Parceria LEONARDO DA VINCI “WCEET-Wood Constructions …cfpimm.pt/pdf/noticias/7_RicardoCunha.pdf · 26-08-2014 1 Casa de Madeira Portuguesa (Creative strategies of sustainability)

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Casa de Madeira Portuguesa

(Creative strategies of sustainability)

Parceria LEONARDO DA VINCI

“WCEET- Wood Constructions and Energy Efficiency in Vocational Training” Projeto Nº 2013-1-DE2-LEO04-16109 4

Durabilidade Natural da Madeira. Design para a Durabilidade

Ricardo Cunha

Lordelo, 26 de junho 2014


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Quanto tempo durará uma casa de madeira?

Não há nenhuma razão para que a construção de uma casa de madeira não possa

existir, sem exagero, para sempre, ou, pelo menos, centenas de anos, muito mais do

que o período durante o qual pretendemos usá-la.

Uma boa prática, para aumentar o desempenho das estruturas em madeira, é

proteger a superfície da madeira da degradação (agentes biológicos, variações

higrotérmicas; UV’s; etc.), através de produtos de acabamento e preservação.

Os edifícios mais antigos de madeira existente na Europa talvez sejam o norueguês

Stavkirker.

Das centenas de igrejas construídas nos séculos XII e XIII, preservaram-se 25-30.

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> Legenda: Ponte construída em 1864 , no Condado

Madison, Iowa, EUA.

> Legenda: Fantoft stavkirke é uma igreja de madeira

reconstruída e localizada em Fana,

Bergen. Ela foi originalmente construída

em "Fortun", uma vila próximo a

Sognefjord, por volta de 1150.

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DURABILIDADE NATURAL

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BIOLOGIA E BIODEGRADAÇÃO DO MATERIAL LENHOSO

A madeira é utilizada em situações muito diversas de exposição,

principalmente no que se refere a condições ambientais as quais regulam

em grande parte a actividade dos agentes biológicos responsáveis pela

deterioração deste material.

É importante conhecer:

- As categorias de risco emergentes das condições de exposição;

- Os agentes destruidores;

- As principais características das madeiras utilizadas do ponto de vista

da sua durabilidade natural e da sua impregnabilidade.

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DEFINIÇÃO DAS CLASSES DE RISCO

(Adaptado da NORMA NP EN 335-1)

Classe de Risco 1 - situação na qual a madeira ou os seus produtos derivados estão

sob coberto, totalmente abrigados das intempéries e não expostos a humidificação.

Classe de Risco 2 - situação na qual a madeira ou os seus produtos derivados estão

sob coberto e totalmente abrigados das intempéries, mas onde uma humidade

ambiente elevada pode conduzir a uma humidificação ocasional mas não persistente.

Início de obra ou quando o sistema de controlo de condições ambientais deixa de

funcionar.

Classe de Risco 3 - situação na qual a madeira ou os seus produtos derivados não

estão sob coberto, nem em contacto com o solo. Estão, ou continuamente expostos às

intempéries, ou abrigados das intempéries, mas sujeita a humidificação frequentes.

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V Jornadas de Ciências Naturais, Engenharias e Tecnologias

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RESUMO DAS CLASSES, NÍVEIS GERAIS DE HUMIDADE E AGENTES BIOLÓGICOS QUE ATACAM AS MADEIRAS

OCORRÊNCIA DE AGENTES BIOLÓGICOS

CLASSE

DE RISCO

SITUAÇÃO GERAL DE SERVIÇO EXPOSIÇÃO À

HUMIDADEFungos lenhíveros

(destruidores da

madeira)

Fungos

cromogén

eos (4)

Insectos

Basidio-

micetas

Podridão

mole

Azulado Escaravel-

hos (1)

Térmitas

1Sem contacto com o solo,

sob coberto (seco)Nenhuma (2) - - - U L


sob coberto (risco de

humidifi-cação)

Aumento

ocasional (3)

U - U U L


não coberto

(condições exteriores).

Frequente U - U U L

4Em contacto com o solo, ou

água doce

Permanente U U U U L

5Em água salgada Permanente U U U U L

LEGENDA:

U presente em toda a Europa

L presente em locais da Europa

(1) o risco de ataque pode ser insignificante em certas situações de serviço.

(2) equivalente a uma temperatura de 20oC e a uma humidade relativa de 65%

(3) pode atingir ou ocasionalmente exceder o conteúdo de humidade equivalente ao que resultaria da exposição a uma

temperatura ambiente de 20oC e humidade relativa de 90%.

(4) Molde. Protecção contra moldes de fungos pode ser considerada.

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TABELA – Resumo das Classes, Níveis Gerais de Humidade e Agentes Biológicos que Atacam as Madeiras

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A duração de um componente de madeira depende não só da sua

durabilidade natural face aos organismos lenhívoros mas também de

numerosos outros factores. Por exemplo, na classe de risco 3, os

pormenores de concepção de um componente de construção de

madeira que impedem a penetração e a acumulação de água, e

favorecem a sua eliminação e a ventilação, assim como as condições

climatéricas locais e as operações de manutenção, podem influir sobre

o desempenho no tempo. Do mesmo modo, na classe de risco 4, as

condições climatéricas podem ter um efeito marcante sobre o

desempenho.

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Para a maior parte das utilizações na construção, existe um consenso

generalizado sobre um nível mínimo de durabilidade que, associado a

outros fatores, permite obter uma duração de serviço aceitável para

um determinado elemento de construção.

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A escolha de uma espécie de madeira para utilização numa determinada

classe de risco, necessitará ter em conta uma série de outros factores que

podem influenciar o nível de durabilidade julgado necessário.

Nas madeiras expostos às condições de serviços definidas pelas diversas

classes de risco, as consequências são variáveis e dependem da sua reacção

aos diferentes regimes de humidificação.

É necessário um teor de água na madeira próximo dos 20%, para o

desenvolvimento dos fungos destruidores da madeira.

OUTROS FACTORES QUE INFLUEM NA ESCOLHA DA CLASSE DE

DURABILIDADE

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Gama de Variação Esperada para o Teor de Água de Equilíbrio da

Madeira Consoante o Local de Aplicação.

5

10

15

20

25

30

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Limite de Segurança Contra o Ataque de Fungos

12

3 4

5

6

7

Humidade Relativa do Ar em (%) (Tem. 15º a 20ºC)

Te

or

de Á

gu

a d

a M

adeira (

%)

[1-2] Em Locais de Aquecimento Contínuo

[2-3] Em Locais Fechados e Aquecidos

[2-4] Em Locais Fechados e Cobertos

[3-5] Em Locais Abertos e Cobertos

[3-6] Em Locais Abertos e Descobertos

[5-7] Em Contacto com Focos de Humidade

Adaptado da Ficha M1- LNEC

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Quando a rutura de um componente de madeira compromete a segurança e

as exigências económicas, pode ser especificada uma madeira de maior

durabilidade que a habitualmente utilizada, nomeadamente quando:

- os componentes são utilizados como peças de suporte de carga;

- os componentes são difíceis de substituir ou renovar;

- há a necessidade de prolongar a duração de serviço;

- a exposição aos fatores climáticos é severa (por exemplo início de

obra).

O risco de rutura pode ser diminuído por uma prévia proteção estrutural

de partes da superfície, como, por exemplo, a cobertura das superfícies

superiores com materiais mais duráveis ou a proteção das peças de madeira.

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AGENTES DA DESTRUIÇÃO DA MADEIRA

Os agentes biológicos que dão origem a deterioração significativa da

madeira em construção são sobretudo:

. Fungos

. Insectos

- térmitas

- insectos de ciclo larvar

(carunchos grandes e pequenos)

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Podridão mole

Podridão cubica

Podridão fibrosa

Azulamento: fungos de descoloração

Bolores sobre a madeira:

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MADEIRA INFESTADA

(MADEIRA CARUNCHOSA)


Nome Cientifico Anobium punctatum Xestobium rufubillosum Lyctus spp Hylotrupes bajulos Pentarthum huttoni

Eouphryum confine

Larva

Tamanho do caruncho

Tipos de madeira

atacada

Madeiras de folhosas e

de resinosas, incluindo

contraplacado (contendo

colas naturais)

Madeiras de folhosas, por

vezes madeiras de resinosas

Borne de certas

madeiras de folhosas

Borne de madeiras de

resinosas, geralmente

madeiras dos telhados

Madeiras de folhosas e

de resinosas, geralmente

húmidas e deterioradas

Ciclo de vida completo 2 ou + anos Geralmente 4-5 anos,

podendo ir até 10 anos

1-2 anos ou menos,

em construções

aquecidas

3-11 anos ou mais 7-9 meses

Duração do período de

pupa

4-8 semanas 2-4 semanas Até 1 mês Cerca de 3 semanas 6-8 semanas

Aparecimento de

adultos

Maio-Setembro Março-Junho Maio-Setembro Julho-Setembro Período não fixo

Tamanho do buraco de

emergência

2 mm 3 mm 2 mm 6-10 mm Canais à superfície e

alguns buracos de

5 mm

Pó do furo Em forma grosseira

de ovo

Partículas arredondas Pó fino Cilindros pequenos e

compactos e pó fino

Semelhante ao do

Anobium mas mais

pequeno

Número de ovos

postos

Geralmente 20-40,

até 80

40-70 ou+ 70-220 Até 200 Cerca de 25 ovos

postos

Incubação 4-5 semanas 2-8 semanas 2-3 semanas 2 ou + semanas Cerca de 2 semanas

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Madeira atacada

Todas as essências florestais europeias são

susceptíveis ao ataque de térmitas.

Existe um número limitado de espécies tropicais

que apresentam alguma resistência

Madeiras atacadas por fungos (humidade)

são as preferidas pelas térmitas

Provocam uma degradação na madeira que lhe é

característica, distinguindo-se dos ataques dos

restantes agentes Xilófagos

A problemática das Térmitas

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Posto de Turismo

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Janela de guilhotina.

Sondagem

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17

Sondagem

Madeira infestada por térmitas

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DURABILIDADE

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19

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20

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21

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Portugal continental presença em 100 dos 277 concelhos

cerca de 35% do território nacional:


Registada a ocorrência de térmitas subterrâneas:

- 39 das 53 freguesias ( 74% do número de freguesias)

Tendo em conta a biologia da espécie e a estrutura da cidade e dos seus

edifícios, é provável a presença de térmitas em todo o concelho.

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Durabilidade Natural de Algumas Espécies (Segundo a norma NP EN 350-2)

N.º Nome científico Nome comum Origem Massa volúmica

(kg/m3) a 12%

(*) Fungos Hylotrupes Anobium Térmitas

2.1 Abies alba Mill, P: Abeto branco Europa 440-460-480 4 SH SH S

A. excelsior Franco E: Fir EUA

[=A. grandis (Dougl.) Lindl.] F: Sapin

A. procera Rehde

2.5 Cryptomeria japonica (L.f.) D.Don P: Criptoméria Ásia do

Leste e

280-320-400 5 D n/d S

E: Sugi cultivada

F: Cryptomeria na Europa

D: Sugi

2.13 P: Pinho bravo 530-540-550 03-04 S S S

E: Maritime Pine

F: Pin maritime

(*) - Apenas se refere à madeira que tem o cerne escuro, resinoso. As qualidades comerciais permitem a presença do borne.

Durabilidade natural

Pinus pinaster Ait. [=P. maritima Lam.

non Mill.]

Europa do

Sul e do

Sudoeste

FUNGOS INSECTOS e os Xilófagos marinhos

1 muito durável D durável

2 durável M medianamente durável

3 medianamente durável S susceptível

4 pouco durável SH o cerne é também considerado susceptível

5 não durável n/d dados disponíveis insuficientes

v a espécie tem um nível de variabilidade

anormalmente elevada

IMPREGNABILIDADE LARGURA DO BORNE

1 facilmente impregnável mp muita pequena (< 2 cm)

2 medianamente impregnável p pequena (2 cm a 5 cm)

3 pouco impregnável m média (5 a 10 cm)

4 não impregnável g grande (> 10 cm)

n/d dados disponíveis insuficientes x sem distinção nítida entre o borne e o cerne

v a espécie tem um nível de variabilidade

anormalmente elevada

(x) geralmente sem distinção nítida entre o borne e

o cerne

LEGENDA

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Durabilidade Natural de Folhosas


(kg/m3) a 12%

(*) Fungos Anobium Térmitas

3.22 Castanea sativa Mill. P: Castanho Europa 540-590-650 2 S M

E: Sweet Chestnut

F: Châtaignier

3.44 Fagus sylvatica L. P: Faia Europa 690-710-750 5 S S

E: European Beech

F: Hêtre

3.86 Quercus robur L., P: Carvalho comum Europa 670-710-760 2 S M

Q. petraea (Matt.) Liebl. E: European oak

F: Chêne rouvre

3.87 Quercus rubra L., P: Carvalho americano 650-700-790 4 n/d S

Q. falcata Michx., E: American red oak

Q. shumardii Buck., F: Chêne rouge

d’AmériqueQ . sp.pl.

(*) Massa volúmica - Intervalo de massa volúmica de 12% (m/m) de teor em água (kg/m3)

América do

Norte


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Durabilidade Natural de Tropicais


(kg/m3) a 12%

(*) Fungos Anobium Térmitas

3.3 Afzelia bipindensis Harms., X : Doussié 730-800-830 1 n/d D

A. pachyloba Harms, P : Pau-ferro

A. sp. Pl. O: Afzelia

3.9 Antiaris toxicaria Leschen. X: Ako 430-450-460 5 n/d S

subsp. welwitschii (Engl.) C.C. Berg O: Antiaris

3.11 Aucomea klaineana Pierre X: Okoumé 430-440-450 4 n/d S

P: Ocumé

O: Gaboon

3.36 Entandrophragma cylindricum Sprague X: Sapelli África

Ocidental

640-650-700 3 n/d M

P: Livuite

O: Sapele

3.48 X: Tola 480-500-510 2-3 n/d S

O: Tola Branca

O: Agba

3.66 Milicia excelsa (Welw.) C. C. Berg X: Iroko 630-650-670 1-2 n/d D

[=Chlorophora excelsa (Welw.) Benth.

& Hook f.]

P: Câmbala

M. regia (A. Chev.) O: Kambala

C. C. Berg

(*) Massa volúmica - Intervalo de massa volúmica de 12% (m/m) de teor em água (kg/m3)


Gossweilerodendron balsamiferum

(Verm.) Harms

África

Ocidental

África

Ocidental e

Oriental

África

Ocidental

África

Ocidental e

Oriental

África

Ocidental

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Seleção de um modo de proteção da madeira – EN460

Classes de Risco

Classe de durabilidade natural

1 2 3 4 5

1

2

3

4

5

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Metodologia para a decisão

47 | 72

Produto

Determinar a classe de utilização

EN 335-1 e EN 335-2

Seleccionar a espécie de madeira

Determinar a durabilidade natural

EN 350-2

Se possível ou apropriado:

-seleccionar outra madeira

-modificar a concepção

A durabilidade natural

é apropriada à classe

de utilização?Tratamento de

preservação não

é necessário

Tratamento de

preservação é

necessário

Utilização final

Fixar a retenção / penetração

EN 351-1

Determinar a impregnabilidade

da madeira seleccionada

EN 351-1

A impregnabilidade

é apropriada?

Seleccionar um preservador de

madeira apropriado

EN 599-1

Seleccionar um processo de

tratamento apropriado

Controlar a

conformidade

sim

sim

sim

não

não

não

Produto

Determinar a classe de utilização

EN 335-1 e EN 335-2

Seleccionar a espécie de madeira

Determinar a durabilidade natural

EN 350-2

Se possível ou apropriado:

-seleccionar outra madeira

-modificar a concepção

A durabilidade natural

é apropriada à classe

de utilização?Tratamento de

preservação não

é necessário

Tratamento de

preservação é

necessário

Utilização final

Fixar a retenção / penetração

EN 351-1

Determinar a impregnabilidade

da madeira seleccionada

EN 351-1

A impregnabilidade

é apropriada?

Seleccionar um preservador de

madeira apropriado

EN 599-1

Seleccionar um processo de

tratamento apropriado

Controlar a

conformidade

sim

sim

sim

não

não

não

Nome Piloto: IROKO (Kambala) IATANDZA

Nome Botánico: Milicia excelsea Benth. & Hook f.

Milicia regia A. Chev.

Albizzia ferrugnea Benth.

Nome: Câmbala Mofufuta, Zazangue

Família: Moraceae Mimosaceae

Massa Volúmica (Kg/m3): 650 590

Durabilidade Natural:

FUNGOS: Classe 1 a 2 (de muito durável a durável). Classe 3 (Mediana durável).

INSECTOS: Classe D (durável). Classe D (durável).

TÉRMITAS: Classe D (durável). Classe D (durável).

Impregnabilidade: Classe 4 (não impregnável). Classe 2 (medianamente impregnável).

Utilizações: Carpintaria de interiores e exteriores;

construção naval; pavimentos; escadas

Carpintaria de interiores; componentes de

mobiliário; carpintaria ligeira

Observações: Borne (Lyctus); largura do borne m (média 5

a 10cm). Cor variável de amarelo a castanho

escuro

Comercialmente também é designada por

câmbala escura

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Quando não é possível prever, com suficiente segurança, a classe de

risco de um elemento em serviço, ou quando se estima que as

diferentes zonas de um mesmo elemento estão em situações de risco

diferentes, as decisões devem ser tomadas na base da classe de risco

mais severa entre as classes possíveis.

PRECAUÇÕES GERAIS

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23/05/12 Valorização de Material Lenhoso. Desafios Tecnológicos

Design para a durabilidade

Na classe de uso 3, a deteriação é controlada através de medidas

conhecidas como “design para a durabilidade”

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51 | 72

Medidas Construtivas


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27

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VENTILAÇÃO

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Ria Shopping, Olhão Revestimento exterior em madeira

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Apoio da Viga ventilado

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ENTREGA DAS VIGAS

BARREIRAS FÍSICAS

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30

TUBAGENS

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A duração de um componente de madeira depende dos pormenores

de concepção deste, que impedem a penetração e a acumulação de

água e favorecem a sua eliminação e a ventilação. Assim como, as

condições climatéricas locais e as operações de manutenção podem

influir sobre o desempenho no tempo. A manutenção deverá ser

assegurada, tal e qual como nos outros materiais.

Os acabamentos tem melhorado bastante nos últimos tempos (tintas

microporosas; óleos e lasures).

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CONCLUSÃO

Este edifício do Séc XIX

construído na Noruega

mostra revestimentos de

madeira ainda mais

complexos, eles podem

resistir bastante se forem

desenhados e construidos

corretamente

A Madeira Colocada em Obra

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Quando existe o risco de ataque da madeira em serviço por organismo

xilófago é conveniente optar, ou escolher uma madeira com durabilidade

natural suficiente, ou por aumentar as suas características de durabilidade

por meio de um tratamento preservador. A exigência de características

particulares de durabilidade para uma madeira dependerá das suas condições

de serviço.

As madeiras classificadas como pouco resistentes a agentes xilófagos

recebem, de um modo geral, bem os produtos de preservação.

Por isso parece-nos pertinente e pela importância de certas obras aplicar

PRESERVANTES.

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DURABILIDADE NATURAL


MadeiraEmObra.pptx

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Meco Convento dos Capuchos – Monção

Estrutura de cobertura

Preservação e Recuperação de Estruturas em Madeira e Património

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> Legenda: Palácio dos Duques, Guimarães > Legenda: Sala dos Banquetes,

Palácio dos Duques, Guimarães

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> Legenda: Alfandega do Porto

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Fachada em madeira termotratada de

pinho silvestre.

Menos peso, mais estabilidade e

durabilidade (sem biocidas).

Montagem modular.

Acabado especifico nas fachadas sul e

sudeste.

Consumo energético final: 70KWh/m2

Centro Cultural, Lérez (Pontevedra) Arq: Jorge Rodriguez

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MADEIRA ACETILADA

Fonte: Acoya

Ponte de Sneek, Holanda

Ponte de Sneek, Holanda.

32m comprimento e 12 m de largura.

Vida de serviço superior a 80 anos.

Capaz de suportar cargas de 60ton

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MADEIRA ACETILADA

Inaugurada em abril de 2009

700m3 de madeira acetilada Fonte: Acoya

Ponte de Sneek, Holanda

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MADEIRA ACETILADA

Fonte: Ro & Ad Architects

MOSES BRIDGE / HOLANDA – 2011.

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Fonte: Ro & Ad Architects

MOSES BRIDGE / HOLANDA – 2011.

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Contacto:

Ricardo Cunha [email protected]

Rua do Tronco, Nº 375, Sala A 1.20

4465-275 S. MAMEDE INFESTA

Matosinhos

TEL. 229 027 179

FAX. 223 750 608

TELM. 932436574

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mailto:[email protected]

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