A estrutura em aço enformado a frio é um sistema de construção que transforma chapas finas de aço em elementos estruturais, sem recorrer ao calor. Neste artigo, analisamos este sistema sob duas perspetivas:
- O que é uma estrutura em aço enformado a frio?
- Como é utilizada na construção?
O que é uma estrutura em aço enformado a frio?
As estruturas em aço enformado a frio utilizam chapas finas de aço estrutural para criar montantes de parede, vigas de piso, treliças de cobertura e outros elementos de um sistema de estrutura metálica.
Terminologia e designações comuns
As estruturas em aço enformado a frio são conhecidas por várias designações no setor, cada uma destacando uma característica específica do aço. Os termos mais comuns incluem:
- Aço enformado a frio (CFS)
- Aço de baixa espessura
- Estruturas em aço de baixa espessura (LGS)
- Estruturas com montantes metálicos
A expressão “aço de baixa espessura“ realça a pequena espessura do material. Para estruturas, as espessuras variam frequentemente entre os calibres 20 e 10, embora os calibres mais leves sejam utilizados em paredes sem função estrutural.
Fabrico de elementos estruturais em aço enformado a frio (CFS)
A produção de estruturas em aço enformado a frio começa com aço estrutural fabricado em grandes siderurgias e termina com elementos finos, conformados e cortados à medida. Cada etapa — produção do aço, perfilagem por rolos, revestimento e controlo de qualidade — afeta a resistência, a resistência à corrosão e o ajuste em obra.
Produção do aço e perfilagem por rolos
O aço começa o seu percurso num forno, onde é fundido e moldado em placas. Em seguida, a siderurgia lamina-o em chapas finas e enrola-as em bobinas de aço para transporte até às instalações de perfilagem.
Ao contrário do aço laminado a quente, que é tratado a altas temperaturas, o aço enformado a frio é produzido à temperatura ambiente ou perto dela. Os fabricantes introduzem cada bobina numa perfiladora avançada. A máquina utiliza uma série de rolos para dobrar progressivamente o aço, em pequenas etapas, até obter a forma final.
Após a conformação, a máquina corta os elementos em comprimentos precisos, através de um sistema automatizado que controla a velocidade, a perfuração e a etiquetagem de acordo com os desenhos do projeto.
Galvanização e revestimento para resistência à corrosão
A galvanização é um tratamento comum para proteger o aço enformado a frio contra a ferrugem. As siderurgias revestem as chapas de aço com uma camada de zinco antes da etapa de perfilagem.
Este revestimento de zinco protege o metal de base de duas formas:
- Cria uma barreira física contra a humidade e o ar.
- Proporciona proteção sacrificial se a superfície for riscada.
As espessuras de revestimento habituais cumprem os códigos de construção e as normas do setor para sistemas de paredes interiores e exteriores. Em ambientes mais agressivos, os fabricantes podem aplicar camadas de zinco mais espessas ou revestimentos especiais.
Como o revestimento é aplicado antes da conformação, os montantes e as guias acabados têm uma proteção uniforme em todas as superfícies.
Componentes e perfis principais
As estruturas em aço enformado a frio utilizam um conjunto de formas padronizadas que, em conjunto com elementos de fixação, permitem construir paredes, pisos e coberturas. Cada perfil tem uma função bem definida, desde os elementos de suporte vertical até aos contraventamentos, travamentos e ligações.
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Componente
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Forma do perfil
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Função principal
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Principais detalhes de instalação
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Montantes C
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Forma de C (alma, duas abas e lábios de reforço)
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Elementos verticais principais de suporte de carga em sistemas de paredes.
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Instalados com espaçamento regular (por exemplo, 16 ou 24 polegadas entre centros), tanto em divisórias estruturais como não estruturais.
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Guias
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Forma de U
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Funcionam como perfis horizontais superiores e inferiores da estrutura da parede.
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Fixadas firmemente aos pisos e tetos para manter os extremos dos montantes verticais no lugar.
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Vigas de piso
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Forma de C
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Elementos horizontais de suporte de carga para sistemas de pavimento.
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Suportam o revestimento do piso e transferem as cargas para as paredes ou vigas principais.
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Perfil cartola
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Forma de cartola (aba superior com duas pernas verticais)
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Criar uma subestrutura nas paredes, nivelar superfícies irregulares e formar cavidades para instalações.
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Utilizado normalmente para suportar acabamentos interiores, como placas de gesso cartonado, ou revestimentos exteriores.
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Perfil U
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Forma de U
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Funciona como bloqueio secundário ou contraventamento no interior da estrutura.
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Instalado horizontalmente entre montantes ou vigas para controlar a rotação e aumentar a rigidez geral da parede.
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Canais laminados a frio
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Canal
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Proporcionam travamento entre elementos da estrutura.
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Enfiados nas aberturas pré-perfuradas das almas de montantes e vigas para unir o sistema e distribuir as cargas uniformemente.
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Vantagens estruturais e desempenho
As estruturas em aço enformado a frio oferecem um elevado desempenho estrutural, com baixo peso e tolerâncias reduzidas. Resistem à humidade, aos insetos e ao fogo, e têm um bom desempenho tanto em paredes estruturais como não estruturais.
Relação resistência/peso e estabilidade dimensional
O aço enformado a frio oferece uma elevada relação resistência/peso porque a conformação a frio aumenta a tensão de cedência nas zonas conformadas através do encruamento. As dobras e os lábios dos componentes acabados funcionam como reforços, resistindo à flexão e à encurvadura.
Estes montantes de aço são suficientemente leves para serem levantados e posicionados manualmente, mas a estrutura pode suportar cargas de vários pisos quando corretamente dimensionada.
A estabilidade dimensional também a distingue, uma vez que o aço não encolhe, dilata, torce nem empena com as variações de humidade. Em contrapartida, a madeira utilizada na construção tradicional é afetada pelas térmitas e pelos níveis de humidade.
Esta estabilidade melhora o desempenho estrutural ao longo do tempo. As paredes mantêm-se aprumadas, há menos fissuras nas placas de gesso cartonado, os acabamentos permanecem alinhados e as estruturas têm um melhor desempenho perante fenómenos naturais, como sismos e tornados.
Resistência à corrosão e sistemas com classificação de resistência ao fogo
A maioria dos elementos em aço enformado a frio inclui um revestimento de zinco ou de zinco-alumínio. Este revestimento proporciona resistência à corrosão ao proteger o aço de base da humidade e do ar.
Se a superfície for riscada, a camada de zinco corrói-se primeiro, protegendo o aço subjacente. Esta característica é importante em zonas costeiras, climas húmidos e edifícios com salas de máquinas.
O aço também é incombustível. Estas características permitem criar sistemas fiáveis com classificação de resistência ao fogo. Os projetistas podem combinar estruturas metálicas com placas de gesso cartonado e isolamento com classificação de resistência ao fogo para cumprir os requisitos específicos da regulamentação de construção.
Como o comportamento do aço sob a ação do calor está bem estudado, os engenheiros podem modelar o desempenho em caso de incêndio com base em dados conhecidos. Esta previsibilidade permite conceber projetos mais seguros para edifícios multifamiliares, comerciais e institucionais.
Suporte de cargas e considerações de projeto
O aço enformado a frio pode ser utilizado apenas na estrutura de divisões interiores (sem função estrutural) ou para suportar o peso efetivo da construção (com função estrutural).
Numa estrutura com função de suporte, os montantes de aço funcionam como o esqueleto do edifício. A sua função principal é transmitir em segurança o peso elevado da cobertura e dos pisos diretamente para a fundação de betão.
Devido à pequena espessura do aço de baixa espessura, os engenheiros têm de cumprir normas como a AISI S100 e normas de projeto específicas, para garantir que o metal não colapsa sob o peso do edifício.
As aplicações estruturais e não estruturais oferecem grande versatilidade e permitem construir toda a estrutura de um edifício em aço enformado a frio.
Durabilidade a longo prazo e custos do ciclo de vida
Todas as vantagens e características abordadas neste capítulo contribuem, direta ou indiretamente, para a durabilidade e a redução dos custos das estruturas em aço enformado a frio.
Como as estruturas metálicas mantêm a forma e a resistência ao longo de décadas, os proprietários gastam muitas vezes menos em reparações relacionadas com movimentos, danos causados pela humidade ou pragas. A possibilidade de reciclagem também acrescenta valor no fim da vida útil do edifício, podendo reduzir os resíduos e os custos de eliminação.
Aplicações na construção moderna
Construção residencial e comercial
As estruturas em aço enformado a frio desempenham um papel importante na construção residencial. Os construtores utilizam CFS em divisórias interiores, paredes exteriores, vigas de piso e treliças de cobertura em habitações unifamiliares e multifamiliares.
Na construção comercial, os empreiteiros utilizam CFS em escritórios, espaços comerciais, escolas e unidades de saúde. É uma solução adequada para:
- Divisórias interiores não estruturais
- Paredes exteriores estruturais
- Sistemas de estruturação de pisos e coberturas
O baixo peso reduz as cargas sobre as fundações, o que pode diminuir as exigências estruturais em alguns projetos. As equipas também montam rapidamente os montantes de aço com ferramentas convencionais, reduzindo o tempo de instalação em projetos comerciais, nos quais uma maior eficiência representa uma vantagem competitiva.
Edifícios de média altura e projetos de construção modular
Este sistema também é adequado para muitos projetos de construção de edifícios de média altura, normalmente com 4 a 10 pisos, como edifícios de apartamentos de média altura, hotéis e residências para estudantes e trabalhadores. A relação resistência/peso do material permite construir paredes mais altas sem o peso do betão ou da alvenaria. Isto pode simplificar o transporte e a elevação em estaleiros urbanos com espaço limitado.
Na construção modular, os fabricantes constroem módulos volumétricos numa fábrica, utilizando estruturas de aço enformado a frio (CFS). Em seguida, transportam estes módulos para o local da obra, onde são montados.
As aplicações mais comuns em projetos modulares com CFS incluem:
- Apartamentos em edifícios de vários pisos
- Quartos de hotel
- Residências universitárias e alojamento para trabalhadores
Painelização, pré-fabricação e construção fora do local
As estruturas de aço enformado a frio são ideais para a painelização e a pré-fabricação. Os fabricantes montam painéis de parede, cassetes de pavimento e secções de cobertura num ambiente controlado. Depois, entregam estes componentes na obra para uma instalação rápida.
Os sistemas de CFS em painéis incluem frequentemente:
| Componente | Utilização típica |
|---|---|
| Painéis de parede | Paredes resistentes e não resistentes |
| Cassetes de pavimento | Sistemas de pavimentos para edifícios de vários pisos |
| Asnas ou painéis de cobertura | Estruturas de cobertura inclinadas ou planas |
Esta abordagem reduz os cortes no local e o desperdício de materiais. Também limita os atrasos causados pelas condições meteorológicas, uma vez que grande parte da estrutura é montada em espaços interiores.
Na construção fora do local, as equipas coordenam antecipadamente a conceção, a engenharia e o fabrico. Os modelos digitais orientam as máquinas de perfilagem, que produzem montantes e guias com os comprimentos exatos. Este processo permite obter resultados consistentes em grandes projetos de CFS, incluindo escolas, clínicas e edifícios de uso misto.
Normas da indústria, sustentabilidade e associações
As estruturas de aço enformado a frio cumprem rigorosos regulamentos de construção e normas de conceção. As associações do setor também apoiam os objetivos de construção sustentável e fornecem orientação técnica a engenheiros, construtores e responsáveis pela aplicação dos regulamentos.
- Certificações de qualidade e segurança: O fabrico e a execução de estruturas CFS cumprem rigorosas normas internacionais. Entre estas incluem-se a ISO 9001 (Gestão da Qualidade), a ISO 45001 (Saúde e Segurança no Trabalho), as avaliações ICC-ES para conformidade com os regulamentos de construção e as marcações europeias CE e EN 1090.
- Quadros de sustentabilidade: A responsabilidade ambiental é formalizada através da ISO 14001 (Gestão Ambiental) e de várias certificações de classificação de produtos Green Building Materials, que asseguram práticas sustentáveis de conceção, fabrico e gestão do ciclo de vida.
- Associações internacionais do setor: Uma rede mundial de associações comerciais promove o crescimento do mercado de CFS, desenvolve normas técnicas e proporciona formação. Entre as principais organizações contam-se a SFIA (Estados Unidos), a MASFA (Estados Unidos, região Mid-Atlantic), a NASH (Austrália e Nova Zelândia) e a SASFA (África Austral).
Sistema de estruturas em aço enformado a frio: um futuro promissor para a construção
As estruturas de aço enformado a frio (CFS) estão a ganhar popularidade na construção por serem resistentes, leves e rápidas de instalar — características ideais para responder à atual escassez de mão de obra e aos prazos apertados.
A tecnologia está a impulsionar este crescimento. Os fabricantes utilizam agora ferramentas avançadas para produzir elementos de aço precisos, perfeitamente compatíveis com os projetos digitais dos edifícios, reduzindo os erros e acelerando os trabalhos.
O setor está também a apostar em:
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Maior segurança e resistência ao fogo
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Materiais mais resistentes
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Mais painéis pré-fabricados
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Dados de sustentabilidade mais claros
Com o forte apoio do setor e a melhoria contínua, as estruturas de aço enformado a frio estão bem posicionadas para responder ao futuro da construção. Na Deepblue Smarthouse, temos o dever de lhe proporcionar as melhores soluções.
