A construção modular baseia – se nos conceitos da coordenação modular e de metodologias de produção racionalizadas e industriais que surgiram com a Revolução Industrial no século XIX. Possui como pilar a ideia do módulo ou "medida-base", caracterizando-se pela normalização dimensional, repetição de padronização de processos e materiais através da pré-fabricação para obterem um produto final diferenciado da construção tradicional.
Alguns autores afirmam que o conceito de módulo já era utilizado nas construções antigas como nas pirâmides do Egito, Grécia e nas construções japonesas (Filho, 2007); (Bregatto,2008). Com a revolução industrial, as novas edificações como galpões industriais e portos exigiram a utilização de outros materiais como aço e o vidro. Já na segunda metade do século XX, surgiram projetos aderindo o conceito de expansão de espaço. Adotou-se o sistema de adição e acoplamento de elementos volumétricos (Castelo, 2008), trazendo ao sistema modular, inovação, metodologia e normas de utilização que agregaram novos princípios e métodos de construção industrial à construção civil.
Figura 1: Projeto modular Mehta
Segundo Smith (2010) e Patinha (2011), o sistema modular possibilita:
Produção seriada de componentes construtivos e, por fim, das habitações, gerando benefícios inerentes à fabricação como: economia de tempo do ciclo produtivo, maior controle de qualidade dos elementos e menor quantidade de resíduos gerados;
Melhora nas condições de trabalho dos colaboradores devido ao maior controle de segurança trabalhista (similar ao de fábricas) e menor exposição à intempéries;
Divisão dos elementos a fim de facilitar seu transporte para qualquer local;
Racionalização de custos nos elementos e no sistema construtivo em geral;
Construção através de montagem fácil e previsível que variam desde sistemas altamente pré-fabricados em que somente há o trabalho de transporte dos módulos para o local da obra, até sistemas mais simples como os de construção a seco, montado in loco por encaixes sucessivos.
A construção modular diferencia-se da tradicional por estas características racionalizadas e industriais já na fase de concepção do projeto, queusa elementos predefinidos, padronizados e modulados, podendo ser realizada com três tipos de materiais: aço, madeira e concreto.
O aço é usado largamente na construção modular pela sua resistência e a velocidade de execução que proporciona, sendo na maioria das vezes o material mais econômico e eficiente para o uso em estruturas com grandes vãos, grandes alturas ou de formatos únicos. Além disso, são dimensionalmente mais precisos, podem ser montados com parafusos ou soldas. Na construção modular geralmente são fornecidos como componentes estruturais (vigas e pilares): perfis de aço galvanizado laminadas a frio, conforme Smith (2010) e Lawson et al (2014).
As características e facilidades de manuseio e manutenção do aço galvanizado trazem um processo inovador para a construção civil e uma das melhores opções para o sistema modular com uma obra a seco conhecida internacionalmente como Steel Frame. Essa tecnologia é formada por um "esqueleto estrutural" autoportante composto por painéis, vigas, tesouras de telhado e outros elementos em aço galvanizado. Os perfis utilizados devem ter galvanização mínima de Z-275, projetados para suportar placas próprias de revestimento e todas as cargas da edificação, que conforme legislação pertinente, podem ter até 5 pavimentos.
Figura 2: Esqueleto Estrutural
Sobre o esqueleto estrutural são fixadas placas de fechamento internas e externas, isolamentos termo –acústicos e barreiras, gerando uma construção com aspecto final semelhante ao da construção convencional e com qualidade superior.
Confira abaixo alguns detalhes do processo construtivo:
Paredes: Aplica-seuma base protetora que garante a impermeabilização e a ventilação, permitindo a saída de umidade interna e protegendo contra a umidade externa.
Revestimentos: Chapas de gesso acartonado e placas cimentícias são os materiais mais utilizados nos fechamentos internos. Para áreas internas podem ser instalados em áreas secas ou úmidas, servem para fazer a compartimentação e separação dos espaços internos nas edificações.Para a área externa, os materiais que se sobrepõem são devidamente selecionados com o objetivo de promover o isolamento térmico, agregando características mecânicas e hidrofugantes. No Brasil, as camadas são compostas, em geral, por placa cimentícia ou OSB combinadas com barreira impermeável (não-tecido), tela de fibra de vidro, EPS e argamassa colante.
Figura 3: Placa cimentícia detalhada (de Lima, 2013)
Lajes de pisos: A laje pode ser do tipo seca – executada com a aplicação diretamente sobre o vigamento metálico, garantindo a resistência e permitindo a aplicação de diversos revestimentos como carpete, pisos vinílicos, laminados de madeira, assoalhos, tábuas corridas entre outros; ou mista – coloca-se um contrapiso de 3 a 4 cm de argamassa sobre as chapas, reforçado com fibras de aço ou fibras de Polipropileno. Sobre as fibras é possível aplicar diversos revestimentos, tais como: como carpetes, pisos vinílicos, laminados de madeira, assoalhos, tábuas corridas, cerâmica, porcelanato e outros.
Coberturas e telhados: Difere-se pouco das construções tradicionais, podendo usar o próprio topo do módulo como cobertura ou o uso de terças e tesouras e coberturas metálicas. As placas em conjunto com os perfis asseguram a resistência à ação de ventos e melhoram o conforto térmico e acústico das edificações. Em projetos nos quais é necessário um melhor desempenho térmico, recomenda-se utilizar painel OSB revestido com foil de alumínio, que reflete até 97% da radiação solar.
Instalações elétricas e hidráulicas: Seguem os mesmos princípios das construções convencionais, a grande vantagem é a facilidade das instalações visto a existência de vazio interno nas paredes e forros e a presença de furos nos montantes, é possível uma execução rápida e sem "quebra-quebra".
Esquadrias: São feitas de forma semelhante à convencional, podendo ser executadas com espuma de poliuretano ou com parafusos para a instalação de portas e janelas.
Isolamentos: O desempenho térmico e acústico das construções em Steel Frame são um dos benefícios mais vantajosos desse modelo. As mantas de lã de vidro ou de poliéster, feitas em material poroso com alta capacidade de absorção de som e calor instaladas no interior das paredes e no forro de toda a edificação, são as grandes responsáveis pelo conforto e qualidade ambiental superiores.
Concomitante à fabricação das estruturas, componentes, instalações e design deinteriores podem ser feitos os serviços de movimentação de terra e fundação, conferindo produtividade e economia de tempo. Geralmente, utilizam-se as fundações rasas como radier, sapatas corridas, vigas baldrames e estacas,devido ao peso da estrutura ser menor quando comparado à construção tradicional.
Lawson et al. (2014) ressalta é que deve-se proteger tanto as fundações, quanto o nível térreo contra umidade como é feito nas edificações de alvenaria. Assim, recomenda – se o uso de nível elevado (chamado "DPC level " – damping proof course level) em 150 mm no mínimo do nível do terreno e a impermeabilização dessas estruturas, formando uma barreira contra a umidade, além de fornecer um espaço de ar ventilado (pode – se usar ventilação forçada), a fim de fornecer melhor isolamento térmico.
Figura 4: Fundação do tipo radier (adaptado de blog aceroempreiteiraemaco)
Por ser uma construção industrializada, o sistema modular possibilita uma obra a seco com rapidez de execução e economia de recursos naturais, garantindo a sustentabilidade do processo construtivo. Além disso, construir modularmente apresenta inúmeras outras vantagens:
Construção sustentável e obra limpa com utilização de material reciclável, baixo volume de resíduos, e redução na emissão de CO2 durante o processo construtivo.
Facilidade de instalação elétrica e hidráulica;
Possibilidade de conjugação com outros módulos.
Versatilidade, com diferentes e arrojados projetos arquitetônicos;
Mão de obra qualificada e especializada;
Planejamento logístico, financeiro (fidelidade orçamentária) e maior precisão construtiva;
Maior conforto acústico e térmico;
Durabilidade dos materiais utilizados e fácil conservação; etc.
Da concepção até a pós-ocupação da obra, todo o sistema construtivo deve ter um desempenho aceitável para usuários garantindo as normas de acessibilidade, atentando à durabilidade, impacto ambiental, conforto térmico e acústico, estanqueidade da água de chuva, permeabilidade ao vapor e outros. Para isso, a inovação modular integra tecnologia, resistência, sustentabilidade, durabilidade e agilidade, sendo uma excelente opção para execução de residências, escolas, hospitais, escritórios, lojas ou qualquer outro tipo de instalação, permitindo inúmeras soluções arquitetônicas e várias opções em termos de funcionalidade, conforto e qualidade.
As casas em steel frame são mais do que inovações e opções do mercado, são realidades de um mundo mais moderno e sustentável. Com todos os benefícios e facilidades demonstrados pela tecnologia das construções modulares, construir ficou muito mais interessante. Confira abaixo alguns exemplares e dê espaço à imaginação na sua próxima construção.
Figura 6: Casas modulares de campo ( Blog: casa de madeira)
Figura 7: Casas modulares de praia
Figura 8: Casas modulares cidade
BASTOS RAPHAEL DE C. S. C. , Da Coordenação modular à Construção modular: Estudo de caso, Guaratinguetá/SP -2015.
Blog:http://aceroempreiteiraemaco.blogspot.com.br/2013/11/steel-frame-e-habitacao-social-o-portal.html
Blog: http://casademadeira.org/casas-modulares-vantagen...
BREGATTO, Paulo Ricardo – Coordenação Modular – Parte 1. [Consult. Outubro,2012]. Disponível em: http://bregatto.blogspot.pt/2008/09/coordenao-mod...
CASTELO, J. L. D. C. – Desenvolvimento de modelo conceptual de sistema construtivo industrializado leve destinado a realização de edifícios metálicos, Porto: Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2008. Dissertação de Mestrado.
FILHO, I. C. S. – A Coordenação modular como uma ferramenta no processo projetual, Brasil: Universidade Luterana do Brasil, Rio Grande do Sul, 2007. Dissertação de Mestrado.
FREITAS, F. M. C. Construção modular Sustentável – Proposta de um projeto tipo – Instituto politécnico de Viana do Castelo,2014 – Mestrado de Construções Civis – Ramo Ambiental
LAWSON, M, OGDEN, R.,GOODIER, C . Design in Modular Construction. CRC Press. Boca Raton, 2014.
PATINHA, S. M . Construção Modular – Desenvolvimento da Ideia: Casa Numa Caixa. Dissertação de Mestrado. Universidade de Aveiro. Aveiro, Portugal, 2011.