A nova corrida mundial da Engenharia e da Arquitetura

1 de Março de 2017

 

Seguindo a última coluna que escrevi, me deparei com uma reportagem muito interessante no portal europeu Technologist (que pode ser conferida em sua íntegra no endereço  www.technologist.eu/construction-back-to-the-roots/) onde são apresentados alguns dos prédios em estruturas de madeira que estão por vir para quebrar barreiras e mostrar um novo futuro para as construções de edifícios em todo o mundo.

Apresento a seguir uma tradução minha de parte desse artigo.

Construção: de volta às origens

As construções em madeira estão passando por um lento renascimento, desde a década de 1990, mas agora novas propostas ambiciosas para estruturas de madeira estão surgindo quase semanalmente. O site Technologist fez uma reportagem para avaliar o quão próximo esses projetos estão de se tornar realidade.

Imagine uma cidade do futuro. Do que ela é construída – aço, vidro, talvez grapheno? Na verdade, a resposta pode ser a boa e velha madeira. Nesse momento está acontecendo uma corrida para a construção do mais alto prédio de madeira do mundo, e a Europa está ganhando.

Na Noruega, foi construído um prédio de 14 andares, que garantiu o recorde do edifício habitacional mais alto do mundo em madeira. Mas o título deverá cruzar o atlântico em breve, quando a Universidade de British Columbia inaugurar o prédio de moradias estudantis de 18 andares.

Já em 2017 deve começar a construção do edifício de 21 andares de Haut, em Amesterdã, e em 2018 começam as obras do edifício HoHo de 24 andares em Viena, na Áustria. Além desses, estão em estudos edifícios ambiciosos como o Tratopen (“topo da árvore”) em Stocolmo, na Suécia, e o Oakwood Timber Tower, arranha-céu com 80 andares, proposto para ser construído em Londres, Inglaterra.

Edifício HoHo de 24 andares em Viena, na Áustria

Soluções para a sociedade

As razões para o renascimento das estruturas de madeira não são apenas estéticas. Desde o Acordo de Paris de 2015 sobre as alterações climáticas, ativistas e executivos têm dado atenção especial à indústria da construção. Neste contexto, o concreto e o aço ficam longe dos materiais do futuro. Ao contrário do concreto, que representa 5-8% de todas as emissões globais de gases de efeito estufa, as árvores têm o poder de sequestrar carbono a uma taxa de aproximadamente uma tonelada de dióxido de carbono por metro cúbico. Assim, se você construir um prédio alto de 20 andares de cimento e concreto, todo o processo iria emitir cerca de 1.200 toneladas de dióxido de carbono. A madeira, em comparação, sequestraria cerca de 3.100 toneladas – uma diferença líquida de 4.300 toneladas.

“Nos últimos anos, a madeira passou de uma posição periférica entre os materiais de construção para uma posição central devido à sua baixa pegada de carbono”, diz Yves Weinand, diretor do Laboratório IBOIS da École Polytechnique Fédérale de Lausanne.

Inovação austríaca

No centro desta revolução de madeira está a madeira engenheirada. “É muito diferente do que existia antes de desenvolvimentos em usinagem e adesivos”, diz Richard Harris, engenheiro estrutural e professor honorário de engenharia de madeira na Universidade de Bath.

A menina dos olhos para a madeira engenheirada é a Madeira Laminada Cruzada (CLT), que começou a se destacar na Áustria no início dos anos 1990. O CLT é produzido orientando e colando pranchas (tipicamente abeto ou pinheiro) em camadas perpendiculares umas às outras. A colagem cruzada reduz o inchamento e retração a um mínimo insignificante e aumenta consideravelmente a capacidade de carga e a estabilidade dimensional. Além disso, é projetado para ter muita precisão, é mais barato de transportar do que o aço ou o concreto, reduz os resíduos no local e transtornos para os moradores próximos.

Assim, a madeira não é mais uma matéria-prima, é um produto. Um dos principais casos de teste foi o projeto Stadthaus projetado por Waugh Thistleton Architects e construído em Murray Grove, Londres, em 2009. Foi o primeiro edifício urbano a ser construído inteiramente a partir de madeira maciça pré-fabricada. Curiosamente, o argumento vencedor não foi a sustentabilidade, mas a eficiência comparada ao concreto. Para o mesmo custo, a construção foi concluída em 12 meses, seis meses mais rápido do que para uma versão tradicional. O edifício usou apenas 300 toneladas de madeira, enquanto uma estrutura equivalente de concreto teria exigido 1.200 toneladas de material.

Tensão e torção

Kevin Flanagan é um dos arquitetos que trabalham para ultrapassar os limites da construção do CLT na Europa. Como sócio no escritório de arquitetura PLP recebeu um prémio pelo projeto de um edifício alto (+200 metros), Flanagan foi convidado pelo departamento da arquitetura da Universidade de Cambridge para colaborar em um projeto de edifício alto em madeira, junto com os engenheiros Smith e Wallwork. O resultado é a espetacular proposta da Oakwood Timber Tower, que criaria mais de 1.000 novas unidades residenciais em uma torre de 80 andares de uso misto, com um total de 93.000 m² no centro de Londres, integrada ao Barbican Centre for Performing Arts.

Oaklamd Wooden Tower

É claro que tais conceitos não são simples. Então quais são os desafios? “Quando você chega a 200 metros, um prédio não reage da mesma forma que um prédio baixo”, explica Flanagan. “Por exemplo, a carga permanente de um edifício é ultrapassada por cargas como vento e torção.” Normalmente, nestes edifícios uma fachada estrutural ou travamentos funcionam melhor do que um núcleo rígido interno.

A importância da umidade

Outra importante consideração é como o edifício reage quando submetido a ações de vento e de chuva intensa. A madeira utilizada no CLT é seca em estufa a uma umidade em torno de 12%, baixa o suficiente para evitar o ataque de pragas ou fungos apodrecedores. Prédios altos de madeira, porém, encontram outras situações durante sua contrução. “Com o aumento da altura, o desafio é garantir condições de baixa umidade ao longo de toda a vida útil da estrutura”, diz Stephan Ott, da Technical University of Munich. “Além disso, prédios altos requerem longos tempos de construção, durante os quais os elementos estruturais ficam expostos à umidade”. Em algumas circunstâncias, podendo levar a madeira a teores de umidade superficiais superiores a 30%, o que poderia afetar o desempenho da estrutura ao longo de sua vida.

Ott trabalha no projeto TallFacades, financiado pela União Europeia com recursos da ordem de 1,8 milhão de euros. Como se sabe muito pouco sobre o impacto do teor de umidade no desempenho ao longo da vida da edificação, o projeto é criar um novo modelo chapado RiFa (uma abreviação de RiskFacade, ou fachada de Risco) para calcular o risco de danos devido à umidade, a qual ele estima estar dramaticamente subestimada nos projetos e nos processos de construção. “Se o dano cresce no futuro, isso pode por em risco a imagem das construções em madeira” diz Ott. Assim sendo, conceitos de segurança semelhantes aos dos cálculos estáticos são necessários para o desenvolvimento desse tipo de construção e para prevenir danos causados pela umidade.

Uma questão quente

É claro, existe um elefante na sala: o fogo. Mesmo as temperaturas nas quais o aço – que não é combustível – perde sua integridade estrutural não é exata, mas varia de acordo com diversos fatores, como seu carregamento e a distribuição da temperatura. Para pegar um exemplo extremo: para pequena seção de aço laminado totalmente carregada exposta ao fogo nas quatro faces, a resistência ao fogo sem nehuma proteção adicional é em torno de 12 minutos.

Em contraposição, um conjunto grande de painel e viga de madeira queima lentamente e de forma previsível. Eles resistem à penetração do calor pela formação de uma camada carbonizada. A taxa de carbonização do CLT foi testada e resultou em 0,67mm por minuto. Nesse caso, esses painéis são capazes de resistir 30, 60 até 90 minutos como requerido para prédios convencionais. Essa não é uma comparação tecnicamente profunda, mas serve para demonstrar o comportamento das estruturas de madeira em situação de incêndio.

Mesmo assim, são necessários mais dados sobre o desempenho de edifícios altos feitos de madeira engenheirada em situação de incêndio. “Uma expectativa fundamental para o projeto estrutural de um edifício alto deve ser que o que é combustível queima, o fogo se apaga e o edifício ainda está em pé”, diz Luke Bisby, diretor do Instituto de Infraestrutura e Meio Ambiente da Universidade de Edimburgo. “Isso é administrável em edifícios de madeira onde os elementos de madeira são devidamente encapsulados por material não combustível, mas pode ser um desafio se a madeira estiver exposta, que é uma tendência arquitetônica crescente”.

Um edifício feito de material combustível tem consequências no projeto de sistemas de extinção de incêndio, no tempo de fuga, na estratégia geral de evacuação e na duração de um incêndio, assim, as regras para edifícios de concreto e aço não podem necessariamente ser aplicadas à madeira sem uma consideração detalhada. Felizmente, consultores de alto nível como a Arup, que estão mostrando as possibilidades arquitetônicas da madeira com estruturas como o Haut ea Sky’s Believe in Better – a maior estrutura de madeira comercial do Reino Unido, construída em Osterley, West London em 2014 – reconhecem as incertezas em jogo. Eles buscam o conselho dos pesquisadores. “As colaborações funcionam bem – o desafio é acompanhar as novas propostas de projeto”, conclui Bisby.

O jogo de regeneração

Em outras áreas, as mudanças na regulamentação já estão ampliando o potencial de regeneração nos centros das cidades. No Reino Unido, ao dimensionar uma fundação, os engenheiros costumavam ter que considerar 50% de sua capacidade de carga. “Agora, se um prédio está em pé há 10 anos, os regulamentos representam a compactação natural, o que significa que você pode assumir 100% de capacidade para as fundações”, explica Flanagan. Isso poderia revelar-se particularmente pertinente em Londres, onde uma grande crise imobiliária está se desenrolando: “Em termos claros, todos os prédios baixos com mais de 10 anos na cidade de Londres poderiam ser renovados até o dobro do tamanho”. Uma solução discreta para o retro-ajuste urbano. É fácil ver um papel proeminente para a madeira na revitalização das comunidades urbanas de toda a Europa nas próximas décadas.

Imagens: divulgação 

 

Por Guilherme Corrêa Stamato para Portal Madeira e Construção
Para entrar em contato com o colunista: stamade@terra.com.br

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