Amplamente dominantes no Brasil e no mundo, as estruturas de concreto armado são essenciais para a construção civil, eventualmente surgem avanços e inovações das tecnologias construtivas com concreto armado, uma dessas soluções é o sistema incrivelmente promissor de lajes BubbleDeck.
Contexto Histórico
Por volta de 1980, o engenheiro Jorgen Breuning, incentivado pelo governo Dinamarquês estudava soluções para a criação de lajes flexíveis que tivessem um melhor aproveitamento do concreto, aprimorou o conceito de lajes ocas com a utilização de esferas plásticas no lugar do preenchimento convencional de EPS ou cubetas.
“Em Rotterdam, na Holanda, foi realizada a primeira obra utilizando o sistema construtivo Bubbledeck, o prédio Millennium Tower. Notou-se economia de tempo e custos, assim como redução do pé direito devido à não utilização de vigas, possibilitando a construção de dois andares adicionais em relação ao projeto inicial. Após isso, começaram a surgir outras obras como o Citty Hall and Office na Dinamarca e o Le Coie Hotel no Reino Unido”
(GUEDES; ANDRADE, 2015)
O sistema teve sua primeira obra de grande notoriedade em território brasileiro em 2011, na construção do Centro Administrativo do Distrito Federal, dimensionada com incríveis 160.000 m² de lajes BubbleDeck. Onde situou sua primeira fábrica da América do Sul, localizada em Brasília-DF. Nós do Canteiro de Obras fizemos uma visita exclusiva à fábrica, confira em nosso vídeo no Youtube.
Afinal, o que é BubbleDeck?
A princípio, BubbleDeck são lajes maciças com a utilização de esferas plásticas ocas como preenchimento.O material das esferas pode ser de Polipropileno (PP) ou Polietileno (PEAD), estrutura à qual é armada normalmente com negativos e positivos. Mas porque esse sistema é tão diferente dos demais tipos de lajes com preenchimento?
O sistema convencional de lajes de concreto armado (Maciças) tem como sua maior desvantagem o seu peso próprio. O Concreto Armado possui uma massa específica média de 2.400 kg/m³, quase duas toneladas e meia por metro cúbico o que é extremamente pesado. Entretanto, quanto mais pesada é a estrutura, maiores tem de ser os elementos estruturais, chegando em um ponto que não é mais viável economicamente ter uma estrutura tão grande, esse é o paradoxo da estrutura de concreto armado.
Por outro lado, se o problema é peso a solução é bem simples e conhecida, utilizar preenchimentos nas lajes, cujos pesos são os mais significativos dentre os outros elementos estruturais como pilares e vigas. Lajes nervuradas são conhecidas por utilizar EPS ou Cubetas como preenchimento, reduzindo notavelmente o peso próprio da laje. A laje BubbleDeck detêm o mesmo princípio de redução de peso, entretanto sua genialidade está em sua forma esférica.
A forma esférica permite uma distribuição de tensões extremamente uniforme comparada à forma cúbica das lajes nervuradas comuns, de maneira que o vazio das esferas não compromete a resistência da laje. Isso ocorre porque o concreto contém um desempenho significativo em regiões de compressão e apenas 10% de seu desempenho em regiões tracionadas. Portanto, os preenchimentos são ótimos recursos para economizar concreto onde o mesmo não possui função estrutural: Nas regiões tracionadas e em regiões de linha-neutra.
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Tipos de Lajes BubbleDeck
Módulos
Os módulos são esferas plásticas travadas em treliças metálicas e armações. São posicionados sob o escoramento e o assoalho idêntico ao processo de laje comum.
Ideal para obras de pequeno ou médio porte e obras de difícil acesso.
Painéis Pré-Lajes
O painel consiste em concretar uma camada de 6 cm da parte inferior do módulo. Formando um painel Pré-moldado para ser utilizado como o próprio assoalho.
Ideal para obras que necessitam de grande velocidade e redução da mão de obra.
Ao posicionar o módulo ou o painel, é realizado uma armação complementar, unindo as grandes “placas” de laje umas às outras. Necessitando apenas das formas laterais, seguimos para a etapa da concretagem, muito similar ao processo convencional.
Uma terceira opção são os painéis acabados que são as lajes completamente concretadas, necessitando apenas do içamento e posicionamento do módulo pré-moldado, contudo ainda não são fabricadas no Brasil.
Vantagens
O sistema de BubbleDeck, por ser uma união de vários sistemas construtivos repletos de vantagens, apresenta o baixo peso e grandes vãos das lajes nervuradas, a rapidez dos pré-moldados, a resistência da laje maciça. Essa combinação permite dimensionar projetos com incríveis vãos de até 25 metros.
Esse novo método construtivo trouxe novas opções e inúmeras possibilidades para a construção civil, sendo as suas principais características:
Rapidez
Eliminação de vigas
Redução da quantidade de pilares
Menor volume de concreto e aço utilizado
Layout flexível
Sustentável
Flexibilidade com instalações
Ótimo desempenho térmico e acústico
Estética
O uso de painéis pré-moldados permite que apenas duas pessoas em 5
minutos posicionem uma peça. O que garante uma rapidez incrível de 1500 m² de laje por dia.
Similares às lajes nervuradas, são adotados os sistemas de capitéis, eliminando as vigas e aumentando o pé direito útil do pavimento. Praticamente elimina a utilização de formas, necessitando apenas das formas laterais para a concretagem.
A laje pode receber vãos enormes, mas também necessita de um comprimento mínimo para ser viável economicamente de 7 metros de vão, consequentemente pilares precisam ser retirados. Isso mesmo, Retirados! Algumas obras chegam a ter 50% da quantidade de pilares reduzidos.
A redução significativa de concreto gera valores (aproximados) como:
35% de redução de peso próprio.
Pode reduzir até 95% das formas.
Redução de 67% da quantidade de escoramentos, comparado à métodos convencionais.
Redução de até 40% das armações necessárias.
Redução do dimensionamento das fundações.
Layouts curvos e irregulares são aceitos pelo sistema de BubbleDeck, sendo necessário o uso de painéis pré-moldados. Confeccionados pelo fabricante de acordo com o projeto solicitado pelo calculista.
Menor utilização de matérias primas, dependendo da proporção da obra
pode chegar a economizar centenas de viagens de caminhões. Com menos resíduos gerados pela etapa de lajes, também há uma redução enorme da quantidade de caçambas de entulho. Além do material plástico da esfera ser 100% reciclável.
O sistema aceita perfeitamente a passagem de protensão, tubos e instalações previstos e
não previstos em projeto, além de viabilizar furos após a laje concretada, igualmente uma laje comum maciça.
O desempenho acústico e térmico apresentado pela laje acabada é ótimo, em consequência da inclusão das esferas plásticas ocas na estrutura da laje.
O painel acabado possui um acabamento excelente, podendo ser utilizada como artifício arquitetônico para certos ambientes.
Desvantagens
Por ser uma tecnologia recente, segundo dados da BubbleDeck Brasil indicam que em 2017 havia pouco mais de 400 obras no mundo todo que utilizaram da inovação dinamarquesa. Em vista disso podemos apontar algumas pontos à se atentar.
Em vista da sua baixa utilização quando comparada à lajes maciças comuns, ainda não existem normas no Brasil, tendo de referência apenas a norma desenvolvida pelo Reino Unido e alguns poucos países Europeus como parâmetro. Todavia, segundo estudos realizados na Alemanha, existe uma semelhança enorme entre lajes BubbleDeck e lajes Maciças, o que facilitou grande parte do seu dimensionamento. Para as normas desses países a BubbleDeck também foi classificada como uma laje Maciça e dimensionada como uma, considerando a mesma altura e 90% da rigidez e flexão.
Os painéis pré-lajes por serem pré-moldados, existe a necessidade de guindaste ou grua para a operação pela sua base de concreto aumentar significativamente o peso, o que por outro lado também encarece o sistema quando cogitado em obras de pequeno porte. Mas a própria fábrica disponibiliza essa solução já mencionada anteriormente, a solução de módulos que consiste apenas as esferas plásticas travadas pelas armações formando uma gaiola metálica. Os módulos tem sua característica de serem muito mais leves e fáceis de transportar indicados especialmente para obras de pequenos e médios portes, contudo ainda necessita a presença de assoalho para viabilizar a concretagem do mesmo!
Uma outra desvantagem ainda muito presente no Brasil são os calculistas estruturais que não sabem dimensionar a estrutura com a solução de laje BubbleDeck e acabam sendo resistentes em relação à sua aplicação no projeto. Antecipando esse projeto, a BubbleDeck Brasil vem tentando romper certos paradigmas. A própria fábrica tem sua equipe de calculistas com o propósito de auxiliar e fazer essa simulação e compatibilização do sistema, garantindo a confiabilidade e segurança de um sistema que já foi aplicado em obras de importância gigantesca no Brasil e no mundo.
Dimensionamento de Projeto com BubbleDeck
Norma Utilizada
Não há perdas da capacidade de carga
Necessidade de Capitéis
“A BubbleDeck é dimensionada aplicando as referências normativas da NBR 6118 pela sua semelhança com uma laje maciça. Entretanto deve-se levar em consideração à redução de peso próprio ocasionada pela inclusão das esferas plásticas.“
(ABNT, 2014)
“Freire (2009) apresenta que diversos testes com relação as lajes Bubbledeck que foram realizadas na Dinamarca, Holanda e Alemanha demonstram que esse sistema de lajes possui uma melhor distribuição de tensões quando comparada com outras lajes com vazios. Também, esse sistema apresentou a não ocorrência de perda de capacidade de carga devido às esferas embutidas nas lajes.“
(FREIRE, 2009)
“Segundo o fabricante, o sistema construtivo bubbledeck tem 60% de resistência ao cisalhamento de uma laje maciça. Desse modo, a região em volta dos pilares deve ser considerada maciça e devem ser utilizadas armaduras de cisalhamento para conseguir resistir a esses esforços cortantes”
(LIMA, 2015, p.30)
Fábrica da BubbleDeck Brasil
Processo Construtivo
Fabricação das Esferas
Primeiro de tudo, as esferas são fabricadas com um soprador térmico industrial formando um plástico relativamente resistente.
Soldagem da Gaiola Metálica
Fabricação das telas inferiores e superiores, das treliças internas e das senoides laterais. Unindo as peças e formando uma gaiola metálica.
Inclusão das Esferas
A inclusão das esferas na gaiola metálica e soldagem da tela superior para travar o sistema. Nessa etapa, o Módulo está pronto para ser transportado para a obra. Sua limitação é a necessidade de formas de assoalho.
Montagem das Réguas
A montagem das réguas permite utilizar de toda a mesa, regulando o ajuste das medidas apenas nas réguas, podendo fabricar qualquer formato ou medida de painel pré-laje.
Concretagem dos Painéis
Os painéis são concretados com uma camada de 6 cm de concreto auto-adensável e aditivos. Solucionando o problema da necessidade de assoalho, pois o painel possibilita receber a concretagem na obra além de garantir a aderência na parte superior, e na parte inferior o ótimo acabamento.
Cura e Armazenamento dos Painéis
A cura e o controle tecnológico (rompimento dos corpos de prova) são acompanhados. Após o saque da peça são transportados os painéis pré-laje para o armazenamento, onde permanecem durante 3 dias para serem liberados para a obra.
Logística e Transporte
A logística começa ainda na obra, pois os painéis são posicionados no caminhão na ordem de descarregamento na construção. Ou seja, seguindo uma estratégia e sentido de posicionamento.
Confira o Vídeo da Visita à Fábrica
Processo de Instalação na Obra
Chegada na Obra
Após a chegada na obra, são estacionados os guindastes e caminhões em posições pré-determinadas, para garantir que o raio de alcance do guindaste atenda todo o posicionamento de painéis do dia. Garantindo a maior produtividade possível.
Içamento por Guindaste e Posicionamento de Painel
O guindaste faz o içamento dos painéis e com a ajuda de no mínimo 2 pessoas, para a conferência de esquadro e a colocação dos painéis em cima do escoramento metálico, encaixados uns nos outros.
Armação Complementar
Com os painéis pré-laje posicionados, ainda sim eles estão soltos lateralmente, necessitando por parte da obra de uma armação complementar na ligação entre os painéis.
Imagem: theconstructionindex.co.uk
Armação de Capitéis
A armação dos capitéis é extremamente importante, porque igualmente em uma laje sem a presença de vidas, o esforço de punção (esforços cortantes) é muito elevado, necessitando de um reforço de armação na região dos pilares.
Imagem: Transmaterial.net
Concretagem da Laje
Por fim, a concretagem da laje BubbleDeck. O formato esférico facilita muito o espalhamento do concreto quando vibrado, evitando casos de segregação.
Imagem: Technologyinarchitecture.com
Confia o Vídeo da Montagem na Obra
Custos e Preços
O custo da escolha da sua estrutura com BubbleDeck é um pouco complexo de ser analisado. Diferentemente de uma estrutura convencional de laje maciça, todo o princípio muda quando temos uma laje cerca de 35% mais leve, a eliminação de vigas e a redução da quantidade de pilares são consequências diretas desse peso próprio menor causados pela inserção das esferas plásticas ocas.
Pegando como exemplo um prédio de vários pavimentos, a redução de peso se multiplica pelo número de pavimentos, consequentemente gerando um grande impacto no dimensionamento das fundações. Recebendo menos carga, os blocos e estacas serão menos robustos, apresentando uma economia considerável no preço da estrutura como um todo.
Quando comparada ao processo comum onde são necessários 10 armadores, 12 carpinteiros, 5 ajudantes, todos executando serviços por cerca de 15 dias para a finalização da estrutura de uma laje de 160 m². Em contrapartida no sistema BubbleDeck, a facilidade de posicionamento dos painéis exige uma quantidade consideravelmente menor, de 3 a 5 ajudantes atende perfeitamente a demanda, necessitando de apenas algumas horas para posicionar todos os painéis de laje. Sem considerar a quantidade gigantesca de materiais que foram economizados.
A economia sistêmica gerada pela mudança de um sistema para outro é notável, mas deve-se levar em conta também a necessidade de aluguel de um guindaste ou grua.
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Perguntas Frequentes
A redução do volume de concreto impacta na resistência da laje?
Não, o dimensionamento à flexão pode ser feito como o de uma laje maciça de mesma altura, considerando 90% da rigidez a flexão.
As lajes BubbleDeck são iguais as lajes nervuradas?
Não. A redução de material proveniente das nervuradas, gera uma menor resistência da laje, o que não ocorre na BubbleDeck. Pela sua forma sua esférica, a BubbleDeck possuí uma distribuição de tensões espetacular comparada à nervurada, o que contribui para a redução de material não impactar na resistência.
Qual norma devo utilizar para o calculo da laje?
A norma recomendada pela própria ABNT é utilizar a NBR 6118 e considerar a laje BubbleDeck como maciça, entretanto aplicando algumas reduções de peso no dimensionamento.
Quero construir com BubbleDeck, como faço para calcular a estrutura com esse tipo de laje?
Contate a BubbleDeck Brasil que eles te darão todo o apoio para o dimensionamento da sua laje.
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Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118 – Projeto de
estruturas de concreto – Procedimentos. Brasil, 2014, 238 p.
BUBBLEDECK AU. Specifications. Disponível em:<http://www.bubbledeck.com.au/specifications>. Acesso em 07, Fev, 2020.
FREIRE, Tamara Carvalho. Estudo comparativo para lajes cogumelo utilizando as tecnologias “bubbledeck” e atex. 2009. 52f.Trabalho de Conclusão de Curso. (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, 2009.
GUEDES, N. D.; ANDRADE, R. L. Avaliação de desempenho de estruturas
utilizando lajes do tipo bubbledeck. 2015. 106f. Trabalho de Conclusão de Curso. (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade de Brasília, Brasília, DF, 2015.
LIMA, Henrique Jorge Nery. Análise experimental da punção de lajes lisas tipo bubbledeck. 2015. 133f. Dissertação de Mestrado em Estruturas e Construção Civil – Universidade de Brasília, Brasília, DF, 2015.
TESSARI, FABIANA. ANÁLISE ENTRE O SISTEMA DE LAJE BUBBLEDECK E LAJE NERVURADA EM UM EDIFÍCIO COM GRANDES VÃOS, COMPARANDO ASPECTOS TÉCNICOS E DE CUSTOS. 2019. TCC (Área do Conhecimento das Ciências Exatas e Engenharias) – Universidade Caxias do Sul, CAXIAS DO SUL, 2019. Disponível em: https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/handle/11338/6255/TCC%20Fabiana%20Tessari.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 5 fev. 2021.
SILVA , Yuri Mariano de Oliveira. ESTUDO COMPARATIVO ENTRE LAJES “BUBBLEDECK” E LAJES LISAS. 2011. Projeto de Graduação (Engenharia Civil da Escola Politécnica) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro – RJ – Brasil, 2011. Disponível em: http://www.monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10006941.pdf. Acesso em: 5 fev. 2021.
SILVA, Isabela Mendes da. ESTUDO COMPARATIVO DA LAJE BUBBLEDECK COM A LAJE MACIÇA E NERVURADA. 2018. Projeto de Graduação (Bacharel(a) em Engenharia Civil) – UNICESUMAR – Centro Universitário de Maringá, MARINGÁ– PR, 2018. Disponível em: http://rdu.unicesumar.edu.br/bitstream/123456789/755/1/Trabalho%20de%20conclusão%20de%20curso%20-%20TCC.%20Arquivo%20completo%20do%20artigo%20em%20PDF.pdf. Acesso em: 5 fev. 2021.
