3.2 A pré-fabricação no Uruguai
3.2.3 Sistema Construtivo Wood Framing
Este sistema construtivo fundamenta-se no mesmo critério que o Steel
Framing, mas, neste caso, os elementos estruturais são de madeiras provenientes
de florestas artificiais. São madeiras produto da florestação, basicamente Euclipus
Grandis e Pinhos Eliótis. Para entender este sistema construtivo é necessário
conhecer algumas caraterísticas do material que o constitui: a madeira.
22
Figura 42: Mostra toras de Eucaliptus grandis, uma das madeiras mais utilizadas para a construção de vivendas no Uruguai.
Fonte: Comisión Sectoriaal de la Madera-Uruguay
A madeira é um excelente material de construção. Imensas superfícies de florestas de coníferas cobrem 28% da superfície terrestre do planeta. A terceira parte destas florestas, aproximadamente 12 bilhões de Km² estão constituídos por coníferas que anualmente abastecem a população mundial com 300 bilhões de m³ de madeira para estrutura. Estas florestas crescem ano a ano graças a reflorestação. Perdem-se mais florestas artificiais de
pino por motivo de incêndio que pelo corte da espécie.23
Ao contrário do que acontece com outros materiais de construção, a madeira. Depois de cortada é um produto pronto para ser utilizado. É leve e fácil de transportar e requer ferramentas simples para trabalha-la.
A madeira:
a) Tem mínima condutividade térmica e elétrica; b) É má condutora de calor;
c) É atacada por agentes xilófagos24 quando está exposta a climas de temperatura anual moderada e determinados porcentagem de umidade.
Figuras 43 e 44: Mostram os dois principais microorganismos que atacam a madeira: insetos e fungos.
Fonte: Manual da Corporação Andina da Madeira.
23 Exposição do Arq. Carlos M Mayer no curso “Construcción en Madera”-ano 2 2008 – Universidad
de la República – Montevidéu-Uruuguai.
24
Possui ótima relação resistência - peso. Várias vezes superiores ao concreto armado e levemente superior ao aço. Possui também razoável comportamento frente ao fogo quando se tomam as providências necessárias para sua proteção. Sob a ação da chama, a madeira queima a razão de um milímetro por minuto até formar uma proteção isolante chamada carbonização, que impede a propagação do calor.
A madeira é anisotrópica25, por isso é tão importante entender seu comportamento. Os três eixos principais da madeira são: o vertical ou paralelo à fibra, o perpendicular à fibra e o radial ou tangente aos anéis de crescimento da árvore.
Figura 45: Mostra o caráter isotrópico da madeira.
Fonte: Manual da Corporação Andina da Madeira. Curso Arquitetura em Madeira. Prof. Hector Scerbo, Rosário- Argentina, 2013.
3.2.3.1 A Arquitetura em Madeira no Uruguai
O Uruguai compartilha uma área geográfica com países que possuem importantes florestas naturais e implantadas, como Brasil, Argentina e Paraguai, mas teve um desenvolvimento florestal tardio. Nos últimos quarenta anos, com a
25
Anisotropia é a propriedade que tem a madeira de comportar-se diferente se a força é aplicada em direção axial ou em sentido perpendicular a fibra.
chegada ao país da tecnologia da impregnação da madeira com CCA (Cobre, Cromo, Arsénico) viabilizou-se o emprego na construção das madeiras produzidas no Uruguai. Este fato serviu de estímulo para que se aprovasse no Parlamento26a Lei Florestal27,a qual contempla importantes benefícios impositivos e creditícios para o setor madeireiro e abriu as portas para sua expansão.
A Lei Florestal definiu zonas dentro do território que pelo tipo de solo era mais propício florestar com eucaliptos e pinos e a zona norte do Uruguai (solos de areia com baixo índice COÑEAT28) foi catalogada como “de incentivo florestal”.
O incentivo do Estado Uruguaio para o fomento da produção florestal centrou- se na promoção de créditos para a compra de terra e na exoneração de impostos a propriedade rural florestada, sempre que estas se localizaram nas zonas denominadas de incentivo florestal. O crescimento do setor madeireiro foi importante e pode apreciar-se no quadro que mostramos abaixo.
Madera en rollo industrial Trozas de aserrío y para chapas Madera para pulpa Otra madera en rollo industrial 1992 1.043 784 217 42 1994 1.043 784 217 42 1996 1.175 909 217 49 1998 1.454 1.000 380 74 2000 1.510 547 893 70 2001 1.597 547 960 90 2002 1.832 591 1.151 90 2003 2.132 485 1.637 10 2004 3.324 536 2.770 18 2005 3.729 580 3.128 21 2006 4.254 734 3.497 23
Figura 46: Evolução da produção florestal no Uruguai. Produção de milhes de toneladas ao ano.
Fonte: Curso de Arquitetura em Madeira. Eng. Agr. Carlos Mantero, UdelaR, 2008.
Inicialmente, o setor madeireiro destinava a totalidade da produção à exportação de rolos de madeira sem beneficiar, mas prontamente procurou colocar valor agregado à produção, e explorar as possibilidades que oferece a arquitetura
26
É o correspondente ao Congresso Nacional num sistema unitário de poderes.
27
Lei Florestal N.° 13.723, de 16 de dezembro de 1968. Disponível em: <http://www.parlamento.gub.uy/leyes/>. Acesso em: 28 jun. 2014.
28
Índice CONEAT: mede a capacidade do solo para produzir pastagem. Fonte: Ministério de
Agricultura do Uruguai. Disponível em: <http://www.caldeyro.com/coneat_suelos/2i.htm>. Acesso em: 28 jun. 2014.
em madeira passou a formar parte da agenda da incipiente indústria madeireira Uruguaia, constituindo até hoje um desafio para o Estado e para os empresários. O maior obstáculo é a falta de tradição do Uruguai, comparado com os países vizinhos, no uso da madeira como material integral para resolver os problemas habitacionais da população. O preconceito da população com relação ao uso da madeira, muitas vezes justificado por exemplos desenvolvidos com técnicas construtivas inadequadas às condições climáticas do Uruguai, é o principal problema constatado. O MVOTMA, a Faculdade de Arquitetura da UdelaR e as Intendências dos Departamentos onde a produção florestal tem um desenvolvimento relevante, tentam reverter esta situação.
Nessa direção:
o Plano Nacional de Vivenda (2010-2014) abre uma possibilidade concreta ao prever a inclusão de tecnologias não tradicionais para a construção de vivenda como objeto de crédito. Para que isto seja possível, o MVOTMA criou um Documento de Atitude Técnica (DAT) que gera instrumentos de avaliação técnica e administrativas para os sistemas construtivos não tradicionais. Este documento (DAT) habilita os proponentes a oferecer seu sistema construtivo à população com o fim de construir através de
programas financiados pelo MVOTMA.29
Em abril de 2014 o Sistema Construtivo Wood Framing ainda não possuia o DAT que o habilita para ser objeto de crédito por parte do MVOTMA, mas o próprio Ministério promoveu um plano piloto no norte do Uruguai para a construção de vivendas populares usando a madeira de Eucaliptos grandis como material integral no sistema construtivo Wood Framing.30
Para a construção destes protótipos participaram: MVOTMA, UdelaR, Universidad del Trabajo del Uruguay (UTU), Intendencia Departamental de Rivera, e uma equipe técnica do Canadá, que proporcionou a experiência existente nesse país no uso do sistema Wood Framing.
Tratou-se de uma experiência de laboratório realizada com o objetivo de conhecer cada etapa de um sistema construtivo, cuja matéria prima está disponível no país. O desenvolvimento destes protótipos foi amplamente satisfatório de acordo com a opinião da Intendência de Rivera e do MVOTMA como pode ser verificado na
29
Cf. Ministerio de Vivenda Ordenamiento Territorial y Médio Ambiente. Disponível em: <http://www.mvotma.gob.uy>. Acesso em: 10 jul. 2014.
30
página Web31dessas instituições. O êxito técnico da experiência e a boa aceitação social da proposta alentam a expectativa para que o Wood Framing seja homologado no próximo período.
Mostramos abaixo alguns registros fotográficos da elaboração dos protótipos desenvolvidos em Rivera, exibidas na página web do MVOTMA.
Figuras 47, 48 e 49: Mostram diferentes etapas da montagem com Wood Framing.
Fonte: Site do MVOTMA
31
Disponível em: <http://www.mvotma.gub.uy/tu-vivienda/construir/sistemas-constructivos-no-tradic ionales.html>. Acesso em: 13 abr. 2014.
Figuras 50 a 56: Mostram diferentes etapas da montagem do protótipo desenvolvido com o Sistema Wood Framing.
Figura 57: Vivenda social em madeira, fachadas – Sistema Construtivo Wood Framing.
Fonte: Site do MVOTMA
Os requisitos para o desempenho das construções (DAT) feitas com Wood
Framing têm antecedentes na regulamentação Brasileira (DAT – Ministério da
Cidade – Caixa Econômica Federal). Por tratar-se de um sistema de eminente homologação no Uruguai, transcrevemos as diretrizes que regem as construções com Wood Framing no Brasil.
“Sistemas construtivos cuja principal característica é ser estruturado por peças de madeira maciça serrada com fechamentos em chapas delgadas” (Sistemas Leves tipo Light Wood Frame). Os sistemas construtivos objetos dessa diretriz32 referem-se a estruturas, paredes (vedação vertical externa ou interna), pisos e coberturas formados pelos componentes descritos a seguir:
a) Quadros estruturais, formados por peças de madeira maciça serrada, denominadas montantes, travessas, bloqueadores, umbrais, vigas, caibros, ripas e sarrafos, com alta resistência natural ao ataque de organismos xilófagos ou tratadas quimicamente sob pressão.
b) Componente nivelador, com a função de regularizar a base para apoio da travessa inferior do quadro estrutural.
delgadas de OSB, chapas de madeira compensada (“plywood”), outras chapas de madeira ou chapas cimentícias.
d) Componentes de fechamento internos, são constituídos de chapas delgadas de OSB, chapas de madeira compensada (“plywood”), outras chapas de madeira, chapas cimentícias ou chapas de gesso acartonado para drywall.
e) Componentes de contraventamento, peças de madeira (montantes, travessas ou diagonais) ou chapas de madeira e derivados (OSB ou madeira compensada) ou outros materiais.
f) Isolantes térmicos, como placas de lã de rocha ou lã de vidro, poliestireno expandido ou outro material, com condutividade térmica menor que 0,06W/mºC (condutividade térmica máxima de um material considerado isolante) e resistência térmica ≥0,5m2
K/W.
g) Materiais absorventes acústicos, como placas de lã de rocha ou lã de vidro e fibras cerâmicas.
h) Barreiras impermeáveis, são tecidos impermeáveis à água e permeáveis ao vapor d’água;
i) Produtos para impermeabilização, mantas pré-fabricadas ou membranas moldadas no local.
j) Sistemas de fixação, constituídos de mecanismos de encaixe, cavilhas, parafusos, pregos anelados ou ardox, grampos, ganchos de ancoragem, chumbadores, conectores, pinos, chapas com dentes estampados e/ou cola. São diversos os tipos de fixação: fixação entre componentes de madeira de cada subsistema (treliças, terças, caibros, ripas, subcobertura, isolantes e forro da cobertura; barrotes, barreiras e assoalho do piso; chapas, quadros estruturais, contraventamentos, revestimentos, barreiras, isolantes e esquadrias do fechamento); fixação entre subsistemas (parede- piso, parede-cobertura, piso-fundação, parede-fundação, isolantes);
k) Junta entre as chapas de fechamento, seja do tipo visível ou dissimulado.
l) Revestimento ou acabamento, réguas de madeira, vinílicas ou metálicas
32 Ministério das Cidades – Secretaria Nacional de Habitação (SNH). Disponível em:
(siding), chapas diversas, pinturas e texturas, desde que compatíveis com os componentes de fechamento; chapas delgadas;
m) Subcoberturas, barreiras impermeáveis à água e refletivas.
Qualquer outro componente diferente dos anteriormente descritos pode ser empregado mediante identificação de suas características, segundo normas técnicas pertinentes ou critérios específicos e mediante comprovação de adequação com o desempenho exigido do sistema.
Uma avaliação técnica pode ser feita considerando os três subsistemas, objetos dessa diretriz: parede, piso ou cobertura; ou somente um ou dois deles. Segundo as mesmas diretrizes, “isso depende da tecnologia a ser avaliada por cada empresa”. As diretrizes do Ministério da Cidade e Caixa Econômica Federal habilitam a utilização do Sistema Construtivo Wood Framing em construções até duas Plantas: uma Planta baixa e uma Planta alta (Sobrado).
3.2.3.2 Principais características do Sistema Construtivo Wood Framing
Figura 58: Mostra as diferentes etapas de montagem do Sistema Wood Framing.
Fonte: Eng. Florestal Martín Sánchez Acosta. Feira da Madeira, Buenos Aires, 2013.
Tipos de fundação no Sistema Wood Framing
São três os sistemas de fundações mais utilizadas:
a) Patamar elevado apoiado em pilotis de concreto ou rolos de madeira; b) Sapata corrida em concreto armado;
c) Radier de concreto armado.
A fundação em base a patamares elevados é recomendável para terrenos que possuem desníveis pronunciados ou quando a umidade do solo pode comprometer as condições do piso de madeira da vivenda.
Nas fotos abaixo, mostramos alguns exemplos de fundações em base a patamares elevados que evitam o contato da madeira com a umidade do solo.
Figuras 59 e 60: Mostra o sistema de fundações elevadas em base a pilotis de concreto. Fonte: Eng. Florestal Martín Sánchez Acosta. Feira da Madeira, Buenos Aires, 2013
Figuras 61 e 62: Exemplos de fundações elevadas em base a pilotis de madeira. Fotos: Eng. Florestal Martín Sánchez Acosta. Feira da Madeira, Buenos Aires, 2013
Fundações com sapatas corridas ou viga “T” invertida
As fundações em base a sapata corrida podem ser usadas em lugares onde a capacidade suporte do solo é alta (>4 kg/cm2). É o sistema que demanda mais mão de obra artesanal. São executadas como viga tipo “T” invertida.
No sistema de fundações com viga “T” invertida é importante prever a ventilação da câmara que fica entre o solo e o piso da vivenda já que a concentração da umidade nesse ressinto promove o desenvolvimento de uma das patologias mais indesejáveis nas construções em madeira; o apodrecimento por agentes xilófagos. A ventilação permanente por debaixo do piso permite resolver as instalações de água e esgoto de uma forma simples e mantém seco o piso da vivenda. No momento de projetar com sistema construtivo Wood Framing, deve-se levar em conta que o cuidado da madeira através do desenho é importante para que esta mantenha sua forma e suas propriedades ao longo do tempo.
Figuras 63 e 64: Mostram fundações tipo “T” invertida e a impermeabilização da soleira inferior numa fundação para Wood Framing.
Fonte: CYPE Ingenieros, S.A.
Figuras 65 e 66: Colocação das placas de OSB sobre estrutura de piso. Fonte: Manual de la construcción de viviendas en madera
Fundação de tipo Radier
É o sistema recomendado para fundações sobre areia e quando a capacidade suporte do solo é baixa (<2 kg/cm2). Na escolha deste sistema de fundações deve- se levar em conta as características geológicas do solo. Em solos com argila expandida (a algumas zonas do Uruguai onde as há) deve se evitar este tipo de fundações devido ao empuxo de baixo para cima que pode comprometer a estrutura e as canalizações da laje.
Para a construção do radier é necessário isolar o solo do concreto mediante a colocação de um filme de poliestireno de 200 micras antes da concretagem da laje. O radier comporta-se como uma sapata que ocupa toda a área da construção e oferece uma superfície limpa que torna mais fácil a nivelação dos painéis pré- fabricados.
Figura 67 e 68: Mostram a estrutura, o filme de poliestireno, as instalações elétricas e hidrossanitárias no radier.
Fonte: Acervo particular do autor, 2014.
A foto acima (esquerda) mostra a preparação de um radier pronto para receber o concreto. Por debaixo da malha eletro soldada, o nylon de 200 micras, a calçada perimetral e as instalações elétricas e sanitárias. A foto da direita mostra o radier já concretado. Notam-se as esperas de aço para a ancoragem dos painéis pré-fabricados. No radier deixa-se a área que corresponde ao banheiro sem concreto para facilitar a colocação da canalização de esgoto. Logo que é colocada a canalização, completa-se a concretagem.
Paredes autoportantes no sistema Wood Framing
Estruturalmente as paredes no sistema construtivo Wood Framing são autoportantes e estão construídas por peças de madeira maciça serrada denominada montante, conformando um quadro estrutural estável.
Os montantes funcionam como pilares. O grande número de montantes verticais permite distribuir a carga de uma forma equilibrada. Este é o mesmo critério estrutural do Sistema Construtivo Steel Framing desenvolvido no capítulo 3. No
Wood Framing, a vinculação entre os painéis conforma uma estrutura autoportante
com capacidade para resistir os esforços estáticos e dinâmicos a que está exposta a vivenda.
Figura 69: Diagrama de esforços de um painel no Sistema Wood Framing. Fonte: Acervo particular do autor, 2014.
Detalhamos a técnica de montagem dos painéis utilizando material próprio desenvolvido em projetos de nossa autoria e material utilizado nos vários cursos e seminários sobre arquitetura em madeira dos que participamos.33
33
Curso Arquitetura em Madeira (2008), da Faculdade de Aquitetura da Universidad de la República, Uruguai; Curso Estruturas de Madeira (2013), ministrado pelo Engenheiro Héctor Scerbo, Rosário, Argentina e Curso Sistemas Construtivos de Madeira, ministrado pelo Arquiteto Ricardo Hempel, diretor da Faculdade de Arquitetura da Universidade do BIO BIO, Chile.
Figuras 70: Contravento, Cruz de Santo André. Contravento Diafragma OSB. Fonte: Acervo particular do autor, 2014.
Figura 71: Mostra a marcação das paredes sobre o radier. Fonte: Acervo do Eng. Agr. Forestal Martín Sánchez Acosta.
Figuras 72 e 73: Mostram a estrutura dos painéis de parede com o respectivo corta-fogo.
Fonte: Manual de Construções em Madeira: “Corporación Andina de la Madera”.
O recobrimento exterior do painel cumpre a função de diafragma: estabilidade da parede e contravento. É uma peça fundamental do sistema estrutural do Wood
Framing.
As travessas horizontais tem a função de gerar celas estancas e constituem um requisito técnico para evitar a propagação do fogo. Chamam-se celas corta fogo.
Figura 74 e 75: Mostram a construção de um protótipo de vivenda construído pelos Arquitetos que participaram do “Curso Construção em Madeira”, na Faculdade de Arquitetura de UdelaR.
Figuras 76 e 77: Montagem dos pavimentos superiores. Sistema Wood Framing.
Fonte: Acervo do Arquiteto Carlos Mayer. Curso Construção em Madeira. Fac. Arquitetura (UdelaR), Uruguai, 2008.
Entre os aspectos mais difíceis de resolver nos sistemas construtivos pré- fabricados está o engaste entre os elementos verticais que o compõem. Mostramos a seguir, diferentes situações.
Figura 78: Mostra os detalhes de diferentes tipos de engaste entre os painéis. Fonte: Desenhos apresentados no curso Estruturas de Madeira – Héctor Scerbo, Rosário, Argentina.
Figura 79 e 80: Armado de painéis/parede, no atelier.
Fonte: Arq. Carlos Mayer – Curso Construción em Madera. Fac. Arquitetura (UdelaR),
Uruguai, 2008.
A pré-fabricação com Wood Framing pode ser feita em forma individual, painel por painel ou toda a parede (módulo parede) como mostramos na foto acima e transportada em caminhão para sua montagem na obra.
Nos exemplos mostrados abaixo as paredes conformadas por painéis são transportadas para a obra com isolamento hídrico, térmico e instalações elétricas e de água.
Figuras 81 e 82: Exemplo de armado de paredes no atelier.
Fonte: Arq. Carlos Mayer – Curso Construção em Madeira. Fac. Arquitetura (UdelaR), Uruguai,
Figura 83: Transporte vertical de um painel/parede.
Fonte: Arquiteto Ricardo Hempel. Curso Construção em Madeira, Universidade Bio Bio – Chile, 2008.
Figura 84: Exemplo de transporte de uma parede construída em fábrica.
Fonte: Arquiteto Carlos Mayer – Curso Construção em Madeira.
Faculdade de Arquitetura (UdelaR).
Para que o Sistema Wood Freming tenha o desempenho esperado, é necessário obedecer rigorosamente à ordem de colocação dos diferentes elementos que compõem a parede e a cobertura. Mostramos abaixo alguns detalhes construtivos que desenvolvemos com Wood Framing.
Figura 85: Exemplo de um corte vertical de um painel no sistema Wood Framing.
Figura 86: Corte horizontal de uma parede construída com Wood Framing. Fonte: Oppa & Martins. Acervo pessoal.
Figura 87: Detalhe construtivo de uma cobertura no Sistema Wood Framing. Fonte: Oppa & Martins. Acervo pessoal.
A diferença do que acontece com o Sistema Construtivo Tradicional onde as paredes de tijolo são impermeáveis ao vento, o Wood Framing, assim como o Steel
Framing, requer de elementos adicionais de proteção para assegurar a
estanqueidade das paredes, tanto à água como ao vento, ao frio e ao calor.
As condições de isolamento das paredes
As paredes no sistema construtivo Wood Framing, devem assegurar as mesmas condições de isolamento (ou melhores) que uma parede executada com Sistema Construtivo Tradicional. A solução obtida através de um sistema alternativo (seja qual for) não pode ser inferior ao Sistema Construtivo Tradicional. Esta afirmação é a base sobre a qual se estruturam todos os sistemas alternativos homologados pelo MVOTMA.
Isolamento à água e ao vento
Consiste em evitar a acumulação de água no interior dos painéis exteriores já que apodrecem a madeira. A água pode provir de duas situações diferentes. Por um lado, a água da chuva, e por outro, a água que provem do interior da vivenda em forma de vapor de água. O choque entre uma massa de ar frio (exterior a vivenda) com uma massa de ar quente (interior a vivenda) produz a condensação do vapor de água em forma de água líquida. Se este fenômeno se produz dentro do painel de parede, a umidade gerará as condições ideais para o desenvolvimento dos agentes xilófagos e, consequentemente, para o apodrecimento da madeira que compõe a estrutura do painel. Para resolver este problema no Sistema Woood Framing