ABCEM – Sala Vip – Eng Carlos Freire

Carlos Freire: bons projetos explorando bem a fabricação em CNC lembram as obras rebitadas da revolução industrial

Engenheiro civil Carlos Alberto Freire de Andrade
Lopes, ou apenas Carlos Freire, como é conhecido, é uma autoridade quando o assunto é estrutura metálica. Formado em 1980 pela Escola de Engenharia Mauá e diretor técnico do escritório que carrega o seu nome, possui mais de três décadas de experiência no segmento. No decorrer da carreira desenvolveu know how em nichos específicos da construção em aço, como projetos de helipontos, edifícios para empresas petroquímicas, além de atuar
no desenvolvimento de projetos de recuperação estrutural.
Porém, mais do que isso, se tornou um especialista em CNC (sigla para controle numérico por computador). Trata-se de um sistema de fabricação de estruturas metálicas a partir de arquivos enviados por um software de modelagem 3D, que contém todas as informações relacionadas à estrutura. Utilizada há mais de 20 anos em países europeus e também nos Estados Unidos e no Japão, a tecnologia ainda é recente no Brasil, e, segundo o engenheiro, pode impulsionar ainda mais o uso de sistemas construtivos industrializados no mercado brasileiro, ainda definido por soluções artesanais. Freire, associado da ABCEM desde
2002, durante a entrevista para a Revista Construção
Metálica, falou sobre sua experiência com o CNC e as vantagens deste processo
em relação aos métodos convencionais.
Confira a seguir:

Desde quando o seu escritório utiliza o CNC nos projetos?

Carlos Freire – Começamos a utilizar em 2002. Em alguns países europeus, nos Estados Unidos e no Japão o processo de fabricação automatizada de estruturas metálicas por CNC é empregado desde a década de 1990. Conheci o processo ao visitar empresas na Europa.
Na ocasião, adquiri um software finlandês de modelagem 3D com resultados de arquivos para operação em CNC.

Qual foi o primeiro projeto que você utilizou esse tipo de tecnologia?

Freire – A primeira obra foi o heliponto do Hospital Paulistano, em São Paulo,
em 2003. Ele é todo em estrutura metálica, parafusado e totalmente projetado e produzido com o uso de CNC.

Como foi utilizar um sistema ainda novo no país?

Freire – Em 2002 tínhamos muita dificuldade em manipular o programa de modelagem porque não existia outro usuário no Brasil. Na época, delegamos a um único profissional do escritório a missão de utilizar o software. À medida que surgiam dúvidas, recorríamos ao fabricante na Europa.
O problema é que a empresa conhecia o software, mas não o sistema construtivo em aço. Hoje, com a disseminação da tecnologia é mais fácil a troca de ideias. Sem contar que o treinamento e a aprendizagem tornaram-se mais fáceis à medida que outros profissionais se especializaram.

Pode-se dizer então que a tecnologia foi incorporada pela maioria dos escritórios brasileiros?

Freire – Aos poucos, o sistema está sendo disseminado aqui no Brasil. Temos, de fato, pleno conhecimento da tecnologia, embora exista uma quantidade pequena de profissionais que trabalhem com ela. Porém, trata-se de pessoas muito qualificadas e realmente aptas a fazer o que se faz globalmente.

Como o CNC pode ser definido dentro do processo de fabricação da estrutura metálica?

Freire – O CNC é uma parte do processo de produção da estrutura metálica. Existem algumas etapas anteriores, como o cálculo e o planejamento da estrutura.
Nesta última, a obra é detalhada peça a peça, por meio de um software de modelagem com posição das perfurações, bem como das medidas exatas das peças.
Nessa etapa são geradas as informações necessárias para que a máquina de CNC trabalhe. Logo, a operação em CNC pode ser feita de duas maneiras. Desenha-se a peça que se quer produzir e uma máquina é programada para executar o que está no desenho. Mas já tivemos avanços. Atualmente, o próprio programa é utilizado para realizar o detalhamento da estrutura, criando um arquivo no formato do processamento usado nos equipamentos CNC. Esse arquivo vai diretamente para a máquina que executa o serviço.

Quais são as vantagens em relação ao sistema convencional?

Freire – Quando se emprega alta tecnologia, muitos valores passam a ser agregados. Uma vantagem está diretamente relacionada ao custo. Uma estrutura projetada e fabricada por CNC chega a custar 20% a menos do que a produzida de forma convencional, uma vez que as chances de erros são praticamente nulas. O software possibilita o dimensionamento exato de cada peça e também de todas as ligações. Todo o detalhamento é enviado para o computador, que realiza o trabalho em um sistema fechado em 3D. Outra vantagem é que ainda é possível dar nome às peças, facilitando a montagem, então realizada de maneira sequenciada em função das identificações feitas. O mais interessante é que o sistema permite a criação de uma maquete eletrônica da obra. Quando os arquivos das peças que compõem essa maquete eletrônica são gerados, a máquina corta e perfura exatamente conforme o modelo determinado pelo sistema. Além de qualidade, o processo imprime velocidade na execução do projeto.

Aos poucos, o sistema está sendo disseminado aqui no Brasil. Temos, de fato, pleno conhecimento da tecnologia, embora exista uma quantidade pequena de profissionais que trabalhem com ela.

Os elementos a serem montados não têm peças soldadas. O objetivo é usar o CNC para evitar soldas, inclusive, de fabricação
Obra acabada
O modelo (acima) representa a maquete em escala 1:1 e é praticamente idêntico à obra acabada (ao lado)

Como é a oferta de softwares atualmente?

Freire – Hoje o mercado dispõe de cinco ou seis softwares de modelagem 3D de fabricantes de origens diferentes.
Cada programa desses tem um preço e uma determinada eficiência, mas todos conseguem trabalhar com o cálculo, o detalhamento e a geração dos arquivos em CNC. Existem diferenças entre eles, porém, são todos muito eficientes.

Com quantos deles você trabalha no escritório?

Freire – Atualmente temos três softwares de modelagem aqui no escritório. Apesar de diferentes, todos geram arquivos de CNC. Normalmente usamos o programa que o cliente tem. Ao realizar uma obra, instalamos o software no computador e carregamos a estrutura que será montada.
Como se trata de um programa inteligente, basta abrir o modelo 3D e clicar sobre uma determinada peça que ele automaticamente mostra o nome do componente e onde ele deve ser instalado.

Existem diferenças de qualidade entre os softwares?

Freire – A diferença entre um programa e outro é que alguns possuem recursos a mais. O que possibilita que alguns desenhos sejam feitos com maior facilidade e velocidade, utilizando recursos que talvez outros não tenham, principalmente em relação ao detalhamento das ligações das peças. Porém, em obras mais convencionais, como edifícios corporativos com estruturas inteiramente em aço, por exemplo, o mais simples consegue atender.

Alguma tipologia de obra exige mais recursos desses programas?

Freire – No setor petroquímico, por exemplo, que denominamos de edifícios de processos. Além da estrutura metálica, é preciso considerar o tipo de tubulação que transporta os elementos químicos no prédio e os vários equipamentos necessários, de maneira que tais informações acabam por interferir no projeto. Neste caso, a base ou piso das estruturas metálicas tem de receber perfurações exatas
para a fixação em pontos pré-determinados.
Eu diria que nesse tipo de obra só é possível se obter qualidade por meio de processos com modelagem 3D, uma vez que todas as informações serão inseridas no CNC. Aliás, ao longo destes 30 anos de experiência com estruturas metálicas, encontrei muitos problemas na fabricação e montagem desse tipo de edifício.
Em geral, isso acontece com construções mais complexas, quando o partido arquitetônico é repleto de curvas. Na Europa, existe uma tendência de projetos executados com estrutura em aço, com essa característica de arquitetura mais fluida e repleta de traços orgânicos. Em construções olímpicas temos muitos projetos assim. Nessa tipologia, as peças são bem
complicadas de se executar, exigindo mais recursos do programa. Os estádios vistos nos Jogos Olímpicos de 2008, na China, são um exemplo.

Qual o projeto mais significativo que você já executou com o uso do CNC?

Freire – Foi uma fábrica inteira do Grupo Ultra no polo petroquímico de Camaçari (BA). São vários edifícios de processos, todos produzidos em 3D e processados em CNC.

O que o sistema em CNC representa hoje para a construção em aço?

Freire – Eu acho fundamental associar não só o CNC, mas toda a modelagem 3D à construção metálica. A tecnologia garante qualidade, precisão, flexibilidade nas formas, além de significativa redução de custos ao projeto como um todo. Costumo dizer que o método descaracteriza o conceito de fábrica de estrutura metálica, criando o de centro de processamento em aço.

Qual a diferença básica entre os dois?

Freire – Em alguns países, particularmente nos Estados Unidos, existem várias empresas que se auto-intitulam steel center, que significa centro de processamento em aço. Isso é muito comum no mercado americano. As construtoras podem escolher entre quatro ou cinco steel centers para fabricar as vigas e entregar direto na obra. Ocorre até de várias trabalharem em um mesmo projeto. Nós tivemos alguns modelos assim no Brasil, mas sem sucesso. Isso mudaria o conceito de fabricante de estrutura em aço no país. Lá quem faz a obra é a construtora, e não quem produz a estrutura  metálica. Aqui, muitas vezes, os fabricantes são responsáveis até pelo projeto. Acho que eles ficariam até felizes se funcionassem como um steel center. O fabricante não tem que ter responsabilidades de engenharia, pois isso recai sobre os projetistas. Ele tem que recortar e perfurar o aço, o que representaria um grande negócio para os produtores de estrutura.

Existe algum tipo de restrição para o uso do CNC na fabricação de estruturas metálicas? Ou seja, alguma tipologia de obra o qual ele não seja indicado?

Freire – O CNC funciona bem para a produção de vigas do tipo I, H e cantoneira.
Em uma estrutura treliçada, por exemplo, ele não se aplica tão bem. A menos que se utilize uma máquina para fabricação de treliça em CNC, o que é pouco comum no Brasil. Outra questão importante é que essa tecnologia é mais indicada à construção da estrutura metálica com parafusos.
O que não significa que não exista solda no CNC, até pode ser utilizada num sistema automático, mas a resposta nem sempre é eficiente. Os projetos mais recentes que temos executado lembram as estruturas de rebite, comuns às peças fabricadas durante a revolução industrial inglesa,
completamente sem soldas. Trata-se de obras com montagem 100% parafusadas, com galvanização a fogo. Isso é possível graças ao CNC, que possibilita um corte preciso. A ideia é eliminar o trabalho artesanal, isto é, produzir cada vez mais a estrutura no computador e sem grandes
interferências do homem.

Modelo completo do heliponto do Hospital Paulistano que foi 100% fabricado em CNC. Todas as ligações são formadas por peças soltas e parafusadas na montagem

Publicação Especializada da Associação Brasileira da Construção Metálica – ABCEM

Edição 111 | 2013 | ISSN 1414-6517

heliponto

Geração de ruído é um dos entraves na implantação de helipontos

Para reduzir o impacto na comunidade do entorno a solução é reduzir as operações permitidas por dia em cada região e determinar um tempo mínimo entre as manobras de pouso e decolagem

heliponto

A frota brasileira de helicópteros urbanos lidera o ranking mundial desse tipo de transporte. Dados da Associação Brasileira de Aviação Geral (ABAG) demonstram que a frota atual de aviação executiva no Brasil é de 1.650 aeronaves, sendo 650 helicópteros, 350 jatos e 650 turboélices. Com 577 aeronaves, a capital paulista concentra 35% do total, incluindo 452 helicópteros e cerca de 260 helipontos, dos 427 disponíveis no país. Esse fenômeno se reflete na arquitetura dos empreendimentos corporativos, cujos projetos já preveem a instalação de plataformas para pousos e decolagens.

Nos grandes centros urbanos, os helipontos são instalados na última laje dos edifícios corporativos, sobre os pilares que vêm do solo.
“Em edificações antigas é preciso primeiro avaliar a estrutura e depois verificar o que é possível fazer em cada situação”, afirma o engenheiro Carlos Freire, especialista em engenharia de helipontos. Em alguns casos, é possível compor o projeto arquitetônico com o desenho das formas e revestimentos da fachada. Entretanto, diz Freire, na maioria das vezes o ideal é esquecer o design externo e projetar o heliponto como se fosse uma escultura do prédio.

O engenheiro cita como exemplo a solução para o edifício do Citibank na Avenida Paulista. A escultura é independente e, nesse caso, tem o formato de um mata-borrão. “O arquiteto criou um equipamento escultural em cima do edifício, cuja estrutura se apoia nas caixas de concreto do elevador”. Freire explica, ainda, que um dos maiores desafios de projeto é encontrar soluções para chegar ao heliponto, como rampas de acesso, escadas e elevadores que não podem causar obstáculos ao movimento do helicóptero.

Até a década de 60, segundo informa, os pilares da última laje eram menores, o que exigia reforço no caso de se criar um heliponto. “De lá para cá, por uma questão de economia na utilização das fôrmas de madeira, a tendência dos pilares é não ter mais variação, mantendo a maior resistência considerando a armadura mínima da norma NB 11976, o que facilita o projeto”, diz. Ele adverte que antes de instalar este equipamento em prédios antigos é preciso analisar minuciosamente a estrutura da edificação devido à sobrecarga que irá provocar na estrutura.

TENDÊNCIA

Desde a década de 1990, as construtoras anunciam a construção de edifícios corporativos com esta alternativa, visando agregar valor aos empreendimentos. Os novos prédios são projetados e construídos com helipontos e 70% deles estão localizados nas avenidas Paulista, Luis Carlos Berrini, Faria Lima e em várias vias da Vila Olímpia.

Freire comenta que existe um exagero em relação à quantidade de helipontos em São Paulo, provocado pela especulação imobiliária. “Nem todos são utilizados”, afirma.

O projeto e os materiais a serem utilizados dependem da concepção do edifício e de sua fachada. Geralmente, em prédios existentes, a estrutura mais indicada é a metálica galvanizada a fogo, que é mais leve. Já nos empreendimentos em construção, a melhor opção é utilizar o concreto armado, por ser uma solução mais econômica.

O engenheiro destaca que o projeto arquitetônico deve considerar um determinado tipo de aeronave, que servirá de base para calcular o tamanho da plataforma. “As dimensões mínimas de um heliponto, aos olhos da nova legislação da Organização da Aviação Civil Internacional (OACI) foram reduzidas, passando de 18m x 18m para 12m x 12m. O projeto deve considerar a rampa por onde a aeronave passa para pousar e decolar. Sua inclinação inicial deve ser de um metro na vertical a cada 12,5 metros na horizontal (12,5:1) e ficar acima de obstáculos como torres de alta tensão, prédios, árvores e antenas”, informa.

LICENÇAS

A aprovação para instalação de um heliponto passa por três órgãos: Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), Serviço Regional de Proteção ao Voo da Aeronáutica e Prefeitura Municipal. A ANAC aprova a documentação. Na Aeronáutica é feito o pedido de estudo de viabilidade para seu funcionamento e a autorização da prefeitura abrange o atendimento às exigências da legislação, que se atém às questões urbanas e ambientais.
A Portaria 256 do Comando Geral da Aeronáutica, editada em maio de 2011, dispõe sobre as restrições relativas às implantações que possam afetar adversamente a segurança e a regularidade das operações aéreas.

O poder público municipal avalia o projeto conforme as exigências da NBR 10151-2000, norma que fixa as condições aceitáveis de ruído em comunidades, independente das reclamações.

Para obter a licença de instalação de um heliponto é preciso identificar o ruído já existente na região, chamado ruído de fundo. “Na Avenida Paulista, por exemplo, o ruído de fundo é da ordem de 72 dB, dependendo do horário. Esse volume constante impede que as pessoas que estão no solo tenham tanta percepção do barulho provocado pelo pouso dos helicópteros”, explica Freire.

No entanto, a prefeitura exige que os helipontos sejam instalados a uma distância de 300 metros de hospitais. “Essa lei é pouco inteligente. Não considera as leis da acústica. O Hospital Santa Catarina, na região da Paulista, convive com um ruído de fundo de 72 dB. O fato de pousar um helicóptero a menos de 300 metros não vai impactar o paciente; ele não sentirá a diferença de ruído”, afirma.

Para Freire a legislação precisa ser melhorada. “Os próprios técnicos da prefeitura entendem que a lei está equivocada, mas a pressão das Organizações Não- Governamentais (ONGs) que não têm informações sobre os efeitos acústicos, não permitem. A prefeitura é suscetível, mas as entidades entendem que uma reforma pode piorar a lei, que precisa ser mais técnica, observando os conceitos normativos de acústica”, defende. Além da questão sonora, a prefeitura paulistana exige que os helipontos tenham recuo de 10 metros do terreno. “Os já existentes, que invadem esse recuo, não podem mais funcionar”, alerta.

RUÍDO

Freire explica que a geração de ruído é o desafio a ser enfrentado na implantação de helipontos e o desenvolvimento do projeto deve ser baseado nos conceitos de acústica para propor sua localização. O estudo acústico leva em consideração a média diária e a legislação separa ruídos permissíveis diurnos e noturnos previstos na NBR 10.151. Nos casos em que helipontos estejam instalados próximos a residências, a operação noturna não é permitida.

Para chegar à média diária, Freire pega como exemplo um heliponto com dez operações por dia. E explica que a somatória de todos os ruídos resulta no Sound Equivalent Level (SEL), que é o nível de equivalência sonora. O SEL deve ser igual ao ruído já existente. O pico máximo de ruído gerado por um helicóptero, a uma distância de 10 metros, é sempre considerado 95 dBA (máximo possível), e cada operação de pouso e decolagem de um helicóptero dura um minuto e meio. “O volume de ruído é calculado pela média encontrada com a somatória do ruído das operações, dividida por 12 horas. Essa média não pode ser maior que o ruído de fundo já existente. No caso da Avenida Paulista, a somatória das operações pode gerar ruído de até 72 dB. Uma zona de muito ruído de fundo permite um número maior de operações”, diz.

SOLUÇÃO

Para causar menos ruído, reduzindo o impacto na comunidade do entorno de um heliponto, Freire diz que a solução é reduzir as operações permitidas por dia em cada região e determinar um tempo mínimo entre as manobras de pouso e decolagem. “Em zona residencial, do Morumbi, por exemplo, onde o ruído de fundo é de 55 dB, o helicóptero causará um impacto proibitivo, pois em uma única operação gera um pico máximo de 95 dB a uma distância de 10 metros”, comenta.

MEDO

No entanto, existe um problema em relação aos helipontos que, segundo Freire é subjetivo: o medo das pessoas em relação à segurança, ao fato de estarem expostas a um risco não por vontade própria. “Quando ando de moto o dia todo, estou me expondo ao risco espontaneamente, enquanto que um heliponto no prédio vizinho de onde moro representa um risco involuntário. Isso não tem solução”, afirma.

Ele conta que em reuniões com a comunidade, percebe que as pessoas começam se contrapondo à instalação do equipamento com argumentos em relação ao ruído. Entretanto, quando se convencem dos conceitos de acústica, de que o impacto sonoro praticamente não será sentido, entram com a questão da segurança e perguntam: “e se houver um acidente?”. “Nesse caso, recorremos às estatísticas que mostram que o número de mortes em acidentes com helicópteros é bem menor do que nos acidentes de trânsito. Ainda assim não conseguimos eliminar o medo das pessoas”, afirma.

Eng. Carlos Freire

Engenheiro civil formado pela Escola de Engenharia Mauá, especialista em Engenharia Estrutural, com vários cursos de especialização em estrutura metálica e estrutura aeroportuária. Perito e auditor especializado em ruído e radiação eletromagnética não ionizante pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares da Universidade de São Paulo (IPEN-USP). Responsável por obras de projetos aeroportuários de mais de 30 helipontos, entre eles o da Câmara Municipal de São Paulo, do edifício do Citibank na Avenida Paulista, da Polícia Federal em Brasília, e de vários hospitais.

Publicado em: 08/04/2013

Redação AECweb/e-Construmarket

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