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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Aspectos tecnológicos da fabricação de elementos estruturais de madeira
laminada colada
André Facchini Granato
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de São Carlos como parte dos requisitos para a conclusão da graduação em Engenharia Civil Orientador: Prof. Dr. Almir Sales
São Carlos
2011
DEDICATÓRIA
À família que eu tenho imensa sorte e orgulho de pertencer.
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, pelo amor, pela educação e pelo apoio e confiança que sempre depositaram em mim independentemente das minhas decisões; À minha irmã, sempre atenciosa e disposta a me ajudar em qualquer situação; Aos meus avós, por todo o amor que sempre recebi e pela imensa experiência que jamais se negaram em compartilhar. Tenho saudade da época que podia passar muito mais tempo com vocês; À minha namorada que me faz mais feliz a cada dia; Ao meu orientador, professor Almir Sales, pelas ótimas aulas que freqüentei ao longo da graduação que me fizeram despertar um grande interesse pelas estruturas de madeira; Ao Hélio Olga, por permitir e me acompanhar pacientemente na visita feita à Ita Construtora, explicando detalhadamente cada etapa do processo de fabricação da MLC; Ao pessoal do LAMEM, Neto, Bragato, Calil e Rocco, que me receberam muito bem e foram essenciais para a elaboração deste trabalho; Aos meus amigos, pois sem eles eu não sou ninguém; Aos professores do DECIV/UFSCar que contribuíram muito para a minha formação; Ao Paulo, Thomaz, Célia e Gustavo, por tudo que me ensinaram nestes anos de Construtora Ypês. Exemplos de seriedade e honestidade que sempre seguirei; Muito obrigado a todos que colaboraram de forma direta ou indireta com a elaboração deste trabalho, seja me incentivando ou me colocando em contato com pessoas muito importantes que me ajudaram muito no trabalho.
É preciso usar a madeira para que ela não acabe.
RESUMO
GRANATO, A. F. Aspectos tecnológicos da fabricação de elementos estruturais de madeira laminada colada. São Carlos: UFSCar/Departamento de Engenharia Civil, 2011. 71 p. Trabalho de Conclusão de Curso.
Este trabalho busca fomentar um sistema estrutural que utiliza matéria prima
totalmente renovável. A madeira laminada colada é um produto engenheirado resultante da
união de diversas lâminas, através de colagens especiais, utilizando adesivos com
resistência e durabilidade adequadas para a colagem de elementos estruturais de pequeno,
médio ou grande porte. O Brasil não possui uma norma específica que oriente a produção
da MLC. O projeto de revisão da norma ABNT – 7190:2011 possui algumas informações
sobre MLC entre as muitas informações genéricas a respeito das estruturas de madeira.
Buscou-se neste trabalho coletar as informações a respeito da fabricação da MLC existentes
nas principais normas internacionais, de forma a somar com as informações existentes na
norma brasileira. Além da revisão bibliográfica foi realizada uma visita técnica a uma
empresa produtora de MLC. Com isso foi possível observar o emprego de diversas técnicas
relativas à produção do material estudado e concluir que a indústria nacional produz
elementos estruturais em MLC com qualidade equivalente ao que é feito nos países
desenvolvidos.
Palavras-chave: Madeira; MLC; Emendas Longitudinais; Colagem; Normas.
ABSTRACT
ABSTRACT
Technological aspects of the manufacture of glued laminated timber structural elements.
This paper aims to promote a structural system that uses entirely renewable
materials. Glued laminated timber (or Glulam) is a product engineered from the joining of
several layers of timber through a special glueing process, employing adhesives with
sufficient resistance and durability for bonding small, medium and large structural elements.
Brazil does not have a specific technical standard that regulates the production of Glulam.
The proposed revision to the ABNT - 7190:2011 standard has some information on Glulam
amongst the various generic information on wooden structures. Thus, this work attempts to
collect information on the manufacture of Glulam from the main international standards,
adding it to the existing information in the brazilian standard. In addition to the bibliography
review, a technical visit to a manufacturer of Glued Laminated Timber was made. This
allowed the observation of several techniques applied in the process, and led to the
conclusion that the national industry is capable of producing Glulam structural elements of
the same quality as those manufactured in developed countries.
Key Words: Wood; Glulam; End-joints; Bonding; Standard.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Tensões que ocorrem em torno das terras da Amazônia. .......................................... 8
Figura 2 – Transporte e montagem de estrutura com vão livre de 48 m – Parque de Exposições
de Brasília ......................................................................................................................... 17 Figura 3 – Richmond Olympic Oval ........................................................................................ 18 Figura 4 – Aeroporto de Oslo, Noruega ................................................................................... 19 Figura 5 – Etapas da produção da MLC ................................................................................... 20
Figura 6 – Perfil vertical e horizontal de MLC. ....................................................................... 21 Figura 7 – Verificação das dimensões da peça. ........................................................................ 23 Figura 8 – Linhas radiais representativas ................................................................................ 27
Figura 9 – Distância mínima do nó até a extremidade dos dentes. .......................................... 28 Figura 10 – Distância mínima do corte transversal ao nó. ....................................................... 29 Figura 11 – Posicionamento dos sub-lotes na montagem das vigas. ........................................ 30 Figura 12 – Superfícies de colagem. ........................................................................................ 31 Figura 13 – Seção de madeira com esmoado. .......................................................................... 32
Figura 14 – Diagonal máxima de um esmoado. ....................................................................... 32 Figura 15 – Pressão de colagem em função do comprimento da emenda. ............................... 35 Figura 16 – Detalhe do escalonamento das emendas. .............................................................. 40 Figura 17 – Tipos de emendas longitudinais (a) emenda de topo, (b) emenda biselada e (c)
emenda dentada ................................................................................................................ 41 Figura 18 – Tipos de fresagem das emendas dentadas. ............................................................ 42
Figura 19 – Parâmetros geométricos das emendas dentadas. ................................................... 43 Figura 20 – Espaçamentos de emendas biseladas (a) e dentadas (b)........................................ 47
Figura 21 – Distâncias mínimas entre emendas de lâminas adjacentes. .................................. 48 Figura 22 – Comparativo entre o PIB brasileiro e chileno ...................................................... 51
Figura 23 - Planta esquemática da linha de produção da MLCErro! Indicador não definido............................................ 54 Figura 24 - Recebimento da madeira paletizada ...................................................................... 55 Figura 25 – Paletes estocados. .................................................................................................. 56
Figura 26 - Tábuas protegidas da umidade ............................................................................... 56 Figura 27 – Tábuas com defeitos antes de serem eliminados................................................... 57
Figura 28 - Nó e interrupção de fibra de uma tábua. ................................................................ 57 Figura 29 - Caixa de recolhimento dos descartes de defeitos................................................... 58
Figura 30 - Tábuas classificadas e aparelhadas. ....................................................................... 59 Figura 31 - Etapas da fresagem dos dentes das emendas longitudinais. .................................. 60 Figura 32 - Saída da prensa de emendas e plaina em primeiro plano. ..................................... 61
Figura 33 - Lâminas prontas para a montagem dos elementos................................................. 61 Figura 34 - Equipamento de aplicação de adesivo (a) e lâmina antes da colagem, com adesivo
aplicado (b). ...................................................................................................................... 62 Figura 35 - Barrica de cola interligada em sistema que trabalha sob pressão. ......................... 63
Figura 36 - Operário limpando os bicos aplicadores de adesivo. ............................................. 64 Figura 37 - Prensa de 12 metros de comprimento. ................................................................... 64 Figura 38 - Elementos recém colados aguardando a cura completa......................................... 65 Figura 39 - Peças que darão origem a vigas de 11 a 14 centímetros de largura. ...................... 65 Figura 40 - Elementos de seção variável. ................................................................................. 66
Figura 41 - Plaina de duas faces. .............................................................................................. 66 Figura 42 - Peças aplainadas que darão origem a pilares. ........................................................ 67 Figura 43 - Colocação de conectores metálicos. ...................................................................... 67
Figura 44 - Conectores de aço galvanizado para ligações de vigas e pilares. .......................... 68 Figura 45 - Base metálica de pilar que evita o contato da madeira com umidade. .................. 68
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Comparação entre os materiais estruturais mais utilizados em construções ............. 2 Tabela 2 – Tamanho máximo permitido de nós em relação à seção da peça. .......................... 26 Tabela 3 – Classes de densidade para madeira serrada. ........................................................... 27 Tabela 4 – Pressão de colagem das emendas das lâminas. ....................................................... 35
Tabela 5 – Características geométricas de dois perfis de dentes da norma brasileira. ............. 44 Tabela 6 - Características geométricas de dois perfis de dentes da norma americana. ............ 44
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1
1.1 Sustentabilidade na construção civil brasileira ..................................................... 1
1.2 O preconceito que existe no uso da madeira em estruturas ................................. 3
1.3 Reflorestamentos e manejos sustentáveis ............................................................... 4 1.3.1 Florestas de eucalipto ............................................................................................. 4 1.3.2 Florestas de Pinus ................................................................................................... 7 1.3.3 Manejos sustentáveis .............................................................................................. 7
1.4 Objetivos .................................................................................................................. 10
1.5 Justificativa ............................................................................................................. 10
1.6 Estrutura do texto ................................................................................................... 11
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................ 12
2.1 O uso da madeira na construção civil brasileira ................................................. 12
2.2 Madeira Laminada Colada .................................................................................... 15
2.3 Exemplos de aplicação de MLC no Brasil e no exterior ..................................... 17 2.3.1 Exemplo 1 – Parque de Exposições de Brasília ................................................... 17
2.3.2 Exemplo 2 – Richmond Olympic Oval ................................................................ 18 2.3.3 Exemplo 3 – Aeroporto de Oslo (Noruega).......................................................... 19
2.4 Disposições normativas a respeito da fabricação de MLC ................................. 19 2.4.1 Variações dimensionais aceitáveis nos elementos de MLC ................................. 22
2.4.2 Seleção da madeira para a laminação ................................................................... 23 2.4.3 Preparação das lâminas ......................................................................................... 31 2.4.4 Adesivos e prensagem .......................................................................................... 33
2.4.5 Enxertos de madeira ............................................................................................. 37 2.4.6 Manufatura............................................................................................................ 38
3. A PRODUÇÃO DE MLC NO BRASIL .......................................................................... 50
3.1 Perspectivas de mercado e panorama das unidades fabris brasileiras ............. 50
3.2 Estudo de caso - Visita à Ita Construtora ............................................................ 52 3.2.1 Instalações e linha de produção ............................................................................ 53
3.2.2 Recebimento e estocagem da madeira serrada ..................................................... 55 3.2.3 Classificação visual das tábuas ............................................................................. 57
3.2.4 Emendas dentadas................................................................................................. 59 3.2.5 Montagem e colagem das peças ........................................................................... 61 3.2.6 Acabamento das peças .......................................................................................... 65
4. CONCLUSÕES ................................................................................................................ 69
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 70
1
1. INTRODUÇÃO
As estruturas de madeira possuem qualidades excelentes sob muitos aspectos.
Vantagens construtivas como rapidez e facilidade de montagem devido ao baixo peso
próprio de cada componente, beleza arquitetônica, baixo custo, alto grau de industrialização,
além de ser o sistema construtivo menos agressivo ao meio ambiente são alguns exemplos
de benefícios que este tipo de estrutura pode propiciar.
No desenvolvimento deste trabalho as características ecológicas e sustentáveis do
uso da madeira recebem atenção especial devido ao fato do nosso planeta necessitar a
adoção de medidas urgentes que ajudem na preservação do meio ambiente.
1.1 SUSTENTABILIDADE NA CONSTRUÇÃO CIVIL BRASILEIRA
Seguramente os assuntos mais discutidos no mundo atualmente são preservação
ambiental e sustentabilidade. Discussões a respeito do futuro do nosso planeta permeiam
todas as áreas. Em escolas e universidades discute-se o tema em todos os departamentos,
sejam eles ligados às ciências biológicas, humanas ou exatas. Nas esferas política e
econômica este assunto tem regido decisões que afetam profundamente as nossas vidas.
No ramo da engenharia civil, no Brasil, quando se fala em sustentabilidade logo
aparecem trabalhos relacionados à racionalização das construções de alvenaria,
reaproveitamento de materiais usados, reciclagem de materiais provenientes de demolições
de edificações em alvenaria, industrialização da construção civil por meio de estruturas pré-
fabricadas de concreto e aço, mas muito pouco se fala em dar maior uso às construções de
madeira, que empregam soluções semelhantes às citadas acima e ainda agregam inúmeras
outras características benéficas ao meio ambiente.
A madeira apresenta durabilidade e resistência muito satisfatória quando
corretamente dimensionada, além disso, é o único material 100% renovável, é uma
alternativa eficaz para o seqüestro e armazenamento ativo do carbono, possui a menor
demanda energética dentre os materiais de construção usualmente empregados,
consumindo apenas 31% da energia que o cimento necessita para ser produzido e menos
2
de 1% da energia necessária para a produção do aço, como se pode observar na Tabela 1,
publicada no trabalho de Calil Jr. e Dias (1997).
Tabela 1 - Comparação entre os materiais estruturais mais utilizados em construções
Fonte: Calil Jr e Dias (1997)
Da Tabela 1 ainda se obtém informações relacionadas às características físicas de
cada material. A madeira é o material que apresenta menor densidade e maior relação
resistência/densidade.
O engenheiro Hélio Olga, durante uma entrevista ao Podcast Rio Bravo, chegou a
comentar que alguns países europeus, entre eles a França, obrigam que as novas
edificações possuam uma porcentagem de madeira, entre outros motivos, para garantir o
seqüestro de carbono por um longo ciclo. Por outro lado, o que se vê no Brasil é o total
desconhecimento sobre o assunto, sendo proibida a execução de obras públicas com
estruturas de madeira.
A universidade assume a função de suprir o mercado de trabalho com os
profissionais que este necessita. O mercado de trabalho do nosso país não demanda
engenheiros civis que dominem as técnicas de projeto e construções em madeira, por isso
as universidades não formam engenheiros com estas habilidades, mesmo diante da urgente
necessidade de novas soluções para os problemas ambientais.
Este trabalho, portanto, busca ampliar o conhecimento relacionado a este tema que é
pouco explorado nas disciplinas de graduação, porém de uma importância muito grande do
ponto de vista da sustentabilidade.
3
1.2 O PRECONCEITO QUE EXISTE NO USO DA MADEIRA EM ESTRUTURAS
Mesmo uma pessoa leiga consegue perceber que a engenharia civil brasileira ainda
necessita passar por transformações consistentes no que diz respeito à racionalização das
construções.
As construções metálicas e em concreto armado historicamente recebem mais
incentivos governamentais do que as construções em madeira, mesmo assim é comum ver
desperdício e falta de racionalização nestas obras. Grande parte dos incentivos deve-se ao
lobby exercido pelas empresas que dominam o ramo do cimento e do aço.
Por serem poucas empresas e de porte extremamente grande, a união destas é
facilitada, fazendo com que exerçam pressão nas camadas mais elevadas do poder político
do nosso país, gerando ao longo dos anos decisões políticas em favor destas grandes
empresas e não necessariamente em favor da população como um todo.
O resultado positivo do poder exercido por estas empresas consiste no investimento
em pesquisas para a formulação de normas técnicas que orientam os projetistas de todo o
país, auxiliando muito na obtenção de projetos com nível técnico extremamente elevado.
Já as serrarias, que podem ser consideradas a indústria da madeira, estão dispersas
em todos os cantos do Brasil em um número enorme de unidades de porte geralmente muito
pequeno quando comparado ao porte de uma siderúrgica. A falta de união dos milhares de
empresas deste ramo fez com que ao longo dos anos não fosse seguida uma norma
específica que pudesse orientar e uniformizar a produção do material e menos ainda auxiliar
os projetistas e construtores que utilizam a madeira em suas construções (CALIL, 2002).
O resultado da falta de normalização das construções de madeira é o preconceito
que surgiu em torno desta e a sua condenação pelas pessoas, uma vez que a grande
maioria das edificações em madeira de nosso país não supre as necessidades de seus
usuários devido à falta de conhecimento da população com relação aos detalhes que devem
ser atendidos ao se projetar e construir com a madeira.
Nas moradias brasileiras a madeira tem uma boa aceitação apenas na composição
de seus telhados, mas a grande maioria da população opta por executar a estrutura e a
vedação de suas habitações em concreto armado e alvenaria (MELLO, 2007).
A impopularidade da madeira no Brasil não reflete as excelentes características que
o material pode propiciar a uma construção, devido a sua grande durabilidade e elevada
resistência mecânica em contrapartida de sua baixa densidade. Além disso, dos materiais
apresentados, é o único obtido em uma reserva renovável, se explorado de forma racional
4
nunca acabará. Se o assunto for sustentabilidade, a madeira jamais poderá ser
desconsiderada na escolha do sistema construtivo de uma edificação.
São incontáveis as possibilidades de emprego da madeira na construção civil. Não
seria possível abranger todas neste trabalho, sendo assim, optou-se por aprofundar o
estudo nos tipos de construções que utilizam a madeira laminada colada, por serem obras
muito racionalizadas, com alto nível de industrialização e projetos extremamente bem
detalhados.
1.3 REFLORESTAMENTOS E MANEJOS SUSTENTÁVEIS
As duas maneiras mais usuais de se obter madeira de forma sustentável são através
dos reflorestamentos e dos manejos sustentáveis.
Com relação à procedência da madeira a ser utilizada na construção civil, deve-se
evitar generalizações. Nem sempre a madeira proveniente de um reflorestamento apresenta
boa procedência ambiental assim como uma madeira de espécie nativa brasileira pode ser
obtida de forma totalmente sustentável, sem comprometer o futuro da floresta da qual a
árvore foi retirada.
A seguir serão apresentadas algumas informações a respeito das fontes mais usuais
de madeira, apontando os pontos positivos e negativos de cada uma.
1.3.1 FLORESTAS DE EUCALIPTO
As espécies do gênero Eucalyptus são caracterizadas por apresentar crescimento
rápido e grande porte. Provenientes da Oceania, foram trazidas para o Brasil e introduzidas
no Estado de São Paulo por Edmundo Navarro de Andrade, no início do século XX. Desde
então muitas espécies vêm sendo estudadas e várias delas já são utilizadas em plantios de
florestas de produção. Umas destas espécies é o Eucalyptus grandis, amplamente utilizado
no Brasil na produção de formas de concreto, carpintaria, estruturas de telhados, pallets e
alguns tipos de móveis (CALIL NETO, 2011).
Os possíveis impactos ambientais gerados por florestas plantadas de eucalipto são
fonte de grandes discussões e debates nos dias atuais. As maiores críticas que incidem
sobre este tipo de cultura são as relacionadas aos efeitos sobre o solo, como o
empobrecimento, erosão, diminuição da quantidade de água e baixa biodiversidade da área
5
plantada, mesmo sendo o eucalipto uma das espécies mais eficientes do ponto de vista da
produção de biomassa, produzindo mais biomassa por litro de água consumido do que a
maioria das outras culturas (VITAL, 2007).
As plantações de eucalipto estão presentes em diversas regiões do mundo, com
peculiaridades específicas de cada região, como altitude, tipo de solo, regime pluviométrico,
entre outras condições ambientais diversas. Por isso, Vital (2007) afirma que não se pode
cometer o erro de tecer um comentário generalizando o tema como “O eucalipto seca o
solo”, pois isso pode ser real para uma condição específica de clima, mas não é real para a
maioria dos casos. Para não gerar um comentário precipitado, é necessário fazer uma
contextualização técnica sobre o assunto, tais como “Em regiões onde o volume
pluviométrico é inferior a 400 mm/ano, as plantações de eucalipto podem levar ao
ressecamento do solo”, ou “Em regiões onde o solo prévio à plantação já estava degradado
ou possuía baixos níveis de fertilidade, as plantações de eucalipto podem elevar a
quantidade de húmus na terra, melhorando as condições de fertilidade do solo”.
Para Vital (2007), aparentemente as controvérsias e debates que giram em torno do
plantio de eucalipto fazem parte do âmbito sociopolítico e econômico, uma vez que no
âmbito acadêmico e científico os estudos relacionados ao tema apontam de um modo geral
para a mesma direção, criando um consenso e não uma discussão.
A atividade silvicultural, assim como a atividade agropecuária ou industrial, pode
causar ou não impactos ambientais, dependendo de várias circunstâncias descritas a seguir:
Condições prévias ao plantio – se o plantio é desenvolvido em áreas degradadas,
pouco férteis, erodidas ou utilizadas como pastos, os impactos sentidos serão positivos.
Com a queda das folhas haverá elevação da fertilidade do solo, as raízes diminuirão o
processo erosivo e a biodiversidade aumentará por existirem mais espécies de flora e fauna
em uma floresta de eucalipto do que em um pasto ou em uma monocultura de cana de
açúcar ou soja (VITAL, 2007).
O regime hídrico da região – regiões que apresentam precipitação inferior a 400
mm/ano estão sujeitas ao ressecamento do solo causado pelo plantio de eucalipto (VITAL,
2007). É sempre necessário que o balanço hídrico seja levado em consideração antes do
plantio do eucalipto, ponderando o clima e a precipitação da região que será plantado o
eucalipto com a quantidade de água que a planta perde pela evaporação
(evapotranspiração). Se este balanço é negativo não irá sobrar água para recarregar o solo
e os aqüíferos (LIMA, 2004).
O bioma de inserção da atividade silvicultural – o impacto sobre a biodiversidade
local é relativo às condições prévias ao plantio das florestas de eucalipto. A substituição de
6
floresta nativa, como Mata Atlântica, seguramente resulta em diminuição da biodiversidade,
porém o plantio em uma região desmatada de mata atlântica acarretará no aumento da
biodiversidade de flora e fauna (VITAL, 2007).
Técnicas de manejo empregadas – existem técnicas de manejo que podem ser mais
favoráveis ao solo do que outras. Deixar galhos, folhas e cascas sobre o solo no momento
da colheita pode aumentar o nível de nutrientes do solo e ainda ajudar a reduzir o processo
erosivo (VITAL, 2007).
Integração da população local – o plantio de eucalipto não exclui a possibilidade de
implantação de outra forma de produção consorciada, possibilitando um melhor
aproveitamento do solo. Nos primeiros anos após o plantio, empresas brasileiras plantam
entre os eucaliptos grãos e culturas de subsistência. Em um segundo momento, com a
floresta mais crescida, é possível colocar gado para pastar entre as árvores (VITAL, 2007).
Para o professor Walter de Paula Lima, uma explicação para o surgimento da crença
popular de que o eucalipto resseca o solo vem de uma análise em escala micro do
problema. Esta é a escala onde ocorrem as ações de manejo, onde o homem planta, colhe,
destrói, desmata, compacta o solo, impermeabiliza, soterra nascentes, destrói a mata ciliar,
cria gado, constrói açudes. Todas estas ações e muitas outras ocorrem na escala das
pequenas propriedades rurais, onde também estão localizadas as micro-bacias
hidrográficas, que são as grandes formadoras e alimentadoras dos rios e dos grandes
sistemas fluviais.
A maioria dos estados brasileiros não tem um programa eficiente de conscientização
da importância da preservação das micro-bacias hidrográficas, sendo assim, a grande
maioria dos produtores rurais não enxerga a importância de se preservar, por exemplo, uma
mata ciliar, pelo contrário, a mata ciliar é vista como uma faixa de terra perdida que poderia
ser produtiva. Portanto, o conjunto de ações tomadas paralelamente ao manejo do eucalipto
pode ser mais importante na determinação do ressecamento do solo de uma região do que
propriamente o consumo desta água pela floresta plantada (LIMA, 2004).
7
1.3.2 FLORESTAS DE PINUS
A grande versatilidade para crescer e produzir madeira em variados tipos de
ambientes, assim como a grande possibilidade de usos desta madeira tornou a presença do
Pinus algo freqüente em todo o território nacional (SHIMIZU, 2005)
As espécies de Pinus foram inicialmente introduzidas no Brasil no estado do Rio
Grande do Sul, na década de 1880, para uso ornamental e produção de madeira (PORTAL
REMADE, 2006).
A primeira tentativa de se introduzir o Pinus para fins silviculturais foi em torno de
1936, utilizando espécies européias, porém a tentativa foi mal sucedida devido à dificuldade
de adaptação destas espécies com o clima tropical. Apenas em 1948, com o auxilio do
Serviço Florestal do Estado de São Paulo, foram feitos experimentos com espécies norte
americanas e obteve-se sucesso principalmente com duas delas, P. elliotti e P. taeda, que
se destacaram pela facilidade de manejo, pelo rápido crescimento e pela reprodução intensa
no sul e sudeste brasileiro. Desde então diversas espécies têm sido implantadas com a
finalidade de obter plantios comerciais cada vez mais rentáveis (CALIL NETO, 2011).
1.3.3 MANEJOS SUSTENTÁVEIS
A floresta é composta por recursos renováveis. Se estes recursos forem explorados
de maneira racional, a floresta é capaz de continuar produzindo estas riquezas para as
gerações futuras. A exploração racional consiste basicamente em aplicação de boas
práticas de manejo. Este é o princípio do manejo sustentável.
O forte crescimento de economias asiáticas, como a da China e da Índia, resulta em
um aumento da demanda por grãos, proteína animal e fibras para celulose e tecidos. Países
desenvolvidos buscam cada vez mais os combustíveis de fontes renováveis, alternativos ao
petróleo. Economias menos desenvolvidas enfrentam uma grande pressão por parte da
população que tende a ocupar novas fronteiras. Estes são fatores muito significativos que
têm contribuído muito para a derrubada das florestas e o surgimento de pastos para a
agropecuária. Por outro lado, mais do que nunca o mundo todo se conscientiza da
importância da preservação das florestas para garantir o futuro do nosso planeta (LOVATTI,
2007).
O apelo econômico resultante de cada uma destas pressões conflitantes, uma pela
conservação e a outra pela derrubada das florestas, é um fator importante para que uma
8
prevaleça sobre a outra. A solução economicamente mais interessante geralmente será a
adotada, independentemente de gerar mais ou menos desmatamento.
O manejo florestal sustentável é a principal alternativa de utilização econômica do
recurso florestal com a garantia de manutenção da floresta em pé. A prática incorpora
medidas preventivas e técnicas operacionais que a tornam menos danosa ao meio
ambiente, mantendo a perspectiva de produção sustentável (LOVATTI, 2007).
Uma balança que pondera as pressões conflitantes relatadas anteriormente é
representada na figura 1.
Figura 1 – Tensões que ocorrem em torno das terras da Amazônia
(Fonte: LOVATTI, 2007)
São três as medidas fundamentais a serem adotadas em um manejo: 1) execução de
inventário pré-exploratório, fazendo levantamento da área para determinação da localização
das árvores desejáveis, planejamento da queda das árvores e do caminho do trator, visando
minimização dos danos da exploração; 2) corte dos cipós um ano antes da exploração para
a diminuição da competição por luz e a redução dos danos na derrubada; 3) anelamento e
desbaste das espécies sem valor econômico para diminuição da competição com as
espécies desejáveis (VERISSIMO e BARROS, 2002).
O Brasil possui mais de 470 milhões de hectares de florestas tropicais nativas, desse
total 50% são protegidas por medidas governamentais estaduais ou federais. Esses dados
9
revelam um imenso potencial para a atividade florestal sustentável, porém menos de 1% da
floresta nativa tem sido usada em atividade florestal não predatória, através de técnicas de
manejo sustentável. O Brasil é um dos maiores produtores de madeira de lei, porém apenas
2% da produção é certificada (LOVATTI, 2007).
Tomando os cuidados necessários no momento da extração e realizando os
tratamentos silviculturais adequados, a exploração em uma determinada área de floresta
amazônica pode se repetir dentro de um período de 30 a 40 anos, garantindo a integridade
da floresta (VERISSIMO e BARROS, 2002).
Mais de 20 milhões de pessoas vivem na floresta amazônica, portanto o
desenvolvimento de uma economia florestal saudável do ponto de vista social e ambiental
depende da inserção destas pessoas, pois desta forma a floresta passa a ter o seu valor
reconhecido, não sendo interessante para a população local eliminar a sua fonte de renda.
Quanto mais atividades econômicas relacionadas à floresta, seja na exploração de produtos
florestais madeireiros ou não madeireiros, maior valor esta passa a ter para a população
local e mais protegida estará a floresta (LOVATTI, 2007).
Embora existam trabalhos que mostram boas perspectivas com relação aos manejos
para a produção de madeiras, seja pelo benefício da paisagem, para a população regional
ou para a indústria, existem três impedimentos logísticos imediatos. Primeiramente a
população de modo geral não tem conhecimento, tampouco experiência no assunto, sendo
assim, caso sejam feitas tentativas de manejos sem o auxilio técnico necessário, fatalmente
a floresta sofrerá algum dano. Em segundo lugar os retornos dos investimentos em manejos
não são tão atraentes como os retornos provenientes de outros tipos de investimentos. O
terceiro fator que dificulta a implantação de manejos sustentáveis no Brasil é o baixo custo
da terra em determinadas regiões, sendo mais barato comprar um hectare de terra com
floresta virgem e desmatar totalmente do que colocar dinheiro para a manutenção do
manejo da propriedade já existente.
A implantação de manejos sustentáveis é, portanto, uma solução viável para garantir
o fornecimento de madeira nativa para a indústria sem acabar com as florestas. Porém a
disseminação destes depende de incentivos e medidas governamentais que tornem a
atividade cada vez mais rentável para os que produzem de forma correta e cada vez menos
atrativa para aqueles que simplesmente destroem a floresta, através de multas e punição
exemplar (VERISSIMO e BARROS, 2002).
10
1.4 OBJETIVOS
O objetivo geral deste trabalho é verificar o patamar tecnológico em que o Brasil se
encontra no que diz respeito ao estabelecimento de unidades fabris de MLC. Os objetivos
específicos que ajudarão a desenvolver o trabalho serão:
- Estudar e comparar as orientações a respeito da fabricação de elementos
estruturais de MLC presentes nas normas NBR 7190/2011, AITC A190.1:2007, EUROCODE
5, DIN EN386: 2001 e BS EN 385:2001;
- Apresentar alguns exemplos bem sucedidos do uso do MLC;
- Apresentar algumas características de elementos em MLC produzidos em uma
empresa brasileira.
1.5 JUSTIFICATIVA
As características mais marcantes das construções dos países ditos desenvolvidos
são a forte industrialização e o crescente emprego de materiais renováveis. A redução de
custos de mão de obra é apenas um dos motivos desta grande industrialização, sendo mais
evidente a vantagem relativa ao uso racional de recursos e a diminuição de desperdício.
Para que a construção civil brasileira se desenvolva é necessário acabar com certos
preconceitos e mudar velhos costumes para que se possa empregar materiais mais
modernos nas situações em que estes forem mais adequados.
A madeira laminada colada é um destes materiais que merece ser mais utilizado
devido ao alto grau de industrialização e racionalização presente na fabricação dos
elementos.
11
1.6 ESTRUTURA DO TEXTO
Este trabalho é composto por cinco capítulos, sendo o primeiro deles este capítulo
introdutório.
O segundo capítulo consiste em uma revisão bibliográfica que buscou abranger
informações relevantes sobre o tema presentes em dissertações de mestrado e teses de
doutorado, além das disposições encontradas nas principais normas a respeito do tema.
O terceiro capítulo possui informações relativas ao mercado brasileiro de madeira
laminada colada.
As conclusões estão no quarto capítulo e as referências bibliográficas no quinto.
12
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
As informações contidas nesta revisão bibliográfica foram obtidas em dissertações
de mestrados, teses de doutorados, publicações científicas, prospectos comerciais de
empresas do ramo, além das informações contidas nas principais normas relacionadas ao
tema.
2.1 O USO DA MADEIRA NA CONSTRUÇÃO CIVIL BRASILEIRA
Grande parte da população brasileira vive em edificações de madeira, segundo
Bittencourt (1998), cidades como Presidente Prudente, Estado de São Paulo, possuíam em
1986 cerca de 32% de suas habitações predominantemente em madeira e estima-se que
cidades de regiões do sul e do norte do país possuam porcentagens ainda maiores do que
estas de residências construídas principalmente em madeira.
No entanto, não é devido à boa aceitação do material perante a sociedade este
grande número de residências brasileiras construídas com madeira. Segundo Mello (2007)
“A imagem da casa de madeira no Brasil está muito associada a uma moradia provisória e
de baixa durabilidade”. Pode-se afirmar que a grande maioria da população que possuí uma
habitação de madeira pertence a camadas sociais menos favorecidas, portanto não tiveram
a opção de escolher o sistema construtivo de suas residências e na maioria dos casos não
tem suas necessidades inteiramente atendidas devido ao baixo desenvolvimento
tecnológico deste tipo de construção.
É preciso lembrar que também existem aquelas habitações em madeira que atendem
inteiramente as necessidades de seus usuários, geralmente pertencentes a camadas mais
abastadas da sociedade, porém na maioria das vezes, segundo Bittencourt (1998), estas
construções luxuosas não são possuidoras de qualquer preocupação com a racionalização
da produção, não acrescentando nada para o desenvolvimento de qualidade, modernização
e inovação tecnológica das construções de madeira do Brasil.
O IBAMA possui um programa de construções de casas populares de madeira
apreendida em serrarias clandestinas, cujo projeto básico de moradia apresenta, de acordo
com Mello (2007), um consumo aproximado de quinze metros cúbicos de madeira, incluindo
13
as perdas. Considerando uma estimativa de estoque na floresta amazônica em torno de 40
bilhões de metros cúbicos, chega-se à porcentagem de 0,3% deste total para acabar com o
déficit habitacional brasileiro. É importante salientar que o projeto em questão é
extremamente racionalizado, atende amplamente a todas as necessidades de seus usuários
e é durável. Todas estas características podem ser atingidas graças a um projeto bem feito
e pensado para o uso da madeira desde a sua concepção.
As edificações em madeira estão entre as formas mais antigas de abrigo construído
pela humanidade, a forma com que este material é usado evoluiu ao longo do tempo,
surgindo aprimoramentos de soluções projetuais, visando superar suas limitações.
Diferentemente do que se supõe, a madeira é um material extremamente durável,
desde que a concepção do projeto leve em consideração características básicas do
material: por ser orgânico deve ser mantido longe do contato com a água, geralmente os
projetistas usam grandes beirais e alicerces de pedra ou concreto, para evitar o contato da
madeira com o solo. Desta forma, existem no Japão e na Escandinávia edifícios com mais
de mil anos construídos em madeira (MELLO, 2007).
No Brasil o desafio enfrentado pela madeira no caminho de se tornar um material de
construção mais popular não diz respeito apenas à sua aplicação na construção de
residências. A grande maioria das pontes de madeira existentes nas estradas vicinais não
são projetadas e construídas por técnicos e construtores especializados, resultando em
estruturas caras, inseguras e de baixa durabilidade (CALIL, 2004).
O preconceito que gira em torno das construções em madeira no Brasil, não apenas
as residências, mas também em obras de pontes, torres, postes, entre outras, deve-se ao
fato de não serem levados em consideração os quesitos básicos de projeto, gerando
edificações de qualidade ruim, de baixa durabilidade, que não suprem as necessidades de
seus usuários.
Para Bittencourt (1998), o preconceito contra a habitação de madeira é de origem
fundamentalmente cultural, em conseqüência do desconhecimento da tecnologia da madeira
no Brasil. A autora ainda afirma que este quadro negativo é decorrente da ausência de
domínio das técnicas, métodos e processos da tecnologia da madeira; um corpo normativo
que visa a adoção de parâmetros de qualidade para o produto; uma indústria madeireira
forte e recursos humanos capacitados atuando na área.
Calil (2002) afirma que a imagem ruim da madeira foi sendo construída ao longo do
tempo porque as indústrias de aço e concreto sempre investiram em pesquisas, que ao
serem divulgadas foram imediatamente acompanhadas pelas normas de cálculo, permitindo
a elaboração de projetos tecnicamente sofisticados. As indústrias da madeira (serrarias)
14
existem em todas as regiões do país, não são unidas, não se comunicam e tampouco
seguem critérios técnicos sobre o material, já as indústrias do concreto e do aço, que são
em número reduzido e geralmente de grande porte, são mais organizadas e seguem normas
específicas, que inclusive foram desenvolvidas com o seu auxilio.
Muitas vezes o uso da madeira é visto de forma precipitada como “antiecológico”,
mesmo sendo este o único material renovável do canteiro de obras e que apresenta o
menor índice de consumo de energia quando comparado ao concreto armado e ao aço
estrutural. Se devidamente preservado e produzido através de reflorestamento ou manejo
sustentável, pode ser usado de forma ilimitada e ecologicamente correta (PRAVIA et al.,
2004).
Apesar do forte predomínio do uso não racional da madeira neste país, existem
inúmeras linhas de pesquisas que buscam contornar esta realidade, propondo muitas
soluções racionalizadas, ecologicamente corretas, econômicas e principalmente soluções
que satisfazem todas as necessidades dos seus usuários.
Este grande número de pesquisas abrange diversas espécies de madeiras e
inúmeras formas de uso relacionadas ao beneficiamento que recebem antes da aplicação
final, ou seja, independentemente da madeira ser usada diretamente na forma de tora, se for
serrada ou ainda se for processada e utilizada na forma de um painel composto de madeira,
existem pesquisas que visam o melhor emprego possível e o uso racional da madeira em
todas as situações.
Entre os inúmeros produtos obtidos da madeira, é possível citar os painéis, sejam
eles de fibras orientadas (OSB), de fibras de média densidade (MDF) ou os painéis de
lâminas paralelas (LVL). Além destes materiais industrializados à base de madeira, a
madeira laminada colada (MLC) deve ser observada com atenção especial, devido a suas
propriedades extremamente favoráveis na execução de uma construção racionalizada e
sustentável.
15
2.2 MADEIRA LAMINADA COLADA
A Madeira Laminada Colada (MLC) é o produto resultante da colagem de lâminas de
madeira, com suas fibras orientadas paralelamente ao eixo longitudinal da peça (RUSSELL
et al., 1999).
Para Stamato (1997), o enfraquecimento das seções de madeira maciça devido à
existência de defeitos naturais do crescimento da árvore levou ao surgimento de produtos
derivados de lâminas de madeira.
Segundo Bono (1996), a primeira indústria brasileira de MLC surgiu em 1934 em
Curitiba-PR. A empresa Battistella foi uma das principais indústrias do ramo no Brasil, com
mais de cinqüenta anos de experiência na área, possuía uma linha de produção de casas
pré-fabricadas e vigas de tamanhos padronizados, ambos em MLC.
Na Europa, a primeira aplicação da MLC data de 1890, com a construção de vigas
de 10 metros de vão livre, mas de acordo com Russell et al., (1999), a partir de 1913 o
sistema ganhou maior evidência com a construção de uma estrutura de cobertura com 43
metros de vão. Nesta época as aplicações da MLC eram restritas a ambientes interiores,
mas com o desenvolvimento dos adesivos à prova d’água as possibilidades de aplicação
deste tipo de estrutura foram ampliadas.
Este tipo de estrutura chegou nos EUA em 1934, na construção de um laboratório do
Forest Products Laboratory, mas apenas a partir de 1939 a MLC passou a ser amplamente
utilizada em estruturas de ginásios, igrejas, fábricas e até em aplicações não residenciais,
como pontes, sendo a primeira delas datada da década de 1960.
São incontáveis as espécies de madeiras que podem ser utilizadas na fabricação da
MLC, porém as características relativas a cada uma serão determinantes no desempenho
do produto final. Lara-Palma et al., (2002) afirma que no Brasil a utilização de Pinus de
reflorestamento tem sido crescente nos últimos anos, representando 35% da madeira
serrada produzida no país.
Para Calil (2002) o uso estrutural da madeira de reflorestamento é visto de forma
positiva, como uma alternativa às espécies tropicais ameaçadas, pois apresentam bom
desempenho, baixo custo e pequeno impacto ambiental.
Árvores de rápido crescimento produzem na região central uma madeira com
características inferiores à madeira produzida na região mais externa, cabendo
16
denominações distintas para as duas variedades: a madeira interna é chamada de juvenil
enquanto a externa á chamada de adulta (LARA-PALMA et al., 2002).
Entre outras qualidades, a madeira adulta apresenta maior densidade, sendo este
um dos fatores de maior importância para a fabricação de elementos de MLC com qualidade
e eficiência estrutural, portanto Azambuja (2006) afirma que é extremamente importante
fazer o corte da tora de madeira de forma diferenciada, aproveitando ao máximo a madeira
adulta, com maior densidade e melhores índices de resistência.
Além do Pinus, outra madeira de reflorestamento tem recebido atenção no Brasil. O
eucalipto tem sido alvo de estudos que objetivam a aplicação deste gênero na fabricação da
MLC. Sales (1991) apresentou em seu trabalho características de resistência mecânica de
alguns gêneros de eucalipto do Estado de São Paulo.
A grande vantagem da MLC é a possibilidade da utilização de lâminas de melhor
qualidade nas regiões de alta solicitação e lâminas de qualidade inferior nas regiões de
menor solicitação. Para Azambuja (2006) esta característica possibilita a fabricação de
elementos estruturais com qualidade e confiabilidade superior à da madeira sã, pois as
lâminas de menores dimensões permitem uma classificação mais precisa com relação a
seus defeitos, como nós e medulas, ocorrendo o descarte das peças de qualidade
insatisfatória.
O uso de peças de seção transversal reduzida também é visto de forma positiva por
Rocco e Sales (1998) com relação aos defeitos de secagem, que ocorrem com maior
freqüência em peças de grandes dimensões.
Se comparado com o aço ou o concreto armado o elemento estrutural em MLC
apresenta peso próprio muito reduzido, gerando maior economia na execução das
fundações (AZAMBUJA, 2006).
As qualidades negativas da MLC, segundo Souza et al., (2002), dizem respeito ao
custo elevado e ao processo de produção que ainda é predominantemente manual e lento
no Brasil, porém conforme as peças de grandes dimensões tornam-se cada vez mais raras
e portanto mais caras, a competitividade da MLC tende a aumentar.
17
2.3 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DE MLC NO BRASIL E NO EXTERIOR
A seguir serão apresentados três exemplos relevantes de aplicações da madeira
laminada colada em grandes estruturas, que hoje em dia recebem a visitação de milhares
de pessoas.
2.3.1 EXEMPLO 1 – PARQUE DE EXPOSIÇÕES DE BRASÍLIA
A logística desta obra teve grande influência inclusive no projeto arquitetônico. A
curvatura e o comprimento de cada parte da estrutura tiveram que ser projetados de tal
forma que coubessem em um caminhão, sem atingir a altura limite de nenhum viaduto
existente no percurso da fábrica, próxima a Porto Alegre, até a cidade de Brasília, como se
pode observar na Figura 2 (MELLO, 2007).
A estrutura do galpão do Parque de Exposições de Brasília (Figura 2) foi feita de
arcos de MLC, com vão livre total de 48 metros, porém, para viabilizar o transporte da
fábrica até o canteiro de obras, os arcos foram fabricados em duas partes de 26 metros de
comprimento.
Figura 2 – Transporte e montagem de estrutura com vão livre de 48 m – Parque de Exposições de Brasília (Fonte: MELLO, 2007)
O transporte das peças de MLC e a instalação no local definitivo do parque de
exposições de Brasília são retratados na Figura 2.
18
2.3.2 EXEMPLO 2 – RICHMOND OLYMPIC OVAL
Construído para as Olimpíadas de Inverno de 2010, este projeto é um marco para a
arquitetura de Vancouver, Canadá. Com aproximadamente 33.000 metros quadrados a
estrutura de cobertura deste ginásio possui um dos maiores vãos livres em madeira da
América do Norte. A forma oval é uma referência à ave símbolo da cidade, a garça.
A estrutura é composta por arcos de madeira laminada colada com 100 metros de
vão livre, intercalados por uma série de painéis de madeira que produzem um visual
ondulado.
A escolha da madeira para a composição estrutural desta edificação levou em
consideração os costumes locais, a abundância da matéria prima na região, as qualidades
estéticas e de conforto ambiental, mas principalmente optou-se pela madeira devido aos
benefícios ambientais referentes ao seqüestro de carbono, contribuindo assim para a
amenização do efeito estufa.
Figura 3 – Richmond Olympic Oval (Fonte: ARCHITECTS NEWSPAPER, 2010)
Na Figura 3 são apresentadas uma vista aérea e uma visão interna do ginásio
construído para as olimpíadas de inverno de Vancouver.
19
2.3.3 EXEMPLO 3 – AEROPORTO DE OSLO (NORUEGA)
O aeroporto Gardermoen (Figura 4), inaugurado em 1995, é o principal terminal
aeroportuário de Oslo, com 140 mil metros quadrados é a maior estrutura de madeira
laminada do mundo.
Além da madeira, outros materiais como concreto armado e treliças espaciais de aço
também foram utilizados, aproveitando as melhores características de cada um.
Este é um exemplo bem sucedido de edifício sustentável, com uma construção
otimizada que aproveita ao máximo a penetração de luz natural. O aeroporto produz o seu
próprio calor e eletricidade (ALMEIDA, 2010).
Figura 4 – Aeroporto de Oslo, Noruega (Fonte: CASADO & JOHN, 2010)
Na Figura 4 é possível observar a aplicação de diferentes materiais na construção
deste aeroporto.
2.4 DISPOSIÇÕES NORMATIVAS A RESPEITO DA FABRICAÇÃO DE MLC
Os elementos de MLC são compostos por várias lâminas dispostas paralelamente ao
eixo do elemento e unidas através de cola. Cada lâmina por sua vez também é constituída
por vários segmentos de tábuas, unidos por emendas transversais ou emendas
longitudinais. Dentre as emendas longitudinais existem as emendas de topo, biseladas ou
dentadas. O esquema de fabricação e suas etapas é apresentado na Figura 5.
20
Figura 5 – Etapas da produção da MLC (Fonte: MELLO, 2007)
A peça de MLC pode ser classificada como vertical ou horizontal, dependendo da
disposição das lâminas ao longo do comprimento da peça. Cada lâmina possui em sua
seção transversal uma face maior e outra menor. Quando a face maior de cada lâmina está
posicionada paralelamente ao plano da linha neutra, o elemento de MLC é classificado
como horizontal. O elemento classificado como vertical possui as lâminas dispostas de tal
forma que a face maior da seção transversal de cada lâmina esteja perpendicular ao plano
da linha neutra (DIN EN386: 2001). Este conceito está presente na Figura 6.
21
Figura 6 – Perfil vertical e horizontal de MLC (Fonte: DIN EN 386:2001 – Adaptado)
De acordo com o Eurocode 5 (2002), um elemento de MLC possui basicamente os
seguintes componentes:
- Lâmina: Geralmente sua espessura varia entre 2,5 cm e 5,0 cm, de acordo com a
altura e a curvatura da peça a ser construída.
- Emendas Longitudinais: unindo uma lâmina a outra é possível obter lâminas de
grandes comprimentos. Existem 3 principais tipos de emendas longitudinais: a. Topo (butt-
joint), b. Biseladas (scarf-joint), ou c.Dentadas (finger-joint). Na Figura 17, página 41 deste
trabalho, é possível visualizar os três tipos de emenda.
- Emendas Transversais: usa-se este tipo de emenda quando o objetivo é obter uma
lâmina de largura superior à da lâmina simples.
- Linha Adesiva: Existem diversos tipos de adesivos, que devem ser empregados de
acordo com a espécie de madeira, tipo de peça a ser produzido, seu uso e o ambiente de
sua instalação. Para ambientes interiores usa-se com freqüência os adesivos à base de
melanina ou de caseína e no uso exterior são adotados aqueles à base de resorcinol.
Serão abordados a seguir os aspectos tecnológicos da fabricação de MLC, presentes
nas principais normas internacionais e na norma nacional, relativas ao assunto. Os
principais assuntos aqui destacados são: variações dimensionais, seleção da madeira,
preparação das lâminas, adesivos, prensagem, enxertos e manufatura.
22
A norma americana, AITC A190.1:2007, estipula que o sistema de controle de
qualidade deve abranger quatro itens principais: Análise de cada etapa do processo de
produção, ensaios físicos em amostras representativas da produção acabada, inspeção
visual da produção acabada e auditorias periódicas por um laboratório idôneo.
2.4.1 VARIAÇÕES DIMENSIONAIS ACEITÁVEIS NOS ELEMENTOS DE MLC
Segundo a AITC A190.1:2007, o tamanho e a forma do MLC devem seguir o que foi
contratado entre comprador e vendedor, sendo aceitável as variações dimensionais
descritas a seguir:
- Largura: +/- 2mm;
- Altura: + 3 mm a cada 305 mm de altura; - 5 mm ou – 2 mm a cada 305 mm de
altura (adotar o maior valor);
- Comprimento: +/- 2mm, até 6,1m; além de 6,1m +/- 2mm a cada 6,1m ou a fração
correspondente.
Em elementos de até 6,1 metros de comprimento, tolera-se em sua manufatura um
desvio longitudinal de +/- 6mm. Acima desta medida tolera-se no máximo 3 mm a cada 6,1
metros adicionais, mas o desvio total nunca deve exceder 19 mm ao longo do comprimento
da peça. Estes valores se aplicam a elementos retos ou levemente curvados, não sendo
aplicados a elementos curvos, como os arcos (AITC A190.1:2007).
A norma AITC A190.1:2007 determina que os ângulos retos de elementos
retangulares devem ser medidos com o auxílio de uma superfície de referência, colocando-
se uma face da peça sobre esta superfície e com o auxilio de um esquadro são aferidos os
ângulos e as medidas entre a face encostada na superfície e a sua face oposta. As medidas
entre as faces devem ser iguais nas extremidades da seção transversal. Em uma seção
transversal retangular é tolerada uma variação de +/- 3 mm para cada 305 mm de altura do
elemento, ao menos que uma seção variável seja especificada. Este procedimento está
ilustrado na Figura 7.
23
Figura 7 – Verificação das dimensões da peça
Em uma peça com 305 mm de altura a diferença entre as medidas das duas
extremidades da sua seção podem ser, no máximo, de 3 mm para mais ou para menos,
como detalhado na Figura 7.
2.4.2 SELEÇÃO DA MADEIRA PARA A LAMINAÇÃO
Os cinco aspectos mais importantes para a seleção de peças de madeira adequadas
para a produção de MLC serão apresentados a seguir.
2.4.2.1 Densidade
De acordo com a norma NBR 7190:2011, a faixa ideal de densidade da madeira a
ser usada na produção de MLC está entre 0,40 g/cm³ e 0,75 g/cm³, sendo esta a densidade
aparente, para um teor de umidade de 12%. Madeiras que apresentem densidade superior a
esta faixa deverão ser criteriosamente avaliadas com relação à resistência das juntas
coladas.
24
2.4.2.2 Espécie
De acordo com AITC A190.1:2007, tanto as espécies de coníferas como as folhosas
podem ser empregadas na produção de MLC, uma vez que as classes de tensões estejam
estabilizadas como descritas pela norma ASTM D 3737.
De acordo com a NBR 7190:2011 deve ser evitada a fabricação de elementos
estruturais compostos por lâminas de diferentes espécies, ou com diferentes coeficientes de
retração. A utilização de diferentes espécies na composição de uma peça pode
comprometer o seu comportamento mecânico, sendo possível a ocorrência de delaminação
com o passar do tempo.
2.4.2.3 Umidade
De modo geral a umidade da madeira não deve exceder 16% no momento da
colagem. Caso seja conhecida a umidade de equilíbrio da peça de MLC em uso e esta for
maior do que 16%, tolera-se uma umidade maior no momento da colagem, mas esta nunca
deve exceder 20%. A colagem feita em condições de umidade superior a 16% deve seguir
critérios aprovados por um laboratório idôneo (AITC A190.1:2007).
Cada lote de tábuas deve apresentar a umidade mais homogênea possível, com a
finalidade de evitar o surgimento de defeitos na colagem. Uma forma de prevenir estes
defeitos está na imediata utilização de um lote de madeira depois de concluída a sua
secagem e estabilização do teor de umidade (NBR 7190:2011).
A NBR 7190:2011 ainda determina que na composição das peças, a colagem das
lâminas deverá ser feita com a madeira seca, com no máximo 18% de teor de umidade, e
impõe que lâminas adjacentes não podem apresentar variação de umidade superior a 5%.
2.4.2.4 Tratamentos preservativos
O tratamento das tábuas que darão origem às peças de MLC devem ser feitos com
produtos que não interfiram na aderência da cola, além de garantirem a durabilidade e a
proteção biológica satisfatória para o elemento (NBR 7190:2011).
De acordo com a NBR 7190:2011, admite-se também que o tratamento preservativo
seja feito após a fabricação do MLC, desde que o produto utilizado não deteriore as juntas
coladas.
25
2.4.2.5 Classificação das tábuas
Os defeitos presentes na madeira devido às características de crescimento podem
afetar de forma negativa o desempenho da mesma; tais defeitos podem ser detectados e
julgados pelo olho humano ou por técnicas mecânicas.
As tábuas podem ser classificadas visualmente, mecanicamente ou classificadas por
prova de carga. A identificação e classificação de cada tábua devem ser feitas
obrigatoriamente antes da colagem (AITC A190.1:2007).
A classificação permite a racionalização do processo, posicionando-se nas zonas
mais solicitadas do elemento estrutural as lâminas de melhor qualidade e nas demais zonas
as lâminas de qualidade inferior. Em muitos casos é possível obter um elemento estrutural
de MLC com qualidade e eficiência superior à da madeira serrada, pois a classificação gera
uma melhoria das propriedades de resistência e rigidez das vigas (AMERICAN PLYWOOD
ASSOCIATION, 2000).
Segundo a NBR 7190:2011, todos os lotes de madeira a serem utilizados na
fabricação de MLC deverão ser enquadrados nas classes de resistência definidas pela
norma. Posteriormente cada tábua deverá passar por uma classificação visual e uma
classificação pelo módulo de elasticidade.
Regras de classificação são empregadas com a finalidade de atribuir a cada peça de
madeira uma classe de qualidade.
A. Classificação Visual
Existem duas etapas distintas para a realização da classificação. A primeira é a
observação das características de crescimento e atribuição de uma classe para cada peça.
Em um segundo momento, para cada classe de uma determinada espécie são atribuídas as
suas propriedades de resistência e rigidez.
Existem quatro níveis de qualidade visual: CLASSE ESTRUTURAL ESPECIAL (SS),
CLASSE ESTRUTURAL Nº1 (Nº1), CLASSE ESTRUTURAL Nº2 (Nº2) e CLASSE
ESTRUTURAL Nº3 (Nº3). Além destes quatro níveis de qualidade visual existem dois níveis
de densidade da madeira: MADEIRA DENSA (D) e MADEIRA NÃO-DENSA (ND). A
densidade é estimada pela contagem do número de anéis de crescimento ao longo de uma
linha radial representativa de uma polegada (2,5 cm) (CARREIRA, 2003).
Carreira (2003) ainda acrescenta que o principal aspecto que influencia o nível de
qualidade visual é a presença de nós e a inclinação das fibras da madeira.
26
Independentemente da seção transversal da peça, a porção que pode estar ocupada pelo
nó é praticamente constante para cada classe. A partir desta constatação fica mais simples
o sistema de classificação visual, tornando a área de cada nó o fator determinante para a
classificação da peça.
Na Tabela 2 são descritas as dimensões máximas de nós permitidas e a inclinação
tolerada das fibras, para cada classe de lâmina. As medidas dos nós ou da inclinação são
relativas às medidas das respectivas faces das lâminas.
Tabela 2 – Tamanho máximo permitido de nós em relação à seção da peça.
(Fonte: AZAMBUJA, 2006)
As lâminas múltiplas, compostas por duas ou mais peças posicionadas lado a lado,
para obtenção de uma largura maior, devem ser examinadas como peças individuais de
madeira, exceto quando as lâminas já unidas são fornecidas por outro fabricante, desde que
seja qualificado por um laboratório idôneo (AITC A190.1:2007).
Toda classificação deve ser feita examinando as quatro faces da lâmina, além de
suas duas extremidades. A classificação quanto à resistência estrutural leva em
consideração a localização e a natureza dos nós, assim como outras características
presentes na superfície da madeira (AZAMBUJA, 2006).
Portanto a madeira antes de ser utilizada é avaliada com relação ao tamanho dos
nós, inclinação das fibras e densidade ou taxa de crescimento, de acordo com a norma
(AITC A190.1:2007).
Coiado e Dias (2004) afirmam que quanto mais anéis de crescimento de madeira de
inverno existirem por polegada, maior a resistência à tração da peça, sendo este um fator
mais importante na determinação da resistência final do que a quantidade de nós e a
inclinação das fibras.
27
A NBR 7190:2011 orienta que madeiras de espécies de crescimento rápido sejam
classificadas de forma que apenas as tábuas mais densas sejam utilizadas. Quanto maior o
número de anéis de crescimento, maior a densidade da madeira, por isso a norma exige que
em uma linha radial representativa de 2,5 cm existam, no mínimo, 3 anéis de crescimento.
Na Tabela 3, presente na norma ASTM D245-93, são definidas as classes de
densidades para a madeira serrada:
Tabela 3 – Classes de densidade para madeira serrada.
(Fonte: AZAMBUJA, 2006)
Na Tabela 3, o número de anéis de crescimento presentes por polegada é entendido
como a taxa de crescimento da madeira. A medição é feita em uma linha radial
representativa, que pode ocorrer de diversas formas, como apresentadas na Figura 8:
Figura 8 – Linhas radiais representativas
(Fonte: SOUTHERN PINE INSPECTION BUREAU, 1994)
28
A NBR 7190:2011 determina que na composição das lâminas sejam utilizadas
tábuas com nós menores do que ¼ da seção transversal final da lâmina. Tábuas com nós
superiores a este tamanho poderão ser utilizadas, desde que estes nós sejam eliminados e
a lâmina remanescente também atenda ao resto das exigências presentes na norma,
apresentadas a seguir:
- Caso exista medula, esta deverá ocupar menos de 1/6 da largura final.
- A inclinação das fibras, naturalmente causada pela existência de defeitos, não pode
exceder 6 graus.
- Serão aceitas apenas as rachaduras longitudinais, inferiores a 30 cm.
A norma BS EN 385:2001 especifica que nós com diâmetros inferiores a 6 mm
podem ser desconsiderados. Dentro de uma emenda não é permitido a existência de
qualquer tipo de defeito como nós, fissuras, fibras interrompidas ou desordenadas. Caso
exista um nó em uma lâmina, este não poderá estar a uma distância menor do que L+3d, da
face do nó até a extremidade mais distante da emenda dentada, sendo d o diâmetro do nó
medido na direção longitudinal à lâmina, e L o comprimento dos dentes, conforme a Figura
9:
Figura 9 – Distância mínima do nó até a extremidade dos dentes
(Fonte: BS EN 385:2001).
A eliminação de nós também deve obedecer à norma BS EN 385:2001, de forma que
o corte seja feito a uma distância de pelo menos 3d, a partir do nó, como demonstrado na
Figura 10:
29
Figura 10 – Distância mínima do corte transversal ao nó (Fonte: BS EN 385:2001)
A medida de 3d é tomada a partir da face do nó que se encontra mais próxima do
corte que será feito.
B. Classificação mecânica
A norma AITC A190.1:2007 determina que as lâminas devem ser classificadas
mecanicamente de acordo com as regras da AITC 407-2005.
Nos Estados Unidos, a classificação mecânica a partir do módulo de elasticidade
recebe comercialmente três designações mais freqüentes: E-rated, (MSR) machine stress
rated, (MEL) machine evaluated lumber.
A NBR 7190:2011 determina que a classificação mecânica prévia deverá ser feita
para cada tábua de um lote, através de ensaio não destrutivo, para a determinação de
módulo de elasticidade na flexão (EM), que será utilizado como referência no processo de
composição das peças. Desta classificação surgem dois sub-lotes, com tábuas que
apresentam (EM) superiores e inferiores à média representativa das tábuas da espécie
empregada.
O módulo de elasticidade médio representativo na flexão é obtido pelo ensaio
preliminar de 12 tábuas de um lote, escolhidas ao acaso. Este teste deverá ser refeito a
cada mudança de procedência da madeira, caso haja variação superior a 10% do valor
obtido no teste anterior, o novo valor passará a ser o módulo de elasticidade médio
representativo do lote. As lâminas dos sub-lotes serão posicionadas em relação à linha
neutra da peça de MLC de acordo com o sub-lote que pertencem. As lâminas do sub-lote de
EM superior deverão ser posicionadas nas quartas partes mais afastadas da linha neutra,
enquanto as lâminas do sub-lote de EM inferior serão posicionadas na metade central da
seção transversal da peça, como detalhado na Figura 11 (NBR 7190:2011).
30
Figura 11 – Posicionamento dos sub-lotes na montagem das vigas
Para as espécies de crescimento rápido, a norma brasileira determina que as
lâminas com maior número de anéis de crescimento deverão ser locadas nas camadas mais
distantes da linha neutra.
As lâminas provenientes das tábuas classificadas mecanicamente devem ser
reclassificadas mecanicamente ou visualmente. A reclassificação pode ser dispensada se o
módulo de elasticidade e o desempenho de resistência à tração das lâminas forem
monitorados pelos procedimentos de um controle de qualidade aprovado por um laboratório
idôneo (AITC A190.1:2007).
C. Classificação por prova de carga
Lâminas classificadas por prova de carga são aquelas cujas resistências são
atestadas por ensaios de tração realizados individualmente em cada lâmina.
De acordo com a AITC A190.1:2007 os ensaios devem ser feitos sob supervisão de
um laboratório idôneo. A lâmina de madeira classificada por prova de carga deve ser
submetida ao controle de qualidade baseado em ensaios de tração em peças estruturais,
como especificado na norma americana AITC 407-2005. Todos os ensaios devem ser
realizados em peças individuais de madeira, sem emendas nas extremidades.
As lâminas provenientes das tábuas classificadas por prova de carga devem ser
colocadas à prova novamente após a laminação, de acordo com as exigências para cada
tamanho de lâmina. A reclassificação pode ser dispensada se o módulo de elasticidade e o
31
desempenho de resistência à tração das lâminas forem monitorados pelos procedimentos
de um controle de qualidade aprovado por um laboratório idôneo (AITC A190.1:2007).
2.4.3 PREPARAÇÃO DAS LÂMINAS
Este item foi dividido em três atividades de inspeção que devem ser executadas
antes da colagem.
2.4.3.1 Superfícies de colagem
Todas as superfícies de colagem (face, topo e lateral) devem ser lisas, isentas de
fibras levantadas, interrompidas, queimadas ou vitrificadas e de outras variações que
prejudiquem o contato das fibras nas superfícies de ligação. Deve-se manter a superfície de
colagem livre de pó, material estranho ou exsudação, pois a ocorrência destes gera uma
colagem ineficiente (AITC A190.1:2007).
As superfícies de colagem citadas acima estão ilustradas na Figura 12:
Figura 12 – Superfícies de colagem (Fonte: CALIL, 2008)
2.4.3.2 Esmoado
Segundo a norma BS EN 385:2001 os danos de borda ou esmoados não podem
existir nos seguintes casos:
- Quando aparecem em mais do que dois cantos da lâmina;
- Quando estão dentro das emendas dentadas ou quando estão a menos de 75 mm
delas.
32
As dimensões analisadas de um esmoado estão representadas na Figura 13:
Figura 13 – Seção de madeira com esmoado (Fonte: BS EN 385:2011)
Além disso, a norma BS EN 385:2001 limita a área e o comprimento máximo do
esmoado. A área não pode exceder 1 % da área da seção transversal da peça, de acordo
com o gráfico:
Figura 14 – Diagonal máxima de um esmoado (Fonte: BS EN 385:2011)
Em condição de serviço seca, é permitido o esmoado de até 1/6 da largura de cada
extremidade, em lâminas centrais. Em condição de serviço úmida, é permitido o esmoado
apenas em situações em que não exista a possibilidade de acumulação de umidade nas
áreas do esmoado. Para lâminas múltiplas, unidas ao longo da largura da peça, o esmoado
não é permitido nas juntas laterais, sendo elas coladas ou não (AITC A190.1:2007).
33
2.4.3.3 Características dimensionais das lâminas
O comprimento mínimo de cada tábua deve ser de 100 cm, a largura deve ser tal que
após o acabamento final da peça a lâmina apresente pelo menos 5 cm. Não deverá existir
lâmina com largura superior a 20cm (NBR 7190:2011).
A norma AITC A190.1:2007 afirma que as lâminas não devem exceder 51mm de
espessura. A variação da espessura ao longo da largura da lâmina não deve exceder +/-
0,2mm. A variação da espessura ao longo do comprimento de uma lâmina não deve
exceder +/- 0,3mm. As variações aqui descritas devem ocorrer de tal forma que o efeito
acumulativo destas não resulte em variações maiores do que as permitidas para o elemento
acabado
A NBR 7190:2011 determina que em uma peça de MLC a espessura da lâmina
jamais deverá exceder 5 cm. Peças curvas terão lâminas com espessura máxima
proporcional ao raio de curvatura da face interna da lâmina. Madeiras de densidade
aparente inferior a 0,50 g/cm³ devem atender ao limite máximo de (e = R/150) e madeiras de
densidade aparente superior a 0,50 g/cm³ devem atender ao limite máximo de (e = R/200).
A lâmina de madeira com densidade de até 0,50 g/cm³ pode apresentar área da
seção transversal máxima de 60 cm². Madeiras com densidade maior do que 0,50 g/cm²
poderão apresentar área máxima da seção transversal de 40 cm² (NBR 7190:2011).
2.4.4 ADESIVOS E PRENSAGEM
A norma AITC A190.1:2007 determina que todos os adesivos utilizados devem estar
de acordo com a norma AITC 405-2005.
A norma BS EN 385:2001 orienta que a escolha do adesivo deve ser feita levando
em consideração as condições climáticas em serviço, a espécie de madeira, o tratamento
preservativo (caso haja) e os métodos de produção.
Tanto a NBR 7190:2011 como a BS EN 385:2001 afirmam que os adesivos utilizados
nas peças de MLC, seja para o emprego nas emendas de continuidade das lâminas ou para
utilizar na solidarização destas, deverão ser estruturais e resistirem às condições ambientais
e de carregamento que o elemento será submetido durante toda a sua vida útil. De modo
geral a aplicação dos adesivos deverá seguir as recomendações dos fabricantes.
34
Azambuja (2006) afirma que a pressão aplicada entre as lâminas adjacentes no ato
da colagem é um fator importante para garantir a qualidade do MLC, peças lixadas ou
abrasivamente aplainadas exigem cuidados particulares.
A norma brasileira, NBR 7190:2011, determina que a prensagem do elemento de
MLC deve seguir as recomendações do fabricante da cola. Na ausência destas
recomendações, a prensagem deve ser mantida por no mínimo 6 horas, em um ambiente
com temperatura de 20°C e umidade relativa do ar de 65%. A prensagem a quente deverá
ser baseada em relatório atestado por laboratório idôneo, atentando para o não surgimento
de rachaduras.
A norma ainda acrescenta que caso o fabricante da cola não tenha uma
recomendação específica com relação à pressão de colagem entre as lâminas adjacentes,
deve-se aplicar uma pressão mínima de 0,7 MPa para madeira de densidade inferior a 0,50
g/cm³ e uma pressão não inferior a 1,2 MPa para madeira de densidade superior a 0,50
g/cm³.
A informação colocada acima também é encontrada no trabalho de Henriques de
Jesus (2000).
O adesivo phenol-resorsinol (CASCOPHEN RS), de acordo com a fabricante
BORDEN QUIMICA, exige uma prensagem da madeira de no mínimo 12 horas, em um
ambiente com temperatura de 20 ºC e umidade relativa do ar de 65%. A retirada de pressão
ao término do período de prensagem deve ser feita gradualmente e de forma homogênea
em toda a peça.
A norma DIN 68 140:1971, orienta que a colagem das emendas dentadas também
deve ser feita sob pressão, variando de acordo com o comprimento do dente e a densidade
da madeira. Um dos limitantes superiores para a determinação da pressão aplicada neste
caso é o surgimento de fissuras, não devendo nunca exceder 0,5 cm no fundo dos dentes.
Um gráfico que relaciona a pressão de colagem com o comprimento dos dentes é
apresentado na Figura 15.
35
Figura 15 – Pressão de colagem em função do comprimento da emenda
(Fonte: DIN 68 140)
A norma brasileira determina a pressão de colagem das emendas dentadas
relacionando o comprimento dos dentes e a densidade da madeira, como demonstrado na
Tabela 4. Da mesma forma que observado anteriormente, deve-se atentar que a aplicação
da pressão não pode exceder o limite de resistência da madeira, de forma que não
provoque fissuração longitudinal superior a 5 mm no fundo dos dentes. O tempo mínimo de
prensagem das emendas dentadas é de dois segundos.
Tabela 4 – Pressão de colagem das emendas das lâminas.
(Fonte: ABNT- NBR 7190:2011)
36
2.4.4.1 Rotulagem
Cada recipiente contendo adesivo deve ser identificado com o nome do fabricante,
descrição do adesivo, número do lote e data de validade. Em todos os recipientes devem
existir etiquetas, com especificações apresentadas de forma clara e visível para o
observador (AITC A190.1:2007).
A norma americana também defende que adesivos com a data de validade vencida
não devem ser utilizados, a menos que o fabricante faça uma avaliação e garanta que o
produto possa ser utilizado sem afetar a qualidade do produto final. Neste caso a nova data
de validade deve ser mostrada no local adequado da etiqueta.
2.4.4.2 Adesivos para preenchimento de falhas
Os adesivos de preenchimento de falhas devem atender a todas as especificações
dos adesivos estruturais quando testados com uma linha de cola com espessura de 2mm.
Podem ser usados calços para garantir que a espessura da linha de cola seja mantida
durante a preparação da amostra (AITC A190.1:2007).
2.4.4.3 Ensaios do lote de adesivo
Cada novo lote de adesivo deve ser testado e ter sua resistência e durabilidade
comprovadas antes de ser liberado para o uso. As amostras para este teste podem ser
feitas separadamente, antes do uso do adesivo na produção, ou retiradas da primeira
remessa da produção realizada com este novo lote de adesivo. Os ensaios devem utilizar as
espécies de madeira que serão utilizadas na produção da MLC, adotando sempre os
mesmos procedimentos de cura utilizados na produção (AITC A190.1:2007).
A. Colagem das lâminas: resistência e falha da madeira
Ensaios de cisalhamento devem ser feitos a cada novo lote de adesivo, de acordo
com a norma americana AITC T 107:2004. A resistência média ao cisalhamento da amostra
deve ser maior ou igual a 90% da média da resistência ao cisalhamento paralelo às fibras da
madeira (sem nós), de acordo com a ASTM D2555.
37
Para a umidade de 12% e inferior, deve ser usado o mesmo valor para a resistência
ao cisalhamento. A média do valor de ruptura na superfície cisalhada ou quebrada de cada
corpo de prova deve ser maior que 80% da resistência da madeira sã para adesivos
utilizados em coníferas ou folhosas não densas e maiores do que 60% da resistência da
madeira sã para adesivos utilizados em folhosas densas (AITC A190.1:2007).
B. Colagem das emendas longitudinais: resistência e falha da madeira
As amostras para avaliação das emendas longitudinais devem ser preparadas
utilizando os mesmos procedimentos de cura da produção. Os adesivos utilizados em
emendas longitudinais devem ser avaliados pela resistência e ruptura da madeira, de acordo
com o método de ensaio da norma AITC T119-2004.
No mínimo 4 emendas devem ser testadas. A média do valor de ruptura nos corpos
de prova ensaiados deve ser maior que 80% da resistência da madeira sã para adesivos
utilizados em coníferas ou folhosas não densas e maiores do que 60% da resistência da
madeira sã para adesivos utilizados em folhosas densas (AITC A190.1:2007).
C. Durabilidade da linha de cola: colagem entre lâminas ou de emendas
A durabilidade das emendas deve ser testada de acordo com o ensaio descrito na
norma AITC T110-2004 em cada novo lote de adesivo. Após um ciclo completo, as coníferas
não devem apresentar mais do que 5% de delaminação e as folhosas não mais do que 8%
de delaminação. As amostras para avaliação das emendas longitudinais devem ser
preparadas utilizando os mesmos procedimentos de cura da produção (AITC A190.1:2007).
2.4.5 ENXERTOS DE MADEIRA
Os enxertos de madeira são utilizados para satisfazer os requisitos de aparência das
peças. A umidade dos enxertos deve estar de acordo com o tópico que trata da diferença de
umidade entre as lâminas. Quando não é possível realizar a colagem do enxerto, por
impossibilidade de aplicação da correta pressão sobre a linha de colagem, deve-se utilizar
um adesivo para preenchimento de falhas (AITC A190.1:2007).
A norma americana ainda determina que a aplicação dos enxertos deve seguir os
seguintes critérios:
38
- Para lâminas com largura menor do que 140mm, a altura máxima do enxerto é de
13mm. Lâminas com largura maior do que 140mm, podem receber enxertos de até 19mm;
- Lâminas localizadas nas regiões correspondentes a 5% da área mais externa da
altura do elemento fletido, dentro da zona de tração, devem ter enxertos máximos de 6mm
para larguras inferiores a 140mm e 10mm para lâminas mais largas do que 140mm;
Elementos puramente tracionados devem seguir estas orientações. A forma de uso
dos adesivos e a técnica de colocação do enxerto devem ser apropriadas, de modo a
garantir durabilidade satisfatória para o uso.
2.4.6 MANUFATURA
A seleção e preparação das tábuas e adesivos devem estar de acordo com todas as
exigências contidas nos itens anteriores deste trabalho. A mistura do adesivo, o intervalo
entre a mistura e o espalhamento do adesivo, a aplicação do adesivo (espalhamento
propriamente dito), o tempo de montagem, a pressão de montagem, a temperatura e tempo
de cura do adesivo devem se basear nas recomendações do fabricante do adesivo,
devendo o fabricante da MLC fazer o controle diário da qualidade da produção.
As misturas de adesivos devem ser feitas baseadas em medidas de massa de cada
ingrediente. O uso de medidas em volume para líquidos é permitido se os recipientes forem
calibrados baseados em medidas de massa (AITC A190.1:2007).
Equipamentos de mistura automática podem ser utilizados, devendo ser mantidas as
proporções das misturas prescritas pelo fabricante do adesivo. A proporção da mistura deve
ser verificada no mínimo uma vez ao dia, de acordo com os procedimentos descritos pelo
ensaio AITC T122-2004.
O adesivo deve ser aplicado uniformemente na superfície da madeira, em
quantidade adequada para atingir os requisitos de desempenho da norma AITC
A190.1:2007. A velocidade ou taxa de aplicação do adesivo deve ser determinada com base
no procedimento descrito em AITC T102. Após a mistura do adesivo, o tempo limite de
aplicação determinado pelo fabricante não pode ser ultrapassado.
A temperatura da superfície da madeira no momento da colagem é um aspecto muito
importante para a obtenção de uma colagem satisfatória. Ajustes no tempo de montagem,
quantidade de adesivo, condições de espalhamento e cura podem ser feitos dependendo da
madeira e das condições ambientes de temperatura e umidade. A eficiência dos ajustes
deve ser demonstrada por ensaios de cisalhamento e de durabilidade da colagem, nas
39
temperaturas máximas e mínimas em que a montagem dos elementos de MLC acontece
(AITC A190.1:2007).
A pressão de montagem aplicada na linha de cola deve seguir as recomendações
dos fabricantes. Com a finalidade de prevenir o esmagamento das lâminas externas,
podem-se utilizar outras tábuas ou placas para proteção destas lâminas durante a
prensagem (AITC A190.1:2007).
A temperatura do adesivo misturado deve ser medida freqüentemente, com a
finalidade de assegurar que a vida útil do adesivo não seja excedida.
2.4.6.1 Montagem e colagem das lâminas
Na colagem das lâminas deve ser aplicada pressão uniforme, começando de
qualquer ponto, mas progressiva e continuamente para fora, em direção às extremidades ou
ao longo do comprimento da peça. A pressão deve ser mantida por tempo suficiente, de
forma que garanta um firme contato entre as lâminas, para não sobrecarregar a linha de
colagem, durante o desenvolvimento de sua resistência. As pressões devem ser verificadas
e, se necessário, ajustadas antes da cura total. Não é permitido o uso de conectores
mecânicos, como pregos, parafusos e pinos para garantir a pressão na linha de colagem
(AITC A190.1:2007).
2.4.6.2 Montagem e colagem da emenda transversal (junta lateral)
De acordo com a AITC A190.1:2007, a colagem da emenda transversal não é
necessária, exceto nas situações em que o calculista determina a necessidade estrutural
deste tipo de colagem. Quando a colagem da emenda transversal é necessária, esta deve
ser ensaiada da mesma maneira que a colagem entre as lâminas, sendo aplicados os
mesmos requisitos para a ruptura e resistência ao cisalhamento da madeira. Quando a
largura de cada lâmina a ser colada é superior a 51mm, a colagem destas emendas deve
ser feita utilizando-se um adesivo para preenchimento de falhas.
Quando as emendas transversais não são coladas, estas devem ser escalonadas
lateralmente entre as camadas adjacentes, com um intervalo mínimo do tamanho da largura
de uma lâmina simples. Nas emendas transversais coladas de acordo com o previsto na
norma AITC A190.1:2007, não é necessário o escalonamento lateral. O escalonamento
entre as emendas transversais está representado na Figura 16.
40
Figura 16 – Detalhe do escalonamento das emendas
Quando lâminas compostas por múltiplas peças não são coladas lateralmente,
entende-se que as emendas transversais das peças estão suficientemente próximas umas
das outras. Nas lâminas superiores e inferiores dos elementos, o espaçamento permitido na
emenda transversal é de 6mm, podendo ocasionalmente atingir 10mm. Nas lâminas centrais
as aberturas permitidas são as seguintes: 10mm para largura de lâmina até 235mm; 13mm
para largura de lâmina até 286mm; 16mm para largura de lâmina até 337mm; larguras
superiores a 337mm devem apresentar aberturas proporcionais à aberturas para a largura
de 337mm. Nas lâminas que contém três ou mais partes, as medidas das aberturas devem
ser acumulativas (AITC A190.1:2007).
Lâminas compostas por múltiplas partes, não coladas lateralmente, que apresentem
falhas visíveis das emendas transversais, devem ser reparadas com material de
preenchimento ou enxertos de madeira. Emendas transversais não coladas não são
permitidas em condições de serviço úmidas, onde seja possível o acúmulo de umidade
(AITC A190.1:2007).
2.4.6.3 Processo de cura do adesivo
Para cada formulação de mistura de adesivo, deve existir um detalhamento de
procedimentos de colagem. Também deve existir um procedimento para cada combinação
tratamento-espécie-adesivo. Os procedimentos devem incluir as relações de
tempo/temperatura de cura (AITC A190.1:2007).
41
2.4.6.4 Emendas longitudinais
As emendas longitudinais têm a finalidade de unir uma lâmina à outra, seja para
obter uma lâmina de comprimento maior ou pela necessidade de descarte de alguma parte
da lâmina que tenha defeitos, como os nós.
Os três principais tipos de emendas são de TOPO, BISELADAS E DENTADAS,
como ilustrados na Figura 17:
Figura 17 – Tipos de emendas longitudinais (a) emenda de topo, (b) emenda biselada e (c) emenda dentada (Fonte: AZAMBUJA, 2006)
Macedo (1996) afirma que as emendas de topo são as menos eficientes pois não
apresentam uma colagem satisfatória das fibras, evidenciado por baixos valores de
resistência à tração. Pode-se apontar que a vantagem deste tipo de emenda é a sua
simplicidade de execução. Tendo em vista a limitação das emendas de topo, foi
desenvolvida a emenda biselada, que devido a suas características apresenta melhor
resistência à tração. Porém a fabricação deste tipo de emenda é muito dispendiosa, uma
vez que o corte do bisel deve ser feito com uma inclinação muito baixa, de
aproximadamente 1:10, para que a área de colagem seja elevada, atingindo assim uma boa
proporção de resistência da madeira.
A alternativa que surgiu para sanar as deficiências dos dois tipos de emendas
anteriores foi o desenvolvimento das emendas dentadas, também chamadas de emendas
por entalhes múltiplos. Estas emendas apresentam uma maior área de colagem, com perda
menor de material. Este é o tipo de emenda mais utilizado pelos produtores de MLC na
atualidade.
A AITC A190.1:2007 determina que a utilização de emendas longitudinais, com a
finalidade de obter lâminas mais longas, deve satisfazer os requisitos desta norma,
principalmente na aplicação em elementos submetidos a flexão, tração e compressão. As
emendas devem seguir criteriosamente os requisitos de controle de qualidade, previstos no
item 5.5.1 da norma, descritos anteriormente neste texto.
Dos três tipos de emendas, a NBR 7190:2011 privilegia o uso das emendas
dentadas, afirmando que as emendas biseladas devem ter sua eficiência atestada por
42
laboratório idôneo. A norma também determina que a emenda de topo não pode ser
utilizada em elementos estruturais devido à sua baixa eficiência.
A usinagem das emendas dentadas pode ser feita na direção vertical ou horizontal,
como ilustrado na Figura 18:
Figura 18 – Tipos de fresagem das emendas dentadas (Fonte: ABNT-NBR 7190:2011)
Cheung et al., (2002) realizaram um extenso trabalho com a finalidade de testar a
resistência à tração paralela às fibras. Foram testadas diversas peças, todas com as
mesmas dimensões, unidas por perfil vertical, perfil horizontal e, para efeito comparativo,
também foram testadas peças sem emendas. O trabalho mostrou que não existem
diferenças significativas na resistência entre os dois perfis de emendas, além disso,
observou-se que as emendas apresentam uma eficiência aproximada de 80% quando
comparadas à madeira sem emendas.
A geometria dos entalhes múltiplos deve ser determinada em função dos esforços
solicitantes da estrutura, sendo que os principais aspectos são:
- Ld: comprimento dos dentes;
- bd: espessura da extremidade dos dentes;
- td: paso dos dentes;
- αd: inclinação dos flancos dos dentes;
- Vd: grau de enfraquecimento proveniente dos dentes (bd/td).
43
Na Figura 19 é possível observar estes aspectos:
Figura 19 – Parâmetros geométricos das emendas dentadas
(Fonte: ABNT-NBR 7190:2011)
No caso de grandes esforços solicitantes, a NBR 7190:2011 orienta que deve ser
observado o seguinte:
- bd ≤0,05.Ld
- 5 < αd < 7
- [50 . bd/(Ld . tg αd + bd)] ≤ 20
As características dimensionais dos dois perfis adotados pela norma brasileira estão
detalhadas a seguir na Tabela 5:
44
Tabela 5 – Características geométricas de dois perfis de dentes da norma brasileira.
(Fonte: ABNT-NBR 7190:2011)
A norma americana, AITC A190.1:2007, adota os perfis da Tabela 6:
Tabela 6 - Características geométricas de dois perfis de dentes da norma americana.
(Fonte: AZAMBUJA, 2006)
O perfil 1 das duas normas são muito parecidos, já o perfil 2 da norma brasileira é
menor do que o correspondente da norma americana.
É sempre importante levar em consideração a espécie de madeira a ser utilizada,
para verificar se a referida espécie satisfaz às exigências para o emprego de emendas
dentadas, nos quesitos de corte, colagem e encaixe (BS EN 385:2001).
A diferença do teor de umidade entre as extremidades das lâminas a serem
emendadas não deverá exceder a 5%. A temperatura da madeira na emenda não pode ser
inferior a 15ºC (BS EN 385:2001).
Além destas emendas simplesmente coladas e prensadas, existem pesquisas que
visam avaliar a eficiência de emendas reforçadas com fibra de vidro. Graeff (1995)
desenvolveu em seu trabalho uma proposta para a substituição de emendas dentadas por
45
emendas de topo reforçadas com fibra de vidro. As emendas com comprimento de
ancoragem de fibra de vidro não inferiores a 10 cm contados a partir da emenda,
apresentaram excelentes resultados para o comportamento mecânico. Segundo o autor, as
emendas de entalhes múltiplos podem ser substituídas pelas emendas de topo envolvidas
em tecido de fibra de vidro.
As emendas longitudinais podem ser pré-coladas ou montadas e coladas no
momento da colagem das faces das lâminas. Nas emendas biseladas, a tolerância para
variação da espessura nas áreas das ligações no momento da colagem das faces é de
0,5mm para mais ou 0,1mm para menos. Nas emendas dentadas é tolerada uma variação
da espessura de 0,8mm (AITC A190.1:2007).
Quando as emendas longitudinais são coladas junto com as faces das lâminas, é
necessário manter o alinhamento durante todo o tempo em que a colagem é realizada.
Métodos de posicionamento e alinhamento devem permitir que medidores controlem as
variações dimensionais. Na produção de peças curvadas devem ser usadas emendas
longitudinais pré-coladas, a não ser que a espessura e o alinhamento das regiões de
emendas sejam mantidos e controlados por outros métodos (AITC A190.1:2007).
As emendas longitudinais devem ser coladas baseando-se nos mesmos requisitos
de colagem das faces das lâminas, com as necessárias modificações para o espalhamento
do adesivo, tempo de montagem, aplicação de pressão e tempos de cura (AITC
A190.1:2007).
As superfícies de colagem, incluindo face, cantos e emendas de extremidade,
sempre deverão ser aplainados. Qualquer tipo de condição, defeito ou variação que possa
prejudicar o contato entre as faces de madeira que se deseja colar devem ser eliminados.
Poeira, substâncias estranhas, transpiração, “fibras em relevo”, fibras rompidas, degraus,
queimaduras e polimento são exemplos de fatores que devem ser evitados (AZAMBUJA,
2006).
Os procedimentos que utilizam as emendas longitudinais coladas para reparação das
lâminas devem ser avaliados por um laboratório ou agência de inspeção idônea, utilizando
os mesmos critérios de ensaio e de tolerâncias aplicáveis para a produção de emendas
comuns. O procedimento de teste e avaliação a ser seguido é descrito na norma AITC 403-
2005. Caso sejam feitos reparos em lâminas previamente ensaiadas por prova de carga, a
marcação do ensaio deve ser apagada destas lâminas, passando a ser considerada uma
lâmina não ensaiada (AITC A190.1:2007).
Caso exista um nó localizado em uma emenda biselada, este deve seguir as
orientações que determinam o tamanho limite de nó na classificação das lâminas. Os nós
46
nunca podem ocupar mais do que ¼ da largura das lâminas posicionadas nas regiões 10%
mais externas dos elementos fletidos, ou em qualquer lâmina tracionada (AITC
A190.1:2007).
As emendas dentadas de modo geral não devem conter nós. Em casos especiais,
onde exista um único nó pequeno, este pode ser tolerado desde que respeite a seguinte
orientação: na região tracionada do elemento fletido, composta por 10% da área da seção
transversal mais distante da linha neutra, é aceito um nó de diâmetro máximo de 10 mm; na
região restante da seção do elemento e em elementos comprimidos, é permitido um nó de
diâmetro máximo de 13 mm (AITC A190.1:2007).
Lâminas tracionadas de elementos fletidos e elementos tracionados devem ter nós
distantes no mínimo 152 mm um do outro, além disso, estes devem estar distantes das
emendas dentadas no mínimo a distância de 2 diâmetros do nó em questão. Elementos
comprimidos, com nós maiores do que 19mm, devem ter os nós distantes das emendas
dentadas no mínimo a distância de 1 diâmetro do nó em questão. A medida do diâmetro do
nó deve ser tomada paralelamente ao eixo longitudinal da peça. A medida do espaçamento
entre o nó e a emenda deve ser o espaço livre entre as extremidades mais próximas da
emenda e do nó (AITC A190.1:2007).
A. Espaçamento das emendas entre lâminas adjacentes
A norma AITC A190.1:2007 orienta que nas lâminas simples, o espaçamento entre
as emendas dentadas de lâminas adjacentes é determinado pela medida da distância entre
qualquer ponto das emendas (pode ser considerado qualquer ponto, desde que seja o
mesmo nas duas emendas). A medida deve ser feita na direção paralela ao eixo longitudinal
das lâminas.
A NBR 7190:2011 recomenda que entre as lâminas adjacentes deve-se posicionar
uma emenda a no mínimo 20 cm da outra. Este espaçamento mínimo é válido para os perfis
horizontais de MLC (quando a maior face de cada lâmina está posicionada paralelamente ao
plano da linha neutra). As distâncias entre as emendas dos perfis verticais devem ser
atestadas por laboratório idôneo.
O espaçamento de emendas biseladas entre lâminas simples adjacentes é
determinado pela medida entre os pontos das extremidades das emendas que tocam a linha
de cola que une as duas lâminas. Além disso, a projeção da emenda biselada da lâmina
superior não pode interceptar em ponto algum a emenda da lâmina inferior, como
demonstrado na Figura 20:
47
Figura 20 – Espaçamentos de emendas biseladas (a) e dentadas (b)
(Fonte: CALIL, 2008 – Adaptado)
Em uma lâmina múltipla, a emenda deve ser considerada da mesma maneira que em
uma lâmina simples, sendo que as emendas das peças da lâmina múltipla devem estar
distantes 152 mm. Se uma lâmina múltipla apresentar duas emendas com a distância de
152 mm entre elas e uma lâmina múltipla adjacente apresentar uma emenda em apenas
uma peça, é permitido que as emendas das lâminas adjacentes estejam a menos do que
152 mm de distância, desde que a soma das larguras das emendas não seja superior à
largura total da lâmina (AITC A190.1:2007). Na Figura 21 é ilustrada esta situação:
48
Figura 21 – Distâncias mínimas entre emendas de lâminas adjacentes
As recomendações a seguir, feitas pela norma AITC A190.1:2007, sugere que
concentrações de emendas devem ser evitadas e dispersas da seguinte maneira:
- Elementos tracionados: para cada 9,1 metros de um determinado elemento, é
permitida a ocorrência de duas emendas a uma distância menor do que 152 mm quando a
região de ocorrência destas emendas recebe no máximo 75% do carregamento calculado
para este elemento.
- Região tracionada de elementos fletidos: a região tracionada, correspondente à
oitava parte da altura do membro (H/8) somado a uma lâmina, deve apresentar distância
mínima de 152 mm entre as emendas de lâminas adjacentes. Este espaçamento deve ser
aplicado em 75% do elemento fletido, posicionados a partir da metade do elemento. As duas
extremidades do elemento, com 12,5% cada uma, correspondente a 25% restante do
elemento, não são obrigadas a apresentar um espaçamento mínimo entre as emendas.
- Elementos comprimidos e regiões comprimidas de elementos fletidos: não existem
espaçamentos mínimos exigidos entre as emendas de elementos comprimidos ou de
regiões comprimidas de elementos fletidos.
A existência ocasional de emendas próximas, com uma distância menor do que a
recomendada acima é permitida após uma análise do posicionamento das emendas com
relação ao esforço de compressão ou tração solicitante na região da emenda.
Quando as emendas são classificadas por prova de carga de acordo com o teste (T
118 ou T121) da norma americana, não existem exigências com relação ao espaçamento
mínimo entre as emendas.
49
Quando as lâminas externas (mais distantes da LN) do lado tracionado de um
elemento são reparadas pelos procedimentos descritos na norma (AITC 403 – 2005), deve-
se atentar para que nenhuma emenda, nesta lâmina ou na lâmina adjacente, seja feita a
uma distância menor do que 152 mm do reparo.
Nos arcos não são exigidos espaçamentos específicos entre as emendas.
B. Espaçamento das emendas em uma lâmina
A distância entre as emendas em uma mesma lâmina deverá levar em consideração
o posicionamento da lâmina perante a linha neutra. Segundo a NBR 7190:2011, as lâminas
presentes nas quartas partes mais afastadas da LN deverão apresentar distancia mínima de
80 cm entre as emendas. Esta distância pode ser reduzida para 50 cm nas lâminas que
compõem a metade central da seção transversal. Estas distâncias mínimas aqui
apresentadas são válidas para os perfis horizontais de MLC (quando a maior face de cada
lâmina está posicionada paralelamente ao plano da linha neutra). As distâncias entre as
emendas dos perfis verticais devem ser atestadas por laboratório idôneo.
A norma AITC A190.1:2007 também leva em consideração o posicionamento da
lâmina perante a linha neutra na determinação do espaçamento das emendas em uma
lâmina:
Elementos tracionados ou a região tracionada correspondente a 10% da altura de
elementos fletidos devem apresentar entre as emendas uma distância mínima de 1,8
metros. Nas regiões comprimidas de elementos fletidos ou em elementos comprimidos, é
permitido que o espaçamento entre as emendas seja menor que 1,8 metros.
Se todas as lâminas do elemento forem classificadas por ensaio de prova de carga
de acordo com o método AITC T121 – 2004 e as lâminas reclassificadas após a realização
das emendas, não há nenhuma restrição com relação aos espaçamentos entre as emendas
de uma lâmina.
50
3. A PRODUÇÃO DE MLC NO BRASIL
A seguir será feita uma breve introdução a respeito do mercado de MLC no Brasil,
comparando-o com outros países europeus e sul-americanos. Na segunda parte deste
capítulo será apresentada uma das maiores empresas produtoras de MLC atualmente no
país.
3.1 PERSPECTIVAS DE MERCADO E PANORAMA DAS UNIDADES FABRIS BRASILEIRAS
A madeira certificada possui valor de mercado que pode variar de US$ 25 a US$
25.000,00 por metro cúbico, dependendo da espécie em questão e do beneficiamento que
recebe. A madeira em toras possui o menor valor agregado, seguido pela serrada bruta,
aplainada, seca e finalmente a industrializada, que é a forma de agregar o máximo de valor
ao produto (LOVATTI, 2007).
Todas as atividades relativas às florestas plantadas e manejadas terão cada vez
mais importância, pois geram crédito ambiental e não débito, por isso a demanda pelos
produtos das florestas é crescente. A madeira proveniente do plantio industrial de eucalipto
pode ser utilizada em estruturas, componentes para construção civil, papel e para a
obtenção de energia. A exploração florestal é completa (OLGA, 2011).
O Brasil tem a maior rentabilidade por hectare do mundo, o eucalipto brasileiro é
muito eficiente quando comparado com Pinus ou qualquer outra madeira plantada nos
países do hemisfério norte, como Canadá e Finlândia (OLGA, 2011).
Poucos países são tão competitivos quanto o Brasil na atividade florestal. Em 2006 o
faturamento brasileiro com produtos derivados de florestas chegou próximo de 30 bilhões de
dólares (LOVATTI, 2007).
As perspectivas para o setor madeireiro no Brasil são gigantescas. Há muita
disponibilidade de terras degradadas que hoje são utilizadas em pastagens mas que são
extremamente adequadas para o plantio industrial de eucalipto. Além disso, se as áreas de
florestas tropicais forem alvo de um manejo florestal responsável, estas representam uma
51
fonte quase inesgotável de matéria prima de primeira qualidade, que é a madeira tropical
densa, a madeira de lei, que tem um valor quase incalculável hoje em dia (OLGA, 2011).
Um dos setores que mais tende a crescer é o de madeiras compostas a partir de
pequenos elementos. A MLC é um mercado enorme que praticamente não existe no Brasil.
A produção de MLC na Europa é de 1.200.000 m³/ano, quantidade equivalente à produção
dos EUA. No Brasil a produção é praticamente zero. A Ita Construtora é a maior produtora
do Brasil e produz 100 m³/mês, 1.200 m³/ano. A segunda maior produtora de MLC, Esmara
Estruturas de Madeira LTDA, sediada em Viamão – RS, produz em torno de 40 m³/mês, 480
m³/ano. A soma da produção das demais empresas do ramo não atinge o total produzido
pelas duas maiores (OLGA, 2011).
O Chile produz 12.000 m³/ano, tendo uma economia muito menor do que a brasileira,
como mostra o gráfico a seguir, que compara o produto interno bruto dos dois países ao
longo do tempo.
Figura 22 – Comparativo entre o PIB brasileiro e chileno
(Fonte: Google Public Data Explorer)
No ano de 2010, como se pode observar no gráfico da Figura 22, o PIB brasileiro
ultrapassou dois trilhões de dólares enquanto a economia chilena atingiu um PIB de
aproximadamente 200 bilhões de dólares, mesmo assim o Chile produz quase dez vezes
mais MLC do que o Brasil.
52
De acordo com Olga (2011), o mercado brasileiro tem capacidade de absorver
facilmente 100 vezes o volume de MLC que se produz hoje.
As unidades fabris que se dedicam à produção de MLC neste país são
majoritariamente semi-mecanizadas, isso significa que em todos os processos um
funcionário é necessário para operar o maquinário que prepara as peças de madeira.
Existem equipamentos capazes de fabricar automaticamente elementos estruturais de MLC,
praticamente sem a intervenção humana, aumentando muito o rendimento da matéria-prima,
porém não se tem notícia da existência de uma indústria totalmente automatizada no Brasil.
3.2 ESTUDO DE CASO - VISITA À ITA CONSTRUTORA
A Construtora Ita, fundada pelo engenheiro Hélio Olga, se dedica desde 1980 ao
projeto, fabricação e montagem de estruturas industrializadas de madeira. A construtora já
executou mais de 130.000 m² de estruturas, distribuídos em mais de 400 obras.
O sistema construtivo desenvolvido pela Ita possui todos os seus elementos
fabricados nas instalações da própria construtora, localizada em Vargem Grande Paulista,
interior do estado de São Paulo. A capacidade de produção desta fábrica pode atingir 100
m³/mês de estruturas de madeira laminada colada ou de madeira tropical densa.
Cada projeto desenvolvido por Hélio Olga e seus funcionários é único. Sempre
atentos à necessidade de suprir todas as exigências de uso, durabilidade e sustentabilidade,
a equipe leva em consideração diversos aspectos como a topografia do terreno, o local de
implantação da estrutura, espécie mais adequada para cada situação, procedência de todo
o material utilizado, distâncias de transporte da matéria prima até a fábrica e distância da
fábrica até o local de montagem da estrutura.
O dimensionamento de cada elemento estrutural é feito no escritório da construtora,
assim como o dimensionamento das conexões metálicas e aparelhos de apoio. Cada peça
da estrutura é detalhada e desenhada individualmente e recebe um número de referência
que facilita o processo de montagem. Com a finalidade de criar credibilidade para o seu
produto, toda a estrutura por eles produzida possui garantia de 20 anos.
No início da atividade da construtora, era utilizada apenas madeira maciça de alta
densidade, proveniente de manejo sustentável de floresta tropical. Devido às vantagens da
MLC diante da madeira nativa serrada, passaram a produzir estruturas em madeira
laminada em suas instalações. Hoje em dia as estruturas de MLC representam 80% da
53
produção total da Ita, sendo ela a maior produtora de MLC do Brasil, utilizando eucalipto de
reflorestamento e adesivo estrutural Purbond®.
3.2.1 INSTALAÇÕES E LINHA DE PRODUÇÃO
Situada a poucos quilômetros da rodovia Raposo Tavares, a produção de MLC da
Construtora Ita é realizada em uma fábrica que possui dois galpões de aproximadamente
1.500 m² cada, sendo um utilizado para a produção do MLC em si e o outro para o
armazenamento de matéria prima e produtos acabados.
Na data da visita técnica era esperada a entrega de um centro de usinagem
controlado numericamente por computador (CNC), que substituiria todo o processo manual
de usinagem das peças de madeira. Paralelamente à instalação do CNC, seria instalada
uma ponte rolante, para a substituição das empilhadeiras.
A linha de produção da Ita é representada na Figura 23. O início se dá na
estocagem, passando pela classificação visual, destopadeira para eliminação de defeitos de
crescimento, aplainamento, estabilização da umidade em tabicamento organizado de acordo
com a largura das lâminas, fresa para a criação das emendas dentadas, colagem e
prensagem das emendas, aplainamento das lâminas, aplicação de cola e prensagem dos
elementos.
54
Figura 23 - Planta esquemática da linha de produção da MLC
55
São aplicados todos os procedimentos exigidos pela norma brasileira NBR
7190:2011 ao longo da produção dos elementos estruturais de MLC. A seguir serão
detalhados e ilustrados estes procedimentos. As fotografias apresentadas foram feitas
durante a visita técnica de 05 de setembro de 2011.
3.2.2 RECEBIMENTO E ESTOCAGEM DA MADEIRA SERRADA
Toda madeira destinada à produção de MLC é comprada sempre da mesma
empresa, a Lyptus®. A espécie de eucalipto utilizada é um hibrido de Urograndis, fornecida
na umidade de 8%, paletizada e embalada em embalagem plástica para assegurar a
manutenção da umidade. Cada palete contém aproximadamente 1,8 m³ de tábuas de 4,88
m de comprimento.
Para diluir o custo com transporte, sempre o carregamento encomendado é de uma
carreta cheia. O espaço destinado a estoque de matéria prima pode armazenar até 200 m³
de madeira, portanto é grande o suficiente para estocar toda a madeira recebida em uma
carreta. O material é retirado do caminhão com o auxílio de uma empilhadeira e diretamente
levado ao espaço destinado ao armazenamento.
Na Figura 24 é mostrado o recebimento da madeira e a retirada dos paletes com o
auxílio de uma empilhadeira.
Figura 24 - Recebimento da madeira paletizada
56
O estoque da madeira é feito em local aberto, sem cobertura, porém a embalagem
plástica é mantida para garantir a manutenção da umidade das tábuas. Na Figura 25 é
possível observar os paletes empilhados após o recebimento:
Figura 25 – Paletes estocados
Após a abertura dos paletes, a estocagem das tábuas segue sendo feita em local
descoberto, porém passam a ser cobertas com lonas, como se pode observar na Figura 26:
Figura 26 - Tábuas protegidas da umidade
57
3.2.3 CLASSIFICAÇÃO VISUAL DAS TÁBUAS
Apesar da boa qualidade do material fornecido pela empresa Lyptus®, existem
diversos tipos de defeitos que devem ser eliminados das tábuas que darão origem às
lâminas. Defeitos de crescimento como nós, fibras interrompidas, esmoados, rachaduras e
os demais defeitos apresentados na revisão bibliográfica deste trabalho são eliminados das
tábuas. Na Figura 27 são mostradas as tábuas antes da classificação visual:
Figura 27 – Tábuas com defeitos antes de serem eliminados
Os esmoados e as rachaduras são defeitos mais freqüentes nas lâminas do que a
presença de nós, como se pode verificar na Figura 27.
A tábua mostrada na Figura 28 apresenta interrupção das fibras e nós. A eliminação
destes defeitos é feita seguindo os critérios determinados pela NBR 7190:2011.
Figura 28 - Nó e interrupção de fibra de uma tábua
58
A etapa de classificação e seleção das tábuas de madeira que darão origem às
lâminas é a etapa que gera maior quantidade de resíduos. As perdas computadas durante
todo o processo giram em torno de 25%, ou seja, para cada 100 m³ de madeira comprada,
75 m³ de MLC são produzidos. Esta perda deve-se às diversas fases de preparação das
lâminas, como fresagem para realização de emendas dentadas, cortes, aplainamento,
destopamento, além do descarte das partes com defeitos, resíduos que podem ser
observados na Figura 29. Segundo Hélio Olga, esta não é uma perda exagerada, quando
comparada com outros produtores brasileiros de MLC, mas certamente será reduzida com a
instalação do CNC.
Figura 29 - Caixa de recolhimento dos descartes de defeitos
Após a classificação visual, eliminação de defeitos de crescimento, destopagem e
aplainamento, as lâminas são organizadas de acordo com suas características
dimensionais. Nesta etapa a umidade da madeira se estabiliza naturalmente, sem a
utilização de estufas, atingindo 16%. Na Figura 30 é possível observar que as lâminas
classificadas possuem um aspecto mais homogêneo, devido à eliminação de defeitos.
59
Figura 30 - Tábuas classificadas e aparelhadas
Na Figura 30 são mostradas diversas pilhas de lâminas, organizadas de acordo com
suas dimensões, aguardando a estabilização da umidade e posteriormente a fresagem dos
dentes para a realização das emendas dentadas.
3.2.4 EMENDAS DENTADAS
O equipamento que produz os entalhes múltiplos das emendas dentadas é uma fresa
semi-automatizada, operada por dois funcionários que posicionam as lâminas e acionam um
botão que inicia um movimento das lâminas em direção à fresa que permanece durante todo
o processo girando em torno de seu eixo, porém em uma posição fixa. A seqüência das
atividades de produção dos entalhes múltiplos está representada na Figura 31, desde o
equipamento desocupado, o posicionamento das lâminas, a fresagem em andamento e por
último uma emenda dentada recém colada.
60
Figura 31 - Etapas da fresagem dos dentes das emendas longitudinais
Após o posicionamento das lâminas são acionados dois pistões que imobilizam as
peças de madeira tanto no sentido vertical como horizontal, somente após esta fixação o
equipamento é acionado e as lâminas são deslocadas na horizontal para o encontro com a
fresa. Na Figura 31 são mostrados os pistões acionados e as peças de madeira já em
contato com a fresa.
Após a fresagem, as lâminas são emendadas e coladas para a obtenção de lâminas
com comprimento suficiente para a composição do elemento estrutural que se deseja
fabricar. Na última imagem da seqüência apresentada na Figura 31 é mostrada uma lâmina
cuja emenda dentada foi recém colada e prensada, por isso ainda é possível ver o excesso
de cola que sai pela extremidade da emenda.
As lâminas, após a colagem das emendas dentadas, aguardam a cura do adesivo
em uma pilha posicionada ao lado da esteira de saída do equipamento de colagem e
prensagem das emendas dentadas. Na Figura 32-A pode-se observar a esteira de saída da
prensa de emendas, que se une à esteira de entrada da plaina de duas faces visível no
primeiro plano da imagem. Na Figura 32-B é vista uma pilha de lâminas aguardando a cura
61
do adesivo e posterior aplainamento das faces, para preparação das lâminas para a
composição e colagem do elemento de MLC.
(A) (B)
Figura 32 - Prensa de emendas no fundo, plaina em primeiro plano e lâminas recém coladas
Na Figura 32-B são mostradas lâminas emendadas aguardando a cura do adesivo
para o aplainamento final.
3.2.5 MONTAGEM E COLAGEM DAS PEÇAS
Após o aplainamento das lâminas, estas são organizadas de acordo com as suas
dimensões e posteriormente encaminhadas para a colagem e prensagem dos elementos.
Na Figura 33 é possível observar a organização destas lâminas.
Figura 33 - Lâminas prontas para a montagem dos elementos
62
A composição das peças, ou laminação, deve ser feita em um curto espaço de
tempo, uma vez que é rápida a secagem do adesivo utilizado, o mono componente
poliuretano da marca PURBOND. Tendo em vista que os elementos devem ser montados
no máximo em trinta minutos antes da prensagem e para otimizar o processo, o
equipamento de aplicação do adesivo é posicionado de tal forma que as lâminas passam
pelo equipamento e são expulsas por uma esteira que as encaminha diretamente para a
esteira da prensa, para que sejam alinhadas de acordo com o projeto do elemento a ser
fabricado. O equipamento de aplicação de adesivo possui um bico aplicador de cola que
despeja constantemente o produto, a uma taxa determinada de tal forma que com o passar
da lâmina, a uma velocidade também controlada, a gramatura de adesivo retido pela lâmina
é a recomendada pelo fabricante do adesivo para a colagem desta espécie de madeira.
Na Figura 34 é possível observar o equipamento de aplicação de cola em primeiro
plano com a prensa na seqüência, além do exemplo de uma lâmina de madeira com o
adesivo espalhado.
(A) (B)
Figura 34 - Equipamento de aplicação de adesivo (a) e lâmina antes da colagem, com adesivo aplicado (b)
63
Por ser um adesivo mono componente catalisado pela água, todo o sistema de
colagem necessita trabalhar sob pressão, sem contato direto com o ar, para que a umidade
presente na atmosfera não inicie a secagem da cola. Na Figura 35 é possível ver um
pequeno compartimento no alto, contendo sílica, para que a entrada de ar no sistema seja
feita de forma que a umidade nele contida seja retida.
Figura 35 - Barrica de cola interligada em sistema que trabalha sob pressão
A secagem rápida, que é a maior qualidade do adesivo empregado, também pode
ser vista como o maior defeito, uma vez que é muito comum o entupimento dos bicos
aplicadores de cola e dos dutos pelos quais a cola percorre da saída da barrica até a
chegada na lâmina. Diversos produtores de MLC rejeitam este tipo de cola justamente por
este motivo. A construtora Ita por sua vez pondera as vantagens e desvantagens do produto
e conclui que os benefícios prevalecem sobre os prejuízos.
64
Na Figura 36 é retratada uma cena freqüente na fábrica: um operário desobstruindo
os bicos aplicadores de cola.
Figura 36 - Operário limpando os bicos aplicadores de adesivo
O tamanho máximo de um elemento que pode ser fabricado é de 12 metros,
limitação esta imposta pelo tamanho da prensa, apresentada na Figura 37. Durante a
produção a prensa pode ser utilizada para a fabricação de um único elemento grande ou
para a fabricação de diversos elementos menores, dispersos ao longo do comprimento da
prensa e também de sua altura, neste caso é preciso prevenir o contato indesejado de cola
em juntas que não deverão ser coladas.
Figura 37 - Prensa de 12 metros de comprimento
Na Figura 37 são retratados operários fazendo pequenos ajustes nas peças antes da
colagem, com o auxílio de uma plaina de mão elétrica e o posicionamento para a
prensagem.
65
3.2.6 ACABAMENTO DAS PEÇAS
Após a colagem e prensagem, as peças são empilhadas (Figura 38) para que o
tempo de cura seja respeitado. Este tipo de adesivo requer um tempo de cura muito menor
do que os adesivos bi-componentes.
Figura 38 - Elementos recém colados aguardando a cura completa
Nos detalhes da Figura 39 se vêem elementos que originarão vigas de 11 cm a 14
cm. Nesta etapa os elementos ainda apresentam dimensões maiores do que suas
dimensões finais, pois ainda receberão alguns tipos de acabamento.
Figura 39 - Peças que darão origem a vigas de 11 a 14 centímetros de largura
66
Elementos com seção variável são produzidos com o posicionamento defasado de
lâminas, gerando vários dentes, que são serrados e eliminados na fase de acabamento. Na
Figura 40 são mostrados os elementos que terão uma face inclinada, após a prensagem,
antes de receber o acabamento.
Figura 40 - Elementos de seção variável
Após a prensagem e a cura das peças, estas entram na fase de acabamento, onde
serão aplainadas as faces e eliminadas as imperfeições existentes. Esta etapa tem um
caráter majoritariamente estético, podendo ser eliminada caso o elemento estrutural não
fique a vista. A parte que não é estética desta etapa diz respeito à eliminação de
imperfeições que possam facilitar o acúmulo de umidade e sujeiras que acelerem a
degradação da peça.
O aplainamento é feito com o equipamento apresentado na figura 41, uma plaina de
duas faces.
Figura 41 - Plaina de duas faces
67
Na Figura 42 são mostradas peças de seção quadrada após o aplainamento. Desta
etapa em diante as peças de MLC passam praticamente pelos mesmos procedimentos que
uma peça de madeira maciça serrada.
Figura 42 - Peças aplainadas que darão origem a pilares
O sistema construtivo desenvolvido pela Construtora Ita usa diversos conectores e
pinos metálicos nas ligações entre os elementos de madeira, de forma a garantir o bom
desempenho das estruturas de madeira, que geralmente apresentam nas ligações o seu
ponto fraco. Na Figura 43 é mostrada uma furadeira de bancada horizontal furando um
elemento para o recebimento de conectores metálicos e um pilar sendo fresado para
receber uma cantoneira que será a ligação entre este pilar e uma viga.
Figura 43 - Colocação de conectores metálicos
68
Todos os elementos metálicos de ligações são calculados e dimensionados no
escritório de cálculo da construtora e fabricados por uma empresa metalúrgica parceira. Na
Figura 44 é possível observar diversas cantoneiras e bases de pilares. Todas as peças são
produzidas em aço galvanizado. Eventualmente, caso seja exigência do cliente, pode-se
utilizar aço inox para a fabricação destes elementos.
Figura 44 - Conectores de aço galvanizado para ligações de vigas e pilares
Na Figura 45 são mostrados os detalhes de bases de pilar, de forma que a madeira
não toca o solo, ficando distante da umidade.
Figura 45 - Base metálica de pilar que evita o contato da madeira com umidade
Percebe-se, portanto, que a construtora Ita não é simplesmente uma fornecedora de
madeira laminada colada para o mercado. A Ita Construtora vende um sistema construtivo
completo, com todas as peças necessárias para a montagem da estrutura de madeira
laminada colada. De acordo com Hélio Olga, o início das atividades de laminação na
construtora ocorreu devido à falta de fornecedores deste produto. A vocação da empresa
não era fabricar MLC, porém para suprir as necessidades de seus clientes começaram a
produzir este produto e com o passar do tempo a laminação passou a ser uma parte
importante da empresa.
69
4. CONCLUSÕES
O trabalho insere-se no contexto de descrever as vantagens e fomentar um sistema
estrutural em material sustentável que já é muito difundido em países do hemisfério norte.
Não resta dúvida de que o Brasil tem plenas condições de se tornar um grande
produtor de peças industrializadas de madeira, especialmente a madeira laminada colada.
O país possui matéria prima em abundância a um preço extremamente competitivo,
a tecnologia e as técnicas de produção são dominadas por alguns produtores e poderiam
ser facilmente difundidas tendo em vista que são relativamente simples.
Apesar de não existir uma norma brasileira exclusiva para a madeira laminada
colada, as orientações presentes na NBR 7190 englobam as principais atividades e
procedimentos necessários para a fabricação da MLC. As normas estrangeiras são
dedicadas exclusivamente para a MLC e apresentam detalhadamente o passo a passo da
produção, orientando melhor o produtor e promovendo o aumento da eficiência da unidade
fabril.
A MLC produzida hoje no Brasil não possui qualidade inferior à produzida em países
como EUA, Canadá ou Alemanha, porém a maior barreira existente, que impede a difusão
deste tipo de material, é o preconceito da maioria dos brasileiros com relação ao uso de
estruturas de madeira. Esta é a maior barreira e provavelmente a mais complicada de ser
superada no sentido de permitir o crescimento deste mercado no Brasil.
70
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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