XXXV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO
Perspectivas Globais para a Engenharia de Produção
Fortaleza, CE, Brasil, 13 a 16 de outubro de 2015.
A CONSTRUTIBILIDADE NAS FASES DE
ENGENHARIA E SUPRIMENTO PARA A
CONSTRUÇÃO E MONTAGEM
INDUSTRIAL
Lessandro Teixeira Rodrigues (UNESA)
[email protected]
Antonio Augusto Goncalves (UNESA)
[email protected]
Este trabalho aborda a importância da utilização da construtibilidade
nas fases de engenharia e de suprimento em projetos de construção e
montagem industrial. A construtibilidade é o uso ótimo do
conhecimento e da experiência em construção no planejamento,
engenharia, suprimento e operações de campo para atingir os
objetivos globais de um projeto. O estudo de construtibilidade busca a
integração dos diversos profissionais envolvidos em grandes projetos.
Além disso, apresenta conceitos aplicados em todas as fases de um
empreendimento para o aumento da produtividade das atividades de
construção e montagem e para a melhoria da qualidade final. Assim,
esta pesquisa tem a intenção de analisar os sete conceitos de
construtibilidade desenvolvidos pelo Construction Industry Institute
para as fases de engenharia e de suprimento. Nesse caminho, algumas
aplicações práticas são apresentadas com o intuito de ilustrar esses
princípios.
Palavras-chave: Construtibilidade, Engenharia, Suprimento
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1. Introdução
Os grandes projetos de construção e montagem industrial possuem, normalmente, grande
complexidade e altos custos, além de prazos desafiadores. Segundo Yogui (2012), é crucial
buscar técnicas e metodologias que propiciem uma maior eficácia e produtividade e que
contribuam para a superação dos desafios de otimização de tempo, recursos e melhor gestão
global dos empreendimentos.
O estudo de construtibilidade tem como objetivo a integração dos diversos profissionais
envolvidos em grandes projetos. Além disso, apresenta conceitos aplicados em todas as fases
de um projeto para o incremento na produtividade das atividades de construção e montagem e
para a melhoria da qualidade final.
O Construction Industry Institute (1987), baseado na Universidade do Texas, nos Estados
Unidos, é um instituto composto por grandes empresas de diversos países, inclusive por
companhias brasileiras. Essa organização define construtibilidade como “o uso ótimo do
conhecimento e da experiência em construção no planejamento, engenharia, suprimento e
operações de campo para atingir os objetivos globais”.
Ainda segundo a Association for the Advancement of Cost Engineering (2008),
construtibilidade é a integração dos conhecimentos de construção em todas as fases do projeto
para o benefício dos custos, cronograma, qualidade e objetivos gerais do projeto. O uso bem
sucedido dessa experiência aumenta a probabilidade de sucesso.
Empregar a construtibilidade nas fases iniciais de grandes projetos, resulta em uma redução
de custos entre 6 e 23%. Além disso, pode ser observada uma redução significativa no
cronograma (O´CONNOR, 2006). Nesse caminho, Russel et al (1992), em análise de um
estudo de caso, conclui que incorporando os conhecimentos de construtibilidade o mais cedo
possível na fase de engenharia, se consegue uma economia de aproximadamente 10% em
tempo e 7% em custo no projeto.
Na fase de engenharia em grandes projetos de construção e montagem industrial são utilizadas
ferramentas CAD 3D (Computer-Aided-Design), sendo elaborado um modelo 3D. O estudo
de construtibilidade é implantado quando a fase de engenharia de detalhamento está em
andamento, onde são utilizados com grande frequência os modelos 3D, sendo possível
simular o sequenciamento de construção e montagem em um ambiente virtual.
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Este trabalho busca demonstrar qual a importância da utilização da construtibilidade nas fases
de engenharia de detalhamento e de suprimento para a melhoria da produtividade em grandes
projetos na área da indústria. Nesse caminho, o artigo apresenta, primeiramente, uma análise
teórica sobre a construtibilidade, descrevendo separadamente os sete princípios. Após,
demonstra algumas aplicações práticas desses conceitos, que os profissionais de engenharia e
de suprimento podem aplicar, melhorando o desempenho das equipes de construção e
montagem. Por fim, é discutido e ressaltado os principais avanços e potencialidades da
construtibilidade em projetos de construção e montagem industrial.
2. Os princípios da construtibilidade das fases de engenharia e de suprimento
A inclusão das experiências em construção no planejamento e na engenharia pode trazer
maior segurança e eficiência nas tarefas de campo e resultar em uma queda nos custos durante
o período de execução do empreendimento (JERJEAS & VAN DER PUT, 2001). É sempre
fundamental pensar também em operacionalidade e manutenibilidade. O equilíbrio de tais
objetivos é desejável e alcançável, porém muitas vezes esta técnica não é efetivamente
aplicada (O’CONNOR et al, 1987).
As etapas de construção e de suprimento são reconhecidamente as mais importantes que
afetam o custo, o cronograma e a qualidade. O estudo de construtibilidade poderá trazer
experiências práticas se for utilizado desde o início do planejamento e na engenharia de um
projeto (JERJEAS & VAN DER PUT, 2001).
Segundo o Office of Facilities Planning and Construction (1997) da Universidade do Texas, a
tradicional separação entre a engenharia e construção no início do projeto deve ser reduzida,
aproximando as equipes dessas diferentes áreas. Esta filosofia requer uma mudança de
cultura, analisando as diferenças e os pontos em comum entre a engenharia e a construção,
tornando essa transformação permanente e irreversível.
Hoje, muitas empresas têm abordado a construtibilidade, mas não se referem a ela por este
nome. Para estas organizações, construtibilidade é simplesmente um bom gerenciamento de
projetos. Os gerentes de projeto devem estar bem conscientes dos conceitos de
construtibilidade (O’CONNOR et al, 1987).
O Construction Industry Institute possui um grupo de trabalho que tem a função de criar guias
e manuais orientativos sobre construtibilidade. Na publicação chamada Constructability
Concepts File (1987) são apresentados conceitos de implementação da construtibilidade
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baseados em boas práticas observadas em projetos desenvolvidos nas instalações das
empresas associadas ao instituto.
A seguir, serão apresentados os sete conceitos para a implementação da construtibilidade,
ilustrados na figura 1 que, quando aplicados nas fases de engenharia e de suprimento, podem
trazer benefícios para o projeto. Segundo o grupo de trabalho, estas orientações foram
elaboradas para estimular a reflexão sobre construtibilidade e como fazê-la funcionar.
Figura 1 – Conceitos de construtibilidade das fases de engenharia e suprimento
Fonte: Elaborada pelo autor
2.1. Cronograma orientado à construção
A construtibilidade ganha importância quando os cronogramas de engenharia de detalhamento
e de aquisição de materiais e equipamentos são orientados à construção. Assim, o cronograma
de construção deve ser gerado antes que os cronogramas de engenharia e de suprimento sejam
iniciados (O’CONNOR et al, 1987).
Esta abordagem orientada à construção é diferente do método tradicional em que a sequência
do cronograma é especificado conforme o desenvolvimento lógico da engenharia de
detalhamento. Esta metodologia é notadamente apropriada para a aplicação em grandes
projetos (O’CONNOR et al, 1987). Com a utilização desse conceito podem ser obtidas
vantagens significativas como:
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 Redução na duração do projeto;
 Quantidades menores de atrasos de entregas de materiais e equipamentos para
aplicação no campo;
 Atividades de Engenharia e Suprimento são efetivamente priorizadas;
 A divisão em pacotes de trabalho é mais efetiva;
 A equipe do projeto apresenta um aumento na consciência dos verdadeiros marcos
do cronograma.
Para a elaboração do cronograma deve ser formada uma equipe multidisciplinar com
profissionais experientes em construção e montagem. O foco do planejamento deve estar
voltado para a emissão dos desenhos e especificações para a entrega de materiais em função
das datas que a equipe de campo necessita (O’CONNOR et al, 1987).
Os pacotes de trabalho são particularmente críticos para o aperfeiçoamento do cronograma
orientado à construção, sendo definidos em um nível bastante detalhado para que exista
eficácia. Se as tarefas forem divididas de forma deficiente, pode existir uma grande
interdependência entre esses pacotes, aumentando assim a probabilidade de atrasos
(O’CONNOR et al, 1987).
2.2. Documentação simplificada
Quando a documentação de engenharia é simplifica, permite uma construção mais eficiente,
facilitando as tarefas de montagem. A operacionalidade, a segurança, a manutenibilidade e até
mesmo outros fatores como a estética são frequentemente priorizados ao invés da
construtibilidade (O’CONNOR et al, 1987).
Entretanto, os desenhos de arranjos de equipamentos e detalhes na documentação de
engenharia podem ser desenvolvidos para beneficiar a construtibilidade sem prejudicar os
outros objetivos (O’CONNOR et al, 1987). Essa simplificação da documentação pode ser
realizada:
 Projetando um número mínimo de componentes ou elementos na construção e
montagem;
 Usando materiais de rápido fornecimento em tamanhos e configurações comuns,
ou seja, encontrados no mercado;
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 Utilizando conexões simples e de fácil execução, não necessitando de mão de obra
altamente especializada em locais de difícil acesso;
 Desenvolvendo documentações de engenharia que permitam ajustes dimensionais
no campo;
 Criando documentos de engenharia que minimizem as interdependências entre as
tarefas de construção.
A escolha de materiais e os posicionamentos das conexões necessárias, tais como soldas,
flanges, uniões e terminações devem levar em consideração o acesso às equipes de montagem,
as inspeções e testes. Conexões complexas e em locais de difícil acesso não tem apenas a
característica de tornar a construção mais lenta, mas também dificultam as verificações de
integridade das conexões (O’CONNOR et al, 1987).
Uma ênfase na simplificação de documentos de engenharia não significa necessariamente
gerar documentos que não apresentam todas as informações necessárias. A meta é que esses
documentos possuam uma comunicação efetiva. Esta simplificação pode ser realizada com o
envolvimento de profissionais experientes de construção e montagem na engenharia de
detalhamento (O’CONNOR et al, 1987).
2.3. Padronização
Segundo descreve o Construction Industry Institute (1987), o conceito de padronização é
aplicado utilizando o princípio da repetição. A padronização é alcançada diversificando o
mínimo possível a quantidade de componentes. Em muitos projetos de construção na indústria
existe este potencial de padronização: nos detalhes construtivos, nos tipos de materiais, nas
dimensões e elevações.
Por exemplo, em estruturas metálicas, os pilares e vigas podem ter as mesmas dimensões e
detalhes de conexões, facilitando as atividades de montagens das equipes de campo.
Empregando a padronização, os seguintes ganhos podem ser obtidos:
 Incremento na curva de aprendizado com a repetição das operações de campo,
melhorando a produtividade;
 Comprando uma quantidade maior do mesmo tipo de material, obtendo melhores
descontos;
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 Simplificando a aquisição e o gerenciamento dos materiais, diminuindo a
diversificação dos materiais.
Os engenheiros estruturais podem manter as mesmas dimensões de pilares e vigas. Assim,
simplificam muito as operações com formas em estruturas de concreto moldadas in loco,
reduzindo a quantidade de cortes e de formas diferentes, amenizando o desperdício de
material (FISCHER & TATUM, 1997).
As mesmas formas podem ser reutilizadas durante todo o projeto se forem empregados
materiais mais duráveis, como o aço. Melhoram também a qualidade da superfície do
concreto, facilitando o acabamento. Apresentam maior facilidade nas operações de montagem
e desmontagem, criando uma curva de aprendizagem mais rápida e uma redução de erros,
trazendo economia em prazo e custo (FISCHER & TATUM, 1997).
Entretanto, a padronização exige um avanço no desenvolvimento da engenharia. Os elementos
padronizados podem exigir um esforço adicional para que sejam adequados ao uso em todos
os casos. Assim, podem ser empregados padrões adotados pelos fornecedores. Nunca
esquecendo que deve ser realizada uma análise econômica, verificando os seus benefícios
(O’CONNOR et al, 1987).
A padronização também pode levar a projetos conservadores com o emprego de materiais
adicionais e aumento de pesos. Na maioria das vezes, a produtividade na montagem
compensará esta desvantagem, o que deve ser analisado. Muitas vezes, o potencial da
padronização não é aproveitado pelo equívoco de que todo o projeto é único, porém esta
prática deve ser incentivada (O’CONNOR et al, 1987).
2.4. Modularização / pré-montagem
O trabalho de pré-montagem pode ser antecipado e a documentação técnica de engenharia,
preparada para facilitar a fabricação, o transporte e a instalação. A modularização é uma
importante estratégia e deve ser abordada durante a fase de engenharia básica e na elaboração
do planejamento. A pré-montagem deve começar o mais cedo possível, de preferência ainda
na fase de engenharia detalhamento (O’CONNOR et al, 1987).
Os benefícios da pré-montagem geralmente incluem aumento na produtividade, atividades
efetuadas em paralelo, melhoria nas condições de segurança dos trabalhadores,
desenvolvimento no controle da qualidade e uma quantidade menor de montagens de
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andaimes. Alguns pontos de atenção devem ser observados como a precisão dimensional, o
sequenciamento de pré-montagem e de instalação. A documentação, sempre que possível,
deve ser padronizada (O’CONNOR et al, 1987).
Para o processo de transporte dos elementos modularizados, devem ser conhecidos os detalhes
de limitações de entregas e as restrições de rotas. A documentação técnica deve facilitar e
prever as elevações das cargas ou necessidades de rolamento. Para a aplicação dos módulos
no campo, devem ser projetadas conexões que facilitem os acoplamentos, minimizando
montagens de andaimes (O’CONNOR et al, 1987).
Segundo o Construction Industry Institute (1987), o trabalho de modularização geralmente
requer uma combinação de duas operações que normalmente são nitidamente separadas nos
grandes projetos. A primeira operação é chamada de fabricação, geralmente realizada nas
instalações da empresa fabricante e a operação de montagem, executada na construção que
está em andamento.
2.5. Acessibilidade
Os projetistas podem promover a acessibilidade nas plantas de arranjos de equipamentos e
documentos de detalhes típicos. Caso a acessibilidade não seja levada em consideração, pode
criar problemas como locais de difícil acesso, excesso de trabalhos em altura ou locais em
condições ambientais extremas. Isto é, quaisquer condições que dificultem as montagens dos
materiais e equipamentos (O’CONNOR et al, 1987).
Para melhorar a acessibilidade, podem ser desenvolvidas diretrizes para o espaçamento
mínimo entre elementos e especificar detalhadamente as locações de equipamentos e das vias
de acesso. Por último, as informações devem ser bem claras para os projetistas e planejadores
quanto aos métodos de transporte e elevação de cargas, áreas necessárias para as montagens
dos equipamentos e as atividades que serão realizadas em paralelo nas proximidades
(O’CONNOR et al, 1987).
Pode ser criada uma lista de verificação para avaliar oportunidades e problemas de
acessibilidade (O’CONNOR et al, 1987). Os modelos 3D se revelam como importantes
aliados na visualização de problemas na acessibilidade. Essas ferramentas podem ser
utilizadas para simulações do fluxo de trabalho e de transporte até o local de montagem.
2.6. Condições meteorológicas adversas
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Conforme descreve o Construction Industry Institute (1987), este conceito reforça que
condições meteorológicas adversas influenciam e/ou ditam muitas decisões em um projeto. É
preciso salientar, inclusive, que podem impactar os custos na construção.
É importante que os projetistas facilitem a montagem quando existirem condições
meteorológicas adversas. Essas condições são desafiadoras para as equipes de engenharia e de
montagem. Os projetistas devem investigar alternativas que exponham os trabalhadores de
campo o menor tempo possível a temperaturas extremas, chuvas e solos com lama
(O’CONNOR et al, 1987).
Se o projeto envolve, principalmente, atividades em áreas externas, o impacto das condições
meteorológicas adversas é maior, gerando atrasos e aumento de custos (AKINCI &
FISCHER, 1998). Por exemplo, em regiões do país com altos índices pluviométricos, os
locais de trabalhos ao ar livre podem ser protegidos com coberturas provisórias.
2.7. Especificações
As especificações dos materiais e dos equipamentos podem ser cuidadosamente analisadas
pelos futuros operadores da planta, por projetistas e pelo pessoal de montagem com o objetivo
de simplificar os processos construtivos (O’CONNOR et al, 1987). Assim, materiais e
equipamentos que possuam alta complexidade de manuseio ou exijam mão de obra altamente
especializada devem ser evitados.
Os profissionais da montagem devem ser consultados, identificando suas preferências e
capacidades técnicas, para a definição dos materiais e métodos construtivos que serão
utilizados. Obviamente que, quando este conceito é aplicado, o princípio da economicidade
deve ser observado. Assim, materiais caros ou que possuam dificuldades de obtenção não
devem ser especificados (O’CONNOR et al, 1987).
Existe também o problema da especificação de materiais e equipamentos especiais ou com
altas tolerâncias quando não é necessário. Por exemplo, projetar uma tubulação que suporta
fluidos com altas temperaturas ou pressões quando estas condições operacionais não ocorrem.
O relaxamento de tolerâncias pode ser benéfico, permitindo o uso de materiais e
equipamentos menos sofisticados, impactando positivamente nos custos (MARGUGLIO,
1977).
3. Aplicações práticas dos sete conceitos nas fases de engenharia e de suprimento
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A seguir, são apresentadas aplicações práticas dos sete conceitos de construtibilidade
definidos para as fases de suprimento e de engenharia. Segundo o Construction Industry
Institute, normalmente a fase de construção e montagem de um empreendimento é de maior
custo. Por isso, as fases de engenharia e de suprimento, sendo predecessoras, influenciam
sensivelmente no resultado final do projeto, sendo muito importante gerenciá-las de forma
eficiente.
Quando são emitidas grandes ordens de compra de materiais com várias entregas, as datas e
os quantitativos das entregas dos materiais devem ser especificados juntamente com o
fabricante, se possível com as definições exigidas pelo comprador. Assim, será possível
utilizar o cronograma de construção como base para efetuar as comprar, partindo deste
documento a necessidade das datas e dos quantitativos de entrega. Por exemplo, definir o
sequenciamento de entrega de pilares e vigas compradas a partir de um único fabricante com a
intenção de criar um cronograma orientado à construção (O’CONNOR et al, 1987).
Em relação à simplificação da documentação, estruturas metálicas para suportação de linhas
de tubulação, os pontos das conexões de todas as linhas instaladas paralelamente devem
coincidir, conforme a ilustração abaixo (figura 2). Isto permite que a suportação das linhas de
tubulação seja projetada em um ponto comum, reduzindo os riscos de interferências
(O’CONNOR et al, 1987). Os projetistas desenvolvem documentos com uma quantidade
menor de suportes, facilitando a montagem das linhas de tubulação.
Figura 2 – Pontos de conexões das linhas de tubulação coincidindo
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Fonte: Elaborada pelo autor
A padronização pode ser aplicada de uma forma bem ampla nos projetos da construção e
montagem
industrial.
O
Construction
Industry
Institute
descreve
na
publicação
Constructability Concepts File que subconjuntos de tubulação, tais como drenos, vents,
medidores de pressão e postos de amostra, purgadores em linhas de vapor devem possuir as
conexões e os trechos de tubulação com tamanhos padronizados. A ilustração abaixo (figura
3) demonstra este conceito, onde os itens devem, inclusive, ser pré-montados, facilitando a
fabricação e a montagem das linhas de tubulação.
Figura 3 – Pontos de drenos com dimensões padronizadas em linhas de tubulação
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Fonte: Elaborada pelo autor
Um dos principais conceitos relacionados às fases de engenharia e de suprimento é a
modularização / pré-montagem. O conceito pode ser aplicado em diversas áreas da
construção, como por exemplo, construções de lajes em subestações. Segundo Nakamura
(2007) as lajes do tipo Steel Deck são consideradas eficientes, pois integram as virtudes do
aço e do concreto. Consiste na utilização de uma forma perfilada permanente de aço. Essa
estrutura é utilizada como uma plataforma para a aplicação do concreto, eliminando de
maneira parcial ou total a necessidade de escoramentos para a construção de lajes, sendo um
sistema misto.
De acordo com O’connor et al (1987), quando novas linhas de tubulação precisam ser
instaladas em estruturas metálicas de suportação existentes, problemas de acessibilidade são
frequentemente encontrados. Nesses casos, uma recomendação é projetar um novo nível de
estrutura metálica sobre a existente, conforme a ilustração abaixo (figura 4), onde os
componentes em vermelho representariam o projeto da nova estrutura.
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Figura 4 – Estruturas metálicas para suportação de linhas de tubulação em ampliação
Fonte: Elaborada pelo autor
Um dos principais motivos de preocupação em relação aos custos e prazos de um projeto são
as condições meteorológicas adversas. Duff (1985) estudou a interferência da chuva, baixa
temperatura e ventos para aplicação em planejamento e para determinação de condições de
contrato. Nessa análise, considera o trabalho interrompido quando da taxa de 0,5mm/hora de
precipitação, em qualquer serviço externo sem proteção. Essas interrupções podem facilmente
sem evitadas com a instalação de coberturas temporárias, protegendo os locais externos de
trabalho.
As especificações são fundamentais nos projetos de construção e montagem industrial,
inclusive interferindo na viabilidade da execução dos serviços. Por exemplo, em ampliações
de unidades de processo em operação em refinarias de petróleo, se houver montagens de
estruturas metálicas conexões aparafusadas são recomendadas em relação às ligações
soldadas. Isto permite a realização dos trabalhos com uma unidade de operação, reduzindo a
quantidade necessária de paradas operacionais.
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4. Considerações finais
É importante salientar que os sete conceitos de construtibilidade estudados nesta pesquisa
identificam como os conhecimentos e as experiências em construção podem ser utilizados de
maneira eficaz durante as fases de engenharia e de aquisição de materiais.
Buscam meios de facilitar as operações de construção para engenheiros e projetistas. E, para
melhorar a construtibilidade, podem ser realizadas modificações na execução e no escopo do
detalhamento da engenharia e no sequenciamento das fases de engenharia e de aquisição de
materiais.
Nas opiniões de diversos autores, os ganhos mais significativos com a aplicação dos
princípios construtibilidade podem ser observados quando os esforços são concentrados em
garantir a participação dos construtores desde o início da fase de engenharia de detalhamento.
Eles são os profissionais que realmente serão os responsáveis pela construção e sabem,
melhor do que ninguém, das suas necessidades.
Deve ser trabalhada, também, a construção de um respeito mútuo, com confiança
credibilidade entre as equipes de planejamento, engenharia e construção, sendo mantida
durante todo o projeto. Para tudo isso, todos devem estar dispostos a abandonar o método
tradicional em que os projetistas trabalham separadamente do pessoal de construção, para uma
nova abordagem, na qual eles são envolvidos, com um trabalho desenvolvido em parceria.
Assim, para melhorar significativamente as chances de sucesso do projeto, algumas medidas
precisam ser adotadas. Os projetistas devem estar constantemente preocupados com a redução
dos custos. As inovações devem ser incentivadas e as boas práticas vivenciadas na empresa
sempre documentadas. Por último, a atenção com a comunicação entre projetistas e
construtores deve ser permanente e eficiente.
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