UTILIZAÇÃO DA MADEIRA DE FLORESTAS PLANTADAS PARA CONSTRUÇÃO DE HABITAÇÕES

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1 UTILIZAÇÃO DA MADEIRA DE FLORESTAS PLANTADAS PARA CONSTRUÇÃO DE HABITAÇÕES Dr. Eng. Civil Guilherme Corrêa Stamato STAMADE Projeto e Consultoria em Madeira LTDA stamade@terra.com.br Introdução: O Brasil vive hoje um momento econômico delicado, com cenário externo depressivo, os setores tradicionalmente exportadores viram seus mercados reduzirem muito a demanda desde a crise na construção civil americana iniciada em Coincidentemente, é a Construção Civil brasileira um dos segmentos que tem impulsionado o desempenho econômico no país em meio a tal crise mundial. Isso se deve ao grande investimento público em planos como o Minha Casa Minha Vida, os PAC s, eventos como a Copa do Mundo de 2014 e as Olimpíadas de 2016 no Rio de Janeiro, além de redução das taxas de juros, que aumentam a procura por financiamento imobiliário. Neste cenário a Construção Civil brasileira se abriu para novas tecnologias e tem dado um grande salto de qualidade e de investimento em sistemas construtivos mais eficientes, limpos e rápidos. Com o Minha Casa Minha Vida o Governo Federal já considerava que, para cumprir a meta estabelecida, seria necessário que parte dessas residências fossem construídas com novas tecnologias, diferentes do método convencional de alvenaria utilizado em praticamente 100% das construções brasileiras até então, e consagrado pelos brasileiros como o padrão de eficiência e durabilidade. Para disciplinar o uso dessas novas tecnologias, o Governo federal, via Ministério das Cidades, criou o Sistema Nacional de Avaliações Técnicas (SINAT), dentro do já existente Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade do Habitat (PBQP-H). Estabelecendo assim critérios técnicos para a aceitação de financiamento de construções residenciais utilizando tecnologias novas no país. Vislumbrando o grande mercado de Construções residenciais, muitas empresas buscaram em outros países tecnologias já consagradas que poderiam ser aplicadas no Brasil. Em 2009 um grupo de empresários brasileiros foi convidado para realizar uma viagem técnica para a Alemanha e conhecer as tecnologias de construção em madeira desenvolvidas naquele país. Essa excursão foi organizada pelo SENAI-PR e teve como desdobramento a criação da Comissão Casa Inteligente acolhida pela FIEP, que se reuniu quase mensalmente por mais de um ano, criando uma organização de trabalho que teve, entre seus sucessos, a publicação pelo Ministério das Cidades o SINAT nro 005 Sistemas construtivos estruturados em peças de madeira maciça serrada, com fechamentos em chapas delgadas (Sistemas leves tipo Light Wood Framing ). Essa Diretriz é a primeira publicação oficial que disciplina as construções em woodframe no Brasil, abrindo caminho para o uso dessa tecnologia em grande escala e com financiamento público. Panorama atual do uso da madeira na construção civil brasileira O que se constata na Construção Civil brasileira é que o maior consumo de madeira na está em estruturas de telhados, ou, quando o foco é madeiras de florestas plantadas, em usos temporários como fôrmas de concreto e tapumes.

2 Um crescimento que é notável no uso de madeiras de reflorestamento é em estruturas industrializadas de telhados, apresentado na figura 1. Esse segmento vem ganhando mercado e se posicionando como a solução mais adequada de telhado para acompanhar os outros sistemas construtivos de grande velocidade, pois consegue aliar velocidade de montagem, eficiência estrutural, durabilidade e preços competitivos. Figura 1 Telhado industrializado com madeira de reflorestamento Essa é a maior utilização do pinus em estruturas de cobertura no Brasil. Apesar de ainda representar uma parcela pequena se comparada com as estruturas convencionais, as coberturas utilizando chapas com dentes estampados já representam alguns milhares de metros quadrados de cobertura no pais. Esses telhados são montados utilizando treliças, cujas ligações são feitas por meio de chapas metálicas com dentes estampados por um processo de punção mecânica. A fixação dessas chapas deve ser por meio de equipamentos apropriados, que garantem a correta cravação dos dentes, o que já é empregado por algumas empresas brasileiras. Mas sabe-se que muitas construções desse tipo ainda são feitas utilizando marretas ou soquetes, ficando a garantia da fixação confiada exclusivamente à experiência do operário que faz a cravação. Esse sistema mantém algumas semelhanças com as coberturas convencionais, mas difere em outras, o que torna necessário um treinamento específico para a mão de obra. Esse sistema também é baseado no uso de treliças (tesouras), geralmente apoiadas diretamente sobre cintas de concreto ou grauteadas, no caso de alvenaria estrutural. Difere, porém, pelo espaçamento entre treliças ser bem menor, eliminando terças e caibros, por as treliças já chegarem prontas na obra, e pelo baixo peso, que facilita a movimentação das peças na obra. Além disso, as seções normalmente utilizadas são menores que as utilizadas nas estruturas convencionais, seguindo as bitolas americanas em polegadas. Geralmente de menor espessura (4,0 a 4,5cm), as peças ficam mais esbeltas, necessitando assim de uma malha de contraventamento mais densa. O resultado final desse sistema estrutural, com as treliças pouco espaçadas e um denso contraventamento, é uma estrutura quase espacial, com uma grande capacidade de redistribuição de esforços, que conferem redundância ao sistema. Essa redistribuição de esforços não é considerada no dimensionamento, segundo o qual cada treliça deve suportar

3 seus respectivos esforços individualmente. Além disso, essa redundância não deve ser considerada como fundamento para a relaxação da classificação das peças utilizadas, que devem ser de acordo com os critérios adotados para o dimensionamento. Segundo BARALDI e CALIL JUNIOR(1998), as estruturas de telhados industrializadas utilizando chapas com dentes estampados é capaz de reduzir o peso das estruturas em até 40% e de aliviar as cargas concentradas nos apoios do telhado, devido ao maior número de treliças e seu menor espaçamento, bem como resultado da redução do peso, Além disso, essas estruturas resultam em melhor aproveitamento do material, por utilizar seções menores, além de necessariamente serem executadas a partir de um projeto elaborado por profissional qualificado. A execução em ambiente industrial também permite um maior controle de qualidade da estrutura, segundo Baraldi e Calil Junior. Para esse fim, existem duas linhas possíveis em relação à utilização do pinus. Uma delas consiste na utilização do pinus em todos os elementos, ou seja, como banzos, diagonais e montantes das treliças, como ripas e como contraventamento. A outra linha utiliza o pinus apenas nos elementos da treliça (banzos, diagonais e montantes), e utiliza outra espécie, geralmente eucalipto, como ripas e contraventamento. Essa última é justificada devido ao baixo módulo de elasticidade do pinus, que acarretaria em grandes deformações nas peças fletidas (ripas), além de melhorar a competitividade, uma vez que o metro cúbico do pinus tratado é mais caro que o metro cúbico do eucalipto tratado. Os grandes concorrentes desse sistema são as estruturas metálicas leves, que também agregam as mesmas qualidades. Outro concorrente ainda é a construção de telhado convencional, utilizando madeiras nativas, mas que vem perdendo espaço pelo aumento do preço dessas madeiras, pela informalidade dessa cadeia produtiva e pelas exigências de documentos DOF pelos órgãos públicos e financeiros. Um ponto negativo da madeira de reflorestamento sempre observado pelas empresas que produzem essas estruturas industrializadas está na falta de fornecedores de madeiras com qualidade, manutenção de padrões, tratadas em autoclave, secagem correta e classificação ao menos visual. Essa constatação também tem sido utilizada pelas empresas que trabalham com estruturas metálicas como argumento para se utilizar o aço por ser um material padronizado. Devo admitir que o fornecimento de madeira dentro de padrões adequados é raro no Brasil, criando no mercado consumidor o sentimento de insegurança após experiências negativas de entrega de material de má qualidade, fora dos prazos, com variação de bitolas, etc. Por outro lado, o mercado consumidor tem pouca ou nenhuma informação sobre as vantagens de se utilizar a madeira de reflorestamento, pois não existe uma entidade ou organização do setor madeireiro que divulgue a madeira e suas vantagens, como existe para o concreto e o aço. Isso é perceptível quando se vê folhetos de construção com aço ou até alumínio dizendo que são ecológicos porque são recicláveis. Outros benefícios que se pode conseguir com o uso da madeira de reflorestamento em sistemas industrializados de madeira estão no consumo de madeira. O consumo médio de madeira para telhados é: Telhado Convencional (madeira tropical) Sobre laje: consumo médio: 0,020m 3 /m 2 Biapoiado: consumo médio: 0,035m 3 /m 2 Telhado Industrializado (Pinus e Eucalipto) Sobre laje: consumo médio: 0,015m 3 /m 2

4 Biapoiado: consumo médio: 0,025m 3 /m 2 A vantagem econômica ainda é amplificada quando se considera os custos por metro cúbico da madeira tropical com a madeira de floresta plantada tratada, principalmente nas regiões sul e sudeste do país. Se considerarmos a expectativa de construção de casas no Brasil com os programas do governo, podemos fazer uma previsão de qual seria o consumo de madeira de reflorestamento apenas para a construção dos telhados dessas casas: Minha Casa Minha Vida: 1 milhão de residências. Supondo ½ casas térreas, com 50m 2 de telhado = 25 milhões de m 2 de telhado. Consumo de madeira de reflorestamento: Aprox m 3 As construções em woodframe, apresentada na Figura 2, ainda representam um volume muito pequeno no Brasil, mesmo se comparado a outras tecnologias inovadoras, como painéis pré moldados de concreto ou paredes de concreto fundidas in loco. Figura 2 - Construções em WOODFRAME. Fonte: esq: SANTOS (2005); Dir: APA - The Engineered Wood Association (1997). Esse sistema construtivo de casas e até edifícios representa mais de 90% das construções residenciais nos Estados Unidos e Canadá, além de representar grande parte das construções nos países do Norte da Europa, Japão, Austrália, Nova Zelândia, entre outros. Todos esses países desenvolveram normas sérias e sistemas eficientes de construção, conseguindo padrões de qualidade de moradia superiores aos encontrados nas construções residenciais convencionais brasileiras. A construção em woodframe pode ser executada in loco ou ser industrializada. Nesse sistema, a estrutura de madeira não fica aparente, sendo geralmente revestido com chapas de drywall nas áreas internas e com siddings, chapas cimentícias ou outros painéis resistente às intempéries nas faces externas. Mesmo não sendo utilizada como revestimento, as construções em woodframe demandam grande consumo de madeira e de derivados de madeira nas estruturas e fechamentos de pisos, paredes e coberturas, em substituição aos componentes de cimento ou cerâmicos geralmente utilizados no Brasil. A figura 3 apresenta algumas casas acabadas, construídas em woodframe na Alemanha.

5 Figura 3 Casas em woodframe industrializadas Indústria WeberHaus, Alemanha Se partirmos agora para a avaliação de consumo de madeira, considerando a construção de casas de madeira em woodframe, Consumo médio de madeira para casas = 0,1m3/m 2 Quantidade de casas: 500 mil; Quantidade de m2: x50 = m 2 ; Volume de madeira: de m 3. Portanto, existe espaço para a inserção de madeiras de florestas plantadas na construção civil brasileira. Porém, essa inserção depende de uma mudança na aceitação dessas madeiras por um mercado que historicamente utilizou madeiras tropicais e exige do pinus e do eucalipto as mesmas características das madeiras tropicais. Para o uso correto e seguro dessas madeiras são necessárias algumas técnicas específicas, que já estão disponíveis, mas são pouco esclarecidas para o público consumidor. Uma forma de difundir essas madeiras, que tem sido utilizada em diversos países, é a adoção de Políticas Públicas de incentivo ao uso desses materiais. É nítido que o poder público é o maior consumidor da construção civil, e que tem grande pode de influenciar o uso de determinados materiais por especificação em licitações. Além disso, o poder público de estados produtores de madeira, como o Paraná, tem grande interesse no desenvolvimento desse setor, que é um dos maior importantes para o PIB do ESTADO. O Paraná, de acordo com dados do censo de 2000, tem domicílios particulares permanentes. O déficit habitacional absoluto, segundo a Fundação João Pinheiro (MG), é de domicílios ( urbanos rurais). (COHAPAR, 2012) Entre as metas da COHAPAR para o período de 2011 a 2014 estão: Diminuir o déficit habitacional, com a produção de unidades habitacionais urbanas e rurais, inclusive o representado pela coabitação, distribuídos da seguinte forma: Produzir unidades habitacionais urbanas, coletivas ou individuais, visando atender famílias nos 399 municípios do Paraná; Produzir unidades habitacionais rurais, visando atender famílias em 300 municípios do Paraná. Esses números representam uma expectativa próxima de 10% do programa do Governo Federal, o que já traduziria em números de m3 de madeira para telhados e m3

6 de madeira se considerarmos a construção em Woodframe. Devendo ressaltar ainda o consumo de madeira de derivados, como as chapas de OSB, que também são produzidos no Paraná. Qualidade da madeira Classificação e adequação das classes de resistência Não se pode deixar de lado também a frustração de muitos em relação ao mal desempenho de pequenas estruturas de madeira, executadas sem acompanhamento técnico adequado, cuja durabilidade ou segurança ficam aquém das expectativas. Cabe ressaltar que estruturas de concreto ou metálicas são geralmente acompanhadas de projeto executivo e é exigida a responsabilidade técnica, já as estruturas de madeira raramente passam ao menos pela simples verificação de suas seções, deixando toda a responsabilidade baseada na simples confiança na experiência do carpinteiro. Como resultado, têm-se, geralmente, o uso de madeiras caras, de procedência duvidosa, sem otimização e montadas de forma artesanal pouco produtiva.a evolução desse quadro para a melhor utilização das estruturas de madeira deve evoluir em dois segmentos chaves: o uso de madeiras de reflorestamento e a industrialização das estruturas, dentro dos quais é imprescindível a incorporação de técnicas específicas para essas situações. Essa foi a evolução encontrada por muitos países que apresentam hoje um setor de construção civil muito mais industrializado que o brasileiro, e tende a ser o caminho para a melhoria da qualidade das construções, da eficiência produtiva e da qualidade de vida dos trabalhadores desse setor. Com relação ao uso de madeiras de reflorestamento, deve-se ater à disponibilidade regional. Se considerarmos as regiões sul e sudeste, tem-se disponibilidade de madeira de pinus e de eucalipto, provenientes de reflorestamentos remanescentes de períodos de incentivos federais, ou de reflorestamentos mais recentes voltados para as indústrias de celulose e papel, siderúrgicas, de painéis ou de artefatos de madeira. Existe, portanto, uma grande heterogeneidade dessa matéria prima, e seu uso indiscriminado como se fazia antigamente para madeiras como peroba, Jatobá, Ipê, etc, sem uma diferenciação ou classificação, pode ser catastrófico. Essas madeiras, provenientes de árvores de crescimento rápido, e sem manejo adequado para a utilização como elemento estrutural, possuem comportamentos bastante peculiares, que não são considerados quando se utiliza madeiras tropicais nativas. Além disso, as madeiras de reflorestamento geralmente são susceptíveis ao apodrecimento e ao ataque de insetos, o que não era preocupante quando se utilizava madeiras tropicais com resistência natural ao ataque de organismos xilófagos. Assim, o uso de madeiras de reflorestamento deve ser seguido de técnicas de classificação, do conhecimento mais aprofundado do comportamento dos materiais, de preservação adequada e de detalhes específicos que garantam sua durabilidade e eficiência. O segundo segmento, referente à industrialização, se apresenta como uma oportunidade de inserção de madeiras de reflorestamento para fins estruturais, pois essas apresentam características que se adaptam muito mais facilmente aos processos de industrialização, uma vez que as tecnologias já desenvolvidas em outros países são voltadas para madeiras de características semelhantes. Existe também a possibilidade de compor diferentes espécies de madeira de reflorestamento, explorando seu uso de acordo com suas propriedades.

7 Dentre as madeiras de reflorestamento com características peculiares, a utilização de madeiras de Pinus exige mais atenção, uma vez que a quantidade e a distribuição de defeitos naturais, tais como nós, bolsas de resina, presença de medula, etc., é muito mais crítica do que nas madeiras tropicais que tradicionalmente são utilizadas. Essa característica deve ser considerada em todas as etapas do uso dessa madeira, pois altera desde o aproveitamento das peças na serraria até o comportamento estrutural final. Segundo BODIG e JAYNE (1972), a madeira que apresenta defeitos naturais, quando utilizada em estruturas, deve ter a resistência mecânica ajustada por um fator de resistência, kd. O valor de kd é obtido para um teste de uma peça com defeitos, usando o mesmo valor de para as peças de dimensões semelhantes sem defeitos. Devido à possibilidade de ocorrência de defeitos naturais não visíveis, a atual versão da NBR 7190/1997 recomenda que seja reduzida em 20% a resistência de peças estruturais de coníferas, por meio do Kmod,3, mesmo que classificada visualmente. Porém, existe uma lacuna quanto à utilização de madeira de segunda categoria de coníferas, pois em nenhum momento é especificado quais os parâmetros de classificação, nem o critério de rejeição de peças para fins estruturais. Sendo que o texto da norma admite a utilização de defeitos que podem comprometer a peça em muito mais que 20% de sua seção, como é o caso das seções apresentadas na Figura 4. Essa Norma está atualmente em revisão, e pode vir a propor outros valores de redução na resistência de madeiras de coníferas, que devem ser baseados em critérios de classificação visual e mecânica, de forma semelhante às utilizadas pelas normas norte-americanas. Os valores a serem considerados para essa redução, porém, devem ser baseados em dados estatísticos que correlacionem os parâmetros de classificação visual e os valores de classificação mecânica com as resistências à compressão, tração, cisalhamento, além do módulo de resistência à flexão (MOR) e módulos de elasticidade correspondentes. Esses dados ainda são escassos no Brasil, uma situação que piora se levarmos em conta a quantidade de espécies de coníferas cultivadas e a variabilidade de suas propriedades físicas e mecânicas em função das diferenças climáticas, de solo, de manejo, etc das várias regiões em que são cultivada, bem como as variações internas entre madeira de lenho juvenil e maduro, posição na tora, anéis de crescimento, etc., como será abordado mais adiante. Figura 4 Seções comprometidas com defeitos que comprometem mais de 20% da área útil Além da visível presença de defeitos naturais, outro problema crítico para a utilização das madeiras de reflorestamento é a pouca disponibilidade de madeira adulta. Como o plantio e o

8 manejo são conduzidos com foco no volume de madeira e na redução do ciclo de plantio e colheita, geralmente o que se tem são toras com quase 100% de madeira juvenil, que apresentam valores baixos das propriedades mecânicas, além desses valores apresentarem grande variabilidade. Contrariamente a isso, as características mais interessantes para as madeiras estruturais são aquelas conseguidas com madeira adulta, resultado de ciclos mais longos (acima de 30 anos) e que exigem alguns controles de qualidade que hoje não são aplicados pelas serrarias. A Norma Brasileira ABNT NBT 7190/1997 Projeto de Estruturas de Madeira estabeleceu que as estruturas de madeira deveriam ser dimensionadas a partir de Classes de Resistência, como as apresentadas na Tabela 1, e não mais segundo a espécie utilizada. Essa alteração significou grande melhoria nos projetos, e segue o que as normas europeias, australianas, Canadenses, etc. já utilizam. Nesses países as madeiras são classificadas por meios mecânicos e recebem uma estampa com a classe de resistência que se enquadra, como mostram as estampas da figura 5. Tabela 1 classes de resistência de Coníferas e Dicotiledôneas NBR 7190/1997 1) Classes C20 C25 C30 Coníferas 1) (Valores na condição-padrão de referência U = 12%) f c0k f v0,k E c0,m ρ básica kg/m³ ρ aparente kg/m³ Para o enquadramento das Coníferas, se exige a classificação visual e mecânica, pois, devido às presenças dos nós, não é possível garantir, só pela aparência externa, as propriedades tabeladas. Folhosas (Valores na condição-padrão de referência U = 12%) Classes f c0k f v0,k E c0,m ρ básica kg/m³ ρ aparente kg/m³ D20 CD30 D40 D Essas alterações foram feitas na norma NBR 7190/97 em 1997, portanto há 15 anos, mas não se tem notícias de empresas brasileiras que vendam madeira serrada classificada e identificada no mercado interno. Figura 5 - Estampas de madeira classificadas encontradas no mercado externo Em conversas informais com produtores, esses alegam que não tem conhecimento do assunto, ou que o mercado não pede essas informações, que teriam um custo. Essa desinformação é

9 resultado da falha sistêmica que o setor Madeireiro sofre no mercado de Construção Civil no Brasil, pois os cursos de Engenharia Civil e Arquitetura falam vagamente da madeira como material estrutural, formando profissionais que não conhecem e consequentemente não especificam corretamente o material, deixando ao carpinteiro essa especificação, a compra e a montagem da estrutura. Além das Universidades, os produtores de madeira muitas vezes não têm essas informações, pois não existe uma divulgação eficiente dessas normas, como se vê em outros países. Finalmente, o consumidor final também não é esclarecido e é levado pelas informações que recebe de todas as partes, seja da mídia, dos profissionais contratados ou no balcão de uma madeireira. Em nenhum desses a madeira tem presença marcante, como ocorre com o ferro e o aço, impulsionados por campanhas publicitárias, material impresso informativo, entre outras ações organizadas pelas agências que representam esses materiais. No Brasil existe o IBRAMEM Instituto Brasileiro da Madeira e das Estruturas de Madeira, que tem origem acadêmica e tem como finalidade a divulgação da madeira e das pesquisas em madeira no Brasil. Esse Instituto tem cumprido sua função o âmbito acadêmico, com a publicação de revistas de pesquisa e realização dos Encontros Brasileiros em Madeiras e em Estruturas de Madeira (EBRAMEM). Mas poderia ser um canal mais eficiente na divulgação geral da madeira para o público consumidor, desde que tivesse apoio e participação da Indústria nas suas atividades. Considerações finais: A demanda da construção civil no Brasil cresceu significativamente nos últimos anos, coincidindo também com a redução das exportações de madeira, principalmente de pinus. Essa constatação indica uma grande oportunidade para a se introduzir essa madeira no mercado interno. Existe porem algumas barreiras claras nessa introdução, pois esse mercado não foi corretamente preparado para essas madeiras, nem tão pouco a cadeia produtiva. Do lado consumidor, diversas são as dificuldades apontadas: baixa qualidade, inexistência de padrão, insegurança com prazos de entrega e falta de fornecedores comprometidos. Do lado Produtor, falta investimento na divulgação das qualidades da madeira junto aos consumidores, bem como divulgação entre os próprios produtores de práticas coerentes com as demandas de mercado, utilizando o conhecimento, as técnicas e a estrutura já existentes. Essas ações são vistas nos produtos de aço e concreto, mas são inexistente no setor madeireiro. Para a criação de uma cultura do uso da madeira como material estrutural de boa qualidade, são necessários bons exemplos de aplicação, que podem partir de políticas públicas, impulsionadas e justificadas pelos benefícios sociais e ambientais que o aumento do consumo de madeiras de florestas plantadas podem resultar. BIBLIOGRAFIA: APA - The Engineered Wood Association Panel Handbook & Grade Glossary [online], APA - The Engineered Wood Association, Engineered Wood Systems, Tacoma, WA. [citado 20 maio Z002], Disponível na World Wide Web: ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1997). NBR 7190 Projeto de Estruturas de Madeira. ABNT. Rio de Janeiro.

10 BARALDI, L. T. e CALIL JUNIOR, C. Critérios de dimensionamento para treliças executadas em chapas com dentes estampados.. In: Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira, 6. Florianópolis, 22 a 24 de julho de v. 2, p BODIG, J.; JAYNE, B.A. (1982). Mechanics of Wood an wood composites. New York, Ed. Van Nostrand Reinhold Company, 712p. COHAPAR Companhia de Habitação do Paraná. Site: Extraído em agosto de STAMATO, G. C. Cuidados com a utilização de coníferas nas estruturas de madeira. In: Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira, 10, 2006, Londrina, PR. Anais em CD Rom. SANTOS, ALTEVIR CASTRO. Pisos em sistema leve de madeira sob ação de carregamento monotônico em seu plano. Tese de Doutorado, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2005.