Com a chegada das grandes construções em madeira por aqui, um dos maiores argumentos que utilizamos para justificar o seu uso em massa é que a madeira sequestra Carbono da atmosfera e estoca em suas células. Não há nada na natureza mais sustentável que isso, não acham? Afinal uma árvore é uma fábrica perfeita: o produto da produção de madeira é o oxigênio e precisa apenas de água e energia solar, que estão disponíveis gratuitamente.
Graças à um vídeo muito famoso de um TED TALK protagonizado pelo arquiteto canadense, Michael Green, que diz que 1 m3 de madeira pode armazenar (ou retirar) 1 tonelada de Dióxido de Carbono (CO2) da atmosfera, foi realmente uma avalanche de pessoas repetindo a fala do arquiteto por todo lado, como se fosse um mantra. Mas será que ele está correto? Minha formação em engenharia não me deixa passar informações de dados numéricos sem antes fazer uma pesquisa e aí sim comprovar esses dados. Afinal, isso é pura ciência!
Alguns dados sobre o Dióxido de Carbono (CO2)
Antes de mais nada, vamos saber o que é esse tal Carbono. O carbono é representado pelo símbolo ‘C’ e é o 6º elemento na tabela periódica dos elementos, com um número atômico de 6 e uma massa atômica de 12. Ele é um não-metal e é o quarto elemento mais abundante em nosso sistema solar, superado apenas pelo hidrogênio, hélio e oxigênio. O carbono pode assumir a forma de carvão, ou diamantes, e também forma o componente principal de todos os seres vivos, incluindo árvores. Nas condições naturais de pressão atmosférica, o carbono ocorre como um sólido ou um gás. O ponto de fusão/sublimação de carbono é o mais alto de todos os elementos naturais a 3550°C. O átomo do carbono tende a se atrair pelo átomo do oxigênio e a formar alguns elementos gasosos como por exemplo o Dióxido de Carbono (CO2) ou o Monóxido de Carbono (CO). Esses gases podem ser considerados como poluentes em alta concentração e possuem o papel de vilão na mudança climática do planeta. A boa notícia é que eles podem ser removidos facilmente da atmosfera através de um processo chamado fotossíntese, desempenhado pelas árvores, que convertem o gás em açúcares (carboidratos de glicose e amido). O carbono pode ser armazenado nas folhas, caules, troncos, galhos e raízes das árvores, contribuindo para seu crescimento. No final da equação, como produto da fotossíntese, a árvore libera oxigênio (O2), um gás essencial à vida dos seres vivos. Nada mais perfeito.
Aqui em baixo uma colinha da equação da fotossíntese:
FOTOSSÍNTESE :
6 CO2 + 12 H2O + fótons ➔ C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
(dióxido de carbono + água + energia solar) ➔ (glicose + oxigênio + água)
O fato é que se o ciclo do carbono estivesse em equilíbrio, todo o CO2 produzido no planeta seria consumido pelas árvores (e outros organismos que fazem fotossíntese) e estaríamos em paz. Porém, com a intervenção do ser humano, o ciclo está totalmente desequilibrado com uma produção muito maior de CO2, causando aquecimento global. A queima de combustíveis fósseis com alto teor de carbono perturbou o equilíbrio natural do ciclo e aumentou a taxa na qual o carbono é devolvido à fase gasosa. Esse aumento de gás carbônico na atmosfera, particularmente como dióxido de carbono e gás metano, foi considerado o principal fator para o aquecimento global e é referido como o “efeito estufa causado pelo homem” – o processo em que os gases de efeito estufa retêm a radiação infravermelha na atmosfera e causam a aquecimento global.
Panorama de emissão de CO2 no Brasil
Infelizmente, na contramão do mundo todo, o Brasil aumentou a emissão de gases que contribuem para o efeito estufa. As emissões brasileiras de gases de efeito estufa em 2020 cresceram 9,5%, enquanto no mundo inteiro elas despencaram em quase 7% devido à pandemia de Covid-19. A alta no desmatamento no ano passado (2021), em especial na Amazônia, pôs o Brasil na contramão do planeta e o deixou em desvantagem no Acordo de Paris. É o maior montante de emissões desde 2006. Com o aumento da emissão e a queda de 4,1% no PIB, o Brasil ficou mais pobre e poluiu mais. (Fonte: SEEG 9)
Para surpresa de ninguém, quem puxou a curva para cima e tornou o Brasil possivelmente o único grande poluidor do planeta a aumentar suas emissões no ano em que o planeta parou foi o setor de mudança de uso da terra (desmatamento), representadas em sua maior parte pelo desmatamento na Amazônia e no Cerrado.
O descontrole sobre o desmatamento faz com que a curva de emissões do Brasil ainda seja dominada por uma atividade que é majoritariamente ilegal e que não contribui com o PIB nem com na geração de empregos. Também coloca um peso desproporcional na atividade rural sobre as emissões brasileiras: somando-se os 27% das emissões diretas da agropecuária com as emissões por desmatamento, transporte e tratamento de resíduos associadas ao setor rural, o agronegócio responde por quase três quartos (73%) das emissões de gases de efeito estufa do Brasil. (Fonte: IEMA – Instituto de Energia e Meio Ambiente)
É mais do que urgente criarmos políticas contra o desmatamento e incentivar o uso de madeira de florestas plantadas e cultivadas.
Como calcular a quantidade de CO2 armazenada pelas árvores?
O carbono constitui aproximadamente 50% da massa seca das árvores e quando a madeira dessas árvores é usada para produzir produtos de madeira o carbono é armazenado para toda a vida nesse produto. Se usado nas estruturas de nossas casas este armazenamento de carbono é de cerca de 100 anos, cerca de 30 anos em móveis, 30 anos em dormentes de trem e cerca de 6 anos em paletes e papel. O carbono armazenado na madeira só é liberado de volta para a atmosfera quando o produto é queimado ou se decompõe.
A quantidade de carbono armazenada nas árvores depende de vários fatores, incluindo espécies, condições de crescimento, idade da árvore e densidade. Existem várias maneiras de calcular o CO2 armazenado na madeira, dependendo das informações disponíveis. Vou mostrar aqui uma das fórmulas mais utilizadas para este cálculo.
Vamos usar algumas suposições para esta fórmula. Em primeiro lugar, a fórmula que usaremos será para obter uma estimativa média ao longo da vida útil de uma árvore e em segundo lugar, excluirá o carbono armazenado pelo solo.
Algumas generalizações:
- 35% da massa verde de uma árvore é água, então 65% é massa seca e sólida;
- 50% da massa seca de uma árvore é carbono;
- 20% da biomassa das árvores está abaixo do nível do solo nas raízes, portanto, um fator de multiplicação de 120% é usado; e
- Para determinar a quantidade equivalente de dióxido de carbono, o valor de carbono é multiplicado por um fator de 3,67.
CO2 SEQUESTRADO PELAS ÁRVORES:
CO2 sequestrado (kg) = Massa da árvore (kg) x 65% (massa seca) x 50% (%carbono) x 3,67 x 120%
Vamos tomar como exemplo 1m3 de Pinus – cuja densidade de madeira verde é de aproximadamente 550 kg/m3:
Fórmula : 550 x 65% x 50% x 3,67 x 120% = 787 kg de CO2 estocados em 1m3 de Pinus.
Para o Eucalipto esse número é ainda maior, tomemos como exemplo a densidade de um eucalipto com 700 kg/m3:
Fórmula : 700 x 65% x 50% x 3,67 x 120% = 1000 kg de CO2 (1 ton) em 1m3 de Eucalipto.
Ou seja, o arquiteto canadense não estava falando nenhuma besteira mesmo. Algumas espécies podem mesmo armazenar 1 ton de CO2 em 1m3 de madeira.
E como calcular a quantidade de CO2 armazenada em madeira de construção?
Durante meus estudos, percebi que a fórmula acima representa apenas o CO2 armazenado pelas árvores, enquanto indivíduos na floresta, sem nenhum processamento. Durante a transformação da madeira em colunas e vigas, há uma `perda` desse carbono armazenado devido ao processo fabril e geração de resíduos.
A quantidade de carbono em toras de madeira serrada pode ser calculada usando taxas médias de recuperação após o processamento, que é estimada em cerca de 35% para madeiras duras, como eucalipto, e 50% para madeiras macias, como o pinus.
O teor de umidade padrão para madeira seca ao ar (e produtos de madeira) é de 12%, ou outra maneira de olhar é que 88% da umidade foi removida.
Então, para calcular o CO2 em madeira utilizada na construção as variáveis que você precisa são: a massa seca ao ar da tora, a porcentagem de umidade removida e a taxa de recuperação.
Os resíduos da fábrica remanescentes do processamento da madeira têm vários usos, como o fornecimento de serragem para a fabricação de produtos de madeira engenheirada e biomassa para produção de energia renovável.
CO2 SEQUESTRADO POR PEÇAS ESTRUTURAIS:
CO2 sequestrado (kg) = Massa da madeira seca a 12% (kg) x 88% (massa seca) x 50% (%carbono) x 3,67 x taxa de recuperação da madeira
Exemplo com o Pinus – seco em estufa a 12%, laminado colado – densidade básica 400 kg/m3:
Fórmula : 400 x 88% x 50% x 3,67 x 50% = 323 kg de CO2 estocados em 1m3 de Pinus Estrutural.
Para vigas coladas de eucalipto – seco a 12% – densidade básica de 600 kg/m3:
Fórmula : 600 x 88% x 50% x 3,67 x 35% = 340 kg de CO2 estocados em 1m3 de Eucalipto Estrutural.
Vejam que os valores sequestrados pela madeira estrutural são mais baixos do que os apresentados pela madeira em forma de árvore. Obviamente isto acontece devido ao processo industrial em que a madeira passa ao ser processada pois gera emissão de CO2 – não há nenhuma indústria 100% limpa.
Ainda assim o saldo de CO2 sequestrado é muito mais positivo, quando comparada a qualquer outro material estrutural do mundo como concreto armado – fck 30MPa – que emite por volta de 410 kg de CO2 por m3 ou o aço que emite 1850 kg de CO2 por tonelada de aço (ou 14.400 kg de CO2/m3) . (Fontes : Wikipedia e Worldsteel.org)
Estamos prontos para iniciar as construções em altura com madeira aqui no Brasil. E nós da TIMBAU ESTRUTURAS estamos preparados para atender as solicitações.
Texto : Eng. Alan Dias (alan@timbauestruturas.com.br)D
