Como funcionam estruturas de Madeira Engenheirada?

Eng. MSc. Ramon Vilela

O número de construções em madeira engenheirada e a procura por este tipo de estrutura têm crescido fortemente no Brasil, seguindo as tendências internacionais. Mas será que o mercado da construção brasileira está preparado para esta nova tecnologia? Os profissionais de projeto e execução das diversas disciplinas na construção estão prontos para lidar com este tipo de estrutura? Se você quiser saber um pouco mais de como funcionam estruturas de madeira engenheirada e estar mais preparado para lidar com esta novidade na sua construção, esta leitura pode te ajudar a esclarecer alguns pontos importantes sobre este tema.

A madeira engenheirada começa com a ideia de compor um elemento estrutural por diversos seguimentos de madeira, com o objetivo de resultar em uma capacidade estrutural maior do que a que cada um dos elementos pode atingir isoladamente. Como a madeira serrada tem limitações de comprimento e seção transversal, próprias do tronco da árvore de onde ela é extraída, o conceito de criar peças compostas foi uma solução de engenharia para as novas necessidades arquitetônicas mais modernas e industriais, que demandam vãos livres e carregamentos maiores.

Inicialmente, a ideia é executada com conexões mecânicas por meio de parafusos, cavilhas, pregos, barras roscadas e afins, formando elementos de treliças e prolongando elementos retos ou curvos. Não foram poucas as situações em que este tipo de solução foi empregada com sucesso ao longo da história. Abaixo temos um exemplo de uma ponte coberta construída com elementos compostos de madeira em 1836 nos Estados Unidos, demonstrando a capacidade estrutural desta composição, vencendo grandes vãos e suportando carregamentos elevados. Cabe pontuar aqui a decisão adequada de trazer elementos de cobertura e fechamento lateral nesta obra de infraestrutura, proporcionando uma maior durabilidade da madeira, tema este que exploramos melhor em um outro artigo.

Figura 1 – Ponte coberta de Tafstville, em Woodstock, USA, construída em 1836. Fonte: FOOTE (2023).

Mas o conceito de compor peças de madeira evoluiu principalmente para reduzir a quantidade de conectores e montagem em obra, o que envolve muita imprevisibilidade, dependência de mão de obra artesanal e um tempo excessivo empregado in loco, impactando em custos mais elevados. Para solucionar esta questão, o alemão Otto Karl Friedrich Hetzer, com sua patente n° 197773 aceita em 22 de junho de 1906, trata sobre vigas de madeira compostas por meio de colagem de superfície (Rug, 2006).

Com esta nova abordagem, as conexões entre lamelas de madeira deixam de ser discretas (pontuais) e passam a ser contínuas, o que distribuí mais eficiente os esforços internos a acaba atribuindo uma melhor rigidez na conexão destes elementos por não existirem folgas e a espessura da camada de adesivo ser quase que desprezível para a escala da estrutura. Este novo método para confecção de estruturas de madeira viria a ser conhecida como Madeira Engenheirada.

Em algumas décadas, o uso da madeira engenheirada deixou de ser uma exclusividade europeia e passou a ser incorporada nas obras e design americano, como podemos ver um exemplo abaixo, de um ginásio da escola de Peshtigo, nos Estados Unidos, que foi construído em 1934. Nesta obra, vigas de madeira lamelada colada (MLC, ou Glulam) foram produzidas em forma arqueada em raios e seções variáveis, a fim de estabelecer uma relação favorável entre geometria e esforços internos, otimizando material e peso da estrutura.

Figura 2 – Interior do ginásio da escola de Peshtigo, Wisconsin, USA, construído em 1934. Fonte: LEHMAN (2018).

Posteriormente, a técnica de colar o topo das lamelas entre si foi evoluindo e, atualmente, a maioria delas é unida por meio de finger joints, que são entalhes em ‘zig zag’, aumentando a área de superfície de contato e sendo encaixados e colados com adesivos estruturais. A madeira lamelada colada é amplamente produzida e utilizada ao redor do mundo, com diversas espécies de madeiras coníferas e folhosas. De modo geral, as lamelas costumam vir de espécies que apresentam uma densidade baixa e porosidade suficiente para garantir uma boa adesão entre as peças.

Mas a madeira lamelada colada foi só o primeiro de muitos outros produtos de madeira engenheirada, tais como o Oriented Strand Lumber (OSB), I-Joints, Laminated Veneer Lumber (LVL), Laminated Strand Lumber (LSL) e o Cross Laminated Timber (CLT). Todos estes elementos partem do princípio de otimizar os produtos que são possíveis extrair das toras, como lamelas, lâminas e lascas de madeira, a fim de que sejam compostos elementos estruturais com o uso de adesivos.

Outro aspecto importante para a otimização da matéria-prima é a classificação e o beneficiamento que ela recebe, fazendo com que a dispersão natural de propriedades mecânicas da madeira, como resistência e rigidez, seja reduzida, além de nós e imperfeições significativos serem removidos. Então, quando temos menos variabilidade, temos mais assertividade! Em termos estruturais, isso significa que os coeficientes de segurança podem ser menores e valores característicos, maiores. O fato de termos peças com classes de resistências diferentes permite empregá-las em posições distintas em uma mesma seção transversal, possibilitando que lâminas ou lamelas mais rígidas e resistentes sejam posicionadas em regiões da seção onde a peça será mais solicitada, aumentando ainda mais a performance do elemento. Todas essas soluções fazem com que a mesma madeira seja empregada com maior eficácia em sistema estrutural.

Em suma, a madeira engenheirada representa uma revolução na construção moderna, oferecendo soluções inovadoras, sustentáveis e eficientes para projetos arquitetônicos desafiadores. Seja na construção de edifícios residenciais, comerciais ou de infraestrutura, a madeira engenheirada é a escolha inteligente para uma construção mais sustentável e consciente. Com a Crosslam, líder na produção de madeira engenheirada no Brasil, você tem acesso às tecnologias mais avançadas, garantindo eficiência, qualidade e excelência em cada empreendimento. Explore o futuro da construção com a madeira engenheirada e junte-se a nós na busca por uma arquitetura mais inovadora, responsável e impactante.

Referências

LEHMAN, E. October 15, 1934: Glued Laminated Timber Comes to America. Forest History Society, 2018. Disponível em: <https://foresthistory.org/october-15-1934-glued-laminated-timber-comes-to-america/>. Acesso em: 2 ago. 2023.

FOOTE, W. Taftsville Covered Bridge. PhotoHound, 2023. Disponível em: <https://www.photohound.co/spot/taftsville-covered-bridge-1007768>. Acesso em: 2 ago. 2023.

RUG, W. 100 Jahre Hetzer-Patent. Bautechnik, v. 83, n. 3, p. 533–540, ago. 2006. DOI: 10.1002/bate.200610046.

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