Projeto OptimizedWood

Projeto: POCI-01-0247-FEDER-017867
Designação do projeto: OptimizedWood - Optimização de recursos florestais na construção
Montante de investimento aprovado: 458 345,30€
Apoio total: 328 789,94€
Local: Monte Redondo, Leiria

O recente surgimento de um novo sistema de construção baseado em painéis maciços de madeira, Cross Laminated Timber (CLT), permitiu uma nova abordagem na conceção e construção de edifícios em madeira. Com este sistema torna-se possível construir edifícios até alturas antes impensáveis ou legalmente proibidas para construções com estrutura em madeira, e ao mesmo tempo oferecer enormes benefícios em termos de conforto térmico, acústico e sísmico.

No entanto, este novo sistema de construção em painéis maciços de madeira, a par de todos os benefícios que apresenta acarreta igualmente alguns inconvenientes, de entre os quais se destaca o enorme volume de madeira requerido para elaboração deste tipo de painéis. Com vista a suprir este problema, a Pedrosa & Irmãos Lda, em parceria com instituições I&D (Universidade de Coimbra (UC), Instituto Politécnico de Leiria (IPL) e o Centro de Inovação e Competências da Floresta (SerQ), lançou o projeto OptimizedWood para desenvolvimento e validação, em ambiente industrial, de um painel hibrido inovador. O produto desenvolvido é inovador sob várias perspetivas, nomeadamente: otimização de performances estruturais e não estruturais do painel, melhoria da blindagem eletromagnética e uso mais racional de matérias-primas. 

Os painéis desenvolvidos consistem num conjunto de cinco camadas elementares ligadas entre si de forma composita. Mais concretamente, uma central em material isolante e quatro em madeira (duas de cada lado do material isolante e dispostas ortogonalmente entre si). 

Para a definição dos materiais, de modo a garantir o melhor desempenho do painel, foram realizados diversos ensaios com provetes de pequena dimensão, nomeadamente ensaios de delaminação e ensaios de corte para avaliação da performance das adesões madeira/madeira e madeira/isolamento. Deste estudo foi definido o uso de colas à base de poliuretano, madeira de Pinheiro bravo e isolamento de poliuretano. Finda esta fase procedeu-se à fabricação de provetes à escala real com 3.00 m de comprimento e 0.75 m de largura para validação do seu desempenho.

A determinação da resistência térmica e o isolamento acústico foram efetuados em dois tipos de painéis híbridos: um com camadas de madeira com 10 mm de espessura e outro com 35 mm; e ambos os tipos com 30 mm de espessura de poliuretano, perfazendo portanto 70 mm e 170 mm, respetivamente.

A resistência térmica foi determinada segundo a configuração de ensaio experimental definida na ASTM C1155 (ASTM, 1995), apresentando-se os valores médios obtidos na tabela seguinte: 

Verificou-se alguma variabilidade na resistência térmica com valores a variar de 1.530 a 1.640 m2.'Cno painel de 70mm e de 2.045 a 2.318 m2. * C/W no painel de 170mm, valores expectáveis considerando a variabilidade da própria madeira como material de origem orgânica.

Na avaliação do isolamento acústico a sons aéreos e a percussão forma seguidas as normas ISO 10140 para um ensaio adaptado a escala reduzida. As curvas do isolamento e transmissão aos dois tipos de fonte são apresentadas no gráfico abaixo. 

Para melhor enquadramento dos valores, foi igualmente ensaiado CLT de igual espessura e outras soluções correntes, como betão armado ao painel sandwich metálico.

Conclui-se que o isolamento/transmissão encontra-se balizado entre as soluções mais pesadas (e.g. betão armado) e as mais ligeiras (e.g. pavimento tradicional)

Os paneis foram sujeitos a ensaios de flexão de quatro pontos, em função da sua espessura, segundo as diretivas das normas ASTM 0393 e EN408 para determinação da rigidez e carga de rotura (Fmáx).

As roturas aconteceram maioritariamente, como previsto, por cisalhamento na camada de isolamento. Os valores médios obtidos das cargas de rotura são apresentados na tabela em baixo.

A avaliação da blindagem eletromagnética em câmara anecóica foi efetuada em pequenos painéis híbridos com espessura de 70mm e de 170mm, todos com 700x700mm, e com diversas combinações de camadas de tinta acrílica e pó de carvão.

Os melhores resultados foram obtidos com o revestimento constituído por duas camadas de tinta acrílica enriquecida com 30% de pó de carvão (curva correspondente ao teste 5 no gráfico em baixo).