Uso do aço na construção civil

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo realizar uma revisão teórica em relação ao uso do aço na construção civil. Para tanto foram realizadas pesquisas com base em artigos científicos, websites e livros para verificar o uso do aço na construção civil. Verificou-se que ele é um material de grande utilização na construção civil em função de suas propriedades físicas e mecânicas, além de ser um material sustentável. A utilização do aço para a construção civil ganha terreno com a crescente preocupação da construção civil com a sustentabilidade. O aço é um produto 100% reciclável, que pode ser utilizado diversas vezes sem alterar suas características. Para a construção civil, o aço é utilizado em diversos tipos de construções, sendo aplicado na construção de pontes e viadutos, edifícios comerciais, industriais, educacionais, culturais, entre outros. O aço é um material de grande utilização na construção civil, em função de suas propriedades físicas. As inserções mostram que o uso do aço vem crescendo na construção civil tanto em grandes obras quanto em pequenas. A vantagem competitiva do preço é um fator muito importante, mas também do outro lado a mão de obra tem que ser qualificada para se trabalhar com o aço. Os achados do trabalho apontaram para a conclusão da importância do aço na construção civil desde a sua origem e a sua versatilidade no uso.

Palavras-chave: AÇO. História. Construção civil.

Abstract

This study aimed to conduct a theoretical review of the use of steel in civil construction. To this end, research was carried out based on scientific articles, websites, and books in order to examine the use of steel in the construction industry. It was found that steel is widely used in civil construction due to its physical and mechanical properties, in addition to being a sustainable material. The use of steel in construction has gained ground as the industry becomes increasingly concerned with sustainability. Steel is a 100% recyclable product and can be reused several times without altering its characteristics. In civil construction, steel is used in various types of structures, including bridges and viaducts, commercial, industrial, educational, and cultural buildings, among others. Steel is widely used in civil construction due to its physical properties. The findings indicate that the use of steel has been increasing in both large- and small-scale construction projects. The competitive advantage of its price is an important factor; however, on the other hand, skilled labor is required to work with steel. The findings of this study led to the conclusion that steel has played an important role in civil construction since its origins and stands out for its versatility of use.

Keywords: Steel. History. Civil construction.

1 INTRODUÇÃO

A construção civil tem passado por transformações significativas ao longo das últimas décadas, impulsionadas pelo avanço tecnológico, pela necessidade de maior produtividade e pela busca por soluções estruturais mais eficientes e sustentáveis. Nesse contexto, o desenvolvimento e a aplicação de novos materiais têm desempenhado papel fundamental na consolidação de sistemas construtivos capazes de atender às exigências contemporâneas de desempenho, durabilidade e racionalização de custos. Dentre esses materiais, o aço destaca-se como elemento estratégico para a engenharia moderna, sendo amplamente utilizado tanto em estruturas metálicas quanto como componente essencial do concreto armado (MEDABIL, 2022).

O emprego do aço na construção civil remonta ao século XVIII, período em que passou a simbolizar inovação e progresso técnico. No Brasil, sua utilização ganhou impulso a partir da metade do século XIX, acompanhando o crescimento urbano e as mudanças socioeconômicas que demandavam edificações mais robustas e de maior porte (CEARENSE, 2022). A consolidação da indústria siderúrgica nacional ocorreu com a criação da Companhia Siderúrgica Nacional, em 1946, marco que possibilitou a substituição do aço importado pelo produto nacional, fortalecendo a autonomia produtiva do país e ampliando a aplicação do material nas obras de infraestrutura e edificações.

Paralelamente, o desenvolvimento do concreto armado representou um avanço determinante para a engenharia estrutural. A associação entre o concreto, material de elevada resistência à compressão, e o aço, reconhecido por sua alta resistência à tração, possibilitou a concepção de estruturas mais esbeltas, seguras e capazes de vencer maiores vãos, contribuindo para a verticalização das cidades e para a diversificação das soluções arquitetônicas (FREITAS, 2018). Essa integração consolidou o aço como componente indispensável no cenário construtivo contemporâneo.

Atualmente, são conhecidos milhares de tipos de aço, com especificações voltadas às diferentes demandas estruturais da construção civil (BRAÇO, 2022). Em metrópoles onde a disponibilidade de espaço é cada vez mais restrita, as estruturas metálicas apresentam vantagens significativas, como a redução das dimensões dos elementos estruturais e o consequente aumento da área útil das edificações, aspecto altamente valorizado em empreendimentos residenciais e comerciais (MATHEUS, 2015). Além disso, segundo dados da World Steel Association (2021), o Brasil figura entre os maiores produtores mundiais de aço, evidenciando a relevância econômica e tecnológica do setor siderúrgico para o desenvolvimento nacional (COFER, 2022).

Diante desse panorama, torna-se fundamental compreender a evolução histórica, as características técnicas e as aplicações do aço na construção civil, analisando sua importância para o desempenho estrutural das edificações e para o avanço da engenharia contemporânea. Assim, o presente artigo propõe-se a discutir o papel do aço no contexto construtivo atual, destacando suas contribuições, desafios e perspectivas futuras.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA OU REVISÃO DA LITERATURA

2.1 Evolução Histórica do Aço e Seus Primeiros Usos na Construção Civil

A história do aço está diretamente ligada à evolução tecnológica da humanidade e pode ser dividida em diferentes fases de desenvolvimento metalúrgico. Estima-se que há aproximadamente 4.500 anos o homem começou a utilizar o ferro meteórico e,

posteriormente, o ferro obtido por redução rudimentar do minério em fornos primitivos. Nesse período inicial, conhecido como Idade do Ferro, o material passou a substituir gradualmente o bronze na fabricação de ferramentas, utensílios e armamentos, em razão de sua maior resistência mecânica e disponibilidade natural (FERRAZ, 2022).

Fase 1 – Ferro Primitivo e Aço Empírico

Na Antiguidade, o ferro era produzido em pequenos fornos denominados fornos de redução direta, nos quais o minério era aquecido com carvão vegetal. O produto obtido era uma massa esponjosa chamada ferro esponja, que continha impurezas e baixo controle do teor de carbono. Ainda que de forma empírica, algumas civilizações perceberam que o aquecimento do ferro em contato com o carbono aumentava sua dureza, dando origem às primeiras formas rudimentares de aço.

Um exemplo histórico relevante é o chamado aço de Damasco, produzido entre os séculos III a.C. e XVII d.C., reconhecido por sua elevada resistência e qualidade para fabricação de espadas. Embora seu uso fosse predominantemente militar, representou importante avanço na compreensão das propriedades do material.

Fase 2 – Revolução Industrial e Produção em Larga Escala

O verdadeiro marco da produção moderna do aço ocorreu durante a Revolução Industrial, no século XVIII. Até então, o material possuía custo elevado e produção limitada. Em 1856, o engenheiro metalúrgico Henry Bessemer desenvolveu o processo Bessemer, que consistia na injeção de ar no ferro-gusa líquido para reduzir o teor de carbono e remover impurezas. Esse método revolucionou a indústria siderúrgica ao permitir a produção em larga escala com menor custo e maior uniformidade (IMIANOWSKY; WALENDOWSKY, 2017).

Posteriormente, o processo Siemens-Martin (forno de chama regenerativa) possibilitou maior controle químico da liga, aumentando a qualidade estrutural do aço produzido. Já no final do século XIX e início do século XX, surgiram os altos-fornos modernos e os processos de laminação industrial, permitindo a fabricação padronizada de perfis estruturais.

Primeiros Usos do Aço na Construção Civil

O uso estrutural do ferro e, posteriormente, do aço na construção civil começou a ganhar destaque no século XVIII. Inicialmente, utilizava-se o ferro fundido (cast iron), que possui maior teor de carbono e comportamento mais frágil. Um dos primeiros marcos históricos foi a construção da Ironbridge, em 1779, na Inglaterra. Embora construída em ferro fundido e não em aço estrutural moderno, a obra representou a primeira grande aplicação de metal em estrutura de ponte, inaugurando uma nova era na engenharia.

No início do século XIX, o ferro passou a ser utilizado em edifícios industriais, galpões e estações ferroviárias. Um exemplo emblemático foi o Palácio de Cristal, inaugurado em 1851 em Londres. Sua estrutura modular metálica demonstrou as vantagens do uso de perfis metálicos na construção de grandes vãos, rapidez de montagem e leveza estrutural.

O primeiro aço estrutural amplamente utilizado na construção civil foi o aço doce (mild steel), com baixo teor de carbono (aproximadamente 0,15% a 0,25%), caracterizado por boa ductilidade e soldabilidade. Esse material substituiu gradativamente o ferro fundido e o ferro forjado devido à sua maior resistência e comportamento mais previsível sob carregamento.

Desenvolvimento do Aço Estrutural Moderno

No final do século XIX, com a consolidação dos processos industriais de produção, o aço passou a ser empregado em arranha-céus, especialmente nos Estados Unidos, onde estruturas metálicas permitiram a verticalização das cidades. O sistema estrutural em esqueleto metálico tornou-se padrão para edifícios de grande altura.

Paralelamente, surgiu o concreto armado, sistema que integra barras de aço ao concreto para resistir às tensões de tração. Essa associação representou um dos maiores avanços da engenharia estrutural, pois uniu a resistência à compressão do concreto à resistência à tração do aço, ampliando significativamente as possibilidades arquitetônicas e estruturais (SAN, 2022).

Consolidação e Expansão Global

No século XX, com o avanço das normas técnicas, do controle de qualidade e dos ensaios laboratoriais, o aço passou a apresentar propriedades mecânicas padronizadas, possibilitando cálculos estruturais mais precisos. No Brasil, a consolidação da indústria siderúrgica ocorreu com a criação da Companhia Siderúrgica Nacional, em 1946, marco que fortaleceu a produção nacional e ampliou a utilização do aço na infraestrutura e na construção civil.

Atualmente, o aço estrutural apresenta diferentes classes de resistência, sendo empregado tanto em estruturas metálicas completas quanto como armadura no concreto armado, com especificações normativas que garantem desempenho, segurança e durabilidade.

O desenvolvimento do aço está diretamente relacionado à evolução das civilizações e à necessidade de materiais mais resistentes e duráveis. Conforme apontado por Ferraz (2022), há aproximadamente 4.500 anos o ferro começou a substituir o bronze na fabricação de ferramentas e armamentos devido à sua maior resistência mecânica.

Contudo, a utilização inicial do ferro era limitada pelo desconhecimento de suas propriedades e pela ausência de processos industriais eficientes. Um avanço significativo ocorreu em 1856, com o processo desenvolvido por Henry Bessemer, que permitiu a redução controlada do teor de carbono no ferro, viabilizando a produção em larga escala com maior qualidade

(IMIANOWSKY; WALENDOWSKY, 2017). Posteriormente, o aperfeiçoamento dos fornos industriais, como o processo Siemens-Martin, consolidou a industrialização do aço.

Na construção civil, um dos marcos históricos foi a construção da Ironbridge, inaugurada em 1779 na Inglaterra, considerada a primeira grande ponte metálica da história. Outro exemplo emblemático foi o Palácio de Cristal, inaugurado em 1851, cuja estrutura metálica demonstrou o potencial do aço em grandes vãos e coberturas.

Esses avanços históricos consolidaram o aço como material estrutural de grande relevância, impulsionando sua aplicação em edifícios, pontes, ferrovias e infraestruturas industriais.

2.2 Conceito e Composição do Aço

O aço é definido como uma liga metálica composta predominantemente por ferro (Fe) e carbono (C), podendo conter ainda elementos como silício (Si), fósforo (P) e enxofre (S). Sua composição média varia entre 0,5% e 1,7% de carbono, sendo esse elemento determinante para as propriedades mecânicas do material (CEARENSE, 2022).

O controle do teor de carbono influencia diretamente características como resistência, ductilidade e dureza. O ferro-gusa, obtido nos altos-fornos, apresenta teor de carbono entre 2% e 5%, necessitando de refino para se transformar em aço. Esse processo ocorre por meio da injeção de oxigênio, promovendo a oxidação do carbono e sua eliminação sob a forma de dióxido de carbono (FERRAZ, 2003).

Do ponto de vista estrutural, o aço destaca-se pela elevada resistência à tração, pela capacidade de deformação antes da ruptura (ductilidade) e pela homogeneidade de suas propriedades, características fundamentais para aplicações em sistemas estruturais.

2.3 O Aço na Construção Civil

A aplicação do aço na construção civil intensificou-se durante a Revolução Industrial, com o aprimoramento dos métodos de produção em larga escala. A partir do final do século XIX, o surgimento do concreto armado representou um marco na engenharia estrutural, ao combinar a resistência à compressão do concreto com a resistência à tração do aço, possibilitando estruturas mais altas e esbeltas (SAN, 2022).

Segundo Pfeil (2015), o aço tornou-se amplamente empregado na construção civil por sua elevada capacidade de suportar esforços mecânicos, tornando-se ideal para estruturas de grande porte. Além disso, sua versatilidade permite aplicação em edifícios, pontes, viadutos, galpões industriais e sistemas pré-fabricados.

A industrialização das estruturas metálicas também proporcionou maior precisão dimensional, redução de desperdícios e maior controle de qualidade, fatores que contribuem para a eficiência construtiva.

2.4 Vantagens do Uso do Aço

A literatura técnica destaca diversas vantagens do aço na construção civil:

• Elevada resistência mecânica à compressão, tração e impacto (PFEIL, 2015);
• Durabilidade e resistência às intempéries;
• Rapidez de execução das obras;
• Redução do peso próprio da estrutura;
• Sustentabilidade, devido à possibilidade de reciclagem;
• Versatilidade de aplicação em diferentes tipologias construtivas (COFER, 2022).

O aço também permite maior racionalização dos projetos estruturais, favorecendo a padronização e a industrialização dos sistemas construtivos.

2.5 Desvantagens e Limitações

Apesar das vantagens, o aço apresenta limitações que devem ser consideradas em projeto. Entre elas destacam-se:

• • Dilatação térmica significativa, exigindo previsão de juntas adequadas;
  • Necessidade de proteção contra corrosão;
  • Exigência de mão de obra qualificada;
  • Custos logísticos em regiões remotas;
  • Necessidade de sistemas complementares de estabilização (AÇO PLANO, 2021).

Esses fatores reforçam a importância de planejamento técnico adequado e observância às normas estruturais vigentes.

2.6 Tipos de Aço Utilizados na Construção Civil

No contexto brasileiro, destacam-se três tipos principais de aço para concreto armado:

• • CA-25: superfície lisa, laminado a quente, menor resistência mecânica;
  • CA-50: superfície nervurada, amplamente utilizado em pilares, vigas e lajes;
  • CA-60: produzido por trefilação, maior resistência, utilizado em treliças e elementos pré-fabricados (COFER, 2022).

3 METODOLOGIA

Esta seção apresenta a organização, análise e interpretação dos dados obtidos por meio da revisão bibliográfica realizada sobre a utilização do aço na construção civil. A discussão está estruturada em tópicos, de forma a facilitar a compreensão dos resultados à luz dos objetivos propostos na introdução, especialmente quanto à redução de custos, aumento da eficiência e diminuição do prazo de execução das obras.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES OU ANÁLISE DOS DADOS

4.1 Evolução histórica e consolidação do aço na construção civil

A análise da literatura demonstra que a consolidação do aço como principal material estrutural ocorreu após a Revolução Industrial, quando avanços tecnológicos permitiram a diferenciação definitiva entre ferro e aço. Segundo Felício (2012), o desenvolvimento de fornalhas mais eficientes possibilitou a redução de impurezas do ferro e o controle do teor de carbono, resultando em um material com maior estabilidade, resistência ao desgaste e melhor desempenho estrutural.

Atualmente, o aço representa aproximadamente 90% da produção mundial de metais para uso industrial, evidenciando sua importância econômica e tecnológica. A literatura aponta que sua ampla aplicação acompanha o crescimento das cidades, da infraestrutura de transporte e das edificações modernas.

Os dados analisados indicam que a expansão do uso do aço na construção civil está diretamente relacionada à evolução tecnológica das siderúrgicas, que investem constantemente em pesquisa e desenvolvimento para aprimorar propriedades mecânicas, resistência à corrosão e desempenho estrutural.

4.2 Propriedades mecânicas e desempenho estrutural

O aço é constituído basicamente por ferro e carbono, sendo que sua resistência está diretamente relacionada ao teor de carbono presente em sua composição (PEREIRA, 2018). Entre suas principais propriedades mecânicas destacam-se:

• Alta resistência à tração e compressão;
• Elevada ductilidade;
• Boa resistência à flexão;
• Homogeneidade estrutural;
• Possibilidade de conformação (laminação, forjamento e estampagem).

Essas características explicam sua ampla aplicação em vigas, pilares, treliças, terças e coberturas metálicas.

Fonte: Bandeira (2008)

A ductilidade do aço é uma propriedade fundamental, pois permite deformações antes da ruptura, aumentando a segurança estrutural. A curva tensão-deformação demonstra seu comportamento elástico e plástico, aspecto essencial para o dimensionamento estrutural.

Fonte: UFF

Conforme Ferraz (2003), as propriedades do aço podem ser modificadas por meio de tratamentos térmicos e processos químicos, ampliando ainda mais suas possibilidades de aplicação.

4.3 Sustentabilidade e reciclagem do aço

Um dos principais resultados encontrados na revisão de literatura refere-se à sustentabilidade do aço. De acordo com SAN (2022), o aço presente em produtos antigos — como pontes, embarcações e automóveis — pode ser integralmente reutilizado na fabricação de novos produtos, sem perda significativa de qualidade.

Segundo Ferreira (2021), o aço é 100% reciclável, podendo retornar aos fornos siderúrgicos sob a forma de sucata ao final da vida útil da edificação. Esse processo reduz:

• • O consumo de matérias-primas naturais;
  • O gasto energético; • A emissão de poluentes.

Gervásio (2008) destaca que o reprocessamento do aço demanda menor quantidade de energia quando comparado à produção a partir do minério de ferro, resultando em menor impacto ambiental.

Os dados analisados indicam que a reciclabilidade é um dos fatores que tornam o aço um material estratégico para construções sustentáveis, atendendo às exigências contemporâneas de responsabilidade ambiental.

4.4 Vantagens técnicas e econômicas na construção civil

A literatura aponta diversas vantagens do sistema construtivo em aço. Conforme SJMETAL (2022), destacam-se:

• Compatibilidade com outros materiais;
• Flexibilidade estrutural;
• Racionalização de materiais;
• Redução de desperdícios; • Menor prazo de execução;
• Preservação ambiental.

Isidro, Silva e Gama (2021) ressaltam que a agilidade na montagem reduz significativamente o tempo de obra, contribuindo para economia financeira e melhor planejamento do cronograma.

A combinação do aço com o concreto — resultando no concreto armado — também é amplamente discutida na literatura. Fallbaum (2022) afirma que essa junção potencializa as propriedades mecânicas, proporcionando maior resistência estrutural e otimização de custos.

Além disso, Braço (2022) argumenta que o sistema construtivo em aço tende a crescer no Brasil, especialmente em projetos modulares e de grande complexidade, devido ao seu excelente custo-benefício.

4.5 Aplicações do aço na construção civil

Os resultados da revisão indicam que o aço é utilizado em:

• • Pontes;
  • Barragens;
  • Edifícios residenciais e comerciais;
  • Galpões industriais;
  • Viadutos;
  • Estruturas ferroviárias;
  • Reforço estrutural em edificações existentes.

Ferraz (2022) destaca que o aço é disponibilizado na indústria sob diversas formas: chapas, tubos, cabos, barras, perfis estruturais e telhas metálicas.

A versatilidade do material permite ampla liberdade arquitetônica, possibilitando composições inovadoras e estruturas mais leves quando comparadas aos sistemas tradicionais.

4.6 Discussão comparativa com a literatura

Ao confrontar os dados coletados com os estudos analisados, observa-se consenso quanto às vantagens do aço na construção civil, principalmente no que se refere à:

• • Redução do tempo de execução;
  • Sustentabilidade;
  • Resistência mecânica;
  • Viabilidade econômica a longo prazo.

Entretanto, a literatura também aponta desafios, como:

• • Custo inicial mais elevado em determinadas regiões;
  • Necessidade de mão de obra especializada;
  • Proteção contra corrosão em ambientes agressivos.

Mesmo diante dessas limitações, os dados analisados demonstram que o aço atende de forma consistente aos três pilares centrais deste trabalho: diminuição de custos globais, maior eficiência produtiva e redução do prazo das obras.

4.7 Síntese dos resultados

A análise realizada permite afirmar que o aço ocupa posição estratégica na construção civil contemporânea. Seu desenvolvimento histórico, propriedades mecânicas, reciclabilidade e versatilidade o consolidam como um dos principais materiais estruturais da atualidade.

Os dados obtidos na revisão confirmam que o aço não apenas acompanha o crescimento econômico e tecnológico das nações, mas também se apresenta como solução alinhada às demandas de sustentabilidade e inovação da engenharia moderna.

5 CONCLUSÃO/CONSIDERAÇÕES FINAIS

• O presente estudo demonstra que o aço se consolida como um dos principais materiais estruturais da construção civil contemporânea, em virtude de sua elevada resistência mecânica, versatilidade e potencial de reciclagem.
• Constata-se que o objetivo geral da pesquisa é atingido ao evidenciar que o aço representa uma alternativa eficiente aos métodos construtivos tradicionais, especialmente no que se refere à redução de custos globais da obra, maior eficiência produtiva e diminuição do prazo de execução.
• Verifica-se que a utilização do aço contribui para racionalização de materiais, redução de desperdícios e melhor organização do canteiro de obras, favorecendo o desempenho técnico e econômico dos empreendimentos.
• Comprova-se que sua capacidade de reutilização e reciclagem atende às exigências atuais de sustentabilidade, reduzindo impactos ambientais e promovendo economia de recursos naturais e energéticos.
• Confirma-se que o avanço tecnológico das siderúrgicas amplia as possibilidades de aplicação do aço, permitindo maior liberdade arquitetônica e estrutural, além de viabilizar projetos mais complexos e modulares.
• Observa-se que, embora existam limitações relacionadas ao custo inicial e à necessidade de mão de obra especializada, tais fatores não comprometem sua viabilidade, uma vez que os benefícios estruturais, econômicos e ambientais compensam essas restrições ao longo do ciclo de vida da edificação.
• Conclui-se que o aço ocupa posição estratégica no desenvolvimento da construção civil brasileira e mundial, configurando-se como solução alinhada às demandas de inovação, sustentabilidade e produtividade do setor.

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