A presença de defeitos naturais como nós e medulas, os quais são resultantes do processo de crescimento da árvore e levam ao enfraquecimento das seções de madeira maciça, levou à busca por alternativas baseadas na utilização de peças menores, denominadas lamelas, possibilitando a industrialização, otimização e melhoramento dos produtos de madeira, surgindo assim a tecnologia denominada Madeira Laminada Colada (MLC).
Esse método consiste na utilização racional da madeira, dispondo as lamelas com qualidade superior nas regiões de maior solicitação e as lamelas com qualidade inferior nas regiões de menor solicitação.
Este produto engenheirado possibilita a fabricação de elementos estruturais que possuem qualidade e confiabilidade superiores à da madeira sã, à medida que as peças de menores dimensões são mais facilmente caracterizadas e classificadas do que peças maiores, possibilitando assim, o descarte de peças com qualidade inadequada.
O uso de peças de seção transversal reduzida também é visto de forma positiva por apresentarem menos defeitos relacionados à secagem do que peças de maiores dimensões.
A MLC requer um controle de qualidade e precisão em todos os seus estágios de produção para que se garanta que as propriedades do produto final estejam de acordo com as normas vigentes (CAN/CSA 0177 – 2006).
Os requisitos necessários para o controle de qualidade, que consiste nas ações realizadas por um fabricante em relação aos materiais, métodos, mão-de-obra e produto final, são definidos pela norma AITC 115,2005.
A desvantagem do uso da MLC no Brasil frente a outros materiais diz respeito tanto a questões culturais, como o preconceito no uso da madeira em elementos estruturais, quanto a questões técnicas, referentes ao processo de produção que ainda é predominantemente manual, lento e exige uma mão-de-obra especializada, ainda escassa no país. Estes fatores tornam o custo da MLC elevado e menos competitivo que os outros materiais já culturalmente enraizados no mercado.
Normalmente, as espécies mais aconselhadas para o emprego em MLC são as das coníferas e algumas dicotiledôneas. Em todo caso, como o processo da MLC está em expansão no Brasil, é evidente que estudos devem ser realizados no sentido de se proceder, em cada região ou estado, uma investigação da combinação Espécie – Adesivo – Tratamento para uma caracterização das madeiras que melhor possam se adaptar a essa técnica.
Devem ter destaque nessa investigação, principalmente as madeiras provenientes de florestas plantadas. Na maioria dos casos a escolha da cola entre caseína, resorcina ou uréia-formol, e mais recentemente a melamina, depende mais das condições de uso da estrutura do que do tipo da madeira. Logo, é preciso levar em consideração principalmente o meio a que a estrutura vai estar submetida, ou seja, temperatura e teor de umidade.
Através de um estudo foram realizados ensaios de cisalhamento na linha de cola e de flexão, segundo a Norma Brasileira NBR 7190. Foram realizados também ensaios de cisalhamento na linha de cola após 48 horas de imersão em água e o teste de delaminação segundo a norma americana AITC A190.1-2007.
O teste de delaminação permite prever o comportamento da combinação Espécie – Adesivo – Tratamento exposta ao exterior. Consiste em colocar os corpos de prova dentro da autoclave com água em uma quantidade suficiente para submergir completamente as amostras. Vácuo de 75 ± 10 kPa deve ser aplicado e mantido por 2 h, após o qual deve ser liberado e uma pressão de 540 ± 20 kPa mantida por 2 h.
A pressão é então liberada e um vácuo de 75 ± 10 kPa deve voltar a ser aplicado e mantido por 2 h, enquanto os conjuntos permanecem submersos. Este vácuo é então liberado e uma pressão de 540 ± 20 kPa deve ser aplicada novamente por 2 h. Após este período de imersão, as amostras devem ser secas durante 88 h a 28 ± 2°C, com circulação de ar suficiente para reduzir o seu peso dentre 5 a 6% em relação ao da amostra original.
Este ciclo de 4 dias, ou 96h (ciclo de vácuo, pressão, imersão e secagem), deve ser repetido duas vezes, ou seja, este teste requer 12 dias para ser completado. A delaminação total dentro de qualquer linha de cola de cada corpo de prova não deve exceder 1% do comprimento total de linhas de cola no topo de todos os espécimes.
As colagens foram realizadas com lamelas de madeira anteriormente tratadas com CCB-óxido, utilizando-se o adesivo bi-componente à base de Resorsinol-Formol com catalisador Endurecedor FM-60-M na proporção de 100 partes / peso do adesivo e 20 partes / peso do endurecedor. Foram realizados os ensaios de resistência ao cisalhamento na linha de cola e na madeira sólida nas condições seca (12%) e saturada.
Analisando-se os testes de cisalhamento na madeira seca e saturada, em geral o modo de ruptura dos corpos de prova ocorreu na madeira, o que evidencia que a combinação espécie – adesivo – tratamento do estudo em questão apresentou uma resistência apropriada e também superior à da madeira sã. Sendo o desvio padrão obtido para os testes realizados nas madeiras seca e saturada, respectivamente 0,33 e 0,23, valores que estão abaixo de 0,4, fica evidenciada uma baixa heterogeneidade nos resultados e um comportamento uniforme de Pinus oocarpa frente ao teste de cisalhamento na linha de cola.
O teste de delaminação não apresentou abertura na linha de cola, estando dentro do valor estabelecido pela norma, a qual estipula que a delaminação total dentro de qualquer linha de cola de cada corpo de prova não deve exceder 1% do comprimento total de linhas de cola no topo de todos os corpos de prova, quando testado em conformidade.
O teste flexão apresentou uma ruptura por tração na madeira e não por cisalhamento na linha de cola, o que novamente evidencia que a combinação espécie – adesivo – tratamento em questão apresenta os requisitos necessários para o uso do Pinus oocarpa como elemento estrutural.
Com base nos resultados dos testes de resistência ao cisalhamento na linha de cola, de delaminação e de flexão, da combinação espécie – adesivo – tratamento, é possível concluir que o adesivo bi-componente à base de Resorcinol-Formol com catalisador Preparado Endurecedor FM-60-M, obteve resultados satisfatórios comparados aos valores da norma AITC 190.1-2007 para o uso estrutural interno e externo quando utilizados com Pinus oocarpa.
Essa conclusão foi possível pelo fato de no teste de delaminação não ter ocorrido nenhum tipo de descolamento entre o adesivo e a madeira, no teste de flexão o rompimento da cruzeta ter ocorrido na madeira e não na linha de cola e nos testes de cisalhamento o rompimento, em geral, ter ocorrido na madeira, seja ela seca ou saturada, e com valores próximos ao das madeiras maciças, dessa forma, confirmando que a MLC é um produto engenheirado que visa o melhoramento do produto.
Portanto, a madeira de Pinus foi considerada apropriada para a utilização de estruturas de madeira com exposição externa devido a um bom desempenho mecânico.
Autores
Carlito Calil Neto, Doutorando da Universidade de São Paulo;Rogerio Adalberto Soliani Amstalden, Graduando da Universidade de São Paulo; Luiz Eduardo Nonato Toniolo, Graduando da Universidade de São Paulo ; Francisco A. R. Lahr, Professor Titular da Universidade de São Paulo, Carlito Calil Junior, Professor Titular da Universidade de São Paulo |
