Na era da impressão 3D, realidade virtual e aumentada, BIM, internet das coisas, automação, robôs, drones autônomos e do uso crescente de aplicativos voltados à produtividade e controle da gestão de projetos, logística e produção, o modelo tradicional de construção de hotéis, hospitais, shoppings, escolas, laboratórios, indústrias e edificações comerciais e residenciais está gradualmente dando lugar a sistemas de construção industrializados e ao subgrupo denominado construção modular.

Essa mudança se fundamenta no combate ao desperdício, à ineficiência na gestão de interfaces e à realização de tarefas que requerem empenho de grande quantidade de mão de obra, com atrasos em cronogramas e impacto direto nos custos dos empreendimentos. Outra limitação da construção convencional, caracterizada por uma grande operação de “artesanato construtivo” é que ela não responde elasticamente a aumentos expressivos de demanda, sobretudo em períodos de alto nível de atividade.

Já mostramos em artigos anteriores que pesquisas e relatórios recentes, como o da McKinsey, de 2017, “Reinventing Construction: a Route to Higher Productivity”, que a construção que emprega 7% da população mundial e gasta, anualmente, US$ 10 trilhões em bens e serviços está na rabeira, puxando para baixo a produtividade global. Desde 1945, a produtividade nos setores de manufatura, varejo e agricultura nos EUA cresceu 1.500%. Por outro lado, na indústria da construção ela pouco aumentou. Isso tem custado muito caro para a economia mundial.

Como resposta direta à necessidade de aceleração da industrialização da construção, buscando eficácia, qualidade e maior controle de custos e prazos, empreendimentos de sucesso tem adotado uma abordagem de linha de fabricação/montagem industrial, incluindo a integração da cadeia de valor, para a construção de edificações.

Neste cenário a construção modular ganha um espaço de destaque, com atividades de manufatura em ambiente de fábrica (off-site) e trabalho de montagem na obra (on site) semelhante ao encaixe de blocos de Lego. Isso permite a exploração de técnicas utilizadas em fast-track construction, como a execução simultânea de atividades on site e off-site. Um exemplo é a execução da infraestrutura e das fundações no local da obra, enquanto painéis de fechamento, banheiros prontos e componentes industrializados são produzidos na fábrica.

A construção modular tem chamado atenção como uma transformação relevante na maneira como o mundo constrói, eliminando o estigma das “casas pré-fabricadas”, ganhando terreno em nichos e segmentos importantes como casas e apartamentos de luxo, prédios comerciais, hotéis, hospitais e student housings, dentre outras aplicações. Tem sido comum que empreendimentos projetados e construídos através de construção modular sejam concluídos até 1/3 do tempo do que o necessário para os edificados usando técnicas de construção tradicional. Conforme a tipologia da edificação e a escala, ganhos de prazo e de custo muito mais relevantes poderão ser obtidos, permitindo a fabricação e montagem de uma casa em poucas semanas ou até mesmo em alguns dias. Isso para não entrarmos numa seara extrema como as “fábricas de casas” japonesas que confeccionam uma unidade em horas, obviamente numa escala de produção considerável.

Afinal, o que é a construção modular?

A construção modular nada mais é do que o processo de conceber, projetar, produzir componentes e módulos de uma casa ou edifício em uma fábrica, sob condições controladas, transportando-os até o local da obra, explorando conceitos e práticas avançadas de logística e integração da cadeia de valor. Os módulos são transportados para o local da obra e a montagem, por sua vez é realizada de forma planejada, controlada, segura, eficaz e muito rápida.

A construção modular tem amplo campo de aplicação em projetos com escala e de maior complexidade, beneficiando-se da repetição. Banheiros prontos e cozinhas modulares se constituem em um bom exemplo de módulos, uma vez que sua complexidade e repetição levaram à criação de “pods” através de indústrias especializadas, que podem ser adquiridos até mesmo como elementos industrializados a serem inseridos na construção tradicional, objetivando a sua racionalização e agilização.

Apesar de muitas vezes os arquitetos tirarem proveito dos módulos no partido arquitetônico do projeto para dar personalidade a uma edificação modular, detalhes arquitetônicos podem ser adicionados, tornando o projeto modular indistinguível em relação a uma construção convencional.

Conceitos relevantes

Apesar dos benefícios, para a maximização de resultados, a construção requer outro nível de projeto e controle. Por exemplo, os sistemas de instalações prediais – geralmente especiais e de montagem rápida – são inseridos concomitantemente à produção dos painéis de fechamento. Uma edificação modular possui nichos, shafts, bandejas e canaletas específicas para que os componentes hidrossanitários, elétricos, itens do sistema de ar condicionado, bem como os referentes às instalações especiais sejam encaixados nos painéis, durante a sua produção na fábrica. Cada componente precisa ser estudado, planejado e projetado conforme padrões rigorosos, de forma que os encaixes sejam perfeitos e que sejam obedecidos os níveis de segurança, conforto termoacústico, durabilidade e de resistência estabelecidos pela Norma de Desempenho (NBR 15575, 2013), que abrange os principais sistemas de uma edificação: estrutura, pisos, vedações, cobertura e instalações.

Vale lembrar que os usuários têm responsabilidade sobre o correto uso e manutenção da edificação, em atendimento às disposições da norma de Manutenção de Edificações (NBR 5674, 2012), não podendo efetuar modificações sem prévia consulta a profissionais especializados e ao fabricante dos módulos, devendo manter em arquivo a documentação comprobatória das atividades de manutenção realizadas durante a vida útil.

A Pré-Construção e o BIM nos projetos de Construção Modular

A Pré-Construção traz importantes contribuições aos projetos de Construção Modular. O entendimento pela equipe de Pré-Construção das necessidades e das funcionalidades de uma determinada edificação a ser projetada e construída permite a rápida análise de alternativas e o desenvolvimento das melhores soluções para cada projeto, empregando técnicas de Engenharia e Análise do Valor (EAV), buscando sempre a forma mais rápida e econômica de se chegar ao produto pretendido.

Através dos esforços de Pré-Construção e da Modelagem da Informação da Construção (BIM) podemos agregar valor substancial aos projetos produzindo um modelo da edificação, incluindo os detalhes referentes a cada componente, fabricando-a e montando-a virtualmente, entendendo o seu comportamento, mesmo antes da sua produção e montagem. Ganhos de tempo e avanços consideráveis na montagem modular e na simulação do seu sequenciamento são obtidos através da visualização e da animação em 3D, garantindo que as peças acabadas, componentes e módulos tenham dimensões e fabricação precisa e se encaixem perfeitamente.

Principais vantagens e benefícios da Construção Modular

  1. Alta velocidade de produção (off-site)

Técnicas de planejamento e de logística industrial aliadas à redução de grande volume de trabalho de construção on site e o uso de componentes industrializados e de módulos que se encaixam geram produtos uniformes, com alta produtividade na montagem e baixo consumo de mão de obra direta e indireta. Os componentes e módulos são produzidos off-site em uma linha de montagem, em operação contínua, automatizando e mecanizando tarefas repetitivas e, muitas vezes, usando soldagem robótica, de forma análoga à montagem automotiva. Esta operação é feita conforme padrões rigorosos, gerando economia de escala. As vantagens são nítidas em relação à construção convencional, com maior segurança para os profissionais envolvidos. A fabricação é realizada de acordo com um sistema de garantia da qualidade, ao longo do processo de produção. Não se trata de controlar a qualidade do produto acabado, o que consumiria maior quantidade de tempo. A fabricação off-site de componentes e módulos tem trazido novas perspectivas e benefícios para o processo de projeto e construção dos mais variados tipos de edificação. Isso é possível desde que haja escala no próprio projeto ou na repetição dos mesmos módulos em outros empreendimentos.

Obs.: a concentração de boa parte do trabalho de produção off-site e o emprego de técnicas modernas de logística industrial, também são explorados na atividade de Fast-track Construction, que tem muita afinidade com a Construção Modular.

  1. Montagem rápida e compactação do tempo de construção

Os módulos são transportados para o local da obra em painéis compactos, com base em logística just-in-time e gestão eficaz da cadeia de valor, para que a montagem aconteça no menor prazo possível e de acordo com o planejamento. A montagem é realizada on site por equipes qualificadas, com equipamentos apropriados e atividades mecanizadas. Os profissionais que trabalham nesta operação são responsáveis por uma gama maior de tarefas, gerando alta produtividade com grande economia de tempo.

  1. Minimização de atrasos decorrentes de condições climáticas desfavoráveis

Uma vez que uma boa parte das atividades é realizada dentro de uma fábrica (off-site) e que a montagem da edificação no local da obra (on site) também é muito mais rápida, o risco de atrasos de entrega é substancialmente reduzido.

  1. Tecnologia e inovação

Os fabricantes de edificações modulares de maior expressão mundial agregam um bom pacote de tecnologia e inovação em seus produtos. Os módulos são projetados obedecendo a critérios de desempenho previamente definidos. Geralmente são compostos por ambientes compactos, bem planejados e equipados e incluem aparelhos e acessórios modernos. O projeto é minucioso e preciso. Assim como nos demais projetos de engenharia mecânica, há mais uma etapa além do projeto executivo. Trata-se do projeto de fabricação, rico em detalhes para definir “como fazer”. São muitas as possibilidades de explorar recursos e inserir um pacote substancial de tecnologia embarcada, incluindo automação e segurança, integrando o sistema de inteligência da edificação a aplicativos específicos para a gestão e acionamento de equipamentos e de sistemas eletroeletrônicos, mesmo à distância.

  1. Ambiente mais seguro para trabalhar

A segurança sempre é uma grande preocupação para a indústria da construção que, por natureza, concentra algumas atividades de maior risco.  O modelo de fabricação e montagem de edificações modulares proporciona um ambiente mais seguro e melhores condições de trabalho, além do menor nível de ruído e de poluição do ar, com impacto direto na diminuição do risco de acidentes.

  1. Economia

A economia obtida em construções modulares pode ser significativa e é proporcional à escala de produção. Como a maior parte do trabalho de produção e acabamento ocorre off-site, aplica-se simultaneidade na fabricação dos subsistemas dos módulos e componentes. Sem desperdício de tempo e de mão de obra, há reduções consideráveis de custo nesta etapa. Na obra (on site), a velocidade de montagem, com equipamentos precisos e bem dimensionados, conforme sequência planejada, garante a compactação do tempo de construção, numa operação de encaixe de componentes e módulos, com baixo consumo de mão de obra e mínimo desperdício de materiais, reduzindo contingências para cobrir atrasos comuns na construção tradicional. O menor tempo de produção e montagem gera menores custos indiretos. Com isso, tem sido comum a transferência para o cliente de uma economia de 10 a 20% em relação a uma construção tradicional, com tamanho, acabamentos e design equivalente. A entrega das edificações para a sua efetiva ocupação antecipadamente gera um retorno mais rápido do investimento, no caso de operações de varejo ou de edificações para locação.

  1. Flexibilidade

Os edifícios modulares são extremamente flexíveis e adaptáveis às necessidades dos clientes e usuários. Isso se viabiliza através de design bem estudado e personalizado. Uma grande vantagem é que funcionalidades ou novos espaços podem ser facilmente agregados a qualquer momento, através da inclusão de novos módulos. O sistema modular permite ainda opções de personalização e escolha de acabamentos, texturas, cores e equipamentos, conforme o padrão ou preferência do cliente, sem impacto na velocidade de produção, desde as decisões de personalização sejam feitas nas fases preliminares do projeto. As opções de materiais e acabamentos, se não forem conhecidas pela empresa fabricante e montadora, devem ser analisadas e, se necessário revisadas, testadas em protótipos e ajustadas, objetivando durabilidade, confiabilidade, funcionalidade e eficácia do produto acabado.

  1. Melhor qualidade, durabilidade e desempenho

Uma característica inerente à produção de componentes e módulos em uma fábrica é a qualidade e uniformidade destes elementos, através de processos com tolerâncias rígidas e sob um sistema de garantia da qualidade. De acordo com o ciclo de vida de uma edificação, o projeto e a seleção de materiais e insumos considera sempre as normas e requisitos mínimos de desempenho aplicáveis. Cuidados especiais são tomados em relação ao conforto termoacústico dos painéis de fechamento e dos pisos e, da mesma forma, na concepção, projeto e execução dos sistemas de proteção contra incêndio. A gestão e o controle da montagem dos módulos on site garantem que todos estes atributos de projeto e fabricação dos elementos sejam transferidos para o produto acabado.

  1. Menor movimentação e geração de ruído e poeira no entorno da obra

A remoção de boa parte da atividade de construção do local onde a obra será executada reduz significativamente os níveis de movimentação de caminhões, bem como de poluição sonora e partículas do ar no local da obra e no seu entorno. Se a edificação em questão for referente à obra de expansão de uma escola ou de um hospital em operação, por exemplo, este benefício tem ainda maior valor, já que propiciará menor nível de desconforto de alunos ou pacientes. Destaca-se ainda o menor potencial de infecção por vírus e bactérias em obras hospitalares em relação a construções tradicionais, na montagem de edificações modulares.

  1. Sustentabilidade e benefícios ambientais

Edifícios modulares, dentro de uma tendência mais moderna, têm sido concebidos com design sustentável. Estes produtos são geralmente projetados com espaços compactos e de acordo com critérios de eficiência energética e de economia de água. A possibilidade do uso de materiais reciclados e de madeira certificada também colocam estes produtos dentro do conceito de ecologicamente corretos. O processo de construção off-site, com fabricação em linha de montagem, permite menor uso de energia do que a construção tradicional, além de gerar baixo desperdício. Edificações modulares também geram menor quantidade das emissões de gases de efeito estufa, de poeira, detritos e resíduos, o que é inerente ao próprio processo de fabricação e montagem, minimizando o impacto ambiental. Construções modulares são produtos de engenharia e construção que podem ser facilmente ajustados para obterem certificações ambientais e se enquadrarem no conceito de Green Building.

  1. Menor custo de operação e manutenção

Considerando o processo de produção em ambiente controlado, o uso de componentes de desempenho conhecido e a montagem especializada, as edificações modulares têm qualidade e durabilidade superior, o que implica em menor custo de manutenção ao longo de sua vida útil. A adoção de critérios rigorosos de eficiência energética e de economia de água, bem como o cuidado maior no isolamento termoacústico, geram menor consumo de energia, de água e de ar condicionado, com impacto positivo e expressivo no custo de operação.

  1. Portabilidade

A facilidade de desmontar uma edificação modular e de remontá-la em outro local abre amplas perspectivas no mercado imobiliário. As edificações modulares podem ser utilizadas, portanto, como edifícios temporários ou portáteis, constituindo-se, em situações específicas, como uma alternativa melhor do que a construção convencional. Nestas situações, as construções modulares relocáveis ​​devem ser projetadas considerando que serão reutilizadas e transportadas para diferentes locais várias vezes, de forma que sua estrutura e componentes possuam maior resistência, adequando-as a esta condição. Outra vantagem do emprego de construções modulares relocáveis é a redução do uso de matérias-primas e a minimização da quantidade de energia gasta para construir outro edifício para atender a nova necessidade, o que também gera impacto positivo direto na sustentabilidade.

O uso crescente de edificações modulares industrializadas é uma resposta inteligente à necessidade de produzir edificações de eficazes, de qualidade e desempenho superior, com custos menores e controlados, em prazos muito reduzidos e de forma mais sustentável.

A indústria da construção modular está em processo de transformação em escala global para se adaptar às necessidades das novas gerações e negócios. De forma a estudar estas mudanças, traçar diretrizes e apoiar o desenvolvimento deste setor, há instituições como o Modular Building Institute, fundado em 1983, que é uma organização internacional sem fins lucrativos cuja missão é expandir o uso da construção off-site.

De olho nas tendências e mudanças no cenário mundial alguns empreendedores e empresários brasileiros já embarcaram no mundo da construção modular, enxergando uma grande gama de aplicações, os benefícios decorrentes de uma operação off-site e on site bem estruturada e gerenciada e o significativo potencial deste negócio.

Vale destacar uma nota conjunta do National Institute of Standards and Technology (NIST), agência governamental não regulatória da administração de tecnologia do Departamento de Comércio dos Estados Unidos, voltada para a inovação e a competitividade industrial e do National Research Council (NRC), a maior organização de pesquisa do Governo do Canadá que apoia a inovação indústria e o desenvolvimento tecnológico: – “A fabricação de componentes de construção off-site fornece condições mais controladas e permite melhor qualidade e precisão na fabricação.”

Nossa expectativa é que a indústria da construção brasileira e os órgãos que fomentam e incentivam a pesquisa e a inovação abracem esta causa, impulsionando o desenvolvimento da construção industrializada e modular, como forma efetiva de contribuir para o aumento da produtividade, melhora da qualidade redução do desperdício e do custo de operação e manutenção do patrimônio público e privado construído.

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