Construções de madeira assumem formatos complexos conforme secam

Redação do Site Inovação Tecnológica

A torre foi construída com tábuas retas, que se curvaram ao secar, dando à torre seu formato definitivo.
[Imagem: ICD/ITKE/Universidade de Stuttgart]

Madeira programada para curvar

O advento das madeiras superduras e de uma madeira transparente mostrou que esse material sustentável pode ser utilizado até mesmo para construir arranha-céus quase totalmente de madeira e ainda resistentes a terremotos.

Philippe Grönquist e seus colegas do Empa (Suíça) e da Universidade de Stuttgart (Alemanha) queriam que suas construções de madeira tivessem um apelo arquitetônico e que fossem mais fáceis de construir. Embora paredes curvas de tijolos e concreto sejam razoavelmente fáceis de fazer, construir superfícies curvas de madeira exige um bocado de energia e ainda desperdiça muito material.

Grönquist eliminou os dois problemas tirando proveito justamente de características da madeira vistas como um empecilho para seu uso em larga escala na construção civil: a tendência para encolher, inchar, trincar e se deformar em resposta a variações na umidade.

A técnica consiste em fabricar tábuas planas projetadas para se curvar de forma específica conforme secam, ou seja, conforme perdem a umidade natural. É um conceito similar ao dos metais com memória de forma, com a diferença que, uma vez seca, a madeira não muda mais de forma.

Madeira com memória de forma

Os primeiros protótipos consistem em pranchas de 15 a 45 milímetros de espessura, feitas com as madeiras faia, mais dura, e abeto norueguês, mais macia.

As tábuas são fabricadas colando duas camadas de madeira perpendiculares entre si, com um teor de umidade de pelo menos 18% - superior ao teor de umidade de 10 a 15% com que as chapas de madeira são fabricadas hoje.

À medida que o teor de umidade da madeira diminui, uma das camadas se contrai, enquanto a outra, transversal, permanece com a mesma largura porque está com as fibras na perpendicular. O efeito final é que a tábua de madeira como um todo se dobra.

A madeira pode ser programada para curvar-se de diferentes maneiras ajustando-se o modo como as camadas são montadas e coladas. Depois de secas, as camadas são unidas, travando no estado curvo. Os testes mostraram que, após essa etapa de finalização, o formato das tábuas não muda mais, independentemente da umidade do ar.

Processo de fabricação do compensado especial, programado para curvar de maneira específica.
[Imagem: Philippe Grönquist et al. - 10.1126/sciadv.aax1311]

Construções de madeira automoldável

A equipe acaba de concluir a montagem e teste final do primeiro edifício para avaliar este novo conceito. A construção automoldável, batizada Torre Urbach, consiste em uma estrutura sinuosa de 14 metros de altura, feita de tábuas de 5 metros por 1,2 metro.

A expectativa é que, sem a necessidade de maquinaria pesada, um grande consumo de energia e longa espera para dobrar a madeira - o processo geralmente emprega aquecimento a vapor - a técnica de construções de madeira automoldáveis possa renovar o interesse pelas construções de madeira.

Bibliografia:

Artigo: Analysis of hygroscopic self-shaping wood at large scale for curved mass timber structures
Autores: Philippe Grönquist, Dylan Wood, Mohammad M. Hassani, Falk K. Wittel, Achim Menges, Markus Rüggeberg
Revista: Science Advances
Vol.: 5, no. 9, eaax1311
DOI: 10.1126/sciadv.aax1311