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Construção em madeira maciça: pesquisa da Usach estuda sua resistência ao fogo

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Em 2017, ocorreu uma das maiores tragédias da história recente do Reino Unido, quando um incêndio na Torre Grenfell, um edifício residencial de 24 andares em Londres, deixou 72 mortos e gerou uma grave crise em torno da segurança na construção civil.

O fogo, que começou devido a uma falha elétrica em uma geladeira, espalhou-se rapidamente pelo material que revestia a parte externa do edifício, um tipo de painel plástico altamente inflamável instalado recentemente, fazendo com que as chamas subissem por toda a torre em poucos minutos. Em poucas horas, o edifício inteiro estava em chamas.

O impacto foi tão grande que o governo britânico proibiu o uso de materiais combustíveis em construções com mais de 18 metros de altura, marcando um antes e depois na forma de construir edifícios, tanto no país quanto no mundo.

Desde então, novas alternativas para a construção de edifícios têm sido buscadas, priorizando materiais mais seguros e sustentáveis. Nesse contexto, o uso de madeira maciça ganhou força, não apenas por suas propriedades estruturais, mas também por seus benefícios ambientais, já que possui baixa pegada de carbono e oferece bom desempenho térmico. Países como Canadá, Estados Unidos e vários na Europa já desenvolveram edifícios de média altura construídos quase inteiramente em madeira, demonstrando que é possível avançar para uma construção mais limpa sem abrir mão da segurança.

No Chile, no entanto, sua incorporação tem sido mais lenta, pois o alto risco sísmico do país fez com que o setor da construção civil fosse especialmente conservador, somado à falta de estudos locais sobre o comportamento dessas estruturas em caso de incêndio. Além disso, a maioria das pesquisas internacionais é baseada em outras espécies de madeira e em condições ambientais diferentes das nossas, o que nem sempre permite aplicar seus resultados diretamente ao contexto nacional.

Comportamento da madeira em caso de incêndio

Na Usach, o Dr. Juan Carlos Pina, acadêmico do Departamento de Engenharia Civil, lidera um projeto Fondecyt Regular que busca entender como se comportam as estruturas de madeira laminada cruzada (CLT) expostas ao fogo. A pesquisa, apoiada pela Direção de Investigação Científica e Tecnológica (Dicyt-Usach), visa fornecer evidências técnicas que permitam projetar edifícios de média altura em madeira, considerando tanto a segurança estrutural quanto a proteção contra incêndios.

“Quando construímos com concreto armado, que é o que usamos hoje, o risco de incêndio está associado principalmente aos elementos dentro do espaço, como móveis, tapetes e aparelhos elétricos. Uma vez que esses se consomem, o fogo tende a se extinguir sem afetar gravemente a estrutura. Mas quando todo o edifício é feito de madeira maciça, o combustível não se esgota. As paredes, lajes e muros continuam alimentando o fogo, o que muda completamente o cenário”, alerta o pesquisador.

Embora a madeira seja um material combustível, especificamente a madeira maciça, tem um comportamento estrutural diante do fogo diferente de elementos de madeira mais leves ou finos, pois sua grande espessura permite que, ao queimar, forme uma camada carbonizada na superfície que atua como uma barreira térmica. Essa camada reduz a entrada de calor para o interior do elemento e retarda sua deterioração, o que pode manter a integridade estrutural do edifício por mais tempo.

“Sabemos que a madeira maciça apresenta maior resistência ao fogo do que elementos de madeira mais leves, graças à camada carbonizada que se forma em sua superfície. Mas o que ainda não está claro é quanto tempo dura essa proteção, como varia com diferentes condições de incêndio ou projetos de edifício, e o quanto afeta a resistência estrutural. Por isso, buscamos estudar esses fatores em profundidade e fornecer evidências técnicas que permitam projetar com segurança usando madeira”, explica o Dr. Pina.

Para isso, a equipe combina ensaios experimentais e simulações computacionais que permitem modelar com precisão o comportamento das estruturas em caso de incêndio. Por um lado, realizam testes em laboratório com painéis de madeira laminada cruzada expostos a altas temperaturas e, por outro, desenvolvem modelos numéricos capazes de simular a interação entre o fogo e a estrutura ao longo do tempo. Isso permite estudar variáveis como a perda de resistência, a velocidade de carbonização ou a estabilidade dos elementos estruturais, mesmo em cenários difíceis de reproduzir experimentalmente.

“Estamos realizando testes de incêndio com painéis de madeira laminada cruzada para observar como se comportam sob diferentes condições de exposição ao fogo e, a partir disso, desenvolvemos modelos numéricos que simulam esse comportamento. Isso nos permite estudar, por exemplo, quantas camadas de madeira são necessárias para que a estrutura mantenha sua resistência por mais tempo ou como variam as temperaturas dentro do painel. A ideia é obter informações concretas que possam ser usadas no projeto seguro de edifícios”, comenta o acadêmico.

Rumo a uma construção mais sustentável

A pesquisa também enfatiza o impacto ambiental dos materiais utilizados, pois, ao contrário do concreto e do aço, cuja produção emite grandes quantidades de dióxido de carbono, a madeira é um recurso renovável que, enquanto cresce, captura e armazena carbono da atmosfera. No Chile, há ampla disponibilidade de pinho radiata, uma espécie cultivada em larga escala que poderia ser chave para avançar rumo a uma construção mais sustentável.

“Usar esse tipo de madeira em edificações permitiria reduzir a pegada de carbono do setor e aproveitar um recurso local com alto potencial estrutural. Se validarmos seu desempenho em caso de incêndio, poderíamos abrir novas oportunidades para a indústria nacional, desde o projeto arquitetônico até a fabricação de componentes estruturais, impulsionando uma construção mais sustentável feita no Chile”, afirma o Dr. Pina.

O projeto, com duração de quatro anos, inclui colaboração com a FPInnovations, uma agência canadense líder no desenvolvimento de tecnologias para a indústria florestal, pioneira na elaboração de manuais de projeto estrutural para madeira laminada cruzada. Essa parceria permite incorporar conhecimento técnico avançado e experiências internacionais ao contexto chileno. O objetivo é gerar diretrizes concretas que permitam projetar edificações seguras em caso de incêndio e avançar rumo a uma normativa nacional que facilite o uso do CLT no país.

“Gostaria que, daqui a alguns anos, quando alguém pensar em construir um edifício em madeira no Chile, tenha em mãos informações claras e validadas que indiquem quantas camadas usar, quais dimensões considerar e como projetar com segurança em caso de incêndios. Que isso não seja apenas pesquisa, mas uma ferramenta útil para o país”, conclui o Dr. Juan Carlos Pina.

Fonte:Usach