estruturas em madeira

breve histórico na construção civil

Utilizada desde a antiguidade na construção civil ao redor de todo o mundo, a madeira é um dos materiais primordiais utilizados para construir abrigos, bastavam armações de ramos ou de pequenos troncos para se criar um habitáculo, de acordo com o clima e materiais disponíveis, cada região do planeta desenvolveu a técnica a sua maneira e muitas das estruturas construídas em madeira há centenas ou milhares de anos permanecem em uso até hoje. Um exemplo, é o edifício Nara, no Japão, com 1.300 anos e 32,45 metros de altura.

No Brasil por ser um material muito abundante, a madeira como material e método construtivo aconteceu em duas frentes; uma de origem indeterminada que se estende até os dias atuais, com as construções indígenas, essas com uma enorme variedade de formas, entre as mais famosas, as Malocas, que são grandes estruturas de madeira com cobertura de folhas de palmeiras, subdivida em espaços menores chamados Ocas que abrigavam cada um, uma família.

Na outra frente, os portugueses se aproveitando da quantidade de madeira e da facilidade tanto dos povos africanos quanto dos indígenas de construir com madeira, a utilizaram em larga escala durante todo o período colonial.

A SUSTENTABILIDADE DA MADEIRA

A madeira é um material de baixo consumo energético, sendo o único material utilizado em estruturas que pode ser plantado, a matéria prima que a natureza utiliza é CO2, água e energia solar. A energia utilizada no processamento e no transporte é ínfima ao ser comparada com o gasto energético para produção de cimento, aço e alumínio. O processamento da madeira gera como resíduo pó de serra e cavaco, que geralmente é aproveitado como produto secundário ou como fonte de energia para as próprias serrarias.

Enquanto os outros materiais estruturais emitem carbono para sua produção, a madeira sequestra o CO2 da atmosfera e que esse carbono que estaria na atmosfera fique sequestrado na forma de madeira por toda a vida útil da estrutura.

Comparação das várias soluções construtivas em termos de consumo de energia (GJ / m2) para sua elaboração e produção

CERTIFICAÇÕES DE PRODUTOS FLORESTAIS

Estabelecem um conjunto de práticas que permitem a exploração econômica de recursos florestais, entre eles a madeira, causando o mínimo impacto. Esse conjunto de práticas é chamado de Manejo Florestal Sustentável, definido como:

“administração da floresta para obtenção de benefícios econômicos e sociais, respeitando-se os mecanismos de sustentação ambiental dos ecossistemas." (FSC, 2012)

O Manejo Florestal Sustentável busca a exploração dos recursos de forma controlada, procurando oferecer condições para que a floresta consiga se recuperar naturalmente.

Abrange questões ambientais, socioculturais (preocupação com as comunidades vizinhas) e econômicas.

A certificação garante além do cumprimento das questões legais, a prática do manejo florestal sustentável, através de critérios estabelecidos e reconhecidos internacionalmente.

○ FSC (Forest Stewardship Council) - maior empresa certificadora de produtos florestais do mundo. Atua no Brasil oficialmente desde 2001. Área certificada no Brasil: 6.153.592 hectares

○ Cerflor (Programa Brasileiro de Certificação Florestal) - lançada em 2002 pelo governo brasileiro e têm como órgão executivo o Inmetro. Área certificada no Brasil: 2.897.372 hectares

MADEIRA MASSIVA

É a maneira de usar a madeira na construção mais simples, e a mais empregada historicamente. Atualmente apesar de ainda ser largamente usada em estrutura, sua principal empregabilidade é na estruturação de telhados, seja em seção circular natural ou madeira serrada em seções variáveis. Tem grandes limitações como tamanho máximo das peças, peso próprio elevado em caso de madeiras de alta densidade, dificuldade de padronização das peças e controle de expansão e retração que dificultam o uso em edificações em altura, porém também não o descartam completamente.

SEÇÕES COMERCIAIS DE MADEIRA SERRADA

Nesta tabela, são apresentadas as seções comerciais de madeira serrada encontradas comercialmente no Brasil.

Existem as seções compostas obtidas através da união de peças.

Existem as seções compostas obtidas através da união de peças.

MADEIRA ENGENHEIRADA

A madeira é um material estrutural com muitas qualidades e potencialidades e com o desenvolvimento tecnológicos dos processos de fabricação, seu uso vai além das estruturas de telhados, formas e escoramentos.

A “Madeira Engenheirada” é toda madeira que é transformada em produto numa fábrica e possuem o benefício de alcançar padrões mais elevados de qualidade pois os sistemas são fabricados em condições controladas de fábrica para instalação no local. Atualmente no mercado temos:

○ Wood Frame;

○ Madeira laminada colada (MLC);

○ Madeira laminada cruzada (CLT);

○ Madeira Microlaminada (LVL);

entre outros.

SISTEMAS CONSTRUTIVOS MAIS UTILIZADOS EM EDIFÍCIOS EM ALTURA

MADEIRA LAMINADA COLADA (MLC)

É o resultado de um processo no qual as lâminas (tábuas) são dispostas e coladas de maneira que as fibras fiquem paralelas entre si, o que proporciona a fabricação de peças de grandes dimensões, concedendo maior liberdade de criação para projetos. Possui elevada resistência contra flambagem e torções.

A aplicação da MLC pode ser vista sob as mais variadas formas estruturais. O seu emprego vai desde pequenas passarelas, escadas e abrigos até grandes estruturas concebidas sob as mais variadas formas estéticas. São destinadas a cobrir vãos de até 100 metros sem apoio intermediário. Atualmente está em fase de conclusão, a normatização técnica para o uso de MLC e CLT em construções gerais e em altura no Brasil elaborada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).

VANTAGENS DA MLC

Grandes envergaduras: A MLC se caracteriza por uma alta capacidade de carga e um baixo peso próprio, o que nos permite componentes de pequenas dimensões e grandes envergaduras.

Formas Livres: A MLC nos proporciona uma grande flexibilidade com curvaturas, arqueadas e dobradas em sua forma.

Alta resistência ao fogo: Uma estrutura de MLC é mais segura que um aço desprotegido em caso de incêndio. Nesses caso a camada carbonizada é formada ao redor do núcleo reduzindo a entrada de oxigênio e calor atrasando assim o colapso.

Estabilidade Dimensional: A MLC é produzido em umidade de 12%, o que corresponde a uma umidade de equilíbrio de 20C e 65% de umidade relativa. O comportamento de contração e inchamento se reduz ao mínimo.

Material Resistente: A MLC é resistente a substâncias químicas e agressivas.

Número menor de ligações: Em comparação com as estruturas de madeiras feitas com peças maciças, os elementos concebidos em MLC exigem um número bem menor de ligações, uma vez que são previstos para grandes dimensões.

Sua Leveza: A leveza dessas estruturas oferece também maior facilidade de montagem, desmontagem e possibilidade de ampliação. Além disso, com o peso “morto” sendo menor se comparado com outros materiais, significa economia nas fundações.

Matéria Prima RENOVÁVEL: A matéria-prima utilizada para fabricar a MLC vem das florestas manejadas e funciona sob o princípio da sustentabilidade para as gerações. Assim, não só o nosso material bruto está sempre disponível, mas também cresce de forma constante.

Resistência Mecânica: Uma viga de madeira e uma de aço, com a de mesma massa, observa-se a mesma capacidade de resistência. Da mesma maneira, se for feita a comparação entre uma viga de madeira e uma de concreto, com o mesmo volume, observa-se que as duas possuem o mesmo poder de resistência, sendo que neste caso a de madeira fica aproximadamente cinco vezes mais leve que a de concreto

TIPOLOGIAS CONSTRUTIVAS EM MLC

A seguir, tabela com tipologias construtivas em madeira laminada colada

TABELA MLC

TIPOLOGIAS CONSTRUTIVAS

LAMINADO DE MADEIRA CRUZADA (CLT)

Painéis de CLT consistem em diversas camadas de lâminas de madeira maciça coladas em sentido oposto e alternado, entremeadas de adesivo estrutural e à prova d’água e submetidas a grande pressão. permite a fabricação de placas, placas ou superfícies, ou seja, paredes. É um compensado feito de tábuas que permite alcançar dimensões enormes; entre 2,40 m e 4,00 m de altura, e até 12,00 m de comprimento, ou mais, se necessário.

A laminação cruzada melhora as propriedades estruturais dos painéis através da distribuição de força ao longo das fibras da madeira em ambos os sentidos, o que praticamente elimina qualquer retração significativa ou deformação dos painéis. Podem suportar grandes cargas, possibilitando construções com vários pavimentos. O acabamento das placas é feito através de um processo de micro aparelhamento e lixamento, podendo ser explorado como acabamento final, e aplicado numa infinidade de projetos e produtos. Processado (cortado, fresado e usinado) por um poderoso pórtico CNC, em regime CAD/CAM, traz a precisão da indústria mecânica para o novo ambiente da arquitetura e engenharia, o BIM, facilitando muito a compatibilização das várias camadas do projeto.

Em função de sua incrível força, rigidez, estabilidade, durabilidade e leveza, é uma alternativa competitiva para os materiais estruturais tradicionais popularmente utilizados no Brasil.

TAMANHOS*

Os painéis podem ser de 03, 05 ou 07 camadas (lamelas), variando de 57mm à 250mm de espessura (300mm sob consulta).

Mínimo tamanho produzido: 2.440mm de largura X 8.050mm de comprimento

Máximo tamanho produzido: 3.000mm de largura X 12.000mm de comprimento

Obs: Outras dimensões sob consulta.

*Tamanhos relativos à produção na empresa ITA construtora.

VANTAGENS DO CLT

DURABILIDADE

Com concepção e manutenção adequados, estruturas de madeira podem possuir vida útil muito longa, equivalente a outros materiais de construção. A chave é o planejamento cuidadoso e a compreensão dos impactos ambientais e outros fatores externos que possam afetar um edifício durante a sua vida.

FORÇA E ESTABILIDADE

Os painéis CLT formam um sistema de construção robusto, estruturalmente forte e que se equipara a qualquer outro material à base de concreto, aço ou alvenaria tradicional. O CLT prevê estabilidade dimensional superior e oferece um desempenho incrível, com resistência ao cisalhamento mais alta em comparação com outros materiais estruturais comuns.

RESILIÊNCIA SÍSMICA E AO FOGO

Em função de sua estabilidade dimensional e rigidez, painéis CLT criam um sistema de resistência a carga lateral eficaz. Os pesquisadores têm realizado testes sísmicos extensivos em estruturas de CLT e os painéis têm se saído excepcionalmente bem, sem deformação plástica, particularmente em aplicações de vários andares. No Japão, por exemplo, um edifício de sete andares construído em CLT foi testado em julho de 2006 no maior simulador de abalo sísmico do mundo. Ele sobreviveu a 14 eventos sísmicos consecutivos, com quase nenhum dano. CLT também oferece bom comportamento dúctil e dissipação de energia.

Com relação ao fogo, uma estrutura em CLT pode ser projetada para resistir a chama intensa por 120 minutos sem o comprometimento estrutural do edifício. Por se tratar de um elemento com muita massa, cria-se uma camada de carbono que trabalha como uma barreira ao oxigênio, impedindo assim a continuidade da combustão.

Placa de CLT submetida ao teste de carbonização

ACÚSTICA

Os resultados dos testes mostram que a massa da parede contribui para o desempenho acústico. Sistemas de construção CLT proporcionam um desempenho superior, tanto para ruídos, quanto para impactos. Também oferecem benefícios acústicos adicionais com a utilização de vedantes e outros tipos de membranas para melhorar a tensão do ar e o isolamento acústico nas interfaces entre as placas de piso e parede.

DESEMPENHO TÉRMICO

O desempenho térmico do CLT é determinado pelo seu valor λ, ou coeficiente de condutividade térmica, que é função indireta da espessura do painel. São ótimos isolantes. A alta precisão dos cortes traz o benefício de juntas encaixando-se com perfeição, o que evita a criação de pontes térmicas na estrutura. Uma vez que os painéis são sólidos, a infiltração de ar para dentro do edifício tende a zero. Como resultado, a temperatura interior de uma estrutura de CLT pode ser mantida com apenas um terço do gasto de energia necessária para o aquecimento ou arrefecimento da edificação, em comparação com alvenaria tradicional.

LIGAÇÕES E ENCAIXES EM MLC

LIGAÇÕES E ENCAIXES EM CLT

OBRAS EXECUTADAS EM MLC E CLT

Construído na cidade de Brumunddal, O edifício Mjøstårnet, na Noruega, recebeu o título de construção em madeira mais alta do mundo. O prédio tem 85,4 metros de altura e foi construído com Madeira Laminada Cruzada (CLT) e Madeira Laminada Colada. Foi concluído em março de 2019.

O maior edifício comercial de madeira da Austrália foi inaugurado em Brisbane, projetado pela Bates Smart. Com 10 pavimentos e 45 metros de altura, o complexo de escritórios de planta aberta “25 King” é a estrutura de madeira mais alta da Austrália. A estrutura apresenta um híbrido de elementos de Madeira Laminada Colada e CLT.

São Paulo terá edifício floresta 100% construído em madeira certificada. O projeto, que deve ficar pronto em 2020, será erguido em um terreno de 1.025 m² no bairro da Vila Madalena e é uma iniciativa da Amata, empresa de gestão florestal e o estúdio de arquitetura, Triptyque.O edifício de 13 andares terá área total de 4.700 m² e abrigará funções diversas e de uso misto e sua estrutura será construída em madeira laminada cruzada.