A MADEIRA ESTÁ CRESCENDO

17 de julho de 2017

As edificações em madeira estão ficando mais seguras, fortes e mais altas – e podem ajudar a resfriar o planeta

 

Por Jeff Tollefson, traduzido por Hellen Guareschi para o Portal Madeira e Construção

 

Um edifício se destaca na antiga cidade de Prince George, no Canadá. Envolto em uma elegante fachada de vidro, a estrutura se ergue perante seus vizinhos, acenando de longe com seu brilho âmbar quente de abeto. Construído quase inteiramente em madeira em 2014, o prédio de 30 metros, de oito andares está entre as estruturas modernas de madeira mais altas do mundo. Mas ele é mais do que uma maravilha arquitetônica. Como casa do Centro de Design e Inovação em Madeira da Universidade do Norte da Columbia Britânica é também uma incubadora para edificações em madeira do futuro – e um arauto do movimento que pode ajudar a atacar o problema do aquecimento global.

O prédio, de propriedade do governo da Columbia Britânica, se parece muito menos com uma cabana de madeira e muito mais com um bolo em camadas, construído em tábuas de madeira coladas e pressionadas, cortadas precisamente por lasers e então montadas no terreno. Tudo dito, a universidade evitou o lançamento de mais de 400 toneladas de dióxido de carbono ao não usar concreto e aço, materiais intensivos em energia, e o edifício segura mais 1100 toneladas de CO2 colhidas da atmosfera pelas árvores da Columbia Britânica. No total, é o suficiente para compensar as emissões de 160 lares por um ano.

A construção em madeira tem raízes antigas, mas apenas nas últimas duas décadas cientistas, engenheiros e arquitetos começaram a reconhecer seu potencial para evitar o aquecimento global. Ao substituir o concreto e o aço por madeira de florestas manejadas sustentavelmente, a indústria da construção poderia frear até 31% de emissões de carbono global, de acordo com uma pesquisa de Chad Oliver, um ecologista florestal da Universidade Yale em New Haven, em Connecticut. Com o tempo, tal mudança poderia ajudar a humanidade a tirar o CO2 da atmosfera, potencialmente revertendo o curso das mudanças climáticas.

“É o milagre da madeira compensada”, diz Christopher Schwalm, um ecologista do Centro de Pesquisa de Woods Hole, em Falmouth, Massachusetts. “Isso é algo que poderia ter um impacto significante no enigma que é a mudança ambiental global.”

A renascença das edificações altas em madeira já está acontecendo. A Noruega estabeleceu um recorde mundial de altura no final de 2015, com uma torre de 52,8 metros; ele foi superado em setembro de 2016 por um dormitório de estudantes de 53 metros na Universidade da Columbia Britânica, em Vancouver. Este ano, a Áustria passará na frente com o edifício HoHo, de 84 metros, em Viena, formado por um hotel, apartamentos e escritórios. Os Estados Unidos viram seu primeiro edifício alto em madeira subir em Mineápolis, Minnesota, em 2016, e outros estão a caminho em Portand, Oregon, e na cidade de Nova York.

A construção em madeira tem atraído o interesse político, em parte por causa dos benefícios econômicos para as comunidades rurais cercadas por florestas. Mas transformar esses projetos pioneiros em uma tendência global não será fácil. Os custos de construção são geralmente altos e a indústria de construção global é quase que inteiramente focada em concreto e aço, particularmente quando se trata de grandes edifícios. E os benefícios climáticos de se construir com madeira dependem de uma suposição questionável: a de que as florestas mundiais serão gerenciadas sustentavelmente. Alguns pesquisadores receiam que colher mais madeira poderia prejudicar os ecossistemas de florestas, particularmente em países em desenvolvimento que já estão infestados por práticas de exploração madeireira ruins e frequentemente ilegais. “Se iremos cortar madeira, temos que fazê-lo de maneira que não apenas sustente a florestas, mas também sustente a biodiversidade e tudo o mais”, afirma Oliver.

TECNOLOGIA MADEIREIRA

Aço e concreto não eram uma opção quando monges budistas construíram um templo de 32 metros no Templo da Lei Florescente, em Ikaruga, Japão, há 14 séculos. Eles colocaram sua fé na madeira, assim como fizeram os monges no templo Sakyamuni, em Yingxian, China. Erguido em 1056, a estrutura alcança assombrosos 67 metros em direção ao céu.

Estes templos estão em pé até hoje, um testemunho da força e durabilidade da madeira. Quilo por quilo, a madeira é mais forte que o aço e o concreto, e prédios em madeira são geralmente bons em suportar terremotos. Mas a madeira desenvolveu uma reputação durante os séculos, por causa das catástrofes que colocaram abaixo cidades como Londres, Nova York e Chicago antes de surgirem as modernas estratégias de contenção do fogo. Na verdade, em caso de incêndio, a madeira mantém sua integridade estrutural de maneira muito melhor que as alternativas não inflamáveis favorecidas pelos modernos códigos de construção. Ela carboniza a uma taxa previsível, e não derrete como o aço ou se enfraquece como o concreto. “O fato é que levou muito tempo para as pessoas perceberem que consegue aguentar o fogo melhor que o aço”, diz Guido Wimmers, que preside um programa de mestrado em engenharia madeireira na UNBC.

De acordo com alguns cálculos, a era moderna das construções altas em madeira começou 20 anos atrás, com um simples experimento na Universidade Técnica de Graz, na Áustria. Pesquisadores colaram camadas de pranchas-padrão perpendicularmente uma à outra e descobriram que alternar a direção da textura da madeira tirava as imperfeições e pontos fracos de qualquer prancha. O resultado, conhecido como madeira laminada cruzada, é um painel forte e leve. Ele pode ser feito da largura que se deseja e cortado com precisão submilimétrica na fábrica, o que acelera o tempo de construção e reduz o desperdício. Dada a força desses painéis, não há limite, teoricamente, de quão altos edifícios de madeira podem ser. “Ele transforma a madeira de um material suburbano para um material muito urbano”, diz Michael Freen, o arquiteto em Vancouver por trás do centro de design em Prince George e defensor da construção em madeira.

Wimmers conta que o objetivo inicial da tecnologia era fazer um melhor uso de produtos de madeira de segunda linha. “A indústria da construção em madeira estava sumindo lentamente, então eles começaram a se reinventar”, diz. Então, o mercado de tecnologias avançadas de madeira – incluindo vigas que são coladas ou pregadas para aumentar a força – expandiu conforme países europeus desenvolviam regulações duras sobre eficiência energética e emissões de gases do efeito estufa, forçando arquitetos a reduzirem as pegadas de carbono em suas edificações. Wimmers estima que, na Europa, a madeira agora é usada em 25% das construções residenciais, 5 a 10% a mais do que na década de 90.

A ciência da segurança e da engenharia também evoluiu. O abeto – a camada exposta no centro de design – queima 39 milímetros por hora. O código de construção da província requer que a estrutura seja capaz de aguentar pelo menos uma hora de incêndio em qualquer andar, por isso o time optou por pisos feitos de um painel de cinco camadas que poderia suportar o sacrifício de uma parte sem perder sua integridade estrutural.

Enquanto isso, o time de Wimmer está colaborando com o Projeto Madeira Alta, fundado pela Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos, para melhorar a resistência de edifícios altos de madeira a terremotos. O trabalho da associação mostrou que edifícios podem suportar terremotos tão bem ou melhor quanto o concreto e o aço, e os pesquisadores começaram a testar, em junho, uma estrutura de dois andares em um simulador de terremoto na Universidade da Califórnia, em San Diego. O objetivo deles é testar um edifício de dez andares até 2020.

 

“ISSO PODERIA TER UM IMPACTO SIGNIFICANTE NO ENIGMA
QUE É A MUDANÇA AMBIENTAL GLOBAL.”

 

Asif Iqbal, um engenheiro civil que está trabalhando no projeto, veio da Nova Zelândia para a UNBC, onde viu em primeira mão os estragos do terremoto de 2011 em Christchurch. A maioria dos prédios de concreto com reforço de aço permaneceu em pé, mas cerca de 1800 deles ficaram danificados totalmente, devido ao concreto quebrado e aço empenado. Iqbal diz que muitos dos edifícios substitutos estão sendo construídos em madeira, porque é mais provável que sobrevivam a outro grande terremoto e os conectores de aço podem ser substituídos com relativa facilidade se danificados.

As questões do desempenho a longo prazo e a viabilidade econômica desses edifícios permanecem em aberto. A madeira é suscetível ao mofo e danos causados pela água, por exemplo, e há um grande risco de incêndio durante a construção. Em setembro de 2014, um edifício em madeira quimicamente sustentável de 26 milhões de dólares foi destruído por um incêndio de causa elétrica – em parte porque as portas e janelas corta-fogo ainda não estavam instaladas para conter as chamas. Ainda assim, defensores veem um futuro promissor para a madeira. “Estamos ainda refinando as tecnologias madeireiras, mas até agora não encontramos grandes problemas que não possamos resolver”, afirma Iqbal.

RASTREANDO O CARBONO

Uma das grandes características da construção em madeira é o potencial de ajudar a frear o aquecimento global. A pesquisa1 de Oliver sugere que o homem atualmente colhe apenas 20% do crescimento florestal global a cada ano, e mais madeira poderia ser extraída sem a redução do montante total de carbono estocado nessas florestas. O eventual impacto climático dessa retirada depende do uso final.

Se a madeira fosse apenas queimada para se obter energia, o CO2 que a árvore absorveu anos antes, imediatamente retornaria para a atmosfera. Replantar florestas eventualmente tira esse CO2 do ar, então a ideia da energia de madeira neutra em carbono é uma questão de tempo. É também controversa: alguns dizem que as políticas atuais na Europa exageram nos benefícios climáticos do combustível de madeira e criam incentivos perversos para cortar árvores. Mas esse debate não se aplica às edificações em madeira. “Apenas o fato de se ter madeira sólida significa que você está mantendo o CO2 fora da atmosfera”, afirma Oliver.

Além do carbono sequestrado na madeira em si, a construção em madeira oferece futuras economias de emissões. Quando os pesquisadores contabilizaram o impacto ambiental do centro de design, eles levaram em conta a manufatura e o transporte de cara material – desde a cola derivada de combustível fóssil que gruda as placas de compensado. No todo, as emissões relacionadas à construção representaram 12% daquelas para um edifício equivalente em concreto3, em grande parte devido às diferenças no uso de combustível fóssil. “Quando você compara um edifício de madeira com um de concreto, a madeira vence sempre”, diz Jim Bowyer, engenheiro emérito na Universidade de Minnesota, em St. Paul.

O centro de design pode ter uma pegada de carbono unicamente baixa no início, mas com o tempo seu impacto ambiental crescerá, conforme seus requerimentos de aquecimento, resfriamento e iluminação geram emissões de gases do efeito estufa. O uso diário de energia e manutenção representam 80 a 90% das emissões durante a vida útil de um prédio típico e, infelizmente, com o centro de design, não é diferente. A consequência é que seus benefícios climáticos a longo prazo são relativamente modestos.

Mas a maioria dos prédios avançados hoje, que combinam tecnologias e designs eficientes energeticamente com geração de energia renovável on-site, podem eliminar as emissões durante a vida da estrutura. Nessas situações, a construção e os materiais – as “emissões incorporadas” do edifício – representam 100% do impacto climático de uma edificação, dando à madeira uma vantagem importante e crescente.

“Estamos indo em direção a edifícios realmente baixos em energia”, afirma Jennifer O’Connor, presidente do Instituto Athena de Materiais Sustentáveis, uma organização de pesquisa sem fins lucrativos, em Ottawa. “Sinceramente, se vamos fazer a diferença, então é melhor começarmos a olhar essas emissões incorporadas.”

OLHANDO PARA O FUTURO

O movimento da construção em madeira está, por agora, focado em sua maioria na Europa e na América do Norte. Nos Estados Unidos, mais de 80% das casas já têm madeira na composição, de acordo com Bowyer. Ainda, com a indústria nacional de madeira extraindo atualmente cerca de um terço do crescimento florestal anual, há capacidade de se expandir a construção em madeira em estruturas comerciais e industriais médias sem reduzir o volume de carbono armazenado nas florestas. Bowyer está conduzindo uma avaliação com especialistas convocada pelo Conselho Americano de Madeira, um órgão industrial em Leesburg, na Virgínia. A equipe descobriu que os Estados Unidos poderiam quase dobrar a quantidade de carbono sequestrada em edifícios a cada ano, compensando as emissões de nove usinas de energia a carvão. Em contraste, os construtores europeus ainda contam muito com o concreto e o aço: um relatório4 do governo finlandês de 2010 estimou que meros 4% de aumento no uso anual da madeira em construções na Europa evitariam 150 milhões de toneladas de emissões de carbono, quase tanto quanto a Holanda emite por ano.

Mas, para se ter um verdadeiro impacto global, o movimento deve se expandir para países em desenvolvimento, onde o manejo de florestas ainda é um desafio. As florestas dos trópicos já estão sendo saqueadas em busca de madeira e arrasadas pela agricultura. A Indonésia, por exemplo, tem lutado para deter a destruição das florestas tropicais pela indústria do óleo de palma. E apesar de o Brasil ter conseguido enormes melhorias no manejo florestal na última década, a demanda por carne e soja está mais uma vez impulsionando o desmatamento na Amazônia. Alguns temem que a construção em madeira signifique mais problemas para alguns dos ecossistemas mais preciosos do mundo.

Oliver argumenta que o impulso para a construção em madeira poderia ajudar países em desenvolvimento a estabelecer indústrias sustentáveis que realmente protegem as florestas, se forem monitoradas em paralelo com esforços para reforçar a governança. O desafio é assegurar que as florestas manejadas mantenham todos os ecossistemas cruciais, incluindo o habitat antigo e as clareiras. “Tudo deve ser pré-planejado e transparente”, diz Oliver. “É tipo uma utopia, mas temos que sonhar.”

Ele está trabalhando com o Programa de Desenvolvimento das Nações Unidas para projetar um plano de gerenciamento de florestas abrangente que daria um empurrão inicial na moderna construção em madeira na Turquia. Os números do governo indicam que o país ergueu 956 milhões de metros quadrados em construções entre 2004 e 2014, e apenas 0,13% desse total era estruturado em madeira. Mesmo assim, 27% do país tem florestas e 7 milhões da população mais pobre da Turquia vive nessas áreas, diz Nuri Özbağdatlı, um especialista em florestas com o PDNU em Ankara. “Queremos criar uma nova cadeia de valor para a madeira”, diz. “Começará com as vilas nas florestas e irá até o setor de construção.”

Conforme a construção em madeira amadurece, enfrentará um desafio final: o que acontece quando um edifício é desativado e derrubado. Os templos budistas podem durar séculos, mas o que se considera geralmente para muitos edifícios modernos – incluindo o centro de design em Prince George – é que eles sobreviverão enquanto forem úteis e depois serão substituídos depois de décadas. Se a madeira é descartada em aterros e deixada para apodrecer, seu carbono lentamente voltará para a atmosfera. Mas, se a madeira é reciclada – reusada em projetos futuros de construção, por exemplo –, os benefícios climáticos ficam seguros com ela.

Defensores da madeira estão impulsionando estratégias de longo prazo que promovem a reciclagem e outras opções neutralizadoras de carbono, mas Green não está muito preocupado com a longevidade de seu edifício. Mantido adequadamente, afirma, não há razão para não durar tanto quanto um templo budista. Como alternativa, ele está focando em fazer essa indústria emergente decolar por meio de um curso de treinamento online que será traduzido para 30 idiomas, dando a qualquer interessado – de arquitetos e engenheiros a construtoras, desenvolvedoras e oficiais governamentais – um entendimento mais técnico sobre a construção em madeira. “Precisamos globalizar a conversa”, diz Green. “Esta é a única esperança para acelerar esse setor para ser competitivo com o concreto e o aço, que já têm uma vantagem de 150 anos.”

 

Jeff Tollefson escreve para a Nature, de Nova York.

REFERÊNCIAS

  1. Oliver, C.D.; Nassar, N.T.; Lippke, B.R. & McCarter, J.B. Sustain. Forest. 33, 248-275 (2014).
  2. Pei, S. et al. J.Struct.Eng. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1061/>. (ASCE)ST.1943- 541X.0001192 (2016).
  3. Grann,B. Wood Innovation and Design Centre Whole Building Life Cycle Assessment (FP Innovations, 2014). Disponível em: <go.nature.com/2pk4y7a>
  4. The International Promotion of Wood Construction as Part of Climate Policy (Ministry for Foreign Affairs of Finland, 2010). Disponível em: <go.nature. com/2phy6rk>

 

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