Denomina-se sistema misto aço-concreto aquele no qual um perfil de aço (laminado, soldado ou formado a frio) trabalha em conjunto com o concreto (geralmente armado) formando um pilar misto, uma viga mista, uma laje mista ou uma ligação mista. Segundo a norma brasileira de "Projeto de estruturas de aço e estruturas mistas de aço e concreto de edifícios" (NBR 8800), são estruturas onde ambos os materiais trabalham solidariamente entre si, sem que haja deslocamento relativo relevante entre eles, comportando-se basicamente como um só material.

De acordo com o professor Doutor Gilson Queiroz, professor Associado do Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG, as estruturas mistas apresentam algumas vantagens em relação às estruturas de concreto armado e às estruturas de aço. Os benefícios do sistema são, entre outros, a dispensa de fôrmas e escoramentos para as lajes, a economia no consumo de aço estrutural em relação aos pilares e vigas de aço e, no caso dos pilares, a redução das proteções contra incêndio e corrosão. Segundo o professor, são competitivas para estruturas de vãos médios a elevados, caracterizando-se pela rapidez de execução, pela precisão dimensional e pela significativa redução do peso total da estrutura. Além do uso em edificações, as soluções mistas de aço e concreto também têm sido usadas há aproximadamente 50 anos, em pontes, viadutos e passarelas. A variedade das soluções construtivas oferece mais opções ao mercado e permite que numa mesma construção possam ser utilizadas componentes de aço ou mistos de aço e concreto em associações com componentes de concreto armado pré-moldado ou moldados in loco, gerando as chamadas estruturas híbridas.

Durante a web palestra, o professor Gilson Queiroz ressaltou que,  dentre as virtudes das estruturas mistas, destaca-se, principalmente, a rapidez na execução da obra. “O próprio concreto armado, quando surgiu, trouxe componentes de segurança, durabilidade e rapidez às construções. Afinal, o concreto armado também é uma estrutura mista, onde o componente de aço não é o perfil metálico, mas as barras da armadura”, destacou em sua fala citando como exemplo uma obra em que ele atuou como consultor: o Shopping Center Estação BH, em Belo Horizonte-MG – o empreendimento ganhou menção honrosa no Prêmio ABCIC 2012 e ficou pronto em 11 meses, graças ao emprego de estruturas mistas em pilares, vigas e lajes. Uma das vantagens do sistema está justamente na precisão dimensional, destacou ele em sua palestra.

Uma obra que representa um marco nesse campo é a Torre do Milênio, com 171 metros de altura, inaugurada em 1999, em Viena, na Áustria. O sistema de construção associando concreto e aço permitiu que, após a fase de execução das fundações, o edifício avançasse dois pavimentos e meio a cada 15 dias. “É uma obra muito bonita, com um núcleo de concreto armado, de onde partem vigas e pilares tubulares mistos, o que faz da edificação uma estrutura híbrida”, cita Gilson Queiroz.

No Brasil, o professor-doutor da UFMG lembra que os projetos que preveem o emprego de estruturas mistas de concreto e aço devem atender quatro normas técnicas: ABNT NBR 8800:2008 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios; ABNT NBR 14762:2010 – Dimensionamento de estruturas de aço constituídas por perfis formados a frio; ABNT NBR 14323:2013 – Projeto de estruturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios em situação de incêndio; e ABNT NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento.

No projeto de estruturas em situação de incêndio devem ser avaliados, além da resistência estrutural, os aspectos de isolamento térmico e estanqueidade à passagem dos gases devido às chamas. Em sua palestra, o professor fez questão de  ressalvar a aplicação dos sistemas mistos em regiões litorâneas e áreas industriais excessivamente poluídas. Deve-se considerar que, em ambientes agressivos demais, essa é uma solução que não é indicada, principalmente para situações em que os pilares são parcialmente revestidos. “Neste caso, o concreto armado é a melhor opção”, ressaltou.

Solução testada

A WTorre é uma das empresas que mais executou empreendimentos com estruturas mistas no país. Segundo o engenheiro Rafael Giubilato Maciel, da WTorre, o conhecimento acerca do uso de estruturas mistas no Brasil já está consolidado.  “Hoje em dia acreditamos que esta solução já seja uma realidade. Em nossas primeiras obras com estruturas mistas tínhamos poucas empresas com experiência neste tipo de obra; hoje, já conseguimos ver diversas empresas utilizando este tipo de solução”, destaca ele.

Dentre os projetos já executados pela empresa, estão o WTorre Nações Unidas, o Centro Empresarial Senado, Complexo JK Torre E e o WT Morumbi. A seu ver, esta solução, quando bem projetada e bem planejada, diminui significativamente o prazo da obra, daí estar sendo mais utilizada para edifícios de multipavimentos.  O sistema oferece ainda outras vantagens: “O prazo de execução é a principal vantagem, porém temos vantagens secundárias como otimização da relação entre concreto e aço, liberação de frentes de serviço antecipadamente, etc”. Para este tipo de obra, o projeto deve ser bem detalhado e compatibilizado, com definição de ligações pilar/viga/laje, passagem de instalações, etc. A WTorre emprega, em suas obras mistas, o concreto moldado in loco.

A empresa já tem alguns edifícios multipavimentos prontos e entregues com essa solução. “O desempenho de todos tanto durante a obra quanto no pós-obra foram muito bons; não temos problemas nas estruturas destes edifícios”, ressaltando que não houve patologias pós-obras. Mas durante a construção, o principal ponto de atenção foi referente ao prumo dos pilares metálicos. Mesmo o aumento de edifícios altos não é considerado um problema, desde que o projeto atenda a todas as normas de vigentes de segurança.

No caso das solicitações de proteção contra o fogo, Rafael Giubilato Maciel destaca que o próprio concreto nos pilares já suporta as exigências do Corpo de Bombeiros. “Para os casos do aço exposto temos também diversas soluções, tais como argamassa projetada, pintura intumescente, etc.”. Ele ressalta que existem já muitas empresas qualificadas no país para atuar nesse segmento. Para obter um produto final de qualidade é sempre importante trabalharmos com mão de obra treinada e qualificada.

Ícones de aço e concreto

Um dos mais recentes exemplares de estruturas em aço e concreto do país é o Concórdia Corporate com quase 170 metros de altura, já considerado uma das três maiores torres do país, localizada na região de Nova Lima, em Belo Horizonte (MG),. A fachada totalmente em pele de vidro sobre estrutura mista de concreto e aço favorece a luminosidade natural dos pavimentos e permite uma vista panorâmica de 360º para o entorno. Visando total flexibilidade, os pavimentos foram projetados com as respectivas áreas técnicas e banheiros junto ao core – núcleo central do empreendimento – favorecendo total liberdade de layout. Com investimentos de R$ 350 milhões, o Concordia marca a entrada da Tishman Speyer no mercado da capital mineira, após um histórico de quase 20 anos no Brasil e atuação nas cidades de São Paulo, Rio de Janeiro e Brasília, em parceria com a Construtora Caparaó, uma das empresas mais tradicionais do setor imobiliário de Minas Gerais.

Outro ícone arquitetônico também em aço e concreto é  Aqwa Corporate, da Tishman Speyer e Foster & Partners, localizado no centro do Rio de Janeiro com vista de 360 graus. Durante palestra no Clube de Engenharia, Renato Reyes, da Tishman Speyer, explicou que o Aqwa Corporate foi idealizado com um grande centro comercial, com pretensão de abrigar empresas com serviços de qualidade internacional, lojas e áreas de conveniência no térreo. Sua localização, entre a Avenida Rodrigues Alves e a Cidade do Samba, foi uma aposta na região portuária, que tem passado pelo processo de revitalização do chamado Porto Maravilha, intensificado em 2016 com o Boulevard Olímpico.  Um centro comercial localizado no “coração” da região portuária, próximo a algumas das principais vias da cidade, de arquitetura inovadora e com vista de 360 graus para o Rio de Janeiro.

O projeto foi, inicialmente, concebido em concreto. No entanto, considerando fatores como mão de obra disponível, prazo e equipamento, optou-se pela estrutura mista para os pilares, compostos de metal preenchido com concreto. A escolha garantiu precisão milimétrica e agilizou a obra em cinco meses. Na ocasião, Renato Reyes destacou o bom desenvolvimento do projeto, anterior à construção, com mais de 50 projetistas consultores envolvidos. A construção contou com mais de cinco mil profissionais, com ligação direta ou indireta à execução do empreendimento. Um dos maiores desafios do Aqwa Corporate foi a execução dos pilares de estrutura mista, com inclinação de quase 20 graus. Segundo Suely Bacchereti Bueno, engenheira responsável pelas estruturas, com essa arquitetura o prédio tem uma forma a cada andar: de retangular, nos primeiros pavimentos, assume um polígono. Para os pilares mistos, a equipe fabricou um concreto especial, líquido, de altíssima resistência, uma vez que, dentro do aço, seria mais difícil identificar e corrigir qualquer problema. O concreto de 80 Mpa (megapascal) se tornou real após muitas tentativas de fabricação, com técnicas de refrigeração e escolha dos dias de teste de acordo com as condições meteorológicas.

O empreendimento é composto de duas torres que se tocam, e chama a atenção pela arquitetura: em vez de blocos retangulares, ele atinge a forma com diagonais ao longo dos pavimentos mais altos. Assemelha-se a um diamante, mas foi inspirado em dois cascos de navios, referenciando a área de atracação que se localiza em frente. Trata-se de um aproveitamento do terreno estreito e comprido de 23.810 m². A fachada de vidro, inclinada, ajuda a proteger o prédio da intensa luz do sol, chegando a reduzir a incidência solar em até 60%. Esse fator também garante mais sustentabilidade, por exigir menos da refrigeração das máquinas. O modelo de fachada com o vidro térmico e acústico permite vista de 360 graus do Rio de Janeiro.

Alguns imprevistos entraram no caminho da obra, que se iniciou em 2013. A escavação encontrou um trilho de trem, o que exigiu o diálogo com o Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional (IPHAN) e atrasou o edifício em três meses. Outra descoberta da escavação foi uma rocha extremamente firme, que fez com que a equipe optasse pela estrutura dos subsolos em lajes, para que estes fossem finos e penetrassem o mínimo possível na rocha.