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Pesquisa avaliará resistência da madeira de pinheiro chileno em condições sísmicas

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Nos últimos anos, países como Estados Unidos, Canadá e várias nações europeias têm impulsionado uma nova tendência no mundo da construção: erguer edificações de grande altura utilizando madeira maciça, em particular, um material conhecido como madeira laminada cruzada, ou CLT, pela sigla em inglês. Este sistema, considerado uma espécie de "supermadeira", é fabricado unindo camadas de madeira em ângulos cruzados, o que lhe confere resistência e estabilidade excepcionais.

O CLT faz parte do que se conhece como mass timber, uma categoria de produtos de madeira maciça projetados para funcionar como alternativa estrutural ao concreto e ao aço, pois, graças às suas propriedades mecânicas, aparência e versatilidade, esse tipo de madeira permite construir pisos, tetos e paredes de grande formato. Além disso, trata-se de um material renovável e com uma pegada de carbono significativamente menor do que a dos materiais tradicionais, por isso seu uso contribui para uma abordagem mais sustentável na construção urbana.

Novos sistemas

No Chile, historicamente a construção tem sido dominada pelo uso do concreto armado, material composto que combina concreto com barras de aço de reforço para aumentar sua resistência e capacidade de suportar cargas. No entanto, a incorporação de novos sistemas construtivos, como os baseados em madeira, requer estudos científicos rigorosos que permitam validar seu comportamento e estabelecer uma base técnica sólida para sua implementação em nível nacional, especialmente em um país tão sísmico como o nosso.

Diante dessa tendência global, o acadêmico Dr. Erick Saavedra lidera um projeto Fondecyt Regular que propõe desenvolver modelos computacionais multiescala de alta fidelidade, o que permitirá antecipar o desempenho dessas edificações diante de terremotos extremos, otimizar o projeto estrutural e gerar novas estratégias para melhorar a estabilidade lateral e reduzir deslocamentos após os eventos sísmicos. A pesquisa se concentrará no uso do pinheiro radiata chileno, espécie amplamente utilizada na indústria florestal nacional.

“A madeira que estamos empregando neste estudo é o pinheiro radiata chileno, que possui uma microestrutura complexa que incorpora porosidade, umidade e outras características próprias do material. Isso representa um grande desafio do ponto de vista da modelagem computacional, porque precisamos capturar toda essa riqueza microestrutural para poder prever com precisão seu comportamento sísmico”, explica o Dr. Erick Saavedra.

O pinheiro radiata é a espécie florestal mais presente no país e se destaca por seu baixo peso, boa rigidez e disponibilidade, o que o torna um candidato ideal para soluções estruturais sustentáveis, já que, se viável sua aplicação em edificações de grande altura, poderia ter um impacto positivo tanto para a indústria da construção quanto para a sociedade em geral, promovendo sistemas construtivos mais eficientes, ecológicos e adaptados à realidade chilena.

Material sustentável

“Ao contrário de materiais tradicionais como o concreto ou o aço, cujos processos de fabricação geram altas emissões de dióxido de carbono, a madeira se apresenta como um material mais sustentável e respeitoso com o meio ambiente. É renovável, armazena carbono e requer menos energia para sua transformação. Além disso, quando adequadamente projetada, tem a capacidade de resistir a incêndios, pois a carbonização ocorre superficialmente, preservando suas propriedades mecânicas internas”, explica o Dr. Erick Saavedra.

O projeto, apoiado pela Direção de Investigação Científica e Tecnológica da Vriic, propõe, por um lado, o desenvolvimento de modelos computacionais multiescala de alta fidelidade, capazes de simular com precisão o comportamento dinâmico de estruturas híbridas de madeira e concreto; e por outro, a realização de ensaios experimentais em mesa vibratória, ou seja, simular condições sísmicas extremas sobre estruturas de um ou vários andares, construídas com madeira laminada cruzada e concreto armado.

“Esses ensaios serão únicos em nível nacional e nos permitirão construir e testar estruturas de grande porte, com vários andares, o que nos permitirá reproduzir os efeitos de terremotos nessas edificações, o que seria um grande avanço para a engenharia estrutural do país”, destaca o acadêmico.

Durante a primeira etapa do projeto, os estudos experimentais se concentrarão na análise de conectores estruturais, tanto em uniões madeira-madeira quanto madeira-concreto, componentes críticos para o desempenho global das edificações híbridas. Paralelamente, começará o desenvolvimento do modelo computacional multiescala, focado inicialmente em representar o comportamento da madeira em pequena escala, considerando sua estrutura interna, porosidade e teor de umidade.

À medida que o projeto avançar, espera-se que a modelagem numérica abranja escalas estruturais maiores, incluindo elementos como vigas, colunas, paredes e lajes de CLT. Esses avanços serão acompanhados de novos ensaios experimentais, permitindo contrastar os resultados das simulações com o comportamento real dos sistemas construtivos, para então realizar os testes de vibração.

“Acredito que o desafio está em gerar resultados que tenham valor em termos práticos e que possam se traduzir em recomendações tanto para o projeto estrutural quanto para os aspectos construtivos. Essa é a grande contribuição que esperamos alcançar com este projeto”, conclui o Dr. Erick Saavedra.