Fonte: http://www.viroc.pt/

Caixa Credito Agrícola, de Oliveira Hospital, Portugal

Dono da Obra: Caixa Crédito Agrícola
Gabinete de Arquitectura: Arqto. João Monteiro

Biblioteca da Universidade de Coimbra, Pólo III (Saúde)

Dono da Obra: Universidade de Coimbra

Arquitectos CLCS Arquitectos – Arqta. Benedita

O que pode fazer para ajudar a preservar o meio ambiente? Pegue num problema socioeconômico, como os altos custos de construção de casas populares, e misture com investigação científica voltada para propor soluções para as questões ambientais. Com essa receita na cabeça, pesquisadores da Faculdade de Engenharia Civil da Universidade Federal do Pará produziram novos materiais que usam residuos das indústrias madeireiras e cerâmicas como matéria-prima para a construção.

"Estimamos que a construção civil seja responsável por até 50% do uso dos recursos naturais em nossa sociedade. Por outro lado, temos processos que beneficiam de diversas substâncias, como o metacaulim e a madeira, que produzem muitos resíduos sem utilidade alguma e representam uma ameaça ambiental. A possibilidade de conquistar uma proposta que tente solucionar dois destes problemas, ao mesmo tempo, certamente deve ser comemorada. Com o tempo, teremos menos necessidade de extrair argila e de abater árvores graças ao desenvolvimento de pesquisas que criem e aperfeiçoem novos materiais", defende o professor Dênio Ramam, do curso de Engenharia Civil.

Mistura de madeira e cimento

Problema: Indústria madeireira aproveita, apenas, 41,5% dos toros, o resto é deitado fora.

Solução: Utilizar os resíduos de madeira para produzir betão, revestimentos, pisos, forros e mobiliário.

Todos os anos, grandes quantidades da madeira retirada das florestas vai parar no lixo. Estima-se que se consuma, anualmente, onze milhões de metros cúbicos desse material, mas o rendimento médio do processamento de um toro é de, apenas, 41,5%. Isso significa que, a cada árvore derrubada, metade do seu peso se converte em tábuas, placas e madeira serrada. Já a outra metade, composta por cascas, galhos, serragens e pedaços disformes de madeira, não é aproveitada. Em 2004, seis milhões de metros cúbicos de madeira saíram das florestas directamente para o lixo. Como aproveitar essas “sobras” de madeira?

Madeira e cimento formam um par indispensável em todas as fases de uma obra: aquela se consagrou em forros e pisos, e este reina absoluto em paredes e vigas. Agora, imagine as possibilidades de um material que una a leveza e a maleabilidade da madeira com a resistência e a durabilidade do cimento? Esse produto chama-se compósito madeira-cimento.

A mistura de madeira e cimento é um dos poucos materiais à prova de incêndios e com propriedade de resitência acústica. Ideal para produzir divisórias, lajes, painéis isolantes, telhas e elementos pré-moldados mais resistentes, baratos e duráveis, e para a produção de betão e argamassa mais leve e fácil de transportar, o que facilitaria, por exemplo, a construção de estradas em locais mais isolados.

Mas esse casamento ideal não é tão simples assim de se obter. As fibras de madeira não podem, simplesmente, ser adicionadas a uma mistura de betão. Isso porque os vegetais acumulam líquidos, produzem açúcares e outras substâncias que são incompatíveis com o cimento. Ao secar, a mistura desfaz-se. Os pedaços de madeira soltam-se e o cimento fica repleto de falhas, comprometendo a sua resistência.

Pesquisadores da Faculdade de Engenharia Civil da UFPA estudam técnicas e adictivos, como o cloreto de cálcio, que permitam esta união tornar-se duradoura.“Recolhemos serragens obtidas na transformação de diversas espécies vegetais. Cada uma reagiu de forma diferente quando misturadas com cimento, sendo que o jatobá, a quaruba e, especialmente, o cedro tiveram o melhor desempenho. Porém, todas elas apresentaram potencial para serem utilizadas na produção de compósitos madeira-cimento”, explica Alcebíades Macedo.

in Beira do Rio - Jornal da Universidade Federal do Pará . Ano VI Nº 80, Fevereiro de 2010

Descrição

O PAINEL MADEIRA-CIMENTO é um painel composto de miolo de madeira maciça, laminada ou sarrafeada, contraplacado em ambas as faces por lâminas de madeira.

O painel é produzido por um processo especial de prensagem dos componentes a alta temperatura, de que resulta um produto de características técnicas de comprovada qualidade e resistência.

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O aspecto exterior final é de cimento aparente com uma superfície lisa e homogénea, pelo que aceita qualquer tipo de acabamento. O miolo poderá ser fornecido já furado para permitir a passagem da cablagem de instalações eléctricas.

Vantagens

O PAINEL MADEIRA-CIMENTO foi desenvolvido para dar resposta às principais necessidades da construção civil, assegurando, para além da rapidez, economia e alto desempenho técnico, muitas outras vantagens:

. produto acabado;

. não gera entulho;

. montagem simples, sem equipamentos especiais;

. área mínima de armazenagem;

. facilidade de transporte;

. facilidade de maquinação;

. leve;

. limpo e seco;

. bom comportamento ao fogo;

. bom isolamento acústico;

. bom isolamento térmico;

. estanque à água;

. resistente ao impacto;

. resistente ao vandalismo;

. resistente à compressão axial;

. estrutural;

. optimizador de espaços;

. facilidade de manutenção e higienização;

. removível e reutilizável;

. combinável com outros materiais.

O processo de fabrico começa por um destroçamento da madeira em aparas finas e longas, em que estas são misturadas com o cimento nas seguintes proporções (em peso):


Partículas de madeira resinosa descascada - ≈20,7%

Cimento Portland - ≈66,7%

Compostos químicos - ≈1,9%

Água (varia em função da humidade contida na madeira) ≈10,7%

Estes valores podem variar em função da % de humidade contida na madeira.

Esta mistura é distribuída sobre chapas metálicas de modo a se obter um colchão constituído por aparas finas na superfície e aparas mais grossas no interior.

 

As chapas, com os seus colchões., são empilhadas dentro de um quadro de estabilização, que é encaminhado para uma prensa onde, depois de comprimido, é bloqueado mecanicamente.

 

Este quadro passa para um túnel de endurecimento onde permanece durante algum tempo a uma temperatura elevada.

Após o endurecimento, o quadro é desbloqueado, sendo as chapas e placas separadas.

Os painéis são então empilhados, ficando assim durante alguns dias para permitir uma presa definitiva do cimento. De seguida passam por um túnel de secagem.

Durante o processo o produto passa por um esquadriamento e controlo de qualidade.

Consoante a aplicação o painel pode ser cortado, lixado, pintado com primário ou ser trabalhado nas arestas para produção de encaixes.

O painel de cimento-madeira surgiu na Europa, como elemento construtivo, no final dos anos setenta do século XX. Os painéis cimento-madeira têm tido boa aceitação no mundo, pois busca-se através dessa mistura reunir propriedades desejáveis da madeira e do cimento. Os painéis de cimento-madeira possuem uma longa história de aplicação e aceitação no sector de construção civil, principalmente na Europa e Ásia, com uma produção de 2,5 milhões de m3 em 1996. A produção em larga escala de placas madeira-cimento, surgiu em 1976 na Alemanha e actualmente estes painéis são bastante utilizados além da Alemanha, no Japão, na Rússia, dentre outros. Possivelmente, este quadro já se tenha modificado uma vez que nas últimas décadas ocorreu uma expansão da produção de placas de fibro-cimento (Wood fibre cement) nos Estados Unidos e de placas de cimento-madeira (Cement-bonded particleboard) no México.

As razões que levaram a uma boa aceitação, entre outros fatores, devem-se às propriedades apresentadas, tais como: resistência ao ataque de fungos e insectos xilófagos, bom isolante térmico e acústico, virtualmente incombustível e de fácil utilização.

O uso de resinas sintéticas, como a fenol-formaldeído, tem o seu uso limitado devido, principalmente, à sua durabilidade e a uma alta combustibilidade, além do que, são produtos derivados do petróleo, o que contribuem para um aumento dos custos. Estes factores contribuem para que a utilização dos painéis de cimento-madeira, ganhem uma posição de destaque entre os produtos florestais. Porém algumas limitações, como a incompatibilidade de várias espécies podem, de certa forma, restringir o emprego desses painéis. Isto ocorre devido a presença de algumas substâncias químicas da madeira que retardam a adesão e endurecimento do compósito, prejudicando as propriedades finais da placa. Apesar desta adversidade, várias pesquisas, ainda poucas realizadas, têm mostrado que tratamentos adequados são capazes de tornar essas espécies aceitáveis, minimizando assim seus efeitos inibidores.

O emprego destas placas é promissor, considerando a possibilidade e a necessidade de melhor utilização dos resíduos gerados tanto na exploração florestal, bem como no processamento industrial, onde estes ainda são altamente desprezados. Esta prática, resultaria por aumentar o valor agregado da madeira, minimizaria os depósitos de resíduos, e criaria a possibilidade de instalação de novas empresas gerando receitas e novos empregos.

As linhas de produção industrial dos painéis de cimento-madeira podem ser adequadas às necessidades da qual um determinado produto possa exigir, podendo-se implementar sistemas de módulos pré-fabricados. Desta maneira, processos de construções simples podem ser desenvolvidos, resultando em maior produtividade da construção, podendo viabilizar a implementação de projectos de interesse social na construção de escolas, postos de saúde, casas populares, construções rurais.

O termo compósito pode ser definido como um material composto por dois ou mais constituintes, que possui uma fase reforçada, como por exemplo os painéis de cimento-madeira em que as partículas de madeira estão envolvidas por uma fase ligante, o cimento. A vantagem desse compósito está na resistência e na dureza relativamente maiores que a dos materiais separados, além de sua baixa densidade.

No compósito, na fase ligante, o cimento transmite o esforço entre as partículas de madeira, mantendo-as protegidas do meio e permitindo sua orientação apropriada. Por sua vez, a madeira, além de aumentar a resistência à tracção, contribui para redução da densidade e do custo.

Os compósitos de madeira-cimento apresentam vantagens, como a sua baixa densidade quando comparada à do betão, o seu melhor desempenho para resistir às intempéries, ao fogo, aos fungos e aos ataques de insectos, neste caso em relação à madeira. Alguns autores sugerem que podem até substituir o tijolo e o betão em determinadas situações.

Outro aspecto importante a ser considerado é a proporção cimento-madeira do compósito. Quantidades maiores de cimento elevam o custo final e uma maior proporção de madeira na mistura tem a vantagem de reduzir a densidade do painel.

As reacções que tornam o cimento um elemento ligante ocorrem na pasta de água e cimento, na qual os aluminatos e silicatos formam produtos hidratados, que com o passar do tempo dão origem a uma massa firme e resistente. As características físicas e químicas da madeira são aspectos fundamentais que têm grande influência no produto final, sobretudo porque nem todas as espécies reagem favoravelmente com o cimento Portland, devido ao tipo e à quantidade de extractivos presentes na madeira.

A densidade da madeira deve ser de média a baixa, para assegurar a razão de compactação da placa dentro de níveis adequados para a densificação e consolidação do material.

As dimensões das partículas exercem influência marcante sobre as propriedades das chapas, sobretudo quando se referem à flexão. As dimensões adequadas das partículas no processo industrial devem estar entre 2 e 20 mm de comprimento, 0,2 e 2,5 mm de largura e 0,3 e 0,9 mm de espessura. Outro factor no qual o tamanho da partícula exerce influência é o consumo de cimento, pois quanto maior a superfície específica das partículas maior deve ser a quantidade de pasta de cimento para envolvê-las e, consequentemente, maior a quantidade de água necessária para a formação dessa pasta.