PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS DA MADEIRA

Neste estudo não vamos nos ater às peculiaridades de cada tipo de madeira e pois as variáveis são inúmeras e divergem do foco inicial. Entretanto, nos cabe apresentar brevemente que dois tipos de categorias que distinguem as madeiras, ainda em PFEIL (2015) :

Madeiras duras : Árvores frondosas (dicotiledôneas da classe angiosperma, com folhas achatadas e largas) de crescimento lento, como peroba, ipê, aroeira, carvalho, etc. Elas têm melhor qualidade e chamadas madeiras “de lei”. Perdem as folhas no outono

Madeiras macias : Árvores coníferas (classe gimnospermas, com folhas em forma de agulhas ou escamas e sementes agrupadas em forma de cones), de crescimento rápido como pinheiros, pinus e eucalipto. Folhas se mantêm verdes o ano todo.

Podemos observar na figura 7 as seções transversais de uma conífera (a) e uma árvore frondosa (b) que nos indica o nível de dureza da madeira. Se pode analisar que o fato das fibras serem mais fechadas na lâmina da árvore frondosa, contribui para a resistência da mesma versus a da árvore conífera que detém fibras mais abertas, porosas, indicando menor resistência.

Feito o detalhamento acima, podemos supor que o uso global de madeira para estruturas seja maior para as coníferas, devido ao seu custo consideravelmente inferior e sua utilização para serraria e colagem. A resistência desejada para a estrutura é pautada principalmente pela forma de conexão dos finger joints e pelo adesivo de alta aderência para a formação dos blocos de lâminas, sejam elas de fibras paralelas (Glulam) ou cruzadas (CLT).

Fig. 7.

Segundo PFEIL (2015), a madeira além de ter uma excelente relação de resistência/peso, possibilita a fabricação de produtos industrializados e bom isolamento térmico. Na tabela a seguir (Fig. 9) podemos observar um comparativo da madeira com outros materiais convencionais utilizados na construção civil:

Fig. 9

Ao entrar no campo de especificações da utilização da madeira como material estrutural, alguns cuidados devem ser tomados, assim como assim o fazem em diretrizes técnicas específicas concernentes ao concreto ou o aço. Na utilização de madeira de modo geral, a atenção à umidade é mister. As vigas maciças devem ser muito bem secas antes de serem montadas - quanto maior umidade menor a resistência -, regra também válida para madeira laminada que devem ter, segundo PFEIL (2015), 8% a 14% de umidade relativa na colagem das peças, tornando-se necessária a utilização de ambientes controlados para não fugir da padronização de qualidade. Além disso, na execução da obra, deve-se sempre proteger a estrutura, como o exemplo de utilizar telhados com avanços de 45º com a projeção da base, além de nunca deixar os pilares em contato com a terra diretamente, utilizando pinos metálicos como na Morada de Canuanã no Tocantins (Fig.10) ou blocos de concreto.

Fig. 10

Além destas recomendações, como via de regra para finalização de madeiramento maciço, são utilizados óleos e vernizes (Stains) específicos para cada tipo de madeira e de uso, selando os poros da madeira e protegendo contra umidade e pestes. Para madeira laminada, a tecnologia avançou muito no beneficiamento destas estruturas, tornando-as muito mais longevas e resistentes. De acordo com DIAS (2018), em decorrência da grande umidade no Brasil e na proteção frente a insetos xilófagos, em 2013 foi lançada a NBR 16143, que “trata dos preservativos utilizados nas madeiras de acordo com o uso que elas terão. Nessa norma consta qual a porcentagem de preservante que deve ser utilizado para tratar a madeira em cada diferente situação.”.( DIAS, pág.100).

Diversos paradigmas são presentes quando pensamos o uso de estruturas de madeira, mas talvez o questionamento mais frequente é no tocante a incêndios. Naturalmente, é algo ocorrido a todos principalmente quando utilizamos a matéria prima do objeto de estudo para acender a churrasqueira em um evento de domingo. Para tanto, se torna necessário observarmos de perto o que acontece com um tronco quando nele é ateado fogo (fig. 11).

Fig. 11.

Contra fungos e insetos xilófagos, a norma prevê o uso de duas substâncias : a CCB (Cobre + Cromo + Boro) e a CCA (Cobre + Cromo + Arsênio). Elas são injetadas na madeira por meio de um sistema de autoclave, em que se retira quase toda a água da madeira por vácuo e se injeta a substância preservante no lugar e, pelo processo de osmose, o produto entra no lugar da água, deixando as peças tratadas.

Comparativamente, todos os elementos construtivos estruturais são combustíveis, porém a lógica por conta do estudo de resistência x incêndio é diferente. Uma viga de aço quando submetida à temperaturas superiores a 600 ºC perde totalmente a sua capacidade de previsibilidade de colapso e resistência, o mesmo acontece com o concreto, sendo que em um incêndio pode-se chegar a 1200 ºC. Com a madeira o efeito segue uma lógica específica. Quando um tronco se incendeia, a combustão age de fora para dentro, carbonizando as partes externas e criando uma crosta de carvão, uma camada incombustível, diminuindo o ar que chega na madeira e , por conseguinte, diminuindo a velocidade de combustão e aumentando a previsibilidade. Em estruturas laminadas de madeira (CLT e GLULAM) o efeito é ainda mais previsível, pois toda a estrutura é calculada, as possíveis patologias de origem são retiradas e são adicionados componentes que permitem maior proteção. DIAS (2018, pág. 105) explica que:

Hoje nós sabemos exatamente quanto tempo demora para um certo tipo de madeira queimar. O Pinus, que é uma madeira utilizada para fabricar o CLT e as vigas de GLULAM queima por volta de 0,7 mm/min. Com esses dados um engenheiro calculista de madeira pode dimensionar a seção da peça estrutural para suportar as cargas solicitantes e aumentar a massa de madeira em volta para queimar e carbonizar o tempo que quiser, ou o tempo que a estrutura solicitar de acordo com o corpo de bombeiros.

Portanto, com todas as variáveis controladas, podemos afirmar que temos a total previsibilidade em cima do comportamento do material, conferindo consideravelmente maior segurança aos usuários da edificação. 23

S S B H U A O G N U I

Fig. 13.

Este conhecimento já era utilizado pelos japoneses em uma técnica centenária voltada para fachadas chamada de Shou Sugi Ban (Fig. 13) em que consiste em queimar a primeira camada da madeira tornando-a carvão, escovando para retirada de resíduos e passando óleo protetor. Esta técnica advém de um vilarejo de pescadores de Naoshima, uma ilha do Japão em que buscavam dar maior durabilidade para as casas que ficavam expostas à intempéries como a chuva e a maresia. Além de deixar a peça impermeável, o Shou Sugi Ban confere ao material uma proteção contra fungos e insetos, além de deixar esteticamente bem atrativo. Podemos apreciar a aplicação no madeiramento externo de uma residência de 470 m2 projetada pelo Jacobsen Arquitetura localizada no Rio de Janeiro. (Fig.12).