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XV EBRAMEM - Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira 09-11/Mai, 2015, Curitiba, PR, Brasil MADEIRA LAMINADA COLADA NO BRASIL: SITUAÇÃO ATUAL E PERSPECTIVAS 1Carlito Calil Neto (calil@brarewood.com.br), 2Rogerio Fujii (rogerio@brarewood.com.br), 2Alexander Takata (alex@brarewood.com.br) 123Rewood Solucoes Estruturais em Madeira Rua Paulino Nunes, 127 – Taboao da Serra - SP RESUMO: A idade da madeira é maior que a história da humanidade. As idades da pedra, ferro e bronze são parte do progresso da humanidade, mas a madeira - uma fonte renovável - tem permanecido sempre em moda. Como material de construção, a madeira é abundante, versátil e facilmente obtida. Sem ela, a civilização como conhecemos teria sido impossível. Quase metade da área do Brasil é floresta. Se tecnologicamente manipulada e protegida de desastres naturais causados por fogo, insetos e doenças, as florestas vão durar para sempre. Conforme as árvores mais velhas são retiradas, são substituídas por árvores novas para reabastecer a oferta de madeira para as gerações futuras. O ciclo de regeneração, ou campo de sustentação, pode facilmente superar o volume que está sendo utilizado. A sua industrialização é o próximo passo para a sua melhor utilização e competem aos arquitetos, engenheiros, madeireiros e outros que trabalham com a madeira estabelecer o elo que falta entre as tecnologias avançadas no campo da construção e as madeiras cultivadas no Brasil. Este trabalho tem como objetivo apresentar a real situação e perspectivas da Madeira Laminada Colada no Brasil seguido por um número de exemplos de obras realizadas pela Rewood Soluções Estruturais em Madeira. Palavras Chave: Madeira Laminada Colada, Brasil, Historia. GLUED LAMINATED TIMBER IN BRAZIL: PRESENT SITUATION AND PERSPECTIVES ABSTRACT: The age of the wood is greater than the history of mankind. The ages of the stone, iron and bronze are part of the progress of humanity, but the wood - a renewable resource - has remained always in fashion. As a building material, wood is abundant, versatile and easily obtained. Without it, civilization as we know it would have been impossible. Almost half of Brazil's area is forest. Technologically manipulated and protected from natural disasters caused by fire, insects and diseases, forests will last forever. As older trees are removed, they are replaced by new trees to replenish the wood supply for future generations. The regeneration cycle, or support field, can easily overcome the volume that is being used. Its industrialization is the next step to its best use and among all products already developed the glued laminated timber has a high potential for material and still requires a high development in Brazil. This paper aims to the present situation and perspectives of glued laminated timber in Brazil followed by a number of examples of works by Rewood - Structural Timber Solutions. Keywords: Glued Laminated Timber, Brazil, History. 1. INTRODUÇÃO A resistência da madeira, baixo peso e baixo consumo energético são propriedades essenciais. Ela é capaz de suportar sobrecargas de curta duração sem efeitos deletérios. Contrário à crença popular, grandes peças de madeira têm boa resistência ao fogo e melhor que outros materiais em condições severas de exposição ao fogo. Do ponto de vista econômico, a madeira é competitiva com outros materiais com base em custos iniciais e apresenta vantagens quando comparada ao custo a longo prazo. A ideia equivocada de que a madeira possui uma pequena vida útil tem negligenciado o uso como material de construção. Embora a madeira seja susceptível ao apodrecimento e ataque de insetos sob algumas condições, é um material muito durável quando utilizado com tecnologia e tratamento químico, pois pode ser efetivamente protegido contra deterioração por período de 50 anos ou mais. Além disso, a madeira tratada com preservativos requer pouca manutenção e pintura. 2. A INDUSTRIALIZAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE MADEIRA: MADEIRA LAMINADA COLADA. A utilização tecnológica da madeira só pode ser realizada com a industrialização das estruturas de madeira que no Brasil já começa a crescer com o investimento das indústrias ligadas ao setor madeireiro da construção civil. Isto porque, a madeira é um material que apresenta naturalmente uma grande variabilidade em suas propriedades de resistência e elasticidade e para a otimização na utilização deste material precisamos classificar a madeira em grupos de mesmos intervalos de propriedades. Os processos de classificação podem ser visuais e mecânicos e sua realização é muito importante para melhorar a segurança, a qualidade e a durabilidade da madeira. Desta maneira se usamos um material fornecido pela natureza temos que aceitar esta variabilidade e com isto projetar as estruturas com coeficientes de segurança que levem em consideração esta grande variabilidade. Por outro lado, se fizermos um controle de qualidade através, por exemplo, de uma classificação, podemos trabalhar com seções menores e com mais segurança. Os produtos de estruturas de madeira mais fabricados no mundo hoje são: treliças industrializadas com ligações com chapas com dentes estampados, vigas I sendo a mesa formada por madeira sólida ou LVL e a alma com chapas de compensado ou OSB o CLT (Cross Laminated Timber) sendo madeiras coladas transversalmente de modo a se fabricar um painel e as vigas de Madeira Laminada Colada (MLC). Figura 1 – Produtos estruturais de madeira. Todos estes produtos são fabricados na indústria com controle de qualidade e transportados para o local de sua instalação. Estes processos já são bastante utilizados na Europa, Estados Unidos e Austrália. As treliças industrializadas são versáteis, práticas, econômicas, construídas com controle de qualidade e redundantes em seu sistema construtivo propiciando estruturas mais seguras. As vigas I estão sendo utilizadas em pisos e em forros de casas (I joist) e como vigas se suporte para formas de estruturas de concreto (H20). Os painéis de CLT são produzidos de várias camadas de madeira maciça sobrepostas entre si e coladas alternadamente o que garante um material com alta solidez e estabilidade dimensional, sendo utilizadas para paredes de casas de madeira. As vigas de MLC são fabricadas pela combinação de tábuas coladas longitudinalmente com suas fibras paralelas ao eixo da peça estrutural, até se atingir o comprimento requerido para a composição da peça final, sendo que, as lâminas são justapostas para formar a seção transversal requerida no dimensionamento da peça estrutural. As peças compostas sob a técnica da MLC podem ser retas ou curvas. Atualmente nos Estados Unidos e Europa se constroem vigas de até 40 metros de comprimento por 2 metros de altura. A figura abaixo mostra estes produtos. No Brasil esta técnica ainda está em desenvolvimento, ainda com um custo um pouco elevado devido aos poucos fabricantes no mercado, mas espera-se em um futuro próximo, uma competitividade com melhoria na qualidade, baixo custo e produtividade competitiva com a madeira sólida. Figura 2 – CLT/MLC. A nova norma brasileira NBR 7190/2012 já contempla recomendações para processo de fabricação e de cálculo de elementos estruturais em MLC, entende-se por Madeira Laminada Colada (MLC) para fins estruturais, peças de madeira, reconstituída em processo industrializado de fabricação, composta de tábuas de dimensões relativamente reduzidas se comparadas às dimensões da peça final, coladas umas às outras e dispostas com as fibras paralelas ao eixo longitudinal da peça final. Na produção das lâminas, as tábuas são unidas longitudinalmente por ligação de extremidade com extremidade, até se atingir o comprimento necessário para a composição da peça final.Na produção das peças, as lâminas são sobrepostas até atingir a seção transversal determinada no dimensionamento da peça estrutural. As peças compostas sob a técnica da MLC podem ter formato reto ou curvo. A qualidade do produto final depende de várias etapas do processo de fabricação, devendo as características de resistência e rigidez dos elementos de MLC ser garantidas pelos fabricantes através do controle de qualidade de cada componente do processo. Deve ser evitada a composição com espécies diferentes, ou que apresentem diferentes coeficientes de retração. Caso isto ocorra, devem ser comprovados a eficiência do comportamento mecânico e a não ocorrência de delaminação, ao longo do tempo. Preferencialmente, devem ser empregadas peças com densidade aparente (para um teor de umidade de 12 %) entre 0,40 g/cm³ e 0,75 g/cm3. No caso de peças com densidade superior a 0,75 g/cm3, deve ser feita uma avaliação criteriosa do comportamento das juntas coladas. As tábuas empregadas no processo de fabricação de peças de MLC devem ser tratadas com produtos que garantam durabilidade e proteção biológica, sem prejuízo à aderência da cola. O tratamento preservativo também pode ser realizado após a fabricação das peças de MLC, desde que não provoque alterações nas juntas coladas. No processo de secagem, deve-se procurar a homogeneização do teor de umidade do lote de tábuas. Visando evitar a ocorrência de defeitos prejudiciais à colagem, devido a alterações no teor de umidade das tábuas, o processo de composição das peças deve iniciar no menor tempo possível, após a secagem e estabilização do teor de umidade do lote a ser utilizado. No momento da colagem, as tábuas empregadas no processo de fabricação da MLC deverão estar secas e com no máximo 18 % de teor de umidade, não sendo permitida variação superior a 5 % entre lâminas adjacentes. Na composição longitudinal das lâminas, cada tábua deverá ter comprimento superior a 100 cm e espessura que permita uma dimensão máxima de 5 cm quando do acabamento final da lâmina. Deve-se observar ainda que a área da seção transversal de cada lâmina não exceda 60 cm2 para madeira de densidade igual ou inferior a 0,50 g/cm3 ou 40 cm2 para madeira de densidade superior a 0,50 g/cm3, evitando-se nos dois casos, largura final superior a 20 cm. As tábuas que comporão as lâminas deverão passar por uma classificação mecânica prévia, não destrutiva, para a determinação do módulo de elasticidade na flexão (EM) que deverá ser considerado como de referência para o processo de composição das peças. Essa classificação permitirá agrupar um sub-lote superior com tábuas de EM acima da média representativa das tábuas da espécie empregada e um sub-lote inferior com tábuas de EM abaixo dessa média. Esse módulo de elasticidade médio na flexão, a ser considerado como representativo do lote de tábuas da espécie a ser utilizada, deverá ser obtido do ensaio preliminar de 12 tábuas escolhidas ao acaso. A cada mudança da procedência da madeira fornecida, esse teste deverá ser repetido e sempre que houver diferença maior que 10 %, com relação ao valor médio que vinha sendo considerado para a madeira da mesma espécie, o mesmo deverá ser substituído por esse novo valor que passará a ser o módulo de elasticidade médio representativo do lote. As tábuas do sub-lote de EM superior deverão ser destinadas a compor as lâminas que farão parte das quartas partes mais afastadas da linha neutra da peça de MLC e as de EM inferior deverão ser utilizadas na composição da metade central da seção transversal dessa peça. Para as espécies de crescimento rápido, deverá ser observado ainda que, no caso do sub-lote de EM superior, as tábuas com maior número de anéis de crescimento em 2,5 cm, deverão ser utilizadas na composição das lâminas que ficarão mais afastadas da linha neutra. A continuidade de cada lâmina deverá ser assegurada pela união longitudinal entre as tábuas que as compõem. Essa união deverá ser realizada por colagem de entalhes múltiplos usinados nas extremidades de tábuas consecutivas. As emendas dentadas poderão ser usinadas verticalmente ou horizontalmente. No caso dessa união ser realizada por emendas biseladas ou similar, a sua eficiência deverá ser atestada por ensaio mecânico em laboratório idôneo. As emendas de topo não deverão ser empregadas no processo de fabricação de peças estruturais de MLC. Figura 3 – Finger Joint. A geometria dos entalhes múltiplos deverá ser compatível com esforços solicitantes estruturais e o passo do dente definido em função do seu comprimento, inclinação de seus flancos e espessura de sua extremidade. As distâncias mínimas recomendadas são válidas para o caso das faces maiores da seção transversal das lâminas estarem posicionadas paralelas ao plano da linha neutra. No caso das faces maiores da seção transversal das lâminas estarem ortogonais ao plano da linha neutra, ou a combinação das duas disposições, a eficiência deverá ser atestada por laboratório idôneo. Na confecção de uma lâmina que irá compor as quartas partes mais afastadas do eixo baricêntrico horizontal (x), a distância mínima entre as emendas é 80 cm. Para uma lâmina que irá compor a metade central da seção transversal, a distância mínima entre emendas é 50 cm. Na composição final da peça de MLC, na região das quartas partes mais afastadas do eixo baricêntrico horizontal (x), a distância mínima entre lâminas adjacentes é de 20 cm. Em nenhuma hipótese, a espessura final de cada lâmina deverá exceder 5 cm. No caso de peças curvas, a espessura final de cada lâmina deverá atender também ao limite máximo de (1/150) do raio de curvatura da face interna da lâmina para o caso de madeiras com densidade aparente até 0,50 g/cm3 e (1/200) para o caso de madeiras com densidade aparente superior a 0,50 g/cm3. Os adesivos empregados nas emendas de continuidade e na fabricação das peças estruturais de MLC deverão ser estruturais e apresentar propriedades compatíveis às condições ambientais a que os elementos estruturais estarão submetidos durante toda a sua vida útil. A quantidade de adesivo e os demais parâmetros de colagem deverão seguir as recomendações dos fabricantes do adesivo, recomendando-se a comprovação experimental tanto para as emendas dentadas como para os elementos estruturais fabricados. Na ausência de recomendação do fabricante da cola, deve-se observar que na colagem das peças de MLC a junta de cola entre lâminas deverá receber uma pressão mínima de 0,7 MPa para madeiras de densidade inferior ou igual a 0,5 g/cm3 e de 1,2 MPa para madeiras de densidade superior a 0,5 g/cm3 O sistema de controle de qualidade da madeira e de produtos engenheirados de madeira precisa ser imediatamente implementado para o sucesso da utilização do material. Considerando a experiência no uso das normas internacionais no assunto e a globalização, as normas brasileiras devem ser baseadas nas normas internacionais e adaptadas para as condições e materiais nacionais. No Brasil, o único programa de qualidade da madeira realizado até o momento foi o PNQM (Programa Nacional de Qualidade da Madeira) realizado pela ABIMCI (Associação Brasileira da Indústria de Madeira Processada Mecanicamente). Este programa teve como alvo principal o controle de qualidade na produção e certificação de compensados de madeira tropical e combinados de madeira tropical e pinus. Este programa teve início em fevereiro de 2002 e, contou com a participação de vários produtores localizados nos estados de Maranhão, Para, Paraná, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Rondônia e Santa Catarina. Espera-se que com a industrialização das estruturas de madeira no país, outros programas de controle de qualidade como os para treliças industrializadas e MLC sejam elaborados3. MADEIRA LAMINADA COLADA NO BRASIL Pelo que se tem conhecimento a fabricação da Madeira Laminada Colada teve início no século XIX. O exemplo mais marcante que pode ser citado é o de arcos compostos por lâminas (tábuas) encurvadas e sobrepostas, mantidas unidas por ligações mecânicas. Essa técnica foi introduzida pelo coronel Emy no final do século passado. No entanto, a junção das duas técnicas, para dar origem à Madeira Laminada-Colada (MLC) empregada na fabricação de elementos estruturais a serem utilizados na construção civil, só foi possível, com o surgimento de colas de alta resistência. Foi, portanto, em 1906, com o aparecimento da cola de caseína (derivada do leite) que o mestre carpinteiro suiço Otto Hetzer teve a idéia de substituir pela cola, as ligações metálicas de braçadeiras e parafusos, utilizadas pelo coronel Emy. Com isso, obteve-se uma seção mais homogênea e sem a ocorrência de deslizamentos entre as lâminas. Daí para frente, a MLC evoluiu em paralelo com o progresso ocorrido com os adesivos, que foram se tornando cada vez mais eficientes. Essa técnica, que de alguma maneira surgiu também da necessidade de utilização da madeira de reflorestamento, basicamente formada por Pinus encontrado em abundância em países do hemisfério norte, teve nessa madeira de fácil trabalhabilidade, a sua grande aliada. O emprego da madeira sob a técnica do laminado-colado ainda é muito pouco utilizado no Brazil, porem tem crescido muito ao longo dos anos. Em 2009 o Brazil possuía apenas uma indústria de Glulam com a produção de 240 metros cúbicos por ano; hoje em 2015 o Brazil possui quatro industrias de Glulam, uma no estado de Goiás duas em São Paulo e uma no Rio Grande do sul como mostra o mapa abaixo: Figura 4. Fabricas de MLC no Brasil. Enquanto na Áustria com apenas uma indústria é produzido 170.000 metros cubico de madeira laminada colada ao ano, o Brasil juntando todas as quatro fabricas produz em torno de 5.000 metros cúbicos ano. Dentre as espécies utilizadas no brasil para a fabricação de Madeira Laminada Colada são mais utilizadas as espécies de Eucalipto e Pinus Tratado com CCA ou CCB, o seu maior uso está sendo em casas residências de alto padrão e locais públicos. A foto abaixo demostra claramente o uso em casas residenciais de alto padrão com a utilização da MLC de Eucalipto. Figura 5. Casa Particular. Em 2014 a praça de alimentação do shopping Iguatemi Fortaleza, projetada pelo escritório La Guarda Low Architects e realizada pelos grupos Carpinteria Estruturas de Madeira e Moretti Interholz, foi uma das maiores obras em Madeira Laminada Colada no Brasil, com uma cobertura de 4.500 m² e 1.200 m³; mostrando assim o seu grande potencial pela primeira vez. Figura 6. Shopping de Fortaleza. Um projeto piloto é a Catuçaba Ecovila, localizada próxima de São Luiz do Paraitinga - SP. O terreno, que abriga uma antiga fazenda colonial de café onde atualmente funciona um hotel. A casa possui 250m² de área total e diversas outras estratégias desta residência tiveram que ser radicalmente pensadas e desenvolvidas para proteger a sensível ambiente em que se localiza e não interferir de forma irreversível no local. Toda a casa é feita com estrutura de madeira laminada colada de Angelim 100% certificada e pré-fabricada, promovendo a extração de madeira legal e um canteiro de obra mais limpo e mais eficiente. O projeto foi desenvolvido pelo Studio MK27, com assinatura do arquiteto Marcio Kogan e coautoria do arquiteto Lair Reis. Figura 7. Projeto em MLC de Angelim – MK27. Outro projeto recém entregue pela Rewood foi o Portal do Ingá em Maringá – Paraná, desenhada pelos arquitetos Amanda Cibinelo, Esdras Miranda e Rodrigo Pupim da prefeitura de Maringá e projetado pelo escritório Tecnomadeiras de São Carlos. Neste portal foi utilizado a espécie de Pinus Autoclavado com CCA e acabamento stain da Montana Quimica, possui 12 metros de vao livre e 6 metros de altura. Foram utilizadas vigas curvas e também vigas torneadas de MLC. Figura 7. Portal do Ingá – Maringá. Nosso maior desafio agora é aumentar a produção e difundir o uso de madeira, que ainda é muito pequena no Brasil. 4. CONCLUSAO A madeira será o símbolo da modernidade e o futuro está no caminho dos materiais renováveis, que não exigem energia artificial para sua produção: o sol faz todo o trabalho. Competem aos arquitetos, engenheiros, madeireiros e outros que trabalham com a madeira estabelecer o elo que falta entre as tecnologias avançadas no campo da construção e as madeiras cultivadas no Brasil. Essa corrente é que vai determinar realmente a tecnologia e o uso da madeira em todo seu potencial. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CALIL JUNIOR, C; ROCCO LAHR F; DIAS A., Dimensionamento de Elementos Estruturais de Madeira. Manole, Barueri, 2003. KOGAN M.; Green Buinding Counsil – Museu da Arte do Rio Ano 2, N 3, 2015. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, ABNT, NBR 7190 – Projeto de estruturas de madeira, Rio de Janeiro, 1997, 107 p.
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