Madeira

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Universidade Estadual de Maringá Centro de tecnologia Departamento de Engenharia Civil Construção de Edifícios II Profa. Dra. Luci Mercede Demori Madeira Acadêmicos: Glauco Brentan da silva Maringá, 1 de Outubro de 2009 2 Sumário 1. INTRODUÇÃO............................................................................................................................................. 4 2. HISTÓRIA DA MADEIRA.............................................................................................................................. 4 3. CONSIDERAÇÕES INICIAIS SOBRE O SISTEMA CONSTRUTIVO ................................................................... 7 4. ANATOMIA DA MADEIRA .......................................................................................................................... 9 4.1 Estrutura microscópica da arvore ................................................................................................... 10 4.2 Estrutura macroscópica da árvore .................................................................................................. 10 5. PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA ..................................................................................................... 11 5.1 Umidade ...................................................................................................................................... 12 5.2 Retratibilidade ............................................................................................................................. 12 5.3 Densidade .................................................................................................................................... 13 5.4 Condutibilidade térmica .............................................................................................................. 13 5.5 Condutibilidade elétrica .............................................................................................................. 13 5.6 Condutibilidade sonora ............................................................................................................... 13 5.7 Resistência ao fogo ...................................................................................................................... 14 5.8 Durabilidade natural .................................................................................................................... 15 5.9 Resistência química ..................................................................................................................... 15 6. PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA ............................................................................................. 15 7. SECAGEM DA MADEIRA ........................................................................................................................... 15 8. SUSTENTABILIDADE ................................................................................................................................. 17 9. MATERIAIS ............................................................................................................................................... 20 10. PATOLOGIAS ........................................................................................................................................ 28 11. PRESERVAÇÃO ..................................................................................................................................... 32 12. TRATAMENTO DA MADEIRA ................................................................................................................ 34 13. RETENÇÃO E PENETRAÇÃO DO PRODUTO PRESERVATIVO ................................................................. 37 14. SECAGEM DA MADEIRA ....................................................................................................................... 38 15. SISTEMA CONSTRUTIVO ...................................................................................................................... 39 16. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO SISTEMA CONSTRUTIVO EM MADEIRA ...................................... 48 17. INTRODUÇÃO AO CUSTO ..................................................................................................................... 50 18. EXEMPLOS DE OBRAS .......................................................................................................................... 51 19. CONCLUSÃO......................................................................................................................................... 60 20. REFERÊNCIAS ....................................................................................................................................... 61 3 1. INTRODUÇÃO A madeira sempre se revelou um material nobre e rico em sugestões: sua utilização como matéria-prima na construção de habitações é uma constante na história da arquitetura. A madeira como material de construção é o segundo mais utilizado, sendo usada em diversas etapas (fundação até os acabamentos), passando tanto pela estrutura como por material auxiliar. A qualidade da madeira é excepcional para construção e também como matéria prima para outros produtos industrializados (papel, resinas, alcoóis, plásticos, etc.). Elas possuem características próprias, como as apresentadas na apostila de Materiais de Construção, da PUC Paraná:  Apresentam resistência mecânica tanto para esforços de tração como compressão, além de resistência a tração por flexão;  Tem resistência mecânica elevada em relação ao seu peso próprio pequeno;  Tem resistência à choques e cargas dinâmicas absorvendo impactos que dificilmente seriam absorvidas por outros materiais;  Tem fácil trabalhabilidade permitindo ligações simples;  Boas características de absorção acústica e bom isolamento térmico;  Custo reduzido na produção;  Material renovável;  Apresenta diversos padrões de qualidade e estéticos. Com a tecnologia, foi possível eliminar ou minorar os inconvenientes que a madeira apresenta, como: fácil deterioração em ambientes agressivos, problemas de secagem e umidade, heterogeneidade e anisotropia naturais de sua constituição fibrosas, dimensões limitadas, etc.. A indústria moveleira e a indústria de embalagens usam largamente a madeira e os produtos dela derivados (chapas de diferentes características). Outros usos podem ser mencionados: nos meios de transporte (barcos, carroceria, vagões de trem, dormentes, etc.), nos instrumentos musicais, em artigos esportivos, nas indústrias de bebidas, de brinquedos, de fósforos, de lápis entre outros. Tal emprego vem se mantendo crescente, apesar de alguns conhecidos preconceitos inerentes à madeira, relacionados principalmente:  Há insuficiente divulgação das informações tecnológicas já disponíveis acerca de seu comportamento sob as diferentes condições de serviço;  Há falta quase sistemática de projetos específicos, desenvolvidos por profissionais habilitados (Lahr, 2006). 2. HISTÓRIA DA MADEIRA A madeira é, provavelmente, um dos mais antigos materiais de construção utilizados pelo homem. O início de sua aplicação em construções dá-se no período Neolítico, também conhecido por Idade da Pedra Polida (aproximadamente entre 12000 a.C. e 4000 a.C.), onde o homem começa a dar seus primeiros passos na agricultura. 4 A partir deste momento o homem aprende a assegurar a sua alimentação pelo próprio trabalho e assim, precisando se proteger dos ataques de animais e dos agentes atmosféricos passando a fixar-se nas terras, constituindo-se os primeiros arquitetos da história da humanidade, construindo casas, formando as primeiras aldeias, assim como métodos básicos da construção em madeira. As construções primitivas eram em grande parte sobre a forma de construções palafíticas, que são habitações rústicas de madeira, reunidas em verdadeiras cidades erguidas sobre pilotis, estacas resistentes e profundamente enterradas no fundo dos lagos ou às margens de rios. Pela facilidade de obtenção e adaptação aos fins previstos, proporcionaram o emprego da madeira nas construções de importantes obras de arquitetura e engenharia. Existem testemunhos arqueológicos de que no período Neolítico se utilizavam as construções em troncos de árvores e os historiadores Romanos afirmavam que já naquele tempo, na Alemanha, se construíam casas em que se utilizavam troncos cortados em secção quadrangular. A abundância de bosques de coníferas, no norte e leste da Europa, constituíam um elemento básico para que a madeira fosse utilizada na construção. Sabe-se que no ano 700 a.C. em Biscupin, na Polónia existiu uma povoação constituída por casas de troncos. No século IV d.C., na Noruega, há documentos que atestam a construção de casas de madeira e que a partir do ano 1000 d.C., na Escandinávia, as casas de troncos de madeira, dispostos horizontal ou verticalmente eram frequentes. Os troncos horizontais eram unidos entre si nas suas esquinas, mediante diversos tipos de acoplamento. Esta disposição horizontal dos troncos teve maior aceitação do que a disposição vertical, devido à maior estabilidade que conferiam á construção. ―O principal inconveniente da disposição horizontal dos troncos, consistia na maior dificuldade em conseguir que os espaços entre eles fossem tapados para evitar a infiltração de ventos e águas. Esta estanqueidade era conseguida, calafetando as fendas com telas tecidas na cor da madeira ou, nas casas mais humildes, com argila, musgo ou terra. No entanto, qualquer destes métodos apenas atenuava a penetração do vento e da chuva‖ site da CASEMA (2007). Outro inconveniente na disposição horizontal dos troncos consistia no fato dos topos dos troncos ficarem descobertos ficando facilmente à mercê do apodrecimento. A partir do século XV, teve o desenvolvimento das técnicas de serragem, utilizando-se a água como força motriz, sendo mais fácil a obtenção de grossas tábuas que por meio de espigas permitiam uma melhor união entre si. Deste modo, aos poucos, as casas de troncos foram sendo substituídas por casas de tábuas ou troncos retangulares, que permitiam uma melhor estanqueidade e estabilidade. Nos nossos tempos, podemos admirar extraordinários exemplos de arquitetura em madeira em diversas zonas do nosso globo. A Ásia, África, Polinésia e América do Sul oferecem-nos alguns dos exemplos mais impressionantes. As técnicas em construção em madeira evoluíram com o tempo em varias civilizações, chegando até os dias atuais, incorporando inovações proporcionadas pela indústria. 5 No Brasil, antes da chegada dos colonizadores portugueses, a madeira era utilizada nas edificações, nas fabricações de meios de transportes, armas de caça, etc. diferenciando-se pelas tribos. Com a chegada dos Portugueses, além da extração da madeira, que se tornou uma atividade econômica altamente rentável, a nova população utilizava-se dela para elevar suas cidades. A arquitetura inicial era basicamente feita em madeira, utilizando técnicas e conhecimentos indígenas locais para impor o gosto europeu nas construções. Com o tempo, a extração da madeira além de servir como produto de exportação, servia também como matéria prima para a produção de energia. O que fez com que a devastação fosse bem mais acentuada. ―A madeira deixou por um bom tempo de ser utilizada nas construções para ser queimada nas embarcações que passavam pelo litoral brasileiro. Na arquitetura ficou rebaixada à estrutura, e as casas tendo o adobe e a taipa, como revestimento. Como se pôde ver a madeira esteve sempre muito relacionada com a colonização tanto que o nome do país se deu por causa da madeira que produzia os pigmentos vermelhos exportados para o mundo, o Pau-Brasil‖ segundo trabalho desenvolvido por alunos da disciplina Tecnologia I do curso de Arquitetura e Urbanismo da UFSC. Enfim, a utilização da madeira sempre esteve associada à arte dos antigos carpinteiros e marceneiros, que transmitiram seus conhecimentos e suas propriedades, de geração em geração, através do acúmulo de experiências na prática profissional. ―Somente após a Segunda Guerra Mundial é que as pesquisas tecnológicas sobre o material tiveram grande incremento, dispondo-se hoje de métodos precisos para o projeto das mais variadas estruturas, sob as mais diversificadas formas‖ (LAHR, 2006). No Paraná, após a abolição da escravatura, aliada à similitude climática, pode ser explorada por grandes contingentes de alemães, italianos e poloneses, desenvolvendo mais o uso da madeira, que trouxeram suas técnicas de construção junto com a arquitetura. ―Os imigrantes alemães construíram suas casas com enxaiméis - estrutura de madeira com peças diagonais de travamento cujos intervalos são preenchidos por tijolos. Os poloneses e italianos, de origem camponesa, estabeleceram-se em colônias próximas às cidades. As casas dos imigrantes italianos eram construídas em alvenaria de tijolos. Os poloneses empregavam troncos de árvores sobrepostos horizontalmente, com encaixes nos cantos das paredes‖ (GARCIA et al, 1987). Hoje se torna indispensável ao bom profissional, tanto arquiteto quanto engenheiro, o conhecimento das propriedades do material, como também as recomendações da Norma Brasileira ( NBR-7190/97 ) da ABNT pertinente ao assunto, justamente para se explorar precisamente todos os recursos disponíveis, bem como fazer um emprego em condições adequadas, visando principalmente a durabilidade do material (LAHR, 2006). 6 3. CONSIDERAÇÕES INICIAIS SOBRE O SISTEMA CONSTRUTIVO A madeira é empregada, com freqüência, para múltiplas finalidades na construção civil, destacando-se na solução de problemas relacionados a:  Coberturas (residenciais, comerciais, industriais);  Cimbramentos (para estruturas de concreto armado e protendido);  Transposição de obstáculos (pontes, viadutos, passarelas para pedestres);  Armazenamento (silos verticais e horizontais);  Linhas de transmissão (energia elétrica, telefonia);  Benfeitorias rurais, obras portuárias, etc. Além disto, é muito empregada na fabricação de componentes para a edificação, como:  Painéis divisórios;  Portas;  Caixilhos;  Lambris;  Forros;  Pisos. ―Ao definir um projeto com madeira é preciso que os arquitetos e os engenheiros envolvidos tenham plenos conhecimentos das propriedades das espécies mais apropriadas, considerando fatores como a localização do empreendimento e os agentes biológicos a que a construção será exposta. Isso é fundamental para evitar futuras deteriorações ocasionadas pela ação do intemperismo e o ataque de fungos e insetos‖ (Quinalia, 2006). Existem vários modos de classificar os sistemas construtivos. No conceito difundido por Picarelli (1986) que define como sistema construtivo "um conjunto de materiais, elementos e componentes que se utilizam segundo determinadas regras de combinação, para concretizar o objeto arquitetônico". O grau de industrialização, o material utilizado nas paredes, a tipologia estrutural e o porte da construção, são os enfoques adotados para classificar os sistemas construtivos em madeira. Sendo assim, os sistemas construtivos se diferem pelas existências de métodos e processos utilizados, assim como, do tipo de equipamento e do tempo de execução. Sinteticamente estes sistemas subdividem-se em: Sistema Tradicional, Convencional, Racionalizado e Industrializado. No sistema tradicional, utilizam-se métodos e processos empíricos, intuitivos, com materiais locais e equipamentos de uso comum. No Paraná, as casas produzidas por este sistema, são isoladas do solo e composta por quadro inferior e superior ligados por montantes verticais e fechamento em tábua e mata-junta na vertical. A grande maioria é realiza com madeira de pinus proveniente da região. Os elementos e componentes são modulados, reduzindo o tempo necessário para construção. 7 Os sistemas convencionais utilizam métodos e processos parcialmente normalizados, com componentes padronizados e elementos produzidos fora do canteiro de obras, a produção é manual, desperdiça material e é lenta. Sistemas construtivos que utilizam componentes padronizados têm uma linha de montagem organizada e atinge um menor custo de produção com um padrão de qualidade superior ao processo tradicional. Os aspectos básicos que definem o padrão destas obras são a metragem quadrada e a qualidade do material de acabamento. Para os modelos populares de casas geralmente é utilizado o Pinus ou Cambará; nos modelos mais sofisticados faz-se uso de madeiras de melhor qualidade e maior resistência como a Grápia ou o Angelim, provenientes do Centro-Oeste e Norte do país. ―Os sistemas construtivos convencionais, em sua maioria, utilizam fundação em concreto ou alvenaria, piso cimentado ou piso cerâmico nas áreas sujeita a umidade e assoalho nos quartos e na sala. A estrutura portante é formada por montantes verticais ligados por tábuas na horizontal que recebem a carga da cobertura e as transmite para a fundação. A cobertura é composta por tesouras, terças e vigas de madeira que suportam um telhado de fibrocimento ou de telha cerâmica. A vedação é composta por tábuas na horizontal sobrepostas ou com encaixe macho-fêmea‖ (SILVA, R.D.; BASSO, 2000). No sistema racionalizado – faz-se o uso de métodos e processos sistemáticos de organização, elimina o desperdício de material, diminui o custo e o prazo de execução melhorando a qualidade do produto final. O sistema industrializado pressupõe métodos e processos de produção em série, de préfabricação total ou parcial, uso de equipamentos mecânicos e/ou automatizados com o intuito de diminuir a quantidade de material, o custo e o tempo de execução, ao mesmo tempo em que amplia a qualidade e garante a intercambialidade dos componentes construtivos (SILVA, R.D.; BASSO, 2000). Os métodos pré-fabricados caracterizam-se pela montagem de peças que chegam prontas ao canteiro de obra. A edificação é rapidamente construída por profissionais capacitados, fazendo com que seja limpo e funcional, tendo baixos custos de material e mão-de-obra. O site da geocities apresenta dois modos de obras pré-fabricadas, o de madeira serrada e de toras. O de madeira serrada é composto de peças em madeira maciça, que utilizam a técnica do auto-encaixe. As pranchas de parede são pré-cortadas e seguem o sistema de encaixe tipo machofêmea, eliminando a necessidade de pregos, parafusos ou grampos. As casas pré-fabricadas de madeira não serrada – toras, geralmente seguem um sistema construtivo padrão, onde se utilizam peças roliças de madeira de diâmetros variados, ligadas entre si por meio de encaixes e elementos metálicos: parafusos, chapas e demais conexões. No Brasil, algumas instituições destacam-se no desenvolvimento de pesquisa sobre a construção em madeira: Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT), a Fundação Centro de Desenvolvimento das Aplicações das Madeiras do Brasil (DAM), a Fundação de Tecnologia do Estado do Acre (FUNTAC) e o Laboratório de Madeiras e de Estruturas de Madeira da EESC/USP. 8 4. ANATOMIA DA MADEIRA Conforme PETRUCCI (1979), ―a madeira é um produto vegetal proveniente do lenho dos vegetais superiores: árvores e arbustos lenhosos. Suas características de heterogeneidade e anisotropia guardam estreita relação com esta origem de seres vivos e organizados‖. As árvores são plantas superiores, de elevada complexidade anatômica e fisiológica. Botanicamente, estão contidas na Divisão das Fanerógamas, e são vegetais completos, ou seja, dotados de raízes, caule, folhas e flores. Estas, por sua vez, se subdividem em Gimnospermas e Angiospermas. As gimnospermas são árvores coníferas e resinosas, tendo como característica as folhas em forma de agulha e não fornecendo frutos. São as madeiras de lenho mais mole, correspondendo à 35% das espécies conhecidas. Já as angiospermas são arvores com características exuberantes e frondosas, conhecida no Brasil como as madeira de lei, correspondendo à 65% das espécies conhecidas. Usualmente designadas na literatura internacional como hardwoods, ou seja, madeiras duras. Produzem árvores com folhas de diferentes formatos, renovadas periodicamente, e constituem a quase totalidade das espécies das florestas tropicais. No Brasil, diversas essências das Dicotiledôneas são consagradas no mercado madeireiro, mencionando-se algumas delas: Aroeira do Sertão (Astronium urundeuva), Peroba Rosa (Aspidosperma polyneuron), Ipê (Tabebuia serratifolia), Mogno (Swietenia macrophylla), Cedro (Cedrella fissilis), Imbuia (Ocotea porosa), Caviúna (Machaerium scleroxylon), Angico (Piptadenia excelsa), A parte da árvore que é usado como material de construção é chamada de lenho, que sub divide-se em:  Casca: Protege o tronco e conduz a seiva elaborada das folhas para o tronco. A parte externa é morta denominada cortiça, a parte interna por onde passa a seiva é denominada floema. A parte externa esta em constante renovação e não tem muito interesse como material de construção com exceção da utilização da cortiça (material morto) como isolante acústico.  Câmbio: É uma camada muito esbelta que se situa entre a casca e o lenho, constituída de tecido vivo sendo tão importante quanto à parte interna da casca. Seu seccionamento produz a morte da árvore por interrupção de ―fluidos‘‘.  Lenho: É o núcleo do tronco, sendo portanto a parte resistente da árvore. É constituído pelo alburno que é a parte mais externa, e pelo cerne que é a parte central do tronco, sendo formado por células mortas ou esclerosadas. Este fato torna-o mais resistente visto não exigir nessa região a seiva, e conseqüentemente não ser atrativos a insetos e outros agentes de deteriorização.  Medula: É o miolo central do tronco, sendo esta parte constituída de tecido frouxo muitas vezes já apodrecido, sendo a sua presença em material serrado constitui um defeito. 9 4.1 Estrutura microscópica da arvore De acordo com CALIL JR (2000), o crescimento vertical é o principal de uma árvore. Este crescimento é contínuo, apresentando variações em função das condições climáticas e da espécie da madeira. Além do crescimento vertical, também ocorre um aumento no diâmetro do tronco devido ao crescimento das camadas periféricas responsável pelo crescimento horizontal. A água é retirada do solo pelas raízes; as folhas absorvem o gás carbônico do ar; o tronco funciona como sustentação; há elementos para sintetizar substâncias utilizadas na climatização da árvore e as sementes são responsáveis pela reprodução do vegetal. Entre o lenho e a casca existe o câmbio, camada microscópica de tecido meristemático. As células do câmbio se reproduzem, mantendo seu caráter meristemático, outras se transformam em tecido permanente, regenerando a casca ou formando a madeira. As células produzidas pelo câmbio para formar a madeira seguem esquemas distintos de especialização, um no caso das Coníferas e outro nas Dicotiledôneas. Ao microscópio, distinguem-se duas formações básicas nas Coníferas: os traqueídes e os raios medulares. Os primeiros são células alongadas, de até 5 mm de comprimento, e até 60 m de diâmetro, com comunicação pelas extremidades, através de válvulas. Os traqueídes podem constituir até 95% da madeira das coníferas. Segundo diversos autores, os traqueídes têm a função de conduzir a seiva bruta (no alburno), de depósito de substâncias polimerizadas (no cerne), de conferir resistência mecânica ao tronco e, como conseqüência, às peças a serem utilizadas para as diferentes finalidades. Já a madeira das Dicotiledôneas apresenta quando observada ao microscópio, pelo menos três elementos básicos: os vasos, as fibras e os raios medulares. Os vasos são células alongadas, com até 1 mm de comprimento e 300 m de diâmetro, com seção transversal arredondada e vazada, os poros. Os vasos podem constituir até 50% da madeira das Dicotiledôneas, comunicam-se entre si através das extremidades celulares, têm a função de transporte ascendente da seiva bruta (no alburno) e de depósito de substâncias polimerizadas (no cerne). As fibras são células alongadas, com até 1,5 mm de comprimento, seção transversal vazada e arredondada, paredes com espessura sistematicamente superior à dos vasos. As fibras são elementos fechados, não possuindo comunicação através das extremidades. Podem constituir, dependendo da espécie, até 50% da madeira das Dicotiledôneas, sendo as principais responsáveis por sua resistência mecânica e por sua rigidez. 4.2 Estrutura macroscópica da árvore Na região central do tronco encontra-se a medula, resultante do crescimento vertical inicial da árvore, podendo apresentar na forma de seção circular, poligonal ou estrelada. Possuindo características específicas, em geral menos favoráveis em relação à madeira propriamente dita. A partir da medula, as camadas de crescimento se dispõem em arranjos concêntricos. O desenvolvimento da árvore não ocorre de modo uniforme ao longo do ano. De acordo com GONÇALVES (2000), em regiões de estações climáticas bem definidas, a atividade do câmbio é periódica, permitindo a ocorrência dos anéis de crescimento. Em função das estações, a 10 disponibilidade de luz, calor e água experimentam variações consideráveis, fazendo com que os anéis de crescimento sejam constituídos por duas porções distintas. Uma delas é mais clara, mais porosa e menos resistente: trata-se da madeira crescida em condições favoráveis de luz, calor e água. A outra é mais escura, menos porosa e mais resistente: trata-se da madeira crescida em condições de menor disponibilidade de luz, calor e água. Em regiões de clima tropical, onde as estações não são bem definidas, pode ocorrer à formação de mais de um anel de crescimento no ano. As camadas externas e mais jovens de crescimento são chamadas de alburmo. Estas são responsáveis pela condução da seiva bruta desde as raízes até as folhas. Trata-se de camadas de menor resistência à demanda biológica, possui uma coloração mais clara aceitando com mais facilidade produtos para sua conservação. As camadas internas do tronco conhecido como cerne são mais antigas, tendendo armazenar resinas e outras substancias de alta densidade, tornando-a mais escuras, com maior resistência à demanda biológica. Revestindo o lenho, entendido como a composição de medula, cerne e alburno, encontra-se a casca. De acordo com PFEIL (1982), a casca é a ―proteção externa da árvore, formada por uma camada externa morta, de espessura variável com a idade e as espécies‖. Sob esta, há uma finíssima película do câmbio vascular (a parte ―viva‖ da árvore) que origina os elementos anatômicos integrantes da casca interna (floema) e do lenho (xilema). A parte externa da casca, cuja função é a proteção contra o ressecamento dos tecidos vivos, ataque de microorganismos e insetos, ataque mecânico e mudanças climáticas, é também denominada ritidoma (GONÇALVES, 2000). Figura 1: Estrutura macroscópica da madeira. Fonte: Rocco Lahr (1990) 5. PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA Conhecer as propriedades físicas da madeira é de grande importância porque estas propriedades podem influenciar significativamente no desempenho e resistência da madeira utilizada estruturalmente. A espécie, o solo e o clima de sua região, a fisiologia, a anatomia do 11 tecido lenhoso e a variação da composição química da árvore são fatores que influenciam nas características físicas da madeira. As características a serem analisadas são a umidade, a retratibilidade, a densidade, a condutibilidade térmica, elétrica, sonora, resistência ao fogo, durabilidade natural além de resistência química. As características de cada material permitem a escolha do melhor material para sua melhor aplicação. 5.1 Umidade Dada pela fórmula: w M ÁGUA M SECA .100(%) A água é importante para o crescimento e desenvolvimento da árvore, constituindo uma grande porção da madeira verde. Na madeira, a água apresenta-se de duas formas: como água livre contida nas cavidades das células (lumens), e como água impregnada contida nas paredes das células. Quando a árvore é cortada, ela tende a perder rapidamente a água livre existente em seu interior para, a seguir, perder a água de impregnação mais lentamente. A umidade na madeira tende a um equilíbrio em função da umidade e temperatura do ambiente em que se encontra. O teor de umidade correspondente ao mínimo de água livre e ao máximo de água de impregnação é denominado de ponto de saturação das fibras (PSF). Para as madeiras brasileiras esta umidade encontra-se em torno de 25 e 30%. A perda de água na madeira até o ponto de saturação das fibras se dá sem a ocorrência de problemas para a estrutura da madeira. A partir deste ponto a perda de umidade é acompanhada pela retração (redução das dimensões) e aumento da resistência, por isso a secagem deve ser executada com cuidado para se evitarem problemas na madeira.  Madeira verde: acima de30%  Madeira semi seca: acima de 23%   Madeira comercialmente seca: entre 18 e 23% Madeira seca ao ar: ente 13 e 18%  Madeira dessecada: entre 0 e 13%  Madeira seca: 0% É importante destacar ainda que a umidade apresente grande influência na densidade da madeira. 5.2 Retratibilidade Define-se retratibilidade como sendo a redução das dimensões em uma peça da madeira pela saída de água de impregnação. 12 Como visto anteriormente a madeira apresenta comportamentos diferentes de acordo com a direção em relação às fibras e aos anéis de crescimento. Assim, a retração ocorre em porcentagens diferentes nas direções tangencial, radial e longitudinal. Em ordem decrescente de valores, encontra-se a retração tangencial com valores de até 10% de variação dimensional, podendo causar também problemas de torção nas peças de madeira. Na seqüência, a retração radial com valores da ordem de 6% de variação dimensional, também pode causar problemas de rachaduras nas peças de madeira. Por último, encontra-se a retração longitudinal com valores dede 0,5% de variação dimensional. Figura 2: Gráfico Retração X Umidade Fonte: Gesualdo, 2003 Um processo inverso também pode ocorrer, o inchamento, que se dá quando a madeira fica exposta a condições de alta umidade ao invés de perder água ela absorve, provocando um aumento nas dimensões das peças. 5.3 Densidade A densidade básica da madeira é definida como a massa específica convencional obtida pelo quociente da massa seca pelo volume saturado e pode ser utilizada para fins de comparação com valores apresentados na literatura internacional. A densidade aparente é determinada para uma umidade padrão de referência de 12%, pode ser utilizada para classificação da madeira e nos cálculos de estruturas. 5.4 Condutibilidade térmica Mal condutor independente da espécie 5.5 Condutibilidade elétrica Quando seca é um excelente isolante elétrico, ao passo que úmida se torna condutora. 5.6 Condutibilidade sonora Não é bom isolante acústico, porém quando usado em tratamento acústico funciona bem por ter boa capacidade de absorção dos sons. 13 5.7 Resistência ao fogo Uma peça de madeira exposta ao fogo torna-se um combustível para a propagação das chamas, porém, após alguns minutos, uma camada mais externa da madeira se carboniza tornandose um isolante térmico, que retém o calor, auxiliando, assim, na contenção do incêndio, evitando que toda a peça seja destruída. A proporção da madeira carbonizada com o tempo varia de acordo com a espécie e as condições de exposição ao fogo. Entre a porção carbonizada e a madeira sã encontra-se uma região intermediária afetada pelo fogo, mas, não carbonizada, porção esta que não deve ser levada em consideração na resistência. Figura 3: Madeira em combustão. Fonte: Szucs et al, 2006. Ao contrário, por exemplo, de uma estrutura metálica que é de reação não inflamável, mas que perde a sua resistência mecânica rapidamente (cerca de 10 minutos) quando em presença de temperaturas elevadas, ou seja, acima de 500°C. Com base nas normas de comportamento da madeira ao fogo, já existentes em alguns países, que se pode prever, levando em consideração um maior ou menor risco de incêndio e a finalidade de ocupação da construção, uma espessura a mais nas dimensões da seção transversal da peça de madeira. Com isso, sabe-se que mesmo que a madeira venha a ser queimada em 2 cm, por exemplo, o núcleo restante é suficiente para continuar resistindo mecanicamente o tempo que se quiser estimar. Isto faz com que a madeira tenha comportamento perfeitamente previsível. As coníferas, por exemplo, queimam até 2 cm em 30 minutos e 3,5 cm em 60 minutos. 14 5.8 Durabilidade natural A durabilidade da madeira, com relação a biodeterioração, depende da espécie e das características anatômicas. Certas espécies apresentam alta resistência natural ao ataque biológico enquanto outras são menos resistentes. A baixa durabilidade natural de algumas espécies pode ser compensada por um tratamento preservativo adequado às peças, alcançando-se assim melhores níveis de durabilidade, próximos dos apresentados pelas espécies naturalmente resistentes. 5.9 Resistência química Em alguns casos, a madeira pode sofrer danos devidos ao ataque de ácidos ou bases fortes. O ataque das bases provoca aparecimento de manchas esbranquiçadas decorrentes da ação sobre a lignina e a hemicelulose da madeira. Os ácidos também atacam a madeira causando uma redução no seu peso e na sua resistência. 6. PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA São as características de resistência da madeira a diversos tipos de esforços a que estão sujeitas as estruturas. Numa primeira classificação podem-se ter as características principais e secundarias. A principais são a resistência aos esforços no sentido axial, ou das fibras. Compressão, tração, flexão estática e dinâmica. As secundarias são as que ocorrem perpendicularmente às fibras. Compressão e tração normal às fibras, torção, cisalhamento e fendilhamento. Todas as características estão diretamente ligadas às propriedades anisotrópicas, à absorção de umidade e à densidade de fibras. O teor de umidade tem fator preponderante na qualidade de resistência da madeira. Quando verde, tem resistência quase constante, aumentando a medida que vai secando. Quando seca em estufa, chega a sua resistência máxima. A massa especifica também influi significativamente na capacidade de resistência à compressão, sendo que quanto maior, maior a resistência. Os defeitos que possam existir em partes do lenho proporcionam uma redução na resistência, que serão levados em consideração nos cálculos de coeficiente de segurança. 7. SECAGEM DA MADEIRA O início da secagem começa com a evaporação da água localizada no lúmen das células (vasos, traqueídeos, fibras, etc.), denominada de água livre ou água de capilaridade. A madeira perde de forma rápida a água de capilaridade sem sofrer contrações volumétricas significativas ou alterações nas suas propriedades resistentes. Após a perda de água de capilaridade, permanece na madeira a água contida nas paredes celulares, denominada de água impregnada. O teor de umidade relativo a este estágio é denominado de ponto de saturação das fibras (PSF), estando este valor em torno de 20% do peso seco. 15 Alterações na umidade abaixo do PSF acarretam o aumento das propriedades resistentes da madeira e contrações volumétricas. Figura 4: Resistência X teor de umidade. Fonte: Szucs et al, 2006. Ao final do processo de secagem há um equilíbrio dinâmico entre a umidade relativa do ar, em que a madeira se encontra exposta, e a umidade da madeira, denominado de umidade de equilíbrio (UE). A umidade de equilíbrio é, então, função da umidade do ar e da temperatura ambiente, portanto, podendo ser especificada para cada região onde será empregada. 6.1 Defeitos de secagem Os defeitos mais comuns que se estabelecem durante a secagem são: (1) fendas e rachaduras, geralmente devido a uma secagem rápida nas primeiras horas; (2) colapso, que se origina nas primeiras etapas da secagem e muitas vezes acompanhado de fissuras internas; (3) abaulamento, que se deve a tensões internas as quais apresenta a árvore combinada a uma secagem irregular. No caso 3, a deformação é causada pela contração diferenciada nas três direções do corte da madeira, originando defeitos do tipo arqueamento, encanoamento, encurvamento e torcedura. 16 Figura 5: Defeitos de secagem. Fonte: Szucs et al, 2006. 8. SUSTENTABILIDADE O desenvolvimento sustentável não é apenas um termo referente ao ambiente, mas sim um processo integrado e equilibrado entre objetos econômicos, financeiros, ambientais e sociais. Isso representa utilizar os recursos existentes de forma a interferir o mínimo possível no equilíbrio entre o meio ambiente e a sociedade humana. Segundo o Relatório de Brundtland (1987) define-se como desenvolvimento sustentável ―O desenvolvimento que procura satisfazer as necessidades da geração atual, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de satisfazerem as suas próprias necessidades(...)‖. Esta definição surgiu numa comissão mundial criada pela ONU para discutir e propor meios para harmonizar o desenvolvimento econômico e preservação ambiental. O reconhecimento de que os recursos naturais são finitos é fundamental para o desenvolvimento sustentável. Para um empreendimento ser sustentável tem de se enquadrar em ser ecologicamente correto, economicamente viável, socialmente justo e culturalmente aceito. ―No momento atual, quando em todo o mundo se discutem questões ambientais, — tais como a sustentabilidade dos processos de produção, a despoluição do planeta e a regeneração de áreas degradadas —, as florestas e, conseqüentemente, a madeira possuem grande parte da solução para os problemas detectados‖ (RAZERA NETO, 2005). A busca para garantir a manutenção de mercados, como também expandi-lo, vem marcando o cenário global caracterizado pela competitividade e, conseqüentemente pela necessidade de se obter uma solução para os problemas gerados de tal expansão. No Brasil, país que possui a maior floresta tropical do mundo, com maior biodiversidade, pouco explora comercialmente este potencial. Uma das opções para a abertura de novos mercados é a exploração desse setor florestal. Esta alternativa, fundamentada na utilização de métodos racionais de exploração, anda lado a lado com o desenvolvimento sustentável. A madeira é um material renovável na natureza e participa decisivamente no equilíbrio ecológico. Ela melhora a qualidade do ar pelo ―seqüestro de carbono‖, fixação do gás carbônico, 17 pela liberação de oxigênio através do processo fotossintético, manutenção da biodiversidade quando associada ao sistema de manejo florestal, sem contar com a prevenção a áreas sujeitas a erosão. Além destes benefícios ambientais a madeira é um material, na construção civil, que pode substituir materiais com altos gastos energéticos e de recursos naturais na sua produção. Ela possui uma demanda energética 21 vezes menor que a produção de cimento e quando comparada ao aço, a redução de energia chega a ser 99% menor para sua obtenção. Tabela 1: Energia de Produção MATERIAL Concreto Aço Madeira ENERGIA PARA PRODUÇÃO (MJ/m³) 1920 234000 600 Fonte: Miotto, 2008 O uso da madeira no Brasil como material de construção civil não é muito difundido devido à falta de cultura que vem de muito tempo em épocas de colônia. Outro fator, segundo Calil Junior et al. (2006), é que a população tem uma idéia equivocada de que a madeira tem uma pequena vida útil, sendo assim negligenciada como material de construção. Essa opinião mostra a falta de conhecimento do povo, pois existem diversos tratamentos químicos e tecnologias que protegem a madeira contra o apodrecimento por até 50 anos ou mais. Além do mais, pode-se pensar que o uso em larga escala da madeira causará um grande desflorestamento. Figura 6: Estoque de biomassa. Fonte: FAO, 2007 apud Zanetti 18 Como se pode ver no gráfico a proporção de estoque de PFM no Brasil é muito menor que o estoque aéreo e subterrâneo, mostrando que o país não tem um consumo suficiente para sua produção. De fato, se a exploração for realizada de forma ilegal, sem racionalização, muitas espécies de madeiras serão extintas sem contar com a destruição do habitat de muitos seres vivos. Em contrapartida, o governo vem incentivando o uso da madeira de reflorestamento e de manejo florestal. A madeira de reflorestamento, segundo IPT (2009), se destina a produzir matéria-prima para as indústrias, cuja implantação, manutenção e exploração seguem projetos previamente aprovados pelo IBAMA. ―O uso estrutural da madeira de reflorestamento como uma alternativa às espécies tropicais é uma solução natural. Dos reflorestamentos atuais existentes, o Pinus e o Eucalipto são os mais importantes para a construção civil.‖ (CALIL JUNIOR et al., 2006). O manejo florestal é o ―gerenciamento da floresta para obtenção de produtos e serviço, respeitando-se as variáveis ambientais, sociais que garantem o mecanismo de sustentação do ecossistema objeto do manejo‖ (NBR 14789 e NBR 15789 apud REZENDE, 2006), ou seja, extração de madeira florestal através de um planejamento cuidadoso e com uso de técnicas de exploração de baixo impacto. É a maneira correta de utilizar esses recursos naturais por partir do principio de sustentabilidade. A certificação da produção adequada ambientalmente se dá pelo Sistema de Certificação Florestal Brasileiro do Inmetro (Cerflor) e pelo FSC – Forest Stewardship Council. De acordo com o Cerflor, certificação florestal ―é um processo voluntário no qual, a organização busca por meio uma avaliação de terceira parte, garantir junto aos clientes e à sociedade, que seu produto tem origem em florestas adequadamente manejadas, quanto aos aspectos ambiental, social e econômico‖. Segundo Rezende (2006), o manejo florestal compreende num sistema sustentável que possui muitas vantagens econômicas, ambientais e sociais. Economicamente falando, aumenta o rendimento das florestas, gera vantagem competitiva, facilita acesso a novos mercados, possibilita a introdução de novas espécies e desenvolve e melhora a imagem pública da empresa. Ambientalmente, contribui para a conservação da biodiversidade e seus valores associados, mantém as funções ecológicas e a integridade das florestas, protege as espécies ameaçadas e seu habitat. No aspecto social, promove a legalização da atividade, respeito aos direitos dos trabalhadores, povos indígenas e comunidades locais, contribui para a melhora das condições de trabalho, cria um novo espaço de participação dos trabalhadores e povos da floresta na definição dos padrões e no monitoramento das operações do manejo florestal, elimina mão-de-obra forçada e trabalho infantil e promove a qualificação da mão-de-obra gerando estabilidade. A madeira de demolição também entra nessa área de sustentabilidade, pois é reaproveitada das demolições de construções encontradas geralmente nas estruturas e matérias-primas. A idéia de modelar pisos, móveis, esquadrias, objetos de decoração e até mesmo forros, garante a reutilização desse material que é extremamente durável já que a madeira passa por um processo tratamento inicial. 19 Outro item que vem aparecendo é o gerenciamento dos resíduos ao longo de toda a cadeia produtiva da madeira, já existindo alternativas para agregar valor a esses resíduos, através da sua reclassificação e emprego em produtos alternativos, como pastilhas de madeira aplicadas a painéis e a construção civil de um modo geral. Vários países do mundo já perceberam o grande potencial de minimização de problemas ambientais com o uso da madeira e agora tentam esclarecer ao público, com programas nacionais, as vantagens econômicas, sociais e ambientais que esta pode trazer. Segundo Zanetti, no Brasil, a RUMOS, Rede de Uso de Madeira de Origem Sustentada, está sendo estabelecida de modo que as informações sejam passadas à população para demonstrar a contribuição efetiva da madeira para o desenvolvimento sustentável brasileiro. 9. MATERIAIS Os produtos de madeiras utilizados na construção variam desde peças com pouco ou nenhum processamento –madeira roliça – até peças com vários graus de beneficiamento, como: madeira serrada e beneficiada, lâminas, painéis de madeira e madeira tratada com produtos preservativos. 9.1 Madeira roliça A madeira roliça é o produto com menor grau de processamento da madeira. Consiste de um segmento do fuste da árvore, obtido por cortes transversais (traçamento) ou mesmo sem esses cortes (varas: peças longas de pequeno diâmetro). Na maior parte dos casos, sequer a casca é retirada. Tais produtos são empregados, de forma temporária, em escoramentos de lajes (pontaletes) e construção de andaimes. Em construções rurais, é freqüente o seu uso em estruturas de telhado. Neste tipo de produto também se enquadra a madeira roliça derivada dos postes de distribuição de energia elétrica, em geral tratados com produtos preservativos de madeira, que é empregada em estruturas de edificações, assim como a madeira roliça empregada na pré-fabricação das chamadas ―casa de toras‖. A madeira roliça na região centro-sul do País é proveniente de reflorestamentos, principalmente daqueles realizados com as diversas espécies de eucalipto (Eucalyptus spp.). Madeiras nativas na forma roliça são empregadas somente nas regiões produtoras, como na Amazônia, onde se destaca a acariquara (Minquartia guianensis), pela sua resistência mecânica e alta durabilidade natural. 20 Figura 7: Madeira roliça 9.2 Madeira serrada É produzida em unidades industriais chamadas de serrarias, onde as toras são processadas mecanicamente, transformando a peça originalmente cilíndrica em peças quadrangulares ou retangulares, de menor dimensão. A sua produção está diretamente relacionada com o número e as características dos equipamentos utilizados e o rendimento baseado no aproveitamento da tora (volume serrado em relação ao volume da tora), sendo este função do diâmetro da tora (maiores diâmetros resultam em maiores rendimentos). As diversas operações pelas quais as toras passam são determinadas pelos produtos que serão fabricados. Na maioria das serrarias, as principais operações realizadas incluem o desdobro, o esquadrejamento, o destopo das peças e o pré-tratamento. O pré-tratamento possui caráter profilático e tem por objetivo proteger a madeira recémserrada, contra fungos e insetos xilófagos, apenas durante o período de secagem natural. É realizado, normalmente, por meio da imersão das pranchas em um tanque com uma solução contendo um produto preservativo de ação fungicida e outro de ação inseticida. Devido ao método de tratamento e à natureza dos produtos preservativos utilizados, o prétratamento confere uma proteção superficial à madeira, pois atinge somente suas camadas mais externas. O pré-tratamento pode ser dispensado pela indústria quando a secagem da madeira é feita em estufas, imediatamente após desdobro das toras, e não deve ser considerado, pelo consumidor, como um tratamento definitivo da madeira que vai garantir sua proteção quando seca e em uso. As serrarias produzem a maior diversidade de produtos: pranchas, pranchões, blocos, tábuas, caibros, vigas, vigotas, sarrafos, pontaletes, ripas e outros.. 9.3 Pranchas e pranchões No desdobro, a tora sofre cortes longitudinais resultando em peça com duas faces paralelas entre si, mas com os cantos irregulares (mortos) e com casca. 21 A prancha deve apresentar espessura de 40 mm a 70 mm e largura superior a 200 mm. O comprimento é variável. O pranchão caracteriza-se por espessura superior a 70 mm e largura superior a 200 mm. O comprimento também é variável. Figura 8: Pranchões. 9.4 Vigas e vigotas As vigas são peças de madeira serrada utilizadas na construção civil. Apresentam-se na forma retangular, com espessura maior do que 40 mm, largura entre 110 e 200 mm e comprimento variável, de acordo com o pedido do solicitante. As vigotas ou vigotes são uma variação de vigas, de menores dimensões, apresentando espessura de 40 mm a 80 mm e largura entre 80 e 110 mm. Afim de padronizar as dimensões das madeiras serradas a associação brasileira de normas técnicas criou algumas normas para que algumas especificações sejam cumpridas.  NBR 7203 (1982): Essa norma foi considerada a principal referência para as comparações de nomenclaturas e bitolas de pranchão, prancha, viga, vigota, caibro, tábua, sarrafo e ripa;  NBR 7190 – Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro, Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1997. 107p.  NBR 14807 – Peças de madeira serrada – Dimensões. Rio de Janeiro, Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2002. 2p. 22 Tabela 2: Medidas de referência. Fonte: NBR7203, NBR 7190, NBR 14807. 9.5 Madeira compensada Os compensados surgiram no início do século XX como um grande avanço, ao transformar toras em painéis de grandes dimensões, possibilitando um melhor aproveitamento e, conseqüente, redução de custos. O painel compensado é composto de várias lâminas desenroladas, unidas cada uma, perpendicularmente à outra, através de adesivo ou cola, sempre em número ímpar, de forma que uma compense a outra, fornecendo maior estabilidade e possibilitando que algumas propriedades físicas e mecânicas sejam superiores às da madeira original. A espessura do compensado pode variar de 3 a 35 mm, com dimensões planas de 2,10 m x 1,60 m, 2,75 m x 1,22 m e 2,20 m x 1,10 m, sendo esta a mais comum. Extensamente utilizado na indústria de móveis e construção civil, seu preço varia conforme as espécies e a cola utilizadas, com a qualidade das faces e com o número de lâminas que o compõe. Há compensados tanto para uso interno quanto externo. Chapas finas de compensado apresentam vantagens sobre as demais madeiras industrializadas, pois são maleáveis e podem ser encurvadas. São encontrados no mercado três tipos: laminados, sarrafeados e multissarrafeados. Os primeiros são produzidos com finas lâminas de madeira prensada. No compensado sarrafeado, o miolo é formado por vários sarrafos de madeira, colados lado a lado. O multissarrafeado é considerado o mais estável. Seu miolo compõe-se de lâminas prensadas e coladas na vertical, fazendo um ―sanduíche‖. Os compensados podem ou não ser comercializados com aplicação de lâminas de madeira de uso mais nobre ou mesmo laminado plástico. Nesses casos há sempre a necessidade de revestimento das bordas. 23 Figura 9: Madeira compensada. 9.6 Chapas de fibras As chapas duras ou hardboards são obtidas pelo processamento da madeira de eucalipto, de cor natural marrom, apresentando a face superior lisa e a inferior corrugada. As fibras de eucalipto aglutinadas com a própria lignina da madeira são prensadas a quente, por um processo úmido que reativa esse aglutinante, não necessitando a adição de resinas, formando chapas rígidas de alta densidade de massa, com espessuras que variam de 2,5 mm a 3,0 mm. Figura 10: Chapa de fibras. 9.7 Chapa de fibras- MDF As chapas MDF (medium density fiberboard), com densidade de massa entre 500 e 800 kg/m³, são produzidas com fibras de madeira aglutinadas com resina sintética termofixa, que se consolidam sob ação conjunta de temperatura e pressão resultando numa chapa maciça de composição homogênea, de alta qualidade. Estas chapas apresentam superfície plana e lisa, adequada a diferentes acabamentos, como pintura, envernizamento, impressão, revestimento e outros. Estes painéis possuem bordas densas e de textura fina, apropriados para trabalhos de usinagem e acabamento. 24 As chapas MDF vêm preencher grande parte dos requisitos técnicos que eram demandados, mas não supridos pelas chapas de fibras em diversos usos (densidade média e maiores espessuras) e pelo aglomerado, boas características de usinabilidade e de acabamento, tanto com equipamentos industriais quanto com ferramentas convencionais. Este tipo de painel pode ser serrado, torneado, lixado, furado, trabalhado em encaixes, malhetes e espigas e recebe bem pregos, parafusos e colas, desde que seguidas as recomendações do fabricantes quanto ao uso dos elementos corretos de fixação. Pode ser usado em móveis e na construção civil, com destaque para portas de armário, frentes de gavetas, tampos de mesa, molduras, pisos e outras aplicações. No mercado essas chapas são encontradas em três versões: natural, revestida com laminado melamínico de baixa pressão (BP), de acabamento liso ou texturizado em distintos padrões, e revestida com película celulósica do tipo Finish Foil (FF), apresentando superfícies lisas ou texturizadas em vários padrões madeirados. Devido ao uso relativamente especializado e nobre que se prevê para as chapas MDF, a matéria-prima preferida para sua fabricação é a madeira de florestas plantadas, com características uniformes e preferencialmente, de baixa densidade de massa e cor clara, sendo favorecido o pinus. Ainda dentro deste tipo de painel, já são produzidas e utilizadas as HDF (high density fiberboards) que são chapas produzidas pelo mesmo processo a seco, como as MDF, exceto que em um valor mais alto de densidade de massa – acima de 800 kg/m³. Este tipo de painel, revestido com materiais apropriados, destina-se à fabricação de pisos, por exemplo. Figura 11: Chapa de fibras- MDF 25 9.8 Chapa de partículas- aglomerado O aglomerado é uma chapa de partículas de madeiras selecionadas de pinus ou eucalipto, provenientes de reflorestamento. Essas partículas aglutinadas com resina sintética termofixa se consolidam sob a ação de alta temperatura e pressão. As chapas aglomeradas são encontradas no mercado, na sua aparência natural, revestidas com película celulósica do tipo Finish Foil – FF em padrões madeirados, unicolores ou fantasias, ou ainda, revestidas com laminado melamínico de baixa pressão – BP, que, por efeito de prensagem a quente, funde o laminado à madeira aglomerada formando um corpo único e inseparável. São chapas estáveis, podendo ser cortadas em qualquer direção, o que permite o seu maior aproveitamento. O aglomerado deve ser revestido, sendo indicado na aplicação de lâminas de madeira natural e laminados plásticos. É amplamente utilizado pela indústria de móveis, construção civil, embalagens, entre outros. Algumas operações como fresagem, fixações, encabeçamentos, molduras entre outras, requerem cuidados especiais com ferramentas e equipamentos. Normas e recomendações devem ser observadas para se obter maior uniformidade e acabamento na instalação do produto final. Os dispositivos de fixação utilizados devem ser aqueles indicados para este tipo de material, sob pena de serem obtidos resultados finais negativos caso estas recomendações não sejam seguidas. Por não apresentar resistência à umidade ou à água, o aglomerado deve ser utilizado em ambientes internos e secos, para que suas propriedades originais não se alterem. Figura 12: Aglomerado. 26 9.9 Chapas de partículas- OSB Os painéis de partículas orientadas ou oriented strand boards, mais conhecidos como OSB, foram dimensionados para suprir uma característica demandada, e não encontrada, tanto na madeira aglomerada tradicional quanto nas chapas MDF – a resistência mecânica exigida para fins estruturais. Os painéis são formados por camadas de partículas ou de feixes de fibras com resinas fenólicas, que são orientados em uma mesma direção e então, prensados para sua consolidação. Cada painel consiste de três a cinco camadas, orientadas em ângulo de 90 graus umas com as outras. A resistência destes painéis à flexão estática é alta, não tanto quanto a da madeira sólida original, mas tão alta quanto a dos compensados estruturais, aos quais substituem perfeitamente. O seu custo é mais baixo devido ao emprego de matéria-prima menos nobre, mas não admitem incorporar resíduos ou ―finos‖, como no caso dos aglomerados. Os OSB têm a elasticidade da madeira aglomerada convencional mas são mais resistentes mecanicamente. Os painéis OSB têm tido utilização no exterior, principalmente na construção habitacional. Nos EUA, a construção de casas apresenta características de uso intenso de madeira serrada e de painéis, especialmente em paredes internas e externas, pisos e forros e, nestes usos, os painéis OSB têm tido bom desempenho. Mais recentemente, estes produtos estão encontrando nichos de uso também em aplicações industriais, onde a resistência mecânica, trabalhabilidade, versatilidade e valor fazem deles alternativas atrativas em relação à madeira sólida. Entre estes usos, estão mobiliário industrial, incluindo estruturas de móveis, embalagens, contêineres e vagões. No Brasil, a produção de OSB é recente e a demanda pelo uso deste produto está aumentando. Na construção civil, já é possível ver sua aplicação em pisos, divisórias (paredes), coberturas (telhados) e obras temporárias (tapumes e alojamentos). O produto nacional é certificado de acordo com as normas americanas, o que permite os usos citados. Figura13: OSB. 27 9.10 Madeira laminada e colada A madeira laminada e colada é um produto estrutural, ou seja, pela associação de lâminas de madeira selecionada, em que são coladas com adesivos sob pressão. As espessuras das lâminas variam de 1,5 a 5 cm. As lâminas podem ser emendadas com cola nas extremidades, formando peças de grande comprimento. O processo de fabricação consiste na secagem das lâminas, execução de juntas de emendas, colagem sob pressão, acabamento e tratamento preservativo. As emendas são geralmente distribuídas ao longo da peça de forma desordenada. As emendas denteadas são mais eficientes do que as emendas com chanfro, além de serem mais compactas. Os produtos estruturais industrializados de madeira laminada e colada são fabricados sobre rígidos padrões de qualidade. Em relação à madeira maciça este material apresenta as seguintes vantagens. 1. É mais homogênea, pois os nós são partidos e distribuídos mais aleatoriamente; 2. Permite a confecção de peças de grandes dimensões; 3. Permite melhor controle de umidade das lâminas, reduzindo defeitos provenientes de secagem irregular; 4. Permite a seleção de lâminas de qualidade nas regiões de maiores tensões; 5. Permite a construção de peças de eixo curvo. 10. PATOLOGIAS Quando ouvimos falar a palavra patologia logo fazemos uma ligação com doenças, pois é, isso não deixa de estar certo, o mesmo pode ser realizado para patologias em estruturas que nada mais é do que uma ―doença‖ da estrutura em questão. Segundo Souza e Ripper (1998) apud Vivarelli (2006), patologias das estruturas define-se como ―um novo campo da Engenharia das Construções que se ocupa do estudo das origens, formas de manifestação, consequências e mecanismos de ocorrência das falhas e dos sistemas de degradação das estruturas.‖. 10.1 Origem e Causas das Patologias Assim, diversos autores afirmam que os problemas patológicos tendem a se manifestar somente depois do início da execução propriamente dita, ou seja, a última fase de produção. Geralmente, os problemas só começam a aparecer na etapa de uso, pois o desgaste do edifício é maior e se não houver reparos e manutenções constantes, o problema tende a se agravar, promovendo um patologia globalizada, exigindo assim terapias complexas e gerais. Assim, na realização de um diagnóstico adequado, se verifica em que etapa do processo evolutivo teve origem o fenômeno, identificando a origem do problema, e os responsáveis pela falha. Desta forma fica evidente aonde o problema foi iniciado, pois se o material não atendeu aos esforços especificados a culpa foi do fabricante, se o projeto foi mal calculado a culpa é do 28 projetista, na etapa de execução erro de quem executou e etc. ou ainda podendo apresentar mais de uma causa para o problema. 10.2 Patologias em madeira Segundo Fontenelle (2000) apud Vivarelli (2006) diversos efeitos de peças de madeira independentemente de seu uso aparecem cotidianamente. Suas conseqüências mais naturais são o comprometimento da estrutura em si, em sua segurança e estabilidade. De acordo com o autor, as patologias em obras de madeira podem acontecer da seguinte forma:  Abaulamento – deformações da madeira causadas por esforços excessivos nas peças, retração da madeira na secagem ou no desdobramento. Podem deformar a estrutura e introduzir tensões não previstas, além de causar problemas estéticos. Podem ser por escanoamento, empenamento e arqueadura;  Defeitos congênitos – são defeitos inerentes à própria madeira. Os principais tipos são: presença de nós, fibras desviadas, quebraduras, manchas e ardiduras;  Defeitos de desdobramentos – desbitolamento e quinas mortas;  Ataques por animais xipófagos – animais que atacam a madeira perfurando-a e causando enfraquecimento, podendo acarretar a sua destruição total. Como exemplo, pode-se citar os cupins, carunchos, limnórias, teredos e algumas espécies de vespas.  Apodrecimento – é a decomposição da madeira pela ação de fungos (mofo ou bolor) ou pela ação de substâncias químicas tais como cloro, soda e ácidos. Outros problemas podem ser encontrados, como afirma Fontenelle (2000):  desempenho deficiente das emendas ou ligações;  apodrecimento das pontas das tesouras onde se apóiam nas paredes;  deficiência na execução de telhados por ausência de projetos;  mau funcionamento de esquadrias de madeira, e quebra de vidros;  retração da tábuas após a sua colocação em paredes, forros e pisos, devido à secagem. 10.3 Precauções e medidas a serem tomadas Para que as edificações em madeiras tenham uma maior vida útil torna-se necessário a realização de algumas medidas e cuidados em certas etapas da obra. Como em qualquer sistema construtivo, faz-se necessário a correta utilização e conhecimento das características do material a ser utilizado. 10.3.1 Projeto ―Independente de qualquer tipo de tratamento, é no desenho dos detalhes que está a chave da prevenção ao desgaste da madeira‖, afirma SZÜCS (1992) . 29 O projeto de uma construção em madeira deve levar em conta suas particularidades. A eficiência do processo construtivo será alcançada com um bom detalhamento e seguindo algumas diretrizes. Conforme BENEVENTE (1995) o projeto deve evitar reentrâncias e cortes, além de concentrar os equipamentos como banheiros, cozinhas e áreas de serviços (áreas molhadas), sugerindo inclusive a alteração de material nestas áreas com teor de umidade elevado. Tratando-se de construções de madeira, o termo ―improvisação‖ deve ser banido do vocabulário dos profissionais atuantes, sejam eles arquitetos ou engenheiros. Neste contexto, sendo a construção de madeira composta por vários sub-sistemas que se interagem, é imprescindível o estabelecimento de detalhes que permitam o desempenho esperado do conjunto. De uma forma resumida, quanto ao projeto, KROPF (2000) afirma que ―como a madeira pode ganhar umidade ou tornar-se seca, os detalhes construtivos inteligentes devem:  proporcionar proteção contra a chuva e os raios solares;  permitir o rápido escoamento da água;  permitir que áreas úmidas sequem com maior facilidade‖. 10.3.2 Implantação De acordo com BENEVENTE (1995), o conhecimento das características geográficas e climáticas do local onde a obra será implantada é fundamental na concretização desta atividade. Tendo-se em vista que os fatores climáticos e geográficos influenciam diretamente no comportamento do edifício, em todos os seus aspectos, recomenda-se todo o cuidado na sua implantação. Como justificativa de tal preocupação, apresenta-se na seqüência, um quadro publicado por KROPF (2000), em que se mostra uma relação causa x efeito para a madeira exposta ao intemperismo: Tabela 3: Mecanismo de falha na madeira exposta ao intemperismo. CAUSA Raios solares Esforços internos Chuva Inchamento Fendas profundas Permanência de umidade Ação dos fungos Deterioração pronunciada EFEITO Retração da madeira Fendas longitudinais Água nas fendas Aprofundamento das fendas Permanência de umidade Desenvolvimento de fungos Deterioração interna Perda de resistência Fonte: KROPF, 2000. 10.3.3 Fundações A fundação constitui-se em um dos pontos mais críticos de uma construção de madeira, por colocá-la diretamente em contato com o solo. BENEVENTE (1995) afirma que se deve impedir a transferência de umidade do solo – por capilaridade – através dos elementos de fundação, bem como introduzir mecanismos que impeçam a migração de insetos xilófagos do solo para a estrutura. 30 É necessário promover a ventilação do espaço entre a parte inferior do vigamento do pavimento térreo e o solo, através de orifícios situados nas paredes de fundação, estas denominadas paredes de transição, conforme SHERWOOD (1975) apud BENEVENTE (1995). Tais aberturas devem se localizar em paredes opostas, de modo a permitir a ventilação cruzada. Recomenda, o mesmo autor, uma altura livre de 30 centímetros entre o solo e o vigamento mestre do piso e uma altura de 45 centímetros entre o solo e as vigotas, possibilitando, inclusive, as eventuais e necessárias visitas de inspeção. As paredes da fundação devem receber uma impermeabilização adequada, de maneira a impedir a passagem da umidade do solo para a madeira, por capilaridade. Toda a área periférica da construção deve ser cuidadosamente drenada, de preferência com a utilização de caixa de brita ao longo da linha de deságüe do telhado, quando o mesmo não for provido de calhas e condutores específicos. Objetivando o impedimento do ataque de insetos à estrutura de madeira, deve-se tomar o cuidado de tratar quimicamente o solo onde a construção será implantada (envenenamento), bem como executar escudos metálicos (rufos) que servem como barreira física impedindo a migração dos mesmos para a estrutura, além de ser recomendado o tratamento químico da própria madeira com os devidos preservativos. 10.3.4 Estrutura Conforme BENEVENTE (1995), ―na estrutura os pontos mais preocupantes quanto à durabilidade são os topos dos elementos, ou seja, suas extremidades‖. Os componentes da superestrutura devem ficar afastados do solo por meio de paredes de transição, recomendando-se aproximadamente 30 centímetros de afastamento. Nas áreas mais críticas, as peças de madeira que têm suas extremidades desprotegidas devem ser cobertas com dispositivos metálicos fixos. Diversos são os detalhes para esta proteção e devem ser empregados com cautela, pois sem uma ventilação adequada, esta cobertura pode tornarse uma barreira que impede a secagem de uma eventual umidade ali presente. Nos telhados, as testeiras (ou em alguns locais chamadas de tábuas de beiral) além de desempenhar um papel estético de arremate, também protegem os componentes expostos da estrutura, funcionando como uma madeira de sacrifício. A fixação dos pilares deve afastar a madeira do contato com o solo. A boa prática sugere a utilização de dispositivos metálicos, devidamente protegidos contra a corrosão, para este fim. 10.3.5 Elementos de Fechamento Constituem-se em elementos de fechamento de uma construção de madeira os planos verticais da edificação, os quais definem os espaços internos. Quando são empregadas as uniões do tipo macho-e-fêmea nos revestimentos externos, as peças devem ter um detalhamento especial de modo que seja impedido o acúmulo de umidade nas ranhuras de ligação entre as peças. 31 SZÜCS (1992), em seu trabalho, recomenda que sejam instaladas pequenas pingadeiras no pé das paredes externas, evitando-se que a água de chuva que escorre, penetre sob a parede, dentro do piso. ―Quando se adota como vedação da face exterior do painel, componentes pregados (grifo nosso), estes pregos devem ficar embutidos para evitar a reação química do metal, na presença da água, com elementos atmosféricos e ou com o tanino de algumas madeiras, produzindo manchas escuras logo abaixo de suas ‗cabeças‘‖, segundo BENEVENTE (1995). Nos caixilhos, particularmente nas janelas, deve-se prever a utilização de pingadeiras superiores e inferiores, além de uma boa vedação das juntas, sempre afastando as águas dos pontos de possíveis acúmulos. 10.3.6 Cobertura Numa construção de madeira, a cobertura desempenha um papel de agente protetor da edificação. Desta forma, segundo SZÜCS (1992), deve-se ―utilizar beirais suficientemente largos, que protejam a parte superior das paredes da ação direta do sol e da chuva‖, recomendando que os mesmos tenham no mínimo 70 centímetros de largura. Continua, o autor, recomendando que sejam instaladas calhas nas pontas dos beirais, de modo a evitar que a água que cai do telhado e bate no chão com força, respingue nas paredes da casa. Evidentemente que a largura dos beirais depende da região em que a edificação está sendo implantada. Numa região como a amazônica, os beirais devem ser muito amplos devido à quantidade de precipitação pluviométrica do local. Já em regiões como o nordeste do país, os mesmos podem ser diminuídos, tendo o beiral, neste caso, o papel de proporcionar a proteção contra a ação dos raios solares. Assim como no restante da edificação, também o telhado deve possuir aberturas que proporcionem sua ventilação. 11. PRESERVAÇÃO A preservação de madeiras é o conjunto de medidas preventivas e curativas para controle de agentes biológicos (fungos e insetos xilófagos e perfuradores marinhos), físicos e químicos que afetam as propriedades da madeira, adotadas no desenvolvimento e na manutenção dos componentes de madeira no ambiente construído, enfim, o tratamento deve ser realizado para prevenir sua deterioração, ampliando assim seu tempo de vida útil. 11.1 Sistema de classes de riscos No contexto da revisão da norma brasileira NBR 7190 – Estruturas de Madeiras, a Associação Brasileira de Preservadores de Madeira – ABPM e o Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo – IPT propuseram a elaboração de uma norma sobre preservação de 32 madeiras para auxiliar produtores e usuários do setor de construção civil para aumentar a durabilidade de sistemas construtivos de madeira. O trabalho, apresentado por BRAZOLIN et al (2007), faz uma abordagem sistemática sobre o assunto biodeterioração e tratamento preservativo de madeira denominada Sistema de Classes de Risco. Este sistema relaciona diferentes condições de exposição de produtos de madeira aos possíveis agentes biológicos (fungos, insetos xilófagos e perfuradores marinhos), definindo-se para os diferentes riscos de biodeterioração o tratamento preservativo (produto e processo) mais adequado. Estas classes foram baseadas nas condições de exposição ou uso da madeira, na expectativa de desempenho do componente e nos possíveis agentes biodeterioradores presentes, isto é, a avaliação dos riscos biológicos aos quais a madeira será submetida durante a sua vida útil – ataque de fungos e insetos xilófagos e perfurados marinhos. Segundo BRAZOLIN et al (2007), este sistema conduz a uma reflexão sobre as medidas que devem ser adotadas durante fase de elaboração de projeto de uma construção e auxilia na definição do tratamento preservativo da madeira (produto e processo) em função da condição de uso a que ela estará exposta. Esta norma, define seis classes de riscos biológicos que representam, nas condições brasileiras, seis diferentes situações de exposição da madeira e de produtos derivados da madeira, em serviço. O objetivo desta classificação é auxiliar na escolha das espécies botânicas, dos produtos preservativos e dos métodos de tratamento mais adequados a cada situação. A Tabela 4 mostra as classes de risco propostas. Tabela 4: Classes de risco para uso da madeira na construção civil CLASSE DE RISCO (CR) 1 2 3 CONDIÇÃO DE USO Interior de construções, fora de contato com o solo, fundações ou alvenaria, protegidos das intempéries, das fontes internas de umidade. Locais livres do acesso de cupinssubterrâneos ou arborícolas. Interior de construções, em contato com a alvenaria, sem contato com o solo ou fundações, protegidos das intempéries e das fontes internas de umidade. Interior de construções, fora de contato com o solo e ORGANISMO XILÓFAGO Cupins-de-madeira-seca Brocas-de-madeira Cupins-de-madeira-seca Brocas-de-madeira Cupins-subterrâneos Cupins-arborícolas Cupins-de-madeira-seca Brocas-de-madeira 33 continuamente protegidos das intempéries, que podem, ocasionalmente, ser expostos a fontes de umidade. 4 Uso exterior, fora de contato com o solo e sujeitos a intempéries. 5 Contato com o solo, água doce e outras situações favoráveis à deterioração, como engaste em concreto e alvenaria. 6 Exposição à água salgada ou salobra. Cupins-subterrâneos Cupins-arborícolas Fungos emboloradores/manchadores Fungos apodrecedores Cupins-de-madeira-seca Brocas-de-madeira Cupins-subterrâneos Cupins-arborícolas Fungos emboloradores/manchadores Fungos apodrecedores Cupins-de-madeira-seca Brocas-de-madeira Cupins-subterrâneos Cupins-arborícolas Fungos emboloradores/manchadores Fungos apodrecedores Perfuradores marinhos Fungos emboloradores/manchadores Fungos apodrecedores Fonte: (BRAZOLIN et al, 2007) 12. TRATAMENTO DA MADEIRA Considerando a Lei nº 4.797 de 20 de outubro de 1965 e a Instrução Normativa Conjunta Ibama e Anvisa, em fase final de implementação para substituição da Portaria Interministerial nº 292 de 20 de outubro de 1989 e Instrução Normativa nº5, de 20/10/92, que disciplinam o setor Preservação de Madeiras no Brasil, o tratamento preservativo de madeiras é obrigatório para peças ou estruturas de madeira, tais como dormentes, estacas, vigas, vigotas, pontes, pontilhões, postes, cruzetas, torres, moirões de cerca, escoras de minas e de taludes, ou quaisquer estruturas de madeira que sejam usadas em contato direto com o solo ou sob condições que contribuam para a diminuição de sua vida útil. A escolha do tratamento da madeira depende da: • Espécie botânica que deve permitir este tratamento (tratabilidade); • Umidade da madeira no momento do tratamento; • Processo de aplicação do produto de preservação; • Parâmetros de qualidade necessários: retenção e penetração do produto preservativo na madeira; • Produto preservativo que satisfaça à classe de risco determinada. 34 Com relação ao tratamento preservativo da madeira, deve-se considerar a busca de produtos preservativos e processos de tratamento de menor impacto ao meio ambiente e à higiene e segurança, a disponibilidade de produtos no mercado brasileiro, os aspectos estéticos (alteração de cor da madeira, por exemplo), aceitação de acabamento e a necessidade de monitoramento contínuo (IPT: SVMA, 2009). Só devem ser utilizados os produtos preservativos devidamente registrados e autorizados pelo Ministério do Meio Ambiente, através do Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis (IBAMA), e pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), que avalia os resultados dos testes para classificação da Periculosidade Ambiental. Assim como, para o tratamento industrial da madeira, deve-se exigir registro no IBAMA das usinas de preservação de madeira e outras indústrias que utilizam esses produtos. Tem grande importância o modo de aplicação dos produtos preservantes, pois produto algum poderá conferir proteção satisfatória à madeira se não for corretamente aplicado. Segundo Brazolin, dependendo da classe de risco à qual o componente de madeira estará sujeito na edificação, a aplicação dos produtos preservativos poderá ser efetuada com base nos seguintes processos: sem pressão, isto é, impregnação superficial da madeira, ou com pressão, isto é, impregnação profunda da madeira, por aplicação do preservativo em autoclave, disponível em usinas de preservação de madeiras. Os processos sem pressão, ou superficiais, caracterizam-se por não utilizarem pressão externa para forçar a penetração do preservativo na madeira, portanto, proporcionam baixa retenção e penetração do produto preservativo na madeira. A impregnação é baseada nos princípios da difusão e/ ou da capilaridade, os quais proporcionam uma penetração do preservativo quase que superficial, na maioria das vezes. Como efeito, conferem à madeira uma proteção limitada contra os organismos xilófagos, sendo recomendados para a preservação de peças que estarão sujeitas a baixos riscos de deterioração biológica. Essas considerações referem-se ao uso de produtos preservativos oleosos, oleossolúveis ou emulsionáveis aplicados às madeiras secas, pelos processos de aspersão, imersão e pincelamento (BRAZOLIN et al, 2007). Os processos de impregnação que utilizam pressões efetivas para forçar a penetração do preservativo são os mais eficientes para a preservação da madeira. Eles promovem a distribuição e penetração mais uniforme do produto preservativo em todas partes permeáveis da madeira, com teor de umidade abaixo do ponto de saturação das fibras (~30%), além de favorecer o controle da quantidade de preservativo absorvido (nível de retenção) para uma proteção ampla da madeira, mesmo em condições de alto risco de deterioração biológica. Estes processos são realizados em instalações industriais, denominadas usinas de preservação de madeiras. De um modo geral, podese dividir os processos sob pressão em duas categorias: Célula Cheia e Célula Vazia (BRAZOLIN et al, 2007). Segundo Muller da Silva, o tratamento da parte interna, que é a troca da seiva (madeira verde) por solução que contém elementos preservantes, é realizada de maneira manual ou industrial (com a utilização de equipamentos específicos). 35 O processo manual é muito utilizado nas pequenas propriedades para o tratamento de mourões. Nesse sistema trabalha-se sem pressão e obrigatoriamente em galpão aberto, ventilado e com o piso impermeabilizado (Muller da Silva, 2005). Para o tratamento de mourão, utiliza-se madeira verde, roliça e descascada, sempre colocando a parte mais grossa para baixo num recipiente que contém a solução. Após o tratamento propriamente dito, os mourões devem passar pelo processo de secagem ao ar. A realização dessas etapas demora algumas semanas e são necessários vários cuidados, principalmente, no manuseio das substâncias utilizadas como preservantes, pois o uso incorreto pode ocasionar sérios problemas ao homem e ao meio ambiente. No processo de tratamento industrial, que é realizado a vácuo ou sob pressão em autoclave utilizando produtos preservativos regulamentados pelos órgãos competentes. Esses processos industriais são mais seguros para o meio ambiente, gerando uma contínua queda na utilização do sistema manual (Muller da Silva, 2005). O tratamento industrial, no processo de autoclavagem, que é um cilindro que suporta pressão, onde a madeira é introduzida e em seguida os produtos químicos preservantes são injetados Figura 13 onde, de forma simplificada, o processo de tratamento consiste:  A madeira seca é descascada. Logo após é feito o carregamento no Auto Clave. (Madeira seca com apenas 25% de umidade).  O vácuo inicial retira o ar existente no interior das células da madeira;  Sob vácuo a solução de tratamento é transferida para a autoclave;  Sob alta pressão a solução de tratamento é injetada na madeira até saturação;  A pressão é aliviada e a solução excedente retorna ao reservatório;  O vácuo final retira o excesso de solução na superfície da madeira. Figura 13: Autoclave. Existe outro processo de tratamento da madeira sem a utilização de produtos químicos, mas o mesmo não é utilizado no Brasil em escala industrial. Esse sistema, conhecido como termorretificação, apenas utiliza o calor e consiste em expor a madeira a temperaturas elevadas (120 a 200ºC), porém que não provoquem degradação dos componentes químicos fundamentais. Em 36 alguns estudos realizados foi comprovado que a termorretificação diminui tanto o ataque de fungos quanto a variação dimensional da madeira, porém possui como conseqüência a alteração da cor da madeira que se torna mais escura (Muller da Silva, 2005). 12.1 Produtos preservativos A solução do tratamento (preservantes) deve conseguir permanecer na madeira, ser tóxico aos fungos e insetos, não corrosivo e que não seja prejudicial aos homens e animais. Devera ter custo acessível (competitivo), disponível no mercado e a solução não deve alterar as propriedades físicas e mecânicas da madeira. A seleção adequada de um produto preservativo é a primeira condição para conferir proteção a uma madeira de baixa durabilidade natural. Os preservativos de madeira podem ser agrupados em três categorias: Oleosos: produtos essencialmente representados pelos derivados do alcatrão de hulha; Oleossolúveis: produtos contendo misturas complexas de agentes fungicidas e/ou inseticidas, a base de compostos de natureza orgânica e/ou organometálica e os Hidrossolúveis: produtos contendo misturas mais ou menos complexas de sais metálicos. Alguns autores reúnem os preservativos oleosos com os oleossolúveis numa categoria. A importância de tal critério é meramente didática, pois as modernas técnicas de produção de emulsões tiram muito do valor desse critério estabelecido com base na natureza química do solvente utilizado como veículo (BRAZOLIN et al, 2007). 13. RETENÇÃO E PENETRAÇÃO DO PRODUTO PRESERVATIVO Os principais parâmetros de qualidade para a madeira preservada são a penetração e a retenção do preservativo absorvido no processo de tratamento. ―A penetração é definida como sendo a profundidade alcançada pelo preservativo ou pelo(s) seu(s) ingrediente(s) ativo(s) na madeira, expressa em milímetros (mm). Já a retenção é a quantidade do preservativo ou do seu(s) ingrediente(s) ativo(s), contida de maneira uniforme num determinado volume da madeira, expressa em quilogramas de ingrediente ativo por metro cúbico de madeira tratável (kg/ m³)‖ (BRAZOLIN, 2007). Baseado nas classes de risco citadas anteriormente, a especificação de um tratamento preservativo, deve requerer penetração e retenção adequadas que dependem do método de tratamento escolhido, assim, podem-se relacionar parâmetros de qualidade do tratamento, apresentadas no trabalho de Brazolin et al: • quanto maior a responsabilidade estrutural do componente de madeira, maior deverá ser a retenção e penetração do produto preservativo; • uma maior vida útil está normalmente associada a uma maior retenção e penetração do produto; • algumas classes de risco, por exemplo a CR 5, incluem uma gama grande de condições de exposição (moirões, torres de resfriamento....), portanto, diferentes retenções e penetrações podem ser selecionadas; 37 • para uma mesma classe de risco, diferenças de micro e macroclima entre regiões, podem exigir maiores retenções e penetrações; • a economia em manutenção e a acessibilidade para reparos ou substituições de um componente podem exigir maiores retenções e penetrações; • o controle de qualidade de toda a madeira preservada deverá ser realizado para garantir os principais parâmetros de qualidade: penetração e a retenção do preservativo absorvido no processo de tratamento. 14. SECAGEM DA MADEIRA A secagem da madeira visa à redução do teor de umidade, que tem como objetivo:  Reduzir a movimentação dimensional;  Inibir os ataques de fungos;  Melhorar a trabalhabilidade;  Aumentar a resistência física da madeira. Segundo Muller da Silva, a secagem pode ser realizada ao ar livre ou em estufas com ventilação forçada (com temperatura e umidade controladas). 14.1 Secagem ao ar livre A secagem ao ar deve ser realizada em locais abertos, empilhando as tábuas espaçadas entre si de modo a permitir que o ar circule entre as peças e diminua sua umidade. A secagem ao ar é comumente utilizada em empresas para realização da pré-secagem de modo a aperfeiçoar o tempo de secagem em estufa. O ponto mais importante da secagem ao ar está na montagem da pilha de madeira (Figura 14) que deve ser realizada com seguintes cuidados: isolamento do solo, alinhamento das peças e cobertura adequada (Muller da Silva, 2005). Figura 14: Secagem ao ar livre. 38 14.2 Secagem em estufa As vantagens da secagem em estufa são o menor tempo do processo, maior controle e obtenção de teores de umidade mais baixos, porém há desvantagens como o maior custo de implantação desse sistema e de operação do equipamento (Muller da Silva, 2005). A secagem em estufa é utilizada por diversas empresas da área de movelaria, painéis, esquadrias, pisos etc. Esse tipo de secagem, segundo Muller, é composto por 3 fases distintas:  Aquecimento – é quando ocorre o aquecimento gradativo da temperatura em condições de elevada umidade do ar;  Secagem propriamente dita – é a etapa em que a madeira irá perder água. Nessa fase, ocorre a elevação lenta da temperatura e diminuição gradativa da umidade do ar dentro da estufa. É necessário o monitoramento para melhor controle da secagem visando a adequação ao programa previamente estabelecido, determinado pelas características da madeira, pois estas influenciam na secagem;  Uniformização e condicionamento – nessa última fase, o objetivo é homogeneizar a umidade dentro e entre as peças. Para a realização da secagem da madeira, devem-se analisar diversos fatores como as características da madeira (espécie, espessura da peça, teor de umidade inicial, a relação cerne e alburno) e os processos de secagem (temperatura, umidade relativa do ar e a velocidade de circulação do ar) (Muller da Silva, 2005). 15. SISTEMA CONSTRUTIVO 15.1 Sistema construtivo em taboa mata-junta Esse sistema utiliza pinus como madeira, para confeccionar o piso, paredes e estrutura do telhado.Apenas as esquadrias são de madeira de alta densidade. No piso, é utilizado assoalho com encaixe macho e fêmea, com madeira beneficiada ele é apoiado sobre barrotes de ―2 x 3‖, com modulação de 50 centímetros. Os barrotes são apoiados sobre pilares de tijolos, distantes 40 centímetros do solo. A parede é formada por tábuas e mata-juntas, com altura média de 2,5 metros (externa) e pregadas nos barrotes e frechais. A cobertura é feita com caibros de ―2x3‖ em modulação de 90 centímetros. A telha é de fibrocimento.As áreas úmidas são de alvenaria. 39 Figura 15: Casa construída no sistema de tabuas e mata juntas. 15.2 Sistema de tábuas horizontais pregadas Este utiliza tábuas horizontais, pregadas em montantes verticais, com modulação específica. O sistema que pode ser confeccionado com parede simples ou dupla, com manta isolante. O sistema construtivo separa a edificação em duas partes distintas. O embasamento e as áreas úmidas são feitos em alvenaria e o restante da casa em madeira. A parede é dupla, sendo a face externa construída com imbúia e a face interna com cedrinho. A parede é apoiada sobre o baldrame de concreto onde é fixada a trave inferior. O vazio da parede é preenchido com lã de rocha. A espessura final da parede é de 10cm. O telhado é apoiado sobre o quadro da parede. As empresas também fornecem o sistema construtivo com paredes simples. Figura 16: Edificação construída no sistema de tábuas horizontais pregadas. 40 15.3 Sistema com tábuas horizontais empilhadas Este é o sistema construtivo mais comum. É formado por montantes verticais em duplo ―T‖, onde são empilhadas tábuas horizontais, que possuem encaixe tipo macho e fêmea . Há várias empresas atuando no mercado e fornecem diversos projetos padrão. A construção possui uma modulação linear formada pelos montantes em duplo ‖T‖. Há a separação dos sistemas construtivos: as áreas úmidas que é feita em alvenaria, e o restante da casa que é em madeira. A fundação é feita com base em concreto, e a estrutura é fixada à fundação, através de pinos metálicos embutidos na base dos pilares. Para parede, é utilizado as madeiras angelim-pedra ou grápia maciça, com 3,5cm de espessura ,aplicados sobre montante maciço de 10,5x10,5cm. As tesouras, caibros e vigas são em madeira de alta densidade serrada. Os montantes da varanda, abrigo, área de serviço, o oitão externo, são em madeira de alta densidade, oitão interno é em tábuas com encaixe macho e fêmea, utilizados para o forro, o beiral tem largura aproximada de 50 centímetros. O forro é de cedrinho, cambará ou Angelim, a cobertura é de telhas cerâmicas e o acabamento externo e interno é em verniz. Nesse sistema após aproximadamente dois anos é necessário a compactação das peças empilhadas. Isto devido à estabilização da madeira com relação à umidade. Como a maioria das madeiras utilizadas provem de regiões mais úmidas, as peças sofrem retração, o que cria frestas nas paredes. Após a estabilização geralmente é adicionado mais uma peça com objetivo de preencher o espaço vazio. Figura17: Casa construída no sistema de tábuas horizontais empilhadas. 15.4 Sistema com toras empilhadas Este sistema é formado por toras (madeira roliça), empilhada horizontalmente e encaixadas entre si. As paredes são construídas com toras de pinus, tratada com autoclave. As toras possuem diâmetro de 12,5 cm, comprimento padrão entre 2,50 e 4 metros, e são encaixadas e sobrepostas horizontalmente. A estrutura do telhado é construída com eucalipto, também autoclavado. As paredes das áreas úmidas são executadas no mesmo sistema construtivo, porém é aplicado revestimento cerâmico. 41 Figura18: Casa construída no sistema de toras empilhadas. Figura19 - Representação do encaixes das toras. 15.5 Sistema Plataforma É o sistema mais difundido no mundo. Consiste em painéis de madeira onde são apoiados o piso do pavimento superior ou o telhado. O embasamento é feito em concreto armado, onde se deixa as esperas, para fixação dos painéis. Os painéis são compostos por uma estrutura em madeira de baixa densidade, geralmente o pinus autoclavado, formada por montantes verticais com modulação entre 40 a 60 cm. Estes montantes têm dimensão aproximada de 9x4cm. Na face interna da placa é fixada uma chapa de OSB ou compensado, que trava quadro. Na parte externa é colocada uma manta de proteção e, posteriormente, aplicado o revestimento, que, usualmente é feito com tábuas horizontais, com encaixe macho e fêmea, pregadas nos montantes verticais. O piso é executado sobre a parede, respeitando a mesma modulação dos montantes verticais (entre 40 e 60 cm). As vigas de piso são geralmente confeccionada com chapas de OSB e vigotes de pinus, 42 formando uma viga ―I‖. A estrutura do telhado também é de pinus, é feita com tesouras confeccionadas com chapas prego. Figura 20: Sistema plataforma 15.6 Painel de eucalipto laminado Encaixados Este sistema foi desenvolvido e patenteado pela Universidade Federal de Minas Gerais. Consiste em módulos de 5 a 12 metros de comprimento, por 50 centímetros de largura. Estes módulos são confeccionados com lâminas de eucalipto colado. O sistema construtivo é simples. Os módulos são encaixados no sistema macho e fêmea, formando a parede, piso e forro. Sobre a laje, formada também com os módulos, é instalado as tesouras que sustentam o telhado. Também há a opção de impermeabilizar,a laje de madeira, com uma manta, como é feito nas lajes de concreto. Figura 21: Painel de eucalipto laminado. 43 15.7 Sistema Plataforma em madeira O Sistema Plataforma em madeira é formado por um entramado estrutural composto de montantes e travessas de madeira maciça de pequenas dimensões e chapas estruturais. Os montantes têm comprimento restrito à altura de cada pavimento, são pouco espaçados entre si e unidos por parafusos auto-atarrachantes, pinos especiais ou pregos em aço (CAMPOS, 2006; DIAS, 2005). Essa ossatura é enrijecida por chapas estruturais em madeira compensada ou OSB, ―Oriented Strand Board‖, que dão estabilidade ao painel. As chapas de madeira compensada ou OSB podem ser aplicadas horizontal ou verticalmente. Estas devem ser revestidas externamente por materiais protetores (―siding‖) para garantir proteção contra as intempéries. Internamente, o painel pode receber revestimento de chapas de gesso acartonado, as quais garantem acabamento estético e também proteção contra incêndio. A concepção do Sistema Plataforma é estabelecida através de uma coordenação dimensional. Suas dimensões de espaçamentos entre montantes são 30 cm, 40 cm ou 60 cm, de acordo com a carga suportada pelos painéis (Tabela 1). Tabela 5: Bitolas e espaçamentos de montantes verticais parede externa Dimensões Minimas do Montante 4 x 7 cm Suporta Apenas Cobertura ( Telhado e Forro ) 4 x 9 cm 4 x 9 cm Suporta um Pavimento e uma Cobertura 4 x 14 cm 4 x 9 cm Suporta dois Pavimentos e uma 4 x 14 cm Cobertura 7 x 9 cm Suporta três Pavimentos 4 x 14 cm Carga Espaçamento Máximo 40 cm 60 cm 40 cm 60 cm 30 cm 40 cm 40cm 30 cm Altura Máxima 2,4 m 3,0 m 3,0 m 3,0 m 3,0 m 3,0 m 3,8 m 1,8 m Fonte: adaptado de National Research Council of Canada apud WEYERHAEUSER, 2007. Atualmente, as chapas OSB são comercializadas em dimensões de 1,22 m × 2,44 m. A largura de 1,22 m é padrão e determinada pelo maquinário do fabricante. Porém, seu comprimento é definido pelo cliente, conforme sua necessidade. A seleção da espessura das chapas de OSB deve respeitar os esforços solicitantes, a direção de aplicação, o espaçamento máximo entre os montantes e o tipo de revestimento a ser aplicado sobre ela. O mesmo critério é seguido para a dimensão das chapas de madeira compensada. Estas devem ser para vedação externa, com espessura mínima de 12 mm e 5 lâminas no mínimo, respeitando as normas NBR 9531 e NBR 9532 (ABNT, 1986). O Sistema Plataforma permite a construção no canteiro-de-obras, a pré-fabricação parcial e a completa industrialização. Ele pode utilizar elementos pré-fabricados e normalizados passíveis de serem montados facilmente. A escolha do grau de industrialização depende dos fatores relacionados com a realidade da técnica da construção local e da qualidade da mão-de-obra. Todavia, ressalta-se que a mão-de-obra deve ser treinada para evitar problemas de execução e conexão de componentes deste sistema construtivo. 44 15.8 Light Wood frame No Wood frame, cada elemento recebe esforços de diferentes naturezas, sempre conjugados com outros elementos. Além disso, as estruturas em Wood frame apresentam redundância e hiperestaticidade. Por ser pouco utilizado no Brasil, a atual Norma Brasileira 7190/1997 não apresenta critérios claros de dimensionamento dessas estruturas. Por existir repetição de elementos cumprindo a mesma função, existe a chamada redundância, ou seja, uma redistribuição de esforços caso um dos elementos venha a falhar, permitindo a utilização de seções menores e otimizando o consumo de madeira. Diante disso, o dimensionamento das estruturas em wood frame pode ser feito utilizando-se critérios de normas de outros países, dentre as quais o Eurocode 5 apresenta bases mais semelhantes à norma brasileira, o que permite utilizá-la complementarmente à nossa. Como a estrutura é bastante leve e com cargas distribuídas ao longo das paredes, também pode-se utilizar com vantagens a sapata corrida. No piso do primeiro pavimento, aplicam-se as técnicas tradicionais da alvenaria. Nos pisos superiores, onde a estrutura do piso é de barrote de madeira com deck de OSB, considera-se o OSB como um contrapiso. Podem-se aplicar carpetes, pisos engenheirados, preferencialmente flutuantes e com manta intermediária, de forma a garantir isolação acústica a ondas geradas por impactos. Nas áreas molháveis, sobre o OSB, aplicam-se chapas cimentícias de 12 mm coladas sobre o OSB (a cola pode ser PVA tipo D3) e parafusadas em um gride de 20 cm x 20 cm. Sobre as chapas cimentícias vai uma impermeabilização do tipo membrana acrílica impermeável (resina acrílica com teor de sólidos em torno de 50% + cimento) cuja aplicação é feita por pintura a frio em três demãos cruzadas (espessura final de 1 mm). Nas juntas entre placas, bem como nos cantos com as paredes e ralos, é também aplicada uma tela de poliéster ou fibra de vidro como estruturante. Sobre a impermeabilização, coloca-se o piso frio com argamassa colante tipo 1 flexibilizado com resina acrílica (proporção de 20 kg/l).Nas áreas muito expostas à água (boxe de chuveiro, por exemplo) recomenda-se a impermeabilização também da placa de drywall (tipo RU) ou chapa cimentícia, com selador acrílico antifungo e pintura de resina acrílica pura. Paredes estruturais - wood frame O sistema é composto basicamente por paredes portantes que são o suporte para a primeira plataforma ou piso. O conceito é de que a plataforma trava os apoios e faz o contraventamento horizontal da estrutura. A partir daí novos painéis de paredes portantes são levantados sobre a plataforma e, assim sucessivamente, até o telhado, podendo usualmente serem construídas obras de até quatro pavimentos, sem mudanças muito significativas no método prescrito (figura abaixo). 45 Figura22 - Esquema de montagem Os painéis de paredes são compostos por montantes verticais de madeira com seção típica de 2" x 4" que, após aparelhados, têm seção 38 mm x 90 mm. Esses montantes estão dispostos com espaçamentos entre si que podem ser de 40 cm ou 60 cm, modulação essa em consonância com os tamanhos das placas de drywall e de OSB. Cada painel é fechado com duas guias de madeira de mesma seção, uma superior e outra inferior. Após a disposição dos painéis, sobre a fundação ou sobre a plataforma, conformando a planta do pavimento, uma segunda guia de madeira é pregada sobre a guia superior, só que essa sobrepõe os encontros de painel, solidarizando-os. Todas as ligações são pregadas. O prego, apesar de parecer um elemento primitivo, é um ótimo sistema de fixação, especialmente quando pregado de forma não-perpendicular à superfície, tornando a ligação mais resistente quanto ao arrancamento. No sistema de wood frame são utilizados pregos tipo ardox ou tipo anelado que também dificultam o arrancamento, especialmente em madeiras macias como o pínus. Os pregos deverão ser sempre galvanizados a fogo, uma vez que deverão ter longa vida de serviço. Sobre os painéis estruturais (podem haver painéis não-estruturais que não são considerados para o apoio dos barrotes e que podem ser removidos em uma reforma, por exemplo). Sobre o barrote é feito um deck de OSB (Orinteded Strand Board) ou compensado naval (no Brasil só há um fabricante de OSB, que o fornece em vários tipos). As placas de OSB devem ser dispostas transversalmente em relação aos barrotes - assim têm resistência maior à flexão no maior sentido. Para aberturas de portas e janelas, os montantes que se encontram na região devem ser deslocados lateralmente, jamais eliminados. Além dos montantes acumulados nas laterais, deve ser 46 incluído mais um, com a altura da abertura (2,15 m, por exemplo) para que sirva de apoio para as vergas. Na parte inferior devem ser colocados ainda mais dois pedaços de montantes com 38 mm a menos que a altura inferior da abertura, de forma que receba mais uma peça de montante horizontal. Nos vãos inferiores e superiores da abertura devem ser colocados pedaços de montantes de forma que mantenham o espaçamento padrão de 40 cm ou 60 cm e sirvam de apoio para as placas, sejam de drywall, sejam de OSB. Revestimentos As paredes externas podem ser revestidas com vários sistemas, desde sidings de madeira, aço ou PVC, que foram desenvolvidos especificamente para o sistema, mas também pode-se utilizar tijolo aparente, argamassa armada (figura 11) ou placas cimentícias, que dão um acabamento similar à alvenaria (figura 12). O conceito do sistema de fechamentos é que para cada item de desempenho há um elemento específico: montantes de madeira são a estrutura, chapa de OSB no lado externo é contraventamento e suporte para revestimento, manta de impermeabilização garante a estanqueidade do sistema e o revestimento tem a função de proteger das intempéries (especialmente ação do sol) e atender requisitos da arquitetura. Do lado interno, a placa de drywall garante acabamento e excelente desempenho acústico, reforçado pela lã mineral que pode ser ou não colocada no interior da parede para a obtenção de desempenhos específicos no que tange ao isolamento térmico e acústico. Como se vê, trata-se de um sistema aberto e muito adequado para se tirar partido da nova norma de desempenho NBR 15.575 - desempenho esse que será determinado de acordo com a composição dos vários materiais e do custo que se define como parâmetro. Telhados Sobre as paredes portantes do último piso são aplicadas treliças pré-industrializadas, e seu espaçamento pode ser a cada 60 cm ou 120 cm, dependendo do tipo de telha a ser utilizado. No caso de telhas tipo shingle, que demandam um deck de OSB para servir de base sobre as treliças, o próprio deck funciona como contraventamento vertical. No caso de telhas cerâmicas ou de concreto, são utilizadas apenas as ripas diretamente sobre as treliças, tomando-se o cuidado de aplicar a manta de subcobertura antes do ripamento (apenas para garantia de estanqueidade). Nesse caso o contraventamento é feito com sarrafos em forma de X entre os pontaletes das treliças. Sob as treliças, são pendurados transversalmente os suportes de madeira ou metálicos para fixação do forro de drywall (o banzo inferior das treliças não deve servir de referência de nível para a aplicação do forro). Opcionalmente, pode ser aplicada lã mineral sobre o forro. No caso da telha tipo shingle (asfáltica) a lã é obrigatória para garantia da isolação térmica do sistema. De um jeito ou de outro é altamente recomendável manter uma boa ventilação no forro, tanto nos beirais como na cumeeira (entrada de ar frio/saída de ar quente). Quando se utilizam telhas cerâmicas, que naturalmente têm frestas e permitem boa ventilação, aberturas de cumeeira podem ser desnecessárias desde que a manta de subcobertura permita essa respiração. Como referência prescritiva, recomenda-se que o vazio total das aberturas nos beirais seja de, no mínimo, 1/150 da área de projeção total do telhado. 47 16. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO SISTEMA CONSTRUTIVO EM MADEIRA Vantagens e desvantagens do sistema construtivo em madeira em relação ao sistema tradicional de alvenaria de tijolos - São inúmeras as vantagens dos sistemas construtivos em madeira em relação ao de alvenaria. Podemos estabelecer alguns parâmetros de comparação: a)Fundação - O sistema de fundação está sempre em função do tipo de solo e do peso da construção. O peso de uma edificação em madeira é muito menor que o de alvenaria , por tanto há um menor consumo de material de fundação. b) Paredes- isolamento térmico - A madeira é considerada um material com baixa condutividade térmica devido a sua constituição. Tem um calor específico muito elevado, requer uma quantidade maior de calor que outros corpos para alcançar uma determinada temperatura. O coeficiente de condutividade térmica da madeira é l=0,29 a l=0,15, (dependendo da espécie) , para alvenaria l=0,65 , concreto l,=1,5. A madeira é um excelente isolante térmico, devemos ter um especial cuidado com a orientação da casa em relação ao sol, a ventilação a vedação das portas e janelas, e principalmente o isolamento térmico das coberturas. Se estas medidas não forem observadas corremos o risco de criar verdadeiras estufas ou congeladores. c) Paredes - isolamento acústico - A absorção do som é diferente de isolamento acústico. Isolamento requer materiais pesados, a absorção requer maciez, porosidade. A madeira é um bom condutor do som apesar da sua porosidade .A velocidade de propagação do som através das fibras é quase igual a dos metais. Paredes construídas com dois ou mais elementos que não estejam diretamente em contato, (câmara de ar) são mais eficientes no isolamento acústico, A transmissão do som está diretamente relacionada ao peso do material. A alvenaria tradicional é mais eficiente em relação ao isolamento acústico por ser um material mais "pesado" que a madeira. Devemos buscar soluções técnicas que procurem solucionar problemas relativos ao conforto acústico no interior das edificações de madeira. d) Consumo energético - Com a crise energética instalada em nosso país, o consumo energético no processo de produção do material é muito importante. A madeira serrada possui baixo consumo energético em seu processamento. A energia solar responde pela formação da madeira e a usinagem requer baixo consumo energético (madeira serrada = 1MJ/KG). A fabricação do concreto do aço e do alumínio , matérias primas muito utilizada na alvenaria de tijolos tem um maior .consumo energético em seu processamento( aço =33MJ /KG concreto = 2MJ/KG alumínio 145MJ/KG). e)Tempo de construção - Esta é a uma das maiores vantagens sobre o sistema convencional, os componentes podem chegar à obra pré-cortados ou mesmo pré-fabricados, reduzindo muito o tempo de execução da obra . A alvenaria de tijolos é um sistema construtivo bastante artesanal pois a estrutura é feita no próprio canteiro e as paredes são levantadas sobrepondo-se tijolo por tijolo. f) Desperdícios - O desperdício se dá à partir da inexistência de projetos, mal planejamento das ações no canteiro ou simplesmente a falta de mão-de-obra capacitada, por inexistência ou por não se querer compensá-la como tal. No processo construtivo de madeira, as peças, na maioria dos casos, pode chegar à obra pré cortadas ou pré fabricadas (montados em painéis ) não havendo desperdícios. O canteiro de obras de uma casa de madeira é "limpo", não há entulhos. 48 g) Instalações elétricas e hidráulicas - Nos sistemas construtivos em madeira não há a necessidade de construir para depois destruir. As tubulações podem passar por dentro dos painéis ou no caso do sistema viga pilar e paredes maciças, passa ao lado dos pilares por meio de uma régua elétrica. A instalação hidráulica também passa por dentro dos painéis. Deve-se tomar muito cuidado na utilização da madeira sem tratamento em áreas úmidas em virtude da proliferação de agentes biodegradantes como fungos e bactérias. Em madeiras tratadas o revestimento cerâmico é simplesmente colado sobre os painéis. h) Resistência ao fogo - A evolução de um incêndio depende dos materiais envolvidos. As cortinas, carpet , móveis e objetos e a pintura são os primeiros a pegar fogo. Os regulamentos de proteção ao fogo usualmente classifica o material conforme sua resistência a temperaturas de ordem de 850 .C , temperatura do centro de um incêndio no qual o material deveria suportar até a extinção do mesmo. Todos os tecidos da madeira são combustíveis, e apesar deste fato apresenta uma resistência alta ao fogo quando comparada com outros materiais estruturais como o aço por exemplo. A madeira se carboniza lentamente na presença do fogo , havendo uma redução da sua secção transversal no lado exposto a uma velocidade de aproximadamente de 0,64mm/ minuto . Os elementos de secção transversal maiores resistirão mais ao tempo portanto é recomendado o calculo de uma madeira de sacrifício necessária para satisfazer o tempo de resistência requerido. i) Durabilidade - Ao contrário do que muitos pensam a habitação em madeira pode ter uma durabilidade muito grande. Tudo depende em primeiro lugar de questões projetuais, existem muitos detalhes construtivos que proporcionam a proteção das peças. Deve-se respeitar as limitações do material e especificar adequadamente a espécie de madeira para cada uso. Outra questão muito importante é procurar afastar a madeira do solo, bem como retirar os restos de madeira que possam servir de alimento para cupins. Há uma regra geral: algumas espécies são naturalmente mais resistentes a agentes biodegradantes. Numa construção de madeira é indispensável o acompanhamento de um profissional capacitado na área de construções em madeira. Pois a questão da durabilidade é sempre um conjunto de variáveis. Não existe madeira ruim , o que existe é a especificação e uso inadequado da espécie. Aproximadamente 30% de uma edificação de alvenaria é feita de madeira, a estrutura do telhado, aberturas, portas e janelas e os acabamentos rodapé , forro etc. As medidas preventivas devem ser as mesmas de uma casa de madeira. A prevenção é a melhor cura. A madeira é um excelente material de construção sob todos os aspectos, conforto, plasticidade, rapidez de montagem e durabilidade, não tem substitutos na construção civil. Morar em uma casa de madeira é sem dúvida estar mais perto da natureza, pois este material possui uma enorme gama de cores, texturas e aromas que podem ser explorados pelos arquitetos e projetistas na criação de espaços "sinestésicos". Segundo o arquiteto Ricardo Caruana "...não se pode separar a estética dos materiais de síntese de uma ética dos seres humanos, entre eles e deles com a natureza. Apesar da madeira (especificada corretamente para um determinado uso) ser um material de comprovada qualidade, e o Brasil ,um país de vocação florestal, a maioria dos agentes financeiros não possuem linhas de créditos para o financiamento de habitações em madeira. 49 17. INTRODUÇÃO AO CUSTO A construção civil é um ramo industrial que se encontra altamente fragmentado em pequenas empresas, o que justifica a formulação e desenvolvimento de um planejamento, interligado a um controle gerencial, permitindo a inserção dessas empresas no ambiente competitivo (ARAÚJO E MEIRA). É imprescindível que uma empresa saiba contrabalancear os custos e benefícios de seus mais variados produtos e aplicações. Um planejamento racional e integrado irá garantir eficiência que, aliada a um planejamento conciso de recursos físicos e financeiros, garantirá o estabelecimento de prazos e custos adequados. A indústria da construção civil distingue-se muito das diversas outras, pois não produz em larga escala, o tempo de duração de uma obra é longo, há uma grande variação da produtividade e tem-se dificuldade de conhecer de início o custo final do produto. Neste setor industrial, normalmente, os custos são classificados em diretos e indiretos. Os diretos representam as partes do custo que depende da quantidade de serviço executados, que incluem os custos relativos à mão-de-obra, à compra do terreno, aos materiais e equipamentos utilizados. Os indiretos são aqueles que não dependem da quantidade de serviços produzidos e estão basicamente divididos em duas categorias, administração da obra e administração central. O custo de uma obra decresce à medida que ela é mais planejada e controlada, pois assim eliminam-se custos adicionais provenientes de improvisações, perdas, baixa produtividade, etc. (ASSED, 1986). Para o orçamento é necessário quantificar todos os serviços a serem executados e através de tabelas de composições de custos unitários calcular o custo total da obra. O preço total da obra é obtido através dos custos diretos e do BDI (Benefício de Despesas Indiretas), que é um índice percentual que cobre os custos indiretos e os lucros. Após esta etapa, vem a fase de programação da obra, onde se busca atender o prazo de conclusão, analisando a precedência das atividades e tempo de execução destas. Seguido dessa etapa, vem a fase de operação e controle da obra. Fica difícil de se comparar sistemas estruturais diferentes com relação aos custos, pois os sistemas dependem de muitos fatores como qualidade, disponibilidade e custo de mão-de-obra, materiais, equipamentos sem contar com despesas da manutenção ao longo da vida útil, durabilidade, tempo de finalização da obra e o próprio gosto do cliente. Veira Netto (1988, p. 34) apud Giongo (2008) indica que o modelo adequado de organização é aquele que reflete as necessidades do empreendimento. Segundo Azevedo (1985), os custos, quando associados aos resultados, definem no tempo de aplicação e de retorno a rentabilidade de um empreendimento. Do correto dimensionamento do custo, depende a viabilidade econômica do empreendimento. Para que se possa obter rentabilidade em um determinado empreendimento, necessita-se de um planejamento que reflita, de forma bem realista, as características do empreendimento em questão. 50 18. EXEMPLOS DE OBRAS Figura 23: Vigas de apoio do telhado em madeira com nome usual de ―champanhe‖, e forro do tipo cedro. Figura 24: Arquitetura em madeira aproveitando a declividade do terreno. 51 Figura 25: Assoalho, forro e detalhes em madeira. Figura 26: Casa em madeira serrada. 52 Figura 27: Casa em madeira pré-fabricada. Figura 28: Construção em sistema log. 53 Figura 29: Pórtico em madeira. Figura 30: Estrutura em arco de madeira. 54 Figura 31: Cúpula em madeira. Figura 32 : Sistemas de formas e cimbramentos em madeira. 55 Figura 33: Silos em madeiras. 56 Figura 34: Torres em madeira. Figura 35: Ponte em madeira laminada colada. 57 Figura 36: Montanha em madeira (Hopi Hari). Figura 37: Detalhe ligações em madeira. Figura 38: Detalhe do tabuleiro em Madeira. 58 Figura 39: Detalhe Proteção dos Topos ( Madeira: Eucalipto citriodora tratado com CCA). Figura 40: Passarela Estaiada (São Carlos, SP). Figura41: Todai-ji - Templo de Nara - A maior construção em madeira do mundo. 59 Figura42: Estrutura feita em madeira dispostas em formas de arcos (Madeira: Laminado colado). 19. CONCLUSÃO O uso de técnicas construtivas em madeira não é muito difundido no Brasil por motivos culturais e históricos. Desde colônia, quando ainda sob domínio português, técnicas em concreto foram impostas ao gosto da população, uma vez que a exploração da madeira era controlada pela coroa lusitana. Até hoje, aqui, não existe muitas pesquisas no ramo da construção em madeira, tampouco publicações em livros sobre o assunto. Muito do que se conhece vem de trabalhos de países exteriores, onde a madeira é utilizada mais frequentemente em obras civis. As obras existentes são geralmente taxadas de obras de qualidade inferior às de concreto. Isso demonstra a falta de conhecimento da população quanto ao uso da madeira como material de construção civil. Pensa-se que é um material de durabilidade baixa, pois ela está sujeita a muitos ataques patogênicos. Em contrapartida, existem métodos de tratamentos que protegem e elevam a vida útil deste material. A madeira no ramo da indústria da construção civil traz muitos benefícios tanto economicamente quanto social e ecologicamente, contrariando o que se pensa de que pode gerar grande desmatamento. Ela é um material renovável. Para sua produção necessita de muito menos energia quando comparada com a produção do concreto e aço. Vinda de florestas manejadas podese assegurar que as comunidades locais não estão sendo prejudicadas. Além disso, ela ―seqüestra carbono‖ e ajuda no controle de gases do efeito estufa. No que se refere aos custos, o uso de métodos construtivos diferentes pode ser tanto mais barato quanto mais caros. Tudo vai depender de estudos prévios para tomar a decisão do método mais vantajoso. Para que os métodos de utilização da madeira sejam mais difundidos será preciso mais estudos neste ramo; deverá ser reformuladas ou até ser criada novas normas técnicas para a 60 padronização dos sistemas construtivos; e este assunto deverá entrar com mais ênfase nas disciplinas relacionadas nos cursos de engenharia e arquitetura. 20. REFERÊNCIAS A_Madeira_Natural_e_Produtos_TransformadosAcesso em: 17 set. 2009. ARAÚJO, N. M. C.; MEIRA, G. R. O Papel do Planejamento, interligado a um Controle Gerencial, nas Pequenas Empresas de Construção Civil. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO, 1997. 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