Com a construção respondendo por quase 40% das emissões globais de carbono – um dos principais impulsionadores das mudanças climáticas induzidas pelo homem – designers, construtores e outras partes interessadas do setor estão trabalhando para reduzir sua pegada ambiental, integrando materiais renováveis e design sustentável em seus projetos.
A madeira laminada cruzada (CLT) está emergindo como um material popular de escolha para estruturas residenciais e comerciais nos Estados Unidos. Originalmente desenvolvido na Europa na década de 1990, o CLT é um produto de madeira feito de várias camadas de madeira de qualidade estrutural que são dispostas transversalmente e coladas.
O CLT é único por ter uma relação resistência-peso comparável ao concreto, apesar de ser cinco vezes mais leve. Desde 2015, quando o CLT foi incorporado pela primeira vez ao Código Internacional de Construção, o material é utilizado como alternativa sustentável para formar paredes, telhados, pisos e até tetos.
Steve Kelley , Professor Reuben B. Robertson do Departamento de Biomateriais Florestais da Faculdade de Recursos Naturais do Estado da Carolina do Norte, recentemente fez parceria com o Laboratório de Produtos Florestais dos EUA para examinar os benefícios financeiros e ambientais — e custos — do uso de CLT em edifícios altos de madeira.
Conversamos com Kelley, cuja pesquisa se concentra na produção sustentável de energia e materiais a partir de biomassa, para saber mais sobre as vantagens de usar CLT para construir casas e outras estruturas – desde resistência ao fogo e durabilidade sísmica até sequestro de carbono. Aqui está o que descobrimos:
Armazenamento de carbono
A maioria dos cientistas concorda que as emissões de gases de efeito estufa de atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis como carvão e gás natural para energia, aceleraram o aquecimento global no século passado.
A fabricação de materiais de construção é responsável por 11% das emissões globais de gases de efeito estufa , com a produção de uma tonelada de cimento resultando na emissão de cerca de uma tonelada de dióxido de carbono – o gás de efeito estufa mais abundante na atmosfera.
Como o CLT é feito de madeira, ele pode armazenar carbono durante a vida útil do edifício e até capturar carbono adicional. De fato, os pesquisadores descobriram que um edifício comercial híbrido de CLT de altura média forneceu uma redução de 15 a 26% no potencial de aquecimento global , dependendo do projeto do edifício.
Kelley disse que a madeira não consome tanta energia quanto o aço e o concreto, o que significa que o processo de fabricação do CLT emite menos carbono. Além disso, quando a madeira é extraída de florestas geridas de forma sustentável, a CLT cria um ciclo circular de carbono.
As florestas atuam como sumidouros de carbono – as árvores removem o dióxido de carbono da atmosfera e o transformam em madeira por meio da fotossíntese. Quando as árvores são cortadas e usadas para construir edifícios, elas continuam armazenando carbono na estrutura.
Se um proprietário planta uma ou duas novas árvores para cada árvore cortada, o novo crescimento inicia outro ciclo de sequestro de carbono que durará até que as árvores sejam colhidas e incorporadas a uma estrutura como painéis CLT.
Resistência ao fogo
Com centenas de milhares de incêndios em estruturas ocorrendo todos os anos nos EUA, a decisão de usar madeira combustível para um projeto de construção pode parecer arriscada. Mas a pesquisa mostra que as estruturas CLT projetadas adequadamente oferecem resistência significativa ao fogo.
Um estudo de 2019 publicado na revista Wood and Fiber Science descobriu que uma estrutura de CLT poderia suportar mais de 90 minutos de queima antes de entrar em colapso. Em comparação, uma casa de madeira térrea desabou após apenas 17 minutos .
Kelley disse que o CLT age como um grande tronco em uma fogueira, com os painéis grossos queimando lentamente o suficiente para que os edifícios permaneçam estruturalmente estáveis por longos períodos quando expostos ao fogo.
À medida que a superfície de um painel CLT é exposta ao fogo, torna-se uma camada preta de “carvão”. Esta camada atua como isolante, protegendo o núcleo não queimado do painel contra um aumento excessivo de temperatura.
“Quanto mais espessos você faz os painéis CLT, melhor eles formam a camada protetora de carvão”, disse Kelley.
Kelley acrescentou que proteção adicional contra incêndio pode ser adicionada encapsulando o CLT com uma camada protetora de drywall, conforme necessário para atender aos requisitos do código de construção para estruturas de madeira mais altas.
Durabilidade Sísmica
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De acordo com o US Geological Survey, cerca de 143 milhões de americanos vivem e trabalham em áreas onde terremotos podem causar danos estruturais nos próximos 50 anos – a vida útil média de um edifício.
O desempenho sísmico de um edifício está relacionado com a resistência e o peso dos materiais de construção. O CLT é um material forte, resistente e leve com bom desempenho em caso de terremoto, de acordo com Kelley.
Além disso, por causa de sua estrutura leve, uma estrutura de CLT provavelmente não desmoronará com tanta força sobre os habitantes durante um terremoto em comparação com aquelas feitas inteiramente de aço ou concreto.
Em 2007, uma equipe de pesquisa conjunta ítalo-japonesa testou um edifício CLT de sete andares em uma “mesa de agitação”. Eles descobriram que ele poderia resistir às forças sísmicas do terremoto de 1995 em Kobe, no Japão, que destruiu mais de 50.000 edifícios.
Embora o CLT possa fornecer um desempenho sísmico aprimorado, os arquitetos usarão frequentemente uma combinação de materiais para atender aos requisitos de segurança.
Em algumas aplicações, como no piso de um prédio alto, a flexibilidade da madeira é uma limitação que pode ser superada com a adição de uma ou duas polegadas de concreto que “enrijece” a estrutura, segundo Kelley.
Instalação mais rápida
O velho ditado “tempo é dinheiro” é especialmente verdadeiro para projetos de construção, onde a capacidade de um construtor de obter lucro depende de sua capacidade de concluir os projetos no prazo.
Ao contrário do concreto e de outros materiais de construção convencionais, os painéis CLT podem ser pré-fabricados em uma instalação de fabricação externa e instalados em menos tempo, pois são necessárias menos juntas entre os elementos de suporte internos.
Kelley disse que o processo de instalação de concreto requer cofragem, escoramento e reforço com vergalhões de aço. Com o CLT, por outro lado, uma equipe de construção pode gruar os painéis pré-fabricados no lugar, definir os conectores e depois unir os componentes.
Em 2016, a Universidade da Colúmbia Britânica concluiu o Brock Commons – um complexo de moradias estudantis de 18 andares que incorpora um projeto híbrido de CLT com componentes de concreto e aço – em menos de 70 dias.
“Como você pode montar o CLT camada por camada, pode colocá-lo no lugar com bastante facilidade”, disse Kelley. “Essa é uma grande vantagem se você estiver construindo em uma área urbana onde pode ter que fechar a rua ao redor por um ano ou mais.”
Kelley acrescentou: “Ao reduzir o tempo de construção, você não apenas economiza dinheiro, mas também mantém a comunidade feliz”.
Criação de emprego
Os edifícios americanos são construídos com milhares de materiais, muitos deles importados da China e de outros países. Embora essa terceirização de materiais possa economizar dinheiro para os construtores, ela impacta negativamente os números de emprego nos EUA.
Muitas empresas americanas terceirizam suas capacidades de fabricação para outros países, fazendo com que as comunidades americanas percam potenciais oportunidades de emprego – um fator chave para manter um crescimento econômico saudável.
Dados do Bureau of Labor Statistics mostram que a indústria norte-americana já perdeu 7,5 milhões de empregos desde 1969. Ao usar o CLT, a indústria da construção pode sustentar empregos nas fábricas locais.
Kelley disse que os painéis de CLT podem ser feitos de uma variedade de espécies de árvores encontradas em florestas de propriedade privada no sudeste e no noroeste do Pacífico, algumas das quais são manejadas para a produção de madeira.
Uma vez que as árvores são colhidas, elas são transportadas para serrarias e fábricas locais para processamento. Ao mesmo tempo, as florestas colhidas são replantadas para fechar o ciclo de sustentabilidade.
“Tanto o aço quanto o concreto podem ser importados ou enviados por longas distâncias”, disse Kelley. “À medida que desenvolvemos esta indústria, a madeira deve vir de uma instalação de fabricação que fica a apenas 50-100 milhas de distância do local de construção.”
Fonte: NC State University