard reabriu o antigo Hospital Matarazzo, ao lado da Avenida Paulista, com uma exposição de arte contemporânea que reuniu 100 renomados artistas plásticos na mostra Made By… Feito por Brasileiros. Agora, o local, com 70 mil metros quadrados, vem passando por uma revitalização completa, que deverá ser concluída em 2018 com a inauguração do Cidade Matarazzo, que leva a assinatura do arquiteto Jean Nouvel.

O espaço manterá as características de prédio histórico protegido pelo Condephaat ao oferecer o primeiro hotel seis estrelas da América Latina, além de um complexo de lojas, restaurantes, cinema, teatro, centro de exposições, salas de eventos, galeria de arte e jardins.

Mauricio Linn Bianchi, diretor técnico do Groupe Allard e vice-presidente do Sinduscon-SP, atua nesse grande empreendimento reduzindo custos e otimizando processos, ao lançar mão de ensaios, que podem ser adotados antes do próprio projeto executivo, ou durante sua execução. “As obras que orçamos antes das concorrências têm sido entregues com redução de custos”, afirma Bianchi.

O conta que a Tessler Gerenciadora, que os representa como proprietários perante as contratadas, tem todos os elementos sob controle e incentiva o uso de ensaios, fomentando ganhos compartilhados. Mas a vantagem de realizar testes não é apenas econômico-financeira. Dependendo do porte da obra, a segurança é quesito indispensável.

Outra empresa que só tem colhido bons frutos dos ensaios técnicos é a Sim Engenharia e Empreendimentos, de Goiânia. No caso de seu Kingdom Park Residence, com conclusão prevista para fevereiro de 2019, ensaios de prova de carga estática permitiram revisar o projeto de fundações, a fim de fixar a profundidade média das estacas em 22,6 metros, que alterou para mais os quantitativos inicialmente previstos, com consequente elevação dos custos orçados. No entanto, proporcionou uma execução muito mais segura, com total controle de qualidade do sistema, sem surpresas nem desperdícios, e sem atrasos no cronograma, seja por retrabalhos, seja por serviços de correção não listados.

“O objetivo principal dos ensaios de prova de carga, além de atender a exigências da ABNT NBR 6122/2010, era avaliar com precisão e realidade todos os parâmetros de dimensionamento empregados no projeto”, justifica o civil da Sim, responsável técnico pela obra do Kingdom Park, Hugo Alexandre de Araújo.

Sondagens múltiplas e provas de carga
O anteprojeto de fundações do Kingdom Park Residence havia sido desenvolvido pela Engesol Engenharia de Solos, com base em um laudo de sondagens SPT executadas a partir do terreno natural, e apontava para a possibilidade de estacas tipo hélice contínua monitorada de profundidade de 16 metros. Um primeiro orçamento encontrou lastro nesse parâmetro.

“Decidimos, no entanto, que as demais fases do projeto de fundações só prosseguiriam com a realização de novas sondagens, depois da escavação do terreno, e a partir do nível do que viria a ser o subsolo 2 do edifício”, conta Araújo.
Zelo nunca é demais, e as sondagens realmente provaram que seria necessário ajustar a profundidade das estacas para 19 metros. O projeto, porém, ainda não estava definido, porque também era preciso atender a NBR 6.122/2010, que impõe a execução de provas de carga estática nas obras onde são empregadas mais de 100 estacas do tipo hélice contínua – e o Kingdom Park encaixava-se nesse padrão.

“Inicialmente, promovemos um ensaio com uma estaca de 16 metros, e outro com uma de 19 metros, para confirmar, in loco, parâmetros detectados nas novas sondagens. Na sequência, procedeu-se aos ensaios de prova de carga – eles atestaram, com maior precisão, o comportamento real da estaca em relação à capacidade de carga e proporcionaram avaliação de parâmetros relativos a recalques diferenciais (interação solo-estrutura – ISE)”, conta Araújo.

Foi a SCCAP Engenharia, sob a supervisão do civil Fernando Rodrigo de Aquino, que realizou a prova de carga estática. Adotou-se como sistema de reação uma viga metálica de 500 cm x 100 cm x 50 cm (espessura), ancorada em barras de aço comum e concretadas no interior de estacas do tipo hélice contínua.

“Foram executadas duas estacas em cada extremidade da viga (figuras 1O e 2?). Sobre elas, foram confeccionados blocos de coroamento com 2 centímetros de face superior acima do nível natural do terreno após o corte”, completa Aquino.

Primeira prova de carga estática

A primeira prova de carga estática descartou o uso de estacas de 16 metros (veja à direita os gráficos de Curva de Carga x Recalque, Curva de Tempo x Deslocamento e Curva de Carga x Recalque).

Segunda prova de carga estática

Já a segunda prova de carga estática, com a estaca de 19 metros, revelou recalques, informação que foi crucial ao desenvolvimento do projeto estrutural (veja à direita os gráficos de Curva de Carga x Recalque, Curva de Tempo x Deslocamento e Curva de Carga x Recalque).

De acordo com o civil Hoover van Newton Paolucci, responsável pelo dimensionamento das fundações do Kingdom Park Residence, “normalmente se dimensionam a estrutura e a fundação de um edifício desprezando o fato de que as duas partes estão interligadas e de que a rigidez de cada uma delas vai interferir no comportamento do conjunto”.

A compatibilidade das deformações, em razão da ISE, tem como resultado uma tendência de uniformização dos recalques. Esse efeito não altera o recalque médio, mas reduz distorções angulares. O recalque desigual entre pilares provoca a redistribuição dos esforços, causando um aumento de carga nos pilares que menos recalcaram. “Durante a construção, a rigidez de um edifício cresce à medida que os pavimentos vão sendo levantados – diminuindo, na mesma proporção, as distorções angulares”, explica Araújo.

No caso do Kingdom Park, como a distorção angular entre as fundações P2/P4, P9/P10, P12/P14, P14/P21 e P17/18 apresentam valores ligeiramente maiores que o limite de perigo (1/600), o projeto executivo de fundações foi revisado e, apenas em sua versão final, apresentou as estacas de 22,6 metros de profundidade média.

Com o aumento na profundidade das estacas, a distorção angular entre as fundações ficaram abaixo do limite – a finalidade dos novos valores era justamente aumentar a rigidez do volume e reduzir recalques (veja abaixo as tabelas de Recalques das Fundações e Coeficientes de Rigidez).

 

Cidade Matarazzo
De volta ao Cidade Matarazzo, em São Paulo, foram definidas após a avaliação dos ensaios as metodologias executivas com otimização de processos e maior eficiência. “Contratamos a JDL Qualidade, Segurança do Trabalho e Meio Ambiente, representada pelo José Carlos de Arruda Sampaio, a fim de gerar um projeto de segurança”, afirma Bianchi. Ele explica que esses procedimentos ajudam futuras construtoras a identificar caminhos críticos. “Nós recebemos o que queremos, sem perder tempo com conflitos que a todos são indesejáveis”, afirma. Veja abaixo as opiniões de Bianchi sobre a importância de ensaios para otimizar a construção civil.

Renderização do Cidade Matarazzo, empreendimento do Groupe Allard, na região da Avenida Paulista, em São Paulo

Ensaios são elementos de auxílio a todos. Deveriam ser incentivados por quem contrata

Como os ensaios podem ajudar a reduzir custos na construção civil?
Em uma obra, as decisões são embasadas na teoria. Entretanto, é possível otimizar projetos, reduzindo custos, quando executamos ensaios técnicos na busca de elementos e/ou resultados reais naquela construção. Apenas no quesito fundações, por exemplo, o objetivo desses ensaios é amplo. Por meio deles é possível obter maior assertividade na definição de capacidade de suporte de solo, de estacas e de permeabilidade.

Quanto custa utilizar ensaios em obras de grande porte?
O ensaio de conhecimento é um investimento, e não um custo. Obviamente há obras que não se beneficiam financeiramente de maneira direta, mas o impacto positivo nas contas poderá ser indireto. Obras pequenas nem sempre precisam lançar mão de ensaios de conhecimento. No caso de obras de grande porte, ele é fortemente recomendado. Paga-se pela maior assertividade nas soluções de projeto e também pela economia gerada, na maioria das vezes.

Em qual departamento da obra a redução de custos é mais notável com o uso de ensaios?
Sem dúvida em projetos e planejamento. A área de projetos, planejamento e orçamento das empresas é responsável pelo desempenho financeiro da construção, garantindo o lucro previsto. Em muitos cálculos são mostrados erroneamente que há redução de lucros com algum tipo de economia indireta. Por exemplo: um projeto tem alguns pilares de 4 metros de altura e escolhemos o uso de concreto autoadensável. Isso gerará um esforço na base do pilar de 4 x 2,5 = 10 ton/m². Se ensaiarmos sistemas de fôrma com barras de ancoragem existentes, saberemos que teremos grandes limitações de mercado! Ou seja, irá estourar a fôrma e gerar prejuízos com reparos, aumento de consumo de material e, principalmente, com o custo do tempo do , do mestre e do diretor de obras. Aliás, o tempo é um dos maiores causadores de prejuízos para a empresa, e esse fator nem sempre é avaliado pelo departamento de projetos e planejamento no levantamento de custos. Um simples ensaio pode, antecipadamente, garantir custos e manter lucros previstos, evitando os imprevistos.

Ainda há resistência para o uso de ensaios no mercado da construção civil?
Infelizmente sim. Atribuo esse hábito ruim a alguns comportamentos inexplicáveis, não inteligentes e geradores de outros prejuízos generalizados ao longo de toda a obra. Um ensaio de conhecimento pode ser comparado à contratação de um consultor, e seu custo deve estar previsto desde o começo – é uma questão de estratégia de negócio. Isso reduz riscos advindos do desentendimento entre as partes.

Por que isso acontece?
Os donos da obra, proprietários, incorporadores, gestores de fundos, fixam-se nos resultados dos empreendimentos sem se aprofundarem na segurança dos orçamentos, amparados por metodologias executivas e conteúdo técnico que auferem segurança à gestão de risco. Sem um planejamento correto, que inclui ensaios, as obras costumam ser explorado na redução de custos. estourar seus custos e alongar seus prazos. Assim, as empresas perdem. Um cronograma executivo apropriado e possível deveria ter projeto, soluções técnicas, quantitativos de insumos e serviços (BIM), além de se adequar ao prazo de uma concorrência. O certo é que esse cronograma fique sob a responsabilidade de quem contrata – e aí reside um dos maiores entraves para o desenvolvimento e a sistematização de ensaios na busca de soluções adequadas e customizadas.

O que é necessário para enriquecer um projeto com soluções alternativas visando reduzir custos?
Saber com segurança o que fazer, como fazer e quando fazer. É preciso fortalecer a área de soluções técnicas e de planejamento de maneira a construir uma base segura para todos. Esses procedimentos certamente vão garantir prazos, redução de custos e lucro para todos os envolvidos.

Ensaios de conhecimento
Ensaios de conhecimento podem proporcionar economia direta, indireta ou de melhoria de desempenho, todas bem-vindas em qualquer etapa da obra. Nas fundações, por exemplo, há grande espaço para ensaios, e seguramente eles trazem economia, embora nessa fase seu exercício ainda não seja praxe no segmento, exceto em obras de grande porte.

De acordo com a engenheira Stéphane Domeneghini, da FG Empreendimentos, do Balneário Camboriú (SC), “o impacto da realização de sondagens antes do desenvolvimento do projeto de fundações é sempre positivo, já que traz maior assertividade às decisões”.

Ela lembra que, sem os ensaios, haverá uma incerteza sobre quais condições de solo serão encontradas na execução, “o que muitas vezes poderia inviabilizar o empreendimento”. Afinal, se o item fundação pode consumir, sozinho, 40% do volume total de concreto de uma obra, ou representar 5% (ou mais) do total de custos da obra, o impacto econômico- financeiro e a necessidade de projetar com total precisão são evidentes.

E não é só: para o quesito segurança (tanto na execução quanto no uso do ambiente construído), principalmente quando se fala de edificações muito altas, a sondagem apontará para uma base de sustentação firme e sólida – não é possível projetar e só encarar a realidade do terreno na hora da execução. “Ensaios prévios, como sondagens e provas de carga, traçam diretrizes próximas da situação encontrada no canteiro. A questão é projetar com maior confiabilidade detalhes sobre as camadas de solo que serão encontradas, com base em modelos teóricos que nos levam a informações de resistência, caso a caso”, afirma Stéphane.

É possível ainda utilizar ensaios de conhecimento com sucesso no dimensionamento de estruturas de concreto, aço ou alumínio, conduzir ensaios de túnel de vento, de traços de concreto e argamassas, esquadrias, desempenhos acústico e térmico – há, enfim, muito espaço a inclui ensaios, as obras costumam ser explorado na redução de custos.

Mudanças nas paredes-diafragma após ensaios significaram uma redução da ordem de R$ 150 milhões, diretamente, e cerca de R$ 200 milhões em custos indiretos

Ensaios durante a obra
Ensaios de conhecimento fazem parte de um diagnóstico “a montante” da construção, na fase de início de projetos. Porém, eles também podem ser inseridos durante a obra, sempre que surgirem oportunidades justificadas – nem é preciso se limitar a ensaios previstos em normas técnicas.

A vantagem de executar esses ensaios além dos obrigatórios é fugir da mesmice, da acomodação profissional, do medo de aprender, para chegar a soluções inovadoras – seja para a técnica, seja para o bolso, economizando água, energia, tempo trabalhado e manutenções corretivas.

Foi o que ocorreu no Kingdom Park Residence, da Sim, onde foi possível aplicar um concreto fck 50 MPa com adição de sílica ativa (alto controle de qualidade) na execução dos blocos de fundação (radier), que reduziu o consumo de cimento numa ordem de 150 kg/m³.

O traço ideal foi desenvolvido pelo civil e consultor especialista em dosagem e controle tecnológico de concreto Marcelo Cândido, da Dux Engenharia, que assessorou a Sim na análise da temperatura e tensões de origem térmica do concreto para os blocos de fundação. Ao associar o novo traço à metodologia executiva de concretagem em camadas, além da já mencionada e gigantesca economia no cimento, restou dispensado o pré-resfriamento do material com gelo, o que teria tido impactos orçamentários diretos – e pesados.

“Os blocos de fundação apresentam dimensões elevadas. Nosso radier estaqueado R5, por exemplo, tem área aproximada de 450 metros quadrados e altura de 1,90 metro – volume aproximado de 855 metros cúbicos. Para uma resistência de 50 MPa, nessas condições, seriam consumidos 500 quilos de cimento por metro cúbico”, lembra Araújo.

Os técnicos da Sim previam antecipadamente a necessidade de fazer a concretagem em camadas, mas, mesmo assim, seria necessário resfriar os radiers com gelo, a altos custos (inclusive logísticos). “O volume acumulado dos blocos ultrapassava 1.600 metros cúbicos”, diz Araújo.

Os ensaios de temperatura previam um aquecimento máximo a 70° C, e Marcelo Cândido chegou ao traço ideal pela adição de 12% de sílica ativa, que reduzia em 30% o consumo de cimento. Ficou preestabelecido que a concretagem seria feita por camadas de altura < 45 centímetros, sem a necessidade de resfriamento do concreto. Para o monitoramento do processo, foram instalados termopares posicionados na altura média de cada camada concretada.

Além dos blocos de fundação, a execução de pilares também pôde se beneficiar dos resultados obtidos, e em razão de suas grandes dimensões foram assim monitorados:

Radier estaqueado R5 (Volume = 855 m³) sobre 195 estacas (Ø 60 cm) com 22,6 m de profundidade

Ensaios: economia como resultado
Em toda sua carreira, Mauricio Bianchi conta que participou de diversas ações que se alteraram radicalmente após ensaios. Uma das mais recentes e impactantes é justamente o Cidade Matarazzo. Graças a um ensaio, a Maffei Engenharia alterou a solução prevista, com base em estudos de granulometria e permeabilidade de solo.

O ensaio mostrava paredes-diafragma com tirantes a cada andar de subsolo, para compensar a altura da terra removida, além de um piso de garagem com laje de concreto muito espessa e tirantes, para suportar a pressão gerada pelo lençol freático local. O ensaio permitiu evitar gastos da ordem de R$ 150 milhões, diretamente, e cerca de R$ 200 milhões em custos indiretos.

Com isso, Bianchi afirma que a cidade de São Paulo também ganhou ao deixar de receber 2.600 caminhões que circulariam pela região com o material retirado do solo – a economia ainda gerou um belo crédito de carbono, contribuindo para o controle de emissões de gases poluentes. Além disso, a empresa deixou de gastar com profissionais que estariam envolvidos na atividade – seriam 20 minutos de espera numa fila para cada caminhão descarregar; mais 50 minutos para concluir a tarefa.

Por Alexandra Gonsalez e Giovanny Gerolla

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