LVL - Laminated Venner Lumber

A madeira estrutural composta, género assim denominado para uma extensa gama de produtos, foi desenvolvida em resposta a uma necessidade por madeira de alta qualidade e determinado comprimento num período de escassez deste material nos recursos florestais. Um dos tipos dentre o género da madeira estrutural composta é o PLP (Painéis Lâminas Paralelas) ou LVL (Laminated Venner Lumber), que consiste na colagem de folhas especialmente classificadas paralelamente umas às outras. Um outro produto pertencente ao género é o OSB (“Oriented Strand Board”), Painel de Partículas (do tipo “strand”) Orientadas e coladas em camadas perpendiculares. Um terceiro composto colado com características semelhantes às do OSB, mas constituído por folhas, e que se enquadra também neste género, é o Contraplacado de uso exterior. Estes três produtos, têm as suas peculiaridades. Podem constituir de matéria-prima para outros compostos, projectados em sistemas de engenharia nomeadamente vigas.

A utilização de produtos de madeira ou seus derivados apresenta uma série de vantagens em relação aos outros materiais de construção. A madeira é um material renovável, disponível abundantemente, biodegradável ou durável dependendo do tratamento. Também é reciclável e imobiliza carbono proveniente da atmosfera na sua estrutura.
Para produzir derivados consome-se menor quantidade de energia em comparação à produção de aço, plásticos e materiais a base de cimento. Outra das vantagens da madeira é a alta resistência em relação à massa específica e uma boa capacidade de ser trabalhado.
A utilização de painéis a base de madeira permite manter muitas das vantagens da madeira sólida, adicionando outras como dimensões dos painéis não estritamente relacionadas às dimensões das árvores. Pode-se agregar valor a materiais de baixa aceitação como resíduos de serragem e desbaste. Existe a possibilidade de eliminar muitos defeitos provenientes da anatomia da árvore como nós, medulas, desvios do fio, conferindo ao produto final uma homogeneidade muito maior que a encontrada na madeira serrada. Pode-se ainda, pela especificação da densidade, controlar a maioria das propriedades e adicionando produtos específicos, aumentar a resistência dos painéis ao fogo e à biodeterioração.
Observa-se mundialmente, com a substituição de florestas nativas por florestas plantadas, um aumento expressivo na produção e consumo de painéis a base de madeira. Entre eles, vamos destacar o LVL.

Origem do LVL
Estima-se que o LVL tenha sido utilizado pela primeira vez na confecção de hélices de avião durante a segunda guerra mundial, entre outras peças de alta resistência de aeronaves. Estes trabalhos pioneiros, com este tipo de painel, tiveram publicação ao longo da década de 40.
Na década de 60, empresários norte americanos colocaram no mercado vigas compostas de madeira do tipo Viga-I (figura seguinte), já no segmento da construção civil. Estas Vigas-I representavam um produto que podia suportar mais carga em relação ao seu próprio peso do que qualquer outro material existente até então. O produto foi um sucesso em virtude do baixo peso, alta resistência e a habilidade em vencer grandes vãos que o produto oferecia, representando um substituto ideal para as vigas de madeira maciça.

Figura – Exemplo de vigas “I” com três tipos de materiais nas flanges
* “Paralel Strand Lumber” ou Painel de Partículas (strand) Paralelas

Contudo, a produção destas vigas de alta qualidade dependia de uma adição de madeira serrada de alta resistência, para confecção das peças superiores e inferiores, cujo provimento de peças uniformes era bastante problemático. Como solução encontrada, foram desenvolvidas peças de madeira, produzidas com folhas de 2,54 mm coladas. Desta forma foi criado o LVL na construção civil. Este material passou a ser comercializado na composição de vigas e como peças inteiriças, como acontece nos dias actuais.
Apenas nos anos 90 que se constatou uma diminuição das espessuras das folhas de 3,2 a 2,5 mm, que passam a ser prensadas com calor e coladas com resina fenol-formaldeído.

Alguns Usos do LVL
Os principais usos do LVL são:
· Confecção de paredes estruturais ou não estruturais;
· Batentes de portas e janelas;
· Corrimãos;
· Degraus de escadas;
· Pisos,
· Estruturas de telhados;
· Pontes;
· Tampos de mesa;
· Estruturas de móveis em geral.

Vantagens de utilização do LVL
O primeiro aspecto a considerar-se quando se fala em vantagens do PLP ou LVL, é o facto de este surgir como substituto para madeira sólida em estruturas. É um composto de madeira reconstituída, e que por isso, pode ser produzido para atingir dimensões dificilmente alcançadas pela sua concorrente.

O painel LVL é um produto de alta performance que foi desenvolvido em resposta a necessidade para aumentar as propriedades de resistência e dureza, a estabilidade dimensional e a pequena variação em altura dos componentes estruturais.

Segundo alguns autores, as placas microlameladas coladas (PLP) designados LVL, são produtos estruturais compostos de folhas de madeira com as fibras orientadas na mesma direcção (longitudinal), oferecendo alta resistência, e surgiram há mais de 28 anos no mercado americano. Dependendo do processo e espécies utilizadas na sua manufactura, uma ampla gama de características de desempenho e custos do produto é alcançada.

As vantagens do LVL frente à madeira maciça são:
·.. Maior resistência: a estrutura reconstituída dos painéis torna-os mais estáveis. Um processo de classificação das folhas pode conferir propriedades de resistência que podem ser calculadas com precisão;
·.. Flexibilidade dimensional: os painéis podem ser produzidos com qualquer largura e comprimento desejado. Além disso, podem ser produzidas com formas curvilíneas;
·.. Utilização de grande variedade de espécies e tamanhos de toros, sendo as coníferas as mais utilizadas.

As folhas utilizadas no fabrico do LVL devem ser seleccionadas para que o produto atinja as propriedades desejadas.

Alguns autores consideram que desta forma, estruturas de LVL fabricadas com madeiras de classes estruturais mais baixas podem substituir aquelas produzidas com madeiras sólidas de classes mais elevadas e de maior custo.

O fabrico destes painéis é muito semelhante à produção de placas de compensado, sendo diferente na distribuição das folhas ao longo do painel, do adesivo utilizado e consequentemente na utilização, que são mais direccionados para uso estrutural.
O painel LVL apresenta duas categorias distintas: LVL estrutural para uso em aplicações de larga dimensão e longos períodos, e não estruturais ou instalações móveis.
A primeira é usada extensivamente na América do Norte, com mais da metade de toda a sua produção sendo usada como bordas em vigas. A Europa tem vindo a introduzir cada vez mais o uso do produto estrutural. O produto não estrutural é popular na Ásia, particularmente no Japão, e devido a sua excelente estabilidade é usada em várias aplicações como esquadrias de janelas e portas e componentes para escada.

Produção do LVL

Aspectos técnicos da produção e usos do LVL

As folhas para o fabrico do LVL ou PLP devem ser cuidadosamente seleccionadas para que o produto atinja as propriedades desejadas. Esta selecção é frequentemente efectuada através de testes por ondas ultra-sónicas Desta forma estruturas de PLP produzidas com madeiras de classes estruturais mais baixas podem substituir aquelas produzidas com madeiras sólidas de classes mais elevadas e de maior custo. Também o PLP, como outros materiais compostos, permite uma maior versatilidade no dimensionamento das estruturas que podem ter comprimentos, larguras e alturas muito maiores que a madeira sólida através da junção das folhas, além da maior possibilidade de encurvamento.
O processo de produção do LVL assemelha-se ao do contraplacado, podendo ser descontínuo ou contínuo, sendo este último mais limitado graças ao alto investimento requerido neste caso. Apesar desta semelhança os seus usos são mais direccionados para sustentação de grandes cargas em batentes de vãos e demais tipos de vigas.


Obtenção das folhas
As folhas podem ser obtidas de toros pré-aquecidas, o que ajuda na limpeza da casca, evitando o desgaste da lâmina do torno. As folhas para a confecção do LVL são retiradas com espessura de aproximadamente 3,2 mm. Já as folhas destinadas para produção do contraplacado são torneadas com aproximadamente 2 mm. Depois de serem secas até uma humidade entre 6 a 8%, são classificadas visualmente quanto à presença de defeitos e à proporção na quantidade de anéis de Outono, sendo favorecidas aquelas retiradas do lenho final. Todo o processo, excepto a classificação, segue o procedimento normalmente adoptado pela indústria.

Secagem das Folhas
As folhas seguem para um secador constituído de várias linhas contínuas, com fluxo cruzado e controlado correctivamente por um sistema de medição de humidade na saída das linhas. A temperatura em torno de 140 a 150ºC e a velocidade que varia de acordo com a espessura são reguladas para se chegar a uma humidade de 6 a 8%.

Classificação das folhasNa classificação visual das folhas, segue-se em primeiro lugar os critérios de qualidade adoptados pela indústria, separando as folhas das diferentes classes de acordo com as especificações exigidas.
Destas folhas, são seleccionadas aquelas com maior proporção de anéis de Outono, que denotam maior proximidade com a casca, uma qualidade desejada na produção de PLP.
São evitadas fileiras de nós pouco distanciados e defeitos na superfície que pudessem comprometer a colagem das placas, como rugosidade excessiva e fendimento de maior profundidade.

Exemplo de folhas descartadas por distância entre nós e rachadura de topo.

Exemplo de folhas classificadas para produção dos painéis.

Aplicação do adesivo
O adesivo é aplicado nas 2 faces das folhas pares por um aplicador de rolos calibrados para uma específica camada de cola dupla de aproximadamente 420 g/m2 para o Pinho e 400 g/m2 para o Eucalipto.

Acondicionamento e Dimensionamento

Depois de acondicionadas, as placas são esquadrejadas nas diversas dimensões finais, e calibradas até suas espessuras de 32 mm numa lixadora calibradora. No fim do processo de fabrico das placas segue-se para o despacho, seguindo os mecanismos usuais dentro do sistema original do fabricante.

Avaliação do LVL

Os ensaios das duas espécies do PMC, ou LVL, que podem vir a compor as flanges de vigas, têm o mesmo objectivo que os componentes das almas. Para isto, procura-se realizar os ensaios expondo o material aos esforços, na mesma posição em que se encontraria nas vigas, ou seja, com o plano de orientação das folhas na horizontal.

Considerações finais
As placas microlameladas coladas ou LVL são um produto de engenharia que utiliza várias camadas de madeira fina montada com o adesivo. Oferece várias vantagens em relação a madeira maciça: é forte e mais uniforme. É muito menos provável de empenar, torcer do que a madeira convencional, devido aos seus compósitos característicos. Feita numa fábrica controlada sob especificações, o produto LVL permite aos usuários reduzir o trabalho no local. São normalmente utilizados para cabeçalhos, vigas, entre outros.
A aparência é semelhante ao contraplacado sem linhas de cola, e normalmente é popular pelo fabricante pelo módulo elástico e flexão estática admissível. Um material comparável é o PSL, (Parallel Strand Lumber), ou LSL (Laminados Strand Lumber), que é utilizado nas mesmas aplicações.

O LVL, geralmente não é considerado um produto de aparência, uma vez que as linhas de cola são frequentemente visíveis. No entanto, podem ser revestidas com um acabamento opaco, depois de uma lixagem se a aparência inacabada não for aceitável em aplicações visualmente expostas.

Uma exposição de curta duração durante a construção não é prejudicial, porém o LVL não deve permanecer húmido por longos períodos. O LVL não deve ser utilizado em aplicações expostas a agentes climatéricos a menos que seja tratado com um conservante na extremidade superior.
O design de engenharia na concepção de projectos com uso de LVL é bastante idêntico ao design com produtos madeira maciça. Podem ser concebidos muitos produtos utilizando as mesmas filosofias utilizados na concepção com madeira maciça.
Os produtos de LVL, podem ser em particular muito finos (alta profundidade relativamente à largura). Isso pode exigir uma atenção especial para o design das vigas para resistir à flexão.
Onde secções curvas estão para ser cortadas, de LVL, uma tensão perpendicular ao grão pode ser induzida sob cargas normais. Nestes casos, "cross-faixas" LVL oferece uma melhor resistência à separação perpendicular ao grão.
Contudo, apesar de a sua utilização ser imensa, em áreas diversas, o estudo deste composto é muito reduzido.