Nos últimos anos, países como os Estados Unidos, o Canadá e várias nações europeias têm impulsionado uma nova tendência no mundo da construção: construir edificações de grande altura utilizando madeira maciça, em particular um material conhecido como madeira laminada cruzada, ou CLT, na sigla em inglês. Esse 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 a 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, o que faz com que seu uso contribua para uma abordagem mais sustentável na construção urbana.
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 avaliar seu comportamento e estabelecer uma base técnica sólida para sua implementação em nível nacional, especialmente em um país tão sísmico quanto o nosso.
Diante dessa tendência global, o professor Dr. Erick Saavedra lidera o projeto Fondecyt Regular que propõe desenvolver modelos computacionais multiescala de alta fidelidade, o que permitirá antecipar o desempenho dessas edificações diante de sismos extremos, otimizar o projeto estrutural e desenvolver novas estratégias para melhorar a estabilidade lateral e reduzir deslocamentos após eventos sísmicos. A pesquisa focará no uso do Pinus radiata chileno, espécie amplamente utilizada na indústria florestal nacional.
"A madeira que estamos usando neste estudo é o Pinus radiata chileno, que tem 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, pois precisamos capturar toda essa riqueza microestrutural para poder prever com precisão seu comportamento sísmico", explica o Dr. Erick Saavedra.
O Pinus radiata é a espécie florestal mais presente no país e destaca-se por seu baixo peso, boa rigidez e ampla disponibilidade, o que o torna um candidato ideal para soluções estruturais sustentáveis. Sua aplicação em edificações em altura for viável, poderá 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.
"Ao contrário de materiais tradicionais como concreto e aço, cujos processos de fabricação geram altas emissões de dióxido de carbono, a madeira apresenta-se como um material mais sustentável e ambientalmente responsável. É renovável, armazena carbono e requer menos energia para sua transformação. Além disso, quando adequadamente projetado, tem a capacidade de resistir a incêndios, já que a carbonização ocorre em nível superficial, conservando 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, a simulação de condições sísmicas extremas em estruturas de um ou mais pavimentos construídas com madeira laminada cruzada e concreto armado.
"Esses ensaios serão únicos em nível nacional e permitirão construir e testar estruturas de grande porte, com alguns pavimentos, possibilitando, por fim, reproduzir os efeitos de terremotos sobre essas edificações, o que representará um grande avanço para a engenharia estrutural do país", afirma o professor.
Durante a primeira fase do projeto, os estudos experimentais se concentraram na análise de conectores estruturais, tanto em ligações madeira-madeira quanto madeira-concreto, componentes críticos para o desempenho global das edificações híbridas. Em paralelo, terá início o desenvolvimento do modelo computacional multiescala, inicialmente focado em representar o comportamento da madeira em pequena escala, considerando sua estrutura interna, porosidade e conteúdo de umidade.
Conforme o projeto avance, espera-se que a modelagem numérica abranja escalas estruturais maiores, incluindo elementos como vigas, colunas, paredes e lajes de CLT. Esses avanços serão acompanhados por novos ensaios experimentais, permitindo comparar os resultados das simulações com o comportamento real dos sistemas construtivos, para depois realizar os testes de vibração.
"Acho que o desafio está em gerar resultados que tenham valor prático e que possam ser traduzidos 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.