Por Elvidio Gavassoni Neto
Que a madeira é um material cujo uso estrutural é quase tão antigo como a própria civilização 1 é algo quase de conhecimento geral. Talvez menos conhecido seja o fato de que a madeira venha, nas últimas décadas, sendo usada para a construção de edifícios médios e altos de múltiplos pavimentos 2. Mas os elementos estruturais utilizados nesses arranhas-céus não são aqueles de madeira serrada comumente utilizados nas estruturas de telhados ou de formas e escoramentos tradicionalmente conhecidos pelos brasileiros. Vem crescendo o uso extensivo, e por isso chamado de madeira massiva 3, de produtos derivados de madeira como a madeira lamelada e colada (utilizada em pórticos, arcos, vigas e pilares) e a madeira lamelada colada cruzada (usada em chapas e placas). Esses produtos, engenheirados 2 como ficaram conhecidos no jargão técnico, permitem a obtenção de elementos estruturais de alto desempenho mecânico, aliados à construção pré-fabricada.
A madeira é um material orgânico
natural e desse fato decorre todas as vantagens do uso desse material. Em geral
a madeira tem resistência à compressão comparável ao concreto simples, porém
com resistências à tração muito maiores que o material cimentício 4. Se comparada ao aço, outro
material estrutural tradicional, a resistência da maderia é muito inferior,
contudo é na resistência específica (resistência dividida pela massa
específica) que a madeira fica bem a frente com um valor quase 4 vezes maior
que o aço, bem como uma rigidez específica até 10 vezes maior que o mesmo
material 5.
Se quanto às propriedades
mecânicas, a madeira é um material estrutural com vantagens que superam os
materiais tradicionais, e no contexto da sustentabilidade, esse material é
insuperável. Um metro cúbico de madeira para ser produzido consome 2,4 Mcal
comparados às 780 Mcal e 3000 Mcal para produção da mesma quantidade de
concreto simples e aço estrutural respectivamente 5. Na emissão de CO2 a produção
de 1 metro cúbico de madeira leva a emissão de 1 ton desse gás enquanto que a
produção das mesmas quantidades de concreto e de aço emitem, respectivamente,
2,5 ton e 5 ton. Sem contar o fato de que as árvores aprisionam CO2 durante seu
crescimento.
Fica fácil, portanto, entender o
interesse e os benefícios, fiscais sobretudo, que os edifícios de madeira vêm
atraindo em muitos países recentemente. Deve sempre se ressaltar os impactos
negativos do desmatamento, e por isso é importante a difundida preocupação que
a sociedade manifesta frente a essas construções de maderia quanto ao uso de
madeira legal e de reflorestamento. Contudo, é no mínimo, curioso que o
concreto, cujo consumo mundial anual per capta é de 1,9 ton, inferior apenas à
água 6, não cause a mesma
preocupação difundida na sociedade. É curioso que materiais como aço e
concreto, cujas jazidas possuem ciclos de reposição natural milhares de vezes
maiores que os ciclos geracionais humanos não suscitem protestos e preocupações
quando grandes obras utilizando tais materiais são construídas.
As desvantagens estruturais da
madeira tem mesma origem que suas vantages: o fato de ser um material orgânico
natural. Como tal a madeira possui uma iteração grande com outros ciclos
ambientais. No caso da água, a higroscopia da madeira, faz com que as
propriedades físicas e estruturais da madeira variem com a umidade do ambiente
onde as peças se encontram 7. Por ser um material natural
orgânico a madeira pode fazer parte do ciclo de outros organismos tais como
insetos (cupins), fungos (bolor) e até mesmo crustáceos 8. A madeira pode ainda sofrer
degradação, mesmo que superficial, com a ação da luz solar. Tais fatores de
degradação, tanto bióticos e abióticos fazem com que a madeira exposta ao
ambiente tenha de ser adequadamente tratada, muitas vezes encarecendo o uso dos
elementos de madeira. Como a madeira não tem produção antrópica, e sim natural,
está sujeita à grande variabilidade de propriedades físicas e mecânicas, bem
como à existência de defeitos (quando estruturalmente utilizada). Os produtos
engenheirados de madeira possuem maior controle na sua produção e portanto uma
menor susceptibilidade a essa variação, sendo porém mais caros que a madeira
serrada e maderia roliça. A madeira é um material inflamável, contudo a baixa
velocidade da queima, ½ mm/min2, e as grandes seções dos
elementos de madeira massiva têm permitido a liberação da construção de
edifícios de múltiplos pavimentos em muitos países.
Em 2019 o mais alto edifício de
madeira com 18 pavimentos e 85,4 m foi completado na Noruega, empregando
diagonais de madeira lamelada e colada para enrijecimento lateral dos pórticos
também do mesmo material. Com conceito estrutural parecido existe o projeto de
um edifício de 80 pavimentos em Chicago 2. A novidade chega ao Brasil,
ainda que em pequenos edifícios. Está em fase de acabamento um edifício híbrido
(núcleo rígido de concreto armado) empregando vigas e pilares de madeira
lamelada e colada e lajes (além de algumas vedações laterais) de madeira
lamelada colada cruzada 2. Além disso, outro projeto em
construção, também em São Paulo trata de um prédio de 4 andares em conceito
semelhante 9. Existe ainda o projeto de
construção de um edifício de 13 pavimentos em São Paulo e a inalguração em 2022
de uma fábrica de madeira massiva nacional 9.
1. Yipintsoi, T. Single passage
extraction and permeability estimation of sodium in normal dog lungs. Circ. Res. 39, 523–531
(1976).
2. Stamato, G. C., Marcolin, L. A. &
Sgarbosa, F. V. Madeira em Alta. Revista Estrutura 62–68 (2020).
3. Dias, A. Como a madeira vai se
transformar no principal material de construção de edifícios de múltiplos andares;
(2018).
4. Projetos, O. & Brasileira, D. N.
AGO 1997 NBR 7190 Projeto de estruturas de madeira. (1997).
5. Piazza, M., Tomasi, R. & MODENA,
R. Strutture in legno. (2014).
6. Pedroso, F. L. Concreto: Material
Construtivo Mais Consumido No Mundo. Revista Concreto & Construções -
Instituto Brasileiro de Concreto (IBRACON) vol. XXXVII 77 (2009).
7. Breyer,
D. E., Cobeen, K. E., Fridley, K. J. & Pollock, D. G. Desing of Wood
Structures. (20015).
8. Kretschmann,
D. E. Chapter 5 - Mechanical Properties of Wood. Wood Handb. - Wood as an
Eng. Mater. 1–46 (2010).
9. Rural, C. Brasil terá fábrica de
madeira engenheirada, usada na construção de prédios. https://blogs.canalrural.com.br
(2020).
Edifício Mjøstårnet Noruega (Fonte: https://www.dezeen.com)
