As construções leves em madeira no Brasil como o sistema wood frame tem ganhado espaço na indústria da construção e o emprego de madeiras de florestas plantadas mostra-se como alternativa viável para esse tipo de construção que tem caráter mais racionalizado e pode ser industrial.
A demanda crescente por construções leves no país reforça o estudo das potencialidades do Pinus e do Eucalyptus. Em especial o Eucalipto que apresenta ótimas características mecânicas para a construção, tendo ainda alguns desafios a serem superados pela questão da trabalhabilidade e durabilidade. Por outro lado, o aumento da produção de eucalipto em detrimento à de pinus, nos últimos anos, lança a pergunta: por que não empregar o eucalipto no sistema wood frame como se vem tradicionalmente fazendo com o pinus? Esta foi a questão norteadora desse artigo para o qual foram consultados trabalhos relevantes sobre o tema.
O Pinus e o Eucalipto são gêneros de árvores não originárias do Brasil. O primeiro é uma conífera adaptada a baixas temperaturas, podendo ser plantado em solos rasos e poucos produtivos para lavoura. O pinus é plantado e colhido em rotações entre 13 e 20 anos para a indústria. Já o Eucalyptus é um gênero nativo da Austrália, que produz árvores folhosas adaptáveis a diferentes condições climáticas, com rápido crescimento e, conforme a mesma referência, sua colheita pode ser feita a partir de 5 anos, dependendo de sua destinação.
O Pinus e o Eucalipto são promissores para substituir a aplicação de madeira nativa na construção civil, seja pelo aspecto ambiental, por serem provenientes de reflorestamento, diminuindo a pressão sobre as espécies nativas; pelo aspecto econômico, devido às espécies tradicionais sofrerem com a crescente escassez de oferta e terem seus preços elevados; ou então pela alta rotação e produtividade dos plantios que geram cada vez mais rendimentos a prazos menores. Com muitos modos de utilização, ambos os gêneros podem ser explorados na construção civil tanto em estruturas como em componentes construtivos.
Usos das madeiras na construção civil
Para a construção civil, as madeiras de Pinus e de Eucaliptos são utilizadas para a produção de carvão, lâminas, madeira serrada, madeira roliça e cavaco. O carvão é utilizado na produção do ferro-gusa, as lâminas na produção de compensado e com o cavaco se produz painéis de madeira (MDP/HDP, MDF/HDF, Piso laminado, Chapa fibra dura e OSB). Além disso, a celulose também é usada na construção civil como a nanocelulose e nanocristais para espumas de celulose, e a lignina para produção de adesivos e, no caso específico do Pinus, o TallOil (para adesivos e manta asfáltica). Ainda se cita o uso dessas madeiras tratadas com preservadores em decorrência da diminuição da oferta ou encarecimento de espécies nativas com alta durabilidade natural.
A madeira de Pinus no Brasil foi utilizada inicialmente para a produção de celulose de fibra longa, papel e na indústria de resina, depois se voltou para fabricação de móveis, produção de chapas de madeira aglomerada, compensada e outras, e atualmente é utilizada também na fabricação de madeira serrada para a construção civil, visto que seu cerne é permeável aos tratamentos preservativos existentes.
As espécies de eucalipto encontraram no Brasil boas condições edafoclimáticas, tendo desenvolvimento e crescimento rápido e a mais alta produtividade no mundo, sendo consideradas de usos múltiplos, fazendo parte de diversos segmentos industriais, além de serem fontes de energia. Os mesmos autores salientam o emprego do eucalipto de forma provisória em escoramentos de lajes e de andaimes e de forma definitiva como postes de distribuição de energia, dormentes tratados, moirões, bem como em estruturas como vigas, colunas e treliças. Na construção civil, o eucalipto é muito usado como madeira roliça, em estruturas “heavy timber” do tipo pilar-viga e “log house”, pelo menor grau de processamento das toras em comparação com a madeira serrada, pela possibilidade de tratar o alburno com preservativos e pela maior dimensão das peças.
Comparando-se a madeira de pinus com a de eucalipto, a primeira é mais demandada para a indústria da madeira serrada, seguida da de celulose de fibra longa e de painéis reconstituídos (compensados). Este ainda mostra que a maior demanda industrial para o eucalipto é para celulose e papel, seguida de lenha e carvão.
Comparação do consumo das madeiras de Eucalipto e Pinus para uso industrial
Para analisar o uso desses gêneros na construção e em particular no sistema wood frame (observando que o emprego desse sistema vem crescendo nos últimos anos), é necessário analisar o panorama da produção do pinus e eucalipto no Brasil nas últimas décadas.
Produção no Brasil
A produção de floresta plantada no Brasil, segundo a IBÁ (2017), vem crescendo nas últimas décadas e, em 2016, o país atingiu cerca de 7,84 milhões de hectares em área de florestas plantadas, sendo 72,3% de Eucalipto (cerca de 5,67 milhões de hectares), 20,2% de Pinus (1,58 milhões de hectares) e 7,5% de culturas de outras espécies (0,59 milhões de hectares). O crescimento total, no entanto, deve-se mais ao aumento da área da cultura de Eucalipto, desde 2010, uma vez que a plantação de Pinus vem tendo um decréscimo, proveniente da conversão de algumas áreas de plantio de pinus em plantios de eucalipto, principalmente no estado do Paraná.
Área de floresta plantada por cultura e ano.
Já com relação à produtividade florestal que se refere ao volume de área de madeira que é produzida por unidade de área ao ano, os três últimos anuários da IBÁ revelam uma queda de produtividade tanto para o eucalipto como para o pinus: em 2016, comparado à produtividade em 2014, houve um decréscimo de 3,3 m³/ha.ano para o eucalipto e de 0,5 m³/ha.ano para o pinus. Apesar da queda, o setor brasileiro de floresta plantada, em 2016, apresentou a maior produtividade florestal do mundo, sendo as médias de 35,7 m³/ha ao ano para as plantações de eucalipto e de 30,5 m³/ha ao ano para as de pinus.
Outro aspecto relevante da produção desses gêneros é a rotação que é equivalente ao tempo transcorrido entre plantio e colheita das árvores. Segundo a mesma referência, o setor de floresta plantada também apresentou a menor rotação, em 2016, estando abaixo dos 5 anos para o eucalipto e 10 anos para o pinus.
Produção de madeira
Em relação à produção nacional de madeira em toras, percebe-se uma diminuição da produção de madeira em toras de florestas naturais, passando de 23% da produção, em 2000, para 9%, em 2015, devido a substituição da madeira nativa pela madeira de florestas plantadas. Isso mostra que a silvicultura influencia na diminuição da pressão exploratória sobre as espécies nativas.
Também é observado pela IBÁ (2017) a influência da desaceleração da construção civil no consumo de madeira serrada no mercado nacional, que, em 2015, era 7,2 milhões de m³ e, em 2016, foi de 6,4 milhões de m³. Devido a isso, a produção de serrados no Brasil oriundos de árvores plantadas foi de 8,8 para 8,6 milhões de m³ de 2015 para 2016. O ano de 2016 apresentou o menor valor para consumo e produção, desde 2010.
Produção nacional de madeira em toras no período de 2000 a 2015
Histórico da produção e consumo nacional de madeira serrada (2010-2016)
Uma alternativa para incrementar a produção da indústria de serrados e chapas pode ser o desenvolvimento das construções leves de madeira no Brasil como o sistema wood frame. Isso também será influenciado pela busca de melhorias no manejo, melhoramento genético e técnicas produtivas na indústria da madeira.
Construções leves em wood frame
O wood frame é um sistema construtivo que usa montantes leves em madeira para construção de quadros estruturais que atuam em conjunto como elemento estruturante de uma edificação. Pode ser montado no sistema balão ou plataforma, sendo o último o mais difundido e também permite tanto a autoconstrução quanto a pré-fabricação.
Na América do Sul esse sistema está aos poucos começando a ser mais conhecido e utilizado por causa de suas inúmeras vantagens e como alternativa a sistemas tradicionais de construção mais demorados e que geram mais resíduos. O grupo de pesquisa argentino do Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) levou pesquisadores para o Canadá para aprenderem o modo de produção do wood frame canadense e aplica-lo na Argentina.
Na experiência argentina de wood frame se utiliza o Eucalyptus grandis ou E. saligna na estrutura. Admitem-se defeitos, porém sempre levando em consideração a classificação das madeiras de acordo com os defeitos apresentados e os usos a que são destinadas. Algumas casas construídas nesse sistema podem ser vistas na Figura 5. O sistema do INTA não se restringiu à Argentina, sendo disseminado também no Uruguai.
Figura 5 – Casas construídas em wood frame pelo INTA
No Chile, outro país sul-americano onde se desenvolveu o sistema wood frame, este se assemelha ao sistema alemão, tendo o máximo possível da montagem industrializada e depois transportada para a obra. O projeto em wood frame mais conhecido do Chile é o conjunto Villa Verde da Elemental, que se trata de habitações evolutivas, compostas de uma unidade embrião que prevê um crescimento progressivo feito pelos moradores. No Chile a espécie de reflorestamento mais comum é o Pinus radiata e depois o Eucalyptus globulus, mas para o Villa Verde, segundo os mesmos autores, a madeira utilizada foi a de Pinus. .
Já no Brasil, a trajetória do sistema wood frame se deu paulatinamente, desde a década de 70 do século XX, usando prioritariamente o Pinus como montantes estruturais, sendo que, na última década, deu-se uma arrancada no crescimento desse tipo de construção com o estabelecimento de empresas especializadas no setor. .
Construções no Brasil.
Embora ainda pouco difundido, em comparação a outros sistemas construtivos utilizando materiais tradicionais como alvenaria, concreto e aço, o sistema wood frame já havia sendo utilizado com outros nomes no Brasil, desde a década de 70. No Quadro 1 observam-se alguns dos sistemas baseados no wood frame vistos no Brasil, até a última década. .
Quadro 1 – Sistemas wood frame produzidos no Brasil .
| Empresa |
Localidade |
Ano de avaliação ou produção |
Denominação do Sistema |
Madeira empregada |
| EPOTEC Paraná Indústria e Comércio de Casas Pré-Fabricadas Ltda |
Piraquara, PR. |
1972 - 1994 |
Epotec-Fertighaus |
Não especificada, mas preservada |
| Battistella Indústria e Comércio Ltda. |
Curitiba, PR |
1988 - 1994 |
Stella |
Madeira de floresta plantada e tratada em autoclave |
| Madezatti |
Caxias do Sul, RS |
1970/80 - 1996 |
Painéis portantes e ossatura de madeira |
Não especificada |
| Malacon |
Curitiba, PR |
Meados de 2000 |
US Home |
Madeira de araucária tratada em autoclave |
| Battistella e C. Palermo UFSC |
Santa Catarina |
2002/3 |
Stella-UFSC |
Madeira de Pinus preservada |
| Tecverde |
Curitiba, PR |
2010/3 |
Tecverde |
Madeira de pinus e tratada em autoclave |
Fonte: adaptado de Espindola (2017)
O sistema wood frame não tem norma técnica no Brasil e uma das contribuições, partindo desta comissão foi a publicação da Diretriz SINAT nº 005 / 2011 com referências e diretrizes técnicas para o wood frame aqui produzido. A partir de então várias empresas construtoras no sistema wood frame foram consolidadas, entre elas, a Tecverde, a primeira empresa brasileira criada para produção do wood frame através da aplicação de métodos industrializados, usando em seu sistema o Pinus elliottii tratado com CCA. Muitas construtoras que trabalham com o sistema wood frame se estabeleceram no sul e sudeste do Brasil, a exemplo da Tecverde, Shintec e Bolsoni Construtora. Em relação a divisão por estado das principais empresas produtoras do sistema wood frame no Brasil, observa-se que a grande maioria se localiza principalmente nas regiões sul e sudeste, com 44% em São Paulo, 26% no Paraná e 11% em Santa Catarina.
No Brasil o sistema wood frame atualmente é produzido tanto para habitações de alto padrão, quanto para habitações de interesse social através de diversas empresas e construtoras.
A madeira de Pinus é a mais utilizada para os sistemas wood frame no Brasil, mas o eucalipto também já foi empregado a exemplo do protótipo do Instituto de Pesquisas Tecnológicas IPT, em São Paulo, construído no final dos anos 1990, e o do “Morar melhor” construído pela construtora Roberto Ferreira, em Pelotas, mostrados na Figura 9.
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De alguma forma o eucalipto foi empregado em algumas das experiências com wood frame no Brasil, mas nenhuma referência apontou vantagens ou desvantagens em empregar essa madeira nos entramados estruturais das construções citadas.
Comparativos entre o Pinus e o Eucalipto
Faz-se aqui uma comparação do emprego do Pinus e do Eucalipto em wood frame sob os aspectos da preservação e das características mecânicas e ambientais e da produção local dos dois gêneros, buscando observar as vantagens de empregá-los na indústria da construção leve em madeira.
Um conceito importante é a tratabilidade da madeira, que varia entre as espécies, com a maior ou menor penetração do preservativo principalmente no cerne. O pinus apresenta alta permeabilidade ao tratamento preservativo em relação à madeira de eucalipto. A madeira de Pinus tem o cerne tratável e o Eucalipto por ser uma madeira com maior densidade só é penetrável no alburno. No sistema Wood Frame utilizado no Brasil é recomendado o uso de madeira preservada em toda a construção (SINAT 005/17). Sob este aspecto e segundo esta instrução da SINAT, o eucalipto está em desvantagem em relação ao pinus.
Mesmo tendo o pinus mais vantagem em relação à penetração do produto preservador em relação ao eucalipto, este enfrenta a tendência mundial em restringir o CCA (Arseniato de cobre Cromatado) atual e mais tradicional composto preservador utilizado no Brasil para tratamento de madeiras.
Outro aspecto relevante quanto a comparação dos dois gêneros, visando o emprego em wood frame, refere-se às propriedades físicas e mecânicas da madeira. As espécies de Eucalipto têm maiores massas aparentes em relação ao Pinus. Considerando as espécies apresentadas na NBR 7190, das 17 espécies de Eucalipto e das 6 espécies de Pinus os valores de massas específicas aparentes a 12% de umidade varia, de 640 a 1087kg/m³ para o eucalipto e de 535 a 645kg/m³ para o pinus. Em relação à resistência mecânica dos dois gêneros, as espécies cultivadas de eucalipto tendem a ter resistências maiores com relação às espécies cultivadas no Brasil para o gênero Pinus. Superando o Pinus em relação às mais altas resistências, o Eucalipto demonstra sua viabilidade em atender aos esforços estruturais na construção em wood frame com as mesmas aplicações que o Pinus.
Quanto ao aspecto ambiental da madeira um dos critérios fundamentais na análise do benefício eco ambiental de uma espécie é o potencial de sequestro de CO² e que as árvores que mais consomem CO² são aquelas em fase de crescimento. Também os autores dizem que, quanto maior é a rotatividade, mais efetivo é esse processo. Considerando a alta rotatividade do gênero Eucalyptus, em torno de metade da rotatividade do pinus, é possível inferir que o primeiro é protagonista entre as espécies de reflorestamento no sequestro de CO² no Brasil.
Com relação à produção local, já foi evidenciada a tendência em se produzir mais eucalipto do que pinus no território brasileiro. O pinus se desenvolveu melhor no sul e sudeste do Brasil, concentrando-se as plantações de florestas nestas regiões. Por outro lado, também nestas regiões atualmente se concentram as indústrias e empresas especializadas em construções no sistema wood frame, persistindo a utilização do pinus para esta finalidade construtiva. Nesse quesito, o pinus é vantajoso pela sua produção estar situada próxima às unidades consumidoras (empresas de wood frame).
Os desafios para inserção do eucalipto no sistema wood frame são vários, incluindo a sua durabilidade e usinagem, uma vez que o eucalipto em geral apresenta características de retratibilidade que influenciam na sua secagem e nos processos de desdobro e serragem. Há algumas décadas, a não uniformidade da produção de eucalipto para a indústria da madeira e da construção trazia desvantagens em relação à produção do pinus. Nos anos 1990, grande parte dos plantios de eucalipto objetivava a produção para indústria de celulose de fibra curta e carvão vegetal, tornando difícil o aproveitamento dessa madeira para a indústria moveleira e serrarias, gerando uma oferta de matéria prima inconstante quanto a suas características e consequentemente preconceitos relacionados à madeira serrada de eucalipto.
A maior preocupação com o manejo do Pinus do que com o do eucalipto, favorecia a produção do Pinus, pois as técnicas para seu processamento mecânico já eram concebidas visando a qualidade final do produto. Na tentativa de superar isso, buscou-se a manipulação genética e criação de clones de Eucalipto, que juntamente com o desenvolvimento de práticas de manejo adequadas para a serraria geram produtos com melhor qualidade, uniformes e apropriados para a produção de madeira serrada. A adoção do melhoramento genético foi um avanço significativo que garantiu o aumento da produtividade e competitividade da indústria, tendo como objetivo a seleção de árvores com as melhores características, tanto no aspecto florestal quanto industrial, como vigor, forma, resistência a doenças e pragas, qualidade e rendimento da madeira.
Ainda com relação ao sistema wood frame, no Brasil não existe uma norma técnica específica para a regulamentação do mesmo, existindo a diretriz SINAT 005, responsável por definir diretrizes para a produção do sistema. Esta diretriz, que anteriormente aceitava as folhosas para montantes de madeira serrada, em sua revisão, em 2017, deixa de considerar as folhosas para esse uso e com isso as espécies de Eucalipto. Torna-se então necessária a elaboração de pesquisas e trabalhos que comprovem as possibilidades dessa madeira e endossem a utilização da mesma.
As madeiras de pinus e eucalipto representam a alternativa para construções leves em madeira no Brasil, apresentando ambos os gêneros características adequadas a esse tipo de sistema nos aspectos ambientais e de características mecânicas. Ocorre, no entanto, uma predileção pelo emprego do pinus tanto pela concentração de florestas como de empresas especializadas no Sul e Sudeste do Brasil, mesmo com o incremento de florestas de eucalipto e diminuição de áreas plantadas de pinus no país. Se existe uma tendência no aumento de áreas plantadas de eucalipto, este deve ser avaliado também como alternativa para construção civil e para construções em wood frame. Em regiões onde seu desenvolvimento é mais propício por aspectos climáticos e de solo, a exemplo do Nordeste, são necessários estudos de viabilidade técnica voltados para o wood frame em substituição à madeira de pinus.
O eucalipto tem um potencial mecânico superior ao do pinus e pode ser pensado para compor montantes estruturais com dimensões específicas e diferenciadas das utilizadas com pinus, para compensar a questão da tratabilidade que é mais difícil para este gênero em relação ao pinus.
Precisa-se produzir normas de construções leves para pinus e eucalipto e não só considerar as coníferas como espécies adequadas ao sistema wood frame como o faz a SINAT em sua mais recente versão. Sublinha-se que a formulação de um sistema wood frame adaptado para as características do Eucalipto constituem um trabalho mais longo e especifico. Tal elaboração fica como sugestão para estudos mais profundos para subsidiar a viabilização para a adoção formal desse gênero nas construções leves em madeira.
Autores: Mirna Mota Martins, UFBA,
Júlia Cruz da Silva, UFBA,
Matheus Fernandes Lima, UFBA,
Rita Dione Araújo Cunha, UFBA,
Sandro Fábio César, UFBA,
