Situação Atual e Tendências Futuras das Estruturas de Aço Pré-fabricadas sob as Metas Duplas de Carbono da China

Situação Atual e Tendências Futuras das Estruturas de Aço Pré-fabricadas sob as Metas Duplas de Carbono da China

Restrições políticas, aplicações divergentes e a reconfiguração das cadeias de suprimento de baixo carbono

Liderança: Sob as metas chinesas de duplo carbono, as estruturas de aço pré-fabricadas estão passando de uma ferramenta para eficiência na construção para uma ferramenta para construção de baixo carbono e certeza na cadeia de suprimentos. As políticas já estabeleceram restrições rígidas: até 2025, espera-se que os edifícios pré-fabricados representem mais de 30% das novas construções; até 2030, espera-se que os edifícios pré-fabricados representem 40% dos novos edifícios urbanos concluídos naquele ano. No nível setorial, as aplicações estão se diversificando. Plantas industriais, centros logísticos, instalações culturais e esportivas, hubs de transporte e projetos de superaltos arranha-céus são cenários de aplicação relativamente maduros, enquanto edifícios residenciais e edifícios públicos comuns ainda enfrentam restrições em custo, padronização, sistemas de proteção contra incêndio e proteção contra corrosão.

Figura 1. As estruturas de aço pré-fabricadas estão cada vez mais sendo avaliadas com base na entrega de baixo carbono, rastreabilidade e certeza na cadeia de suprimentos.

1. Conclusão principal: a concorrência está mudando do foco na velocidade para o foco na redução de carbono, verificabilidade e capacidade de entrega

Tanto sob a perspectiva das políticas quanto do mercado, a lógica por trás das estruturas de aço pré-fabricadas mudou. No passado, os compradores concentravam-se principalmente no cronograma, custo e vão. Hoje, os proprietários de projetos, compradores governamentais e clientes internacionais também se preocupam com o carbono incorporado por unidade de área construída, rastreabilidade dos componentes, emissões de resíduos no canteiro de obras, conformidade com os requisitos de materiais de construção sustentáveis e capacidade de entrega compatível com diferentes normas. Isso significa que a concorrência entre empresas de estruturas de aço já não se limita à capacidade de processamento de componentes; ela está cada vez mais centrada na capacidade de digitalizar toda a cadeia de projeto, fabricação, transporte, instalação, operação e manutenção.

No nível nacional, o 14º Plano Quinquenal para a Indústria da Construção propõe que, até 2025, os edifícios pré-fabricados representem mais de 30% das novas construções. O Plano de Implementação para o Pico de Carbono na Construção Urbana e Rural estabelece ainda que, até 2030, os edifícios pré-fabricados devam corresponder a 40% das novas construções urbanas concluídas naquele ano, além de promover moradias em estrutura de aço, construção inteligente, materiais de construção sustentáveis e processamento preciso de materiais de construção em fábrica. A política governamental de compras públicas de materiais de construção sustentáveis foi expandida de programas-piloto para 48 cidades, incluindo as seis cidades piloto anteriores, exigindo cobertura total dessa política em todos os projetos de construção adquiridos pelo governo até 2025.

Dados principais e base de interpretação

Figura 2. As políticas e regras de aquisição estão tornando os dados de carbono, materiais conformes e documentação auditável parte da competitividade dos fornecedores.

2. Contexto político: da promoção da pré-fabricação à reconstrução dos métodos construtivos sob restrições de carbono

As metas duplas de carbono estão afastando a indústria da construção de uma lógica tradicional impulsionada por investimentos e direcionando-a para uma redução coordenada de emissões de carbono nos setores de energia, materiais, construção e operação. Por muito tempo, o setor da construção enfrentou problemas como trabalhos úmidos extensivos no local, elevada perda de materiais, grandes volumes de resíduos da construção e qualidade variável na entrega. O valor político das estruturas de aço pré-fabricadas reside na transferência de mais processos para fábricas e na redução do consumo energético, da poeira, do ruído e das emissões de resíduos no local, por meio de projetos padronizados, produção industrializada e montagem no local.

As políticas de promoção de materiais de construção sustentáveis também estão alterando a forma como as aquisições são avaliadas. O documento Caiku [2022] n.º 35 amplia claramente o âmbito de aplicação da política para 48 cidades e inclui hospitais, escolas, edifícios administrativos, complexos, salas de exposições, centros de convenções, estádios e projetos de habitação acessível sob aquisição governamental. Para os projetos abrangidos por essa política, devem ser adquiridos e utilizados materiais de construção listados nas Normas de Demanda para Aquisição Governamental de Edifícios Sustentáveis e Materiais de Construção Sustentáveis, em conformidade com os requisitos aplicáveis. No caso de fábricas e armazéns com estrutura metálica, não se trata de um subsídio direto. Contudo, isso transmitirá demanda ao mercado por meio de projetos financiados pelo governo, edifícios públicos e projetos de parques industriais.

No nível de implementação local, os requisitos para edifícios pré-fabricados estão frequentemente vinculados às condições de transferência de terrenos, incentivos relacionados à taxa de ocupação do solo (floor-area-ratio), classificações de edifícios verdes por estrelas, indicadores de baixo carbono para parques industriais e condições técnicas para projetos financiados pelo governo. Para compradores B2B, isso significa que os fornecedores de estruturas de aço devem não apenas apresentar cotações, mas também submeter cálculos de projeto auditáveis, certificados de materiais, registros de qualidade de soldagem, documentação do sistema de revestimento, registros de lote de embarque e documentos orientativos para instalação.

3. Situação do setor: as aplicações concentram-se em fábricas, instalações esportivas e edifícios superaltos, enquanto a penetração residencial permanece lenta

As estruturas de aço não estão se expandindo de forma uniforme em todos os tipos de edifícios. De acordo com a amostra de projetos-chave de 2024, edifícios superaltos e edifícios comerciais representaram 28%; grandes centros de exposições, equipamentos culturais e esportivos e centros comerciais representaram 25%; fábricas industriais e fábricas de manufatura de alta tecnologia representaram 16%; infraestrutura de transporte, terminais aeroportuários e estações de trem de alta velocidade representaram 9%; escolas e hospitais representaram 8%; e projetos residenciais representaram menos de 1%. Essa amostra reflete projetos-chave relatados pelas empresas e não deve ser interpretada como a estrutura da área construída concluída de toda a indústria.

Essa estrutura é realista. Plantas industriais, armazéns e centros logísticos normalmente exigem vãos longos, malhas de pilares regulares, pé-direito elevado, vigas para pontes rolantes ou capacidade de carga para prateleiras pesadas. Equipamentos culturais e esportivos, bem como centros de exposições, exigem sistemas de cobertura de grande vão e nós complexos. Edifícios superaltos dependem mais intensamente de estruturas de aço, pilares de tubo de aço preenchidos com concreto, treliças gigantes e lajes mistas para equilibrar altura, desempenho sísmico e velocidade de construção. Por outro lado, edifícios residenciais convencionais devem simultaneamente atender aos requisitos de isolamento acústico, resistência ao fogo, custo, padronização do layout dos apartamentos, sistemas de fachada e coordenação com os acabamentos internos, tornando sua ampla disseminação mais difícil.

Tomando como amostra de observação as informações públicas da Shenyang Zhongwei Heavy Industry Steel Structure Engineering Co., Ltd., o site da empresa destaca seus produtos e serviços voltados para galpões em estrutura de aço, oficinas em estrutura de aço, aviários e soluções em estrutura de aço para o exterior. Os serviços divulgados incluem projeto personalizado em estrutura de aço e pré-fabricação, apoio à obtenção de certificações conforme padrões internacionais, logística global, orientação para instalação in loco e serviços integrados de exportação. O perfil da empresa no Alibaba também posiciona a companhia como prestadora de serviços integrados de sistemas de estruturas de aço para edifícios sustentáveis e sistemas de fechamentos metálicos para edifícios. Para compradores do exterior, a capacidade-chave não é simplesmente um preço por tonelada, mas sim se os padrões de projeto, a fabricação na fábrica, a embalagem para exportação, os códigos do país de destino e a sequência de instalação podem ser integrados.

Projetos específicos também evidenciam a complexidade dos projetos de exportação de estruturas de aço. O site da Zhongwei Heavy Industry revela que, para um grande projeto de armazém logístico em Bangcoc, a empresa foi responsável pela produção, fabricação e embarque de aproximadamente 4.150 toneladas de estrutura de aço. O escopo abrangeu a estrutura principal de aço, o sistema de suporte para telhados de grande vão e componentes auxiliares, com ênfase na conformidade com as normas e códigos de construção tailandeses aplicáveis. As informações sobre pedidos de fábricas e armazéns no exterior indicam que os pedidos internacionais representam mais de 60% do volume de negócios da empresa e mencionam projetos como um armazém agrícola na Polônia, uma fábrica de processamento de alimentos na Arábia Saudita e um armazém de materiais de construção no Quênia. Essas declarações são divulgações feitas pela própria empresa e devem ser utilizadas como observações de caso, não sendo generalizáveis como médias setoriais.

Figura 3. A adoção atual é mais forte onde o vão, a carga, a altura, a eficiência logística e a certeza na construção geram valor claro.

4. Progresso tecnológico fundamental: materiais, nós, sistemas de envoltória e manufatura digital estão avançando em conjunto

Do ponto de vista dos materiais, aço de alta resistência, aço patinável, aço inoxidável, revestimentos anticorrosivos de baixo teor de COV e fotovoltaicos integrados à edificação estão transformando a avaliação do ciclo de vida das estruturas de aço. Relatórios setoriais observam que o aço de alta resistência Q690 possui uma tensão de escoamento aproximadamente duas vezes maior que a do aço estrutural convencional Q355, enquanto seu custo unitário é cerca de 1,25 a 1,35 vezes o do aço Q355. Se a otimização das seções reduzir o peso e o volume de soldagem, seu custo total e emissões de carbono podem não ser necessariamente superiores aos das soluções tradicionais. Após a utilização do aço Q690 no Centro de Inovação Científica e Tecnológica da Nova Área de Xiong’an, relatórios públicos afirmaram que o peso da estrutura principal foi reduzido em 20% e as emissões de carbono, em 18%, demonstrando o valor do aço de alta resistência para redução de peso e de emissões de carbono em cenários específicos.

No lado da fabricação, o BIM, gêmeos digitais, a Internet das Coisas, soldagem robótica, corte automatizado, perfuração CNC e sistemas de gestão da produção estão se disseminando das grandes empresas para fábricas regionais. Para armazéns e instalações com estrutura de aço, o ganho real de eficiência provém da fabricação orientada por modelo: o modelo de cálculo estrutural, os desenhos detalhados, as listas de componentes, as informações sobre soldas, as posições dos furos para parafusos e os códigos de embalagem/expedição permanecem consistentes, reduzindo assim alterações no projeto, componentes faltantes e cortes secundários no local.

Sistemas de envoltória e coordenação mecanoelétrica também são fundamentais para edifícios de baixo carbono. O desempenho carbônico de uma fábrica com estrutura de aço é determinado não apenas pelo material principal — o aço —, mas também pelo isolamento do telhado e das paredes, pela estanqueidade ao ar, pela iluminação natural, pela ventilação natural, pelos sistemas fotovoltaicos no telhado, pela exaustão de fumaça e pelos sistemas de proteção contra incêndio. A política de pico de emissões de carbono para a construção urbana e rural propõe que, até 2025, a taxa de cobertura de sistemas fotovoltaicos no telhado de novos edifícios de instituições públicas e de novas fábricas alcance, na medida do possível, 50%. Isso impulsionará a cobertura em estrutura de aço de uma simples função de envoltória para um sistema integrado que combine funções de sustentação, isolamento térmico, impermeabilização, acesso para manutenção e geração de energia.

5. Pontos críticos: custo, padronização, proteção contra incêndio e proteção contra corrosão são três barreiras difíceis de superar

O primeiro desafio é o controle de custos. O custo de um projeto com estrutura de aço não se resume ao preço do aço multiplicado pela tonelagem. O que o proprietário efetivamente paga é o custo abrangente de detalhamento do projeto, perdas no processamento, soldagem, jateamento e remoção de ferrugem, revestimento, proteção contra incêndio, transporte, içamento, sistemas de vedação, instalação de nós e manutenção posterior. As flutuações nos preços do aço ampliam o risco nas cotações; um número excessivo de nós não padronizados aumenta as horas de processamento; e projetos transfronteiriços devem também arcar com os custos de embalagem, frete marítimo, despacho aduaneiro e adaptação às normas técnicas do país de destino. Se a licitação ainda se concentrar no menor preço inicial, o aço de baixo carbono e os sistemas de revestimento de alto desempenho não poderão refletir plenamente seu valor ao longo do ciclo de vida.

O segundo desafio é a padronização insuficiente. Os projetos domésticos de fábricas e armazéns com estrutura de aço são frequentemente altamente personalizados devido a diferentes fluxos de processo, disposições de equipamentos, climas regionais e planos de expansão dos proprietários. O espaçamento entre colunas, as terças, os contraventamentos, os tipos de painéis de vedação, as calhas, as aberturas para portas e janelas, as vigas de ponte rolante e os nós de mezaninos muitas vezes carecem de módulos unificados. Isso resulta em trabalho repetitivo de projeto, excesso de tipos de componentes, ajustes frequentes nas linhas de produção e baixa tolerância a erros durante a instalação. A competitividade futura não virá de tornar todos os projetos idênticos, mas sim de construir um sistema de componentes padronizados, combinações paramétricas e verificação específica por projeto.

O terceiro desafio é a proteção contra incêndio e a proteção contra corrosão. O aço é reciclável, resistente e leve, mas sua resistência ao fogo e à corrosão depende do projeto e de sistemas protetores. Armazéns, fábricas e projetos logísticos estão frequentemente localizados em ambientes de alta umidade, costeiros, químicos, de cadeia fria ou de alta temperatura. Os sistemas de revestimento, a galvanização a quente, os revestimentos ignífugos, os ciclos de manutenção e a proteção das áreas de conexão devem ser definidos na fase de projeto. Normas como a GB 55037-2022 (Código Geral de Proteção contra Incêndio de Edifícios), a GB 51249-2017 (Código Técnico de Segurança contra Incêndio de Estruturas de Aço em Edifícios), a ISO 12944 (sistemas de pintura para proteção contra corrosão) e a CECS 343:2013 (Especificação Técnica para Revestimentos Anticorrosivos de Estruturas de Aço) devem constar nas condições técnicas da licitação, e não ser tratadas como medidas corretivas durante a construção.

6. Direções futuras: construção digital, aço de baixo carbono e aplicações modulares redefinirão as cadeias de suprimento

A primeira prioridade principal para os próximos cinco anos é a construção digital. Para engenheiros e gestores de cadeia de suprimento, a digitalização não deve parar na visualização por meio de BIM. Ela deve avançar até a entrega de dados em nível de componente. Cada viga de aço, pilar, contraventamento, terça e chapa de conexão deve possuir um código exclusivo vinculado à classe do material, ao número do lote de fusão, ao registro de soldagem, ao lote do revestimento, ao relatório de inspeção, ao número do pacote e à localização de instalação. Somente assim as estruturas de aço pré-fabricadas poderão transformar a qualidade fabril em certeza no canteiro de obras.

A segunda linha principal é o aço de baixo teor de carbono e a aquisição de materiais de baixo teor de carbono. À medida que avançam os conceitos de construção sustentável, materiais de construção sustentáveis e sistemas de contabilidade de carbono, os projetos com estrutura de aço passarão progressivamente a dar maior atenção às declarações ambientais de produtos (EPD), à proporção de sucata, ao aço produzido em fornos elétricos a arco, ao uso de energia verde, à distância de transporte e à reciclabilidade. A curto prazo, o aço de baixo teor de carbono pode enfrentar prêmios de preço e desafios relacionados à estabilidade do fornecimento. Contudo, em projetos de exportação, instalações industriais de empresas multinacionais, edifícios públicos financiados pelo governo e projetos de proprietários com requisitos rigorosos de divulgação ESG, a certificação de materiais de baixo teor de carbono tornar-se-á uma vantagem competitiva nas licitações e poderá até se tornar um pré-requisito para participação.

A terceira linha principal é a aplicação modular. Os armazéns e fábricas de estrutura de aço são os mais adequados para modularização precoce, pois suas unidades funcionais são relativamente claras: malhas padrão de colunas, inclinações padrão de telhado, tipos padrão de painéis de revestimento, sistemas padrão de terças e contraventamentos, e módulos padrão de pórticos ou estruturas de múltiplos andares. As soluções futuras maduras não começarão mais do zero em cada projeto. Em vez disso, os módulos padrão atenderão 80% das necessidades repetitivas, enquanto o projeto paramétrico abordará os 20% restantes relacionados às cargas locais, aos equipamentos de processo e às preferências do proprietário.

A quarta linha principal é a compatibilidade com normas internacionais. Para compradores estrangeiros, os fornecedores precisam esclarecer precocemente no contrato quais normas de projeto estrutural, normas de soldagem, normas de execução, normas de proteção contra corrosão e documentos de aceitação serão utilizados. Projetos norte-americanos normalmente focam nas normas ANSI/AISC 360 e AWS D1.1. Nos mercados europeus, há frequentemente envolvimento das normas EN 1993, EN 1090 e requisitos relacionados à marcação CE. Em ambientes costeiros ou altamente corrosivos, costuma-se enfatizar as categorias de corrosão da norma ISO 12944. Se empresas chinesas de estruturas de aço desejarem evoluir da exportação de componentes para a exportação de soluções de engenharia, precisam construir uma matriz de normas e uma biblioteca de modelos de documentos.

Figura 4. A competitividade futura depende da integração de dados digitais, aquisições de baixo carbono, produtos modulares e normas internacionais em processos repetíveis de entrega.

7. Conclusão: o setor está ingressando na interseção entre baixo carbono, industrialização e internacionalização

O futuro das estruturas de aço pré-fabricadas não se trata simplesmente de substituir madeira ou concreto por aço. Trata-se de utilizar métodos calculáveis, rastreáveis, montáveis e mantíveis para melhorar a eficiência ao longo do ciclo de vida em tipos adequados de edificações. Fábricas, armazéns, espaços para eventos, centros de transporte e arranha-céus superaltos continuarão sendo os principais cenários de aplicação. Projetos públicos, como escolas, hospitais e habitação acessível, continuarão sendo testados em caráter piloto com o apoio de políticas públicas. O mercado residencial provavelmente só acelerará após a maturação dos sistemas de proteção contra incêndio, isolamento acústico, custos e padronização.

Para as empresas, a capacidade-chave na próxima etapa não é uma inovação pontual, mas sim a capacidade de transformar padrões de projeto, materiais de baixo carbono, manufatura digital, comprovação de qualidade, logística e entregas e códigos internacionais em processos estáveis. Para os compradores, a avaliação dos fornecedores também deve migrar do preço por tonelada para o custo ao longo do ciclo de vida, a certeza de entrega, a integridade dos documentos de conformidade e a transparência dos dados de emissões de carbono. À medida que os objetivos políticos — como a aquisição de materiais verdes e a entrega de projetos internacionais — exercem pressão conjunta, as estruturas de aço pré-fabricadas passarão gradualmente de serem uma solução opcional para se tornarem uma solução de infraestrutura essencial para edifícios industriais de baixo carbono.

Notas sobre fontes e padrões

Documentos políticos: (1) Ministério da Habitação e do Desenvolvimento Urbano-Rural, Plano Quinquenal para a Indústria da Construção (2021–2025) (Jianshi [2022] n.º 11), que propõe que, até 2025, os edifícios pré-fabricados representem mais de 30% das novas construções e promove o desenvolvimento coordenado da construção inteligente e da industrialização da construção de nova geração. (2) Ministério da Habitação e do Desenvolvimento Urbano-Rural e Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma, Plano de Implementação para o Pico de Emissões de Carbono na Construção Urbana e Rural, que propõe que, até 2030, os edifícios pré-fabricados representem 40% dos novos edifícios urbanos concluídos naquele ano e promove habitações em estrutura de aço, construção inteligente e materiais de construção sustentáveis. (3) Ministério das Finanças, Ministério da Habitação e do Desenvolvimento Urbano-Rural e Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, Aviso sobre a Ampliação do Âmbito de Aplicação da Política de Aquisições Públicas que Apoia Materiais de Construção Sustentáveis para Melhorar a Qualidade da Construção (Caiku [2022] n.º 35).

Materiais do setor: Relatório de Desenvolvimento da Indústria de Estruturas de Aço da Construção da China 2023–2024, divulgação pública que abrange a produção de estruturas de aço em 2024, o valor da produção, a estrutura de aplicação em amostras de projetos-chave e casos envolvendo aço de alta resistência e aço patinável. As proporções citadas neste artigo seguem o escopo da divulgação pública e não são extrapoladas como estatísticas absolutas para todo o setor.

Informações públicas da empresa: site da Shenyang Zhongwei Heavy Industry Steel Structure Engineering Co., Ltd. sobre capacidades da empresa, escopo de serviços, categorias de produtos e o projeto do depósito logístico de Bangcoc; visão geral da empresa no site internacional do Alibaba sobre posicionamento empresarial, espaço produtivo e capacidades de serviço integrado. Os projetos, pedidos e descrições de capacidades da empresa baseiam-se em informações divulgadas pela própria empresa.

Normas chinesas: GB 55006-2021 – Código Geral para Estruturas de Aço; GB 50017-2017 – Norma para Projeto de Estruturas de Aço; GB/T 51232-2016 – Norma Técnica para Edifícios Pré-fabricados com Estrutura de Aço; GB 50205-2020 – Norma para Aceitação da Qualidade da Construção de Estruturas de Aço; GB 55037-2022 – Código Geral para Proteção contra Incêndios em Edifícios; GB 51249-2017 – Código Técnico para Segurança contra Incêndios de Estruturas de Aço em Edifícios; JGJ 82-2011 – Especificação Técnica para Ligações com Parafusos de Alta Resistência em Estruturas de Aço; CECS 343:2013 – Especificação Técnica para Revestimentos Anticorrosivos em Estruturas de Aço.

Normas internacionais: ANSI/AISC 360-22 — Especificação para Edifícios de Aço Estrutural; AWS D1.1/D1.1M:2025 — Código de Soldagem Estrutural — Aço; EN 1993 — Eurocódigo 3 — Projeto de estruturas de aço; EN 1090 — Execução de estruturas de aço e estruturas de alumínio; ISO 12944 — Tintas e vernizes — Proteção contra corrosão de estruturas de aço por sistemas de pintura protetora. Projetos no exterior devem seguir os regulamentos do local do projeto e as versões acordadas no contrato.

Declaração sobre o escopo dos dados: Além dos valores claramente listados em documentos políticos, números de normas e relatórios públicos, este artigo não gera figuras estatísticas adicionais. As avaliações sobre estrutura de aplicação, alterações de custo, maturidade modular e tendências de compras de baixo carbono são tratadas como observações ou estimativas setoriais.