Introdução

A madeira como um material de construção sempre foi utilizada pelo homem desde épocas

pré-históricas. Até o século passado, as mais importantes obras de engenharia eram

construídas com pedra ou madeira, combinando-se frequentemente os dois materiais.

Apesar do longo período de utilização, só na primeira metade do século X foram estabelecidas

teorias técnicas aplicadas às estruturas de madeira. Após a I Guerra Mundial, as pesquisas

tecnológicas tiveram grande incremento, dispondo-se hoje de métodos precisos para o projeto

das mais variadas formas estruturais.

A sua alta flexibilidade da liberdade na modelação arquitetônica, seja em uma construção nova

ou na modernização, na construção estrutural, tornando-se versátil e quando bem trabalhado

um acabamento ideal.

O objetivo desse trabalho é descrever de forma sucinta alguns tópicos referentes aos tipos de

Madeiras, o emprego de cada tipo de madeira no ramo da construção civil, bem como na

produção de peças de utilização, móveis e etc.

PRODUTOS DE MADEIRA

As madeiras utilizadas nas construções podem se classificar em dois tipos: Madeiras Maciças e Madeiras Industrializadas.

MADEIRAS MACIÇAS: são subdivididas em:

Madeira nativa (retirada de reservas naturais);

Madeira de reflorestamento (madeira proveniente de outros países que se adaptam muito bem ao solo e clima local);

Também podemos citar aqui a madeira de demolição, sendo essa uma madeira maciça antiga (retirada de casas, casarões, igrejas e pisos) que passa por tratamento e acabamento adequado, sendo depois desses processos reaproveitada, reutilizada.

Figura 01 - Madeira Maciça Figura 02 - Madeira de Demolição

ACABAMENTOS

Os acabamentos utilizados na madeira maciça geralmente são vernizes, seladores, ceras e tingimentos. Os produtos utilizados são para realçar as cores da madeira e protegê-la.

FORMAS

A madeira maciça aceita qualquer forma de produto: retas, circulares e orgânicas.

Figura 03 -Móvel de madeira maciça natural

Figura 04 - Deck de madeira maciça Ipê.

UTILIZAÇÃO

As madeiras citadas acima possuem aplicações gerais, que vão desde a utilização na construção civil (telhados, estruturas, decks) até em móveis e objetos. A madeira maciça também é utilizada para produzir as lâminas de madeira, utilizada em painéis de compensado, MDF ou MDP, proporcionando ao móvel feito por esses painéis um visual de móvel de madeira maciça.

MADEIRA INDUSTRIALIZADA:

Enquanto trabalhada sob a forma de peças serradas, a madeira apresenta excelentes propriedades mas também alta heterogeneidade e anisotropia das quais derivam uma boa parte das falhas de comportamento.

Visando minimizar estes defeitos, foram desenvolvidos processos capazes de reestruturar a madeira como material e torná-la mais homogênea. Esta á a base do conceito de madeira transformada.

Reduzindo a madeira a fragmentos cada vez menores e re-agrupando-os com adesivos, uniformiza-se grande parte das características do produto.

Muitos produtos de madeira transformada são empregados atualmente pela indústria: compensados, laminados, painéis de fibra, MDF, etc.

A estrutura da madeira processada e reorganizada apresenta várias características satisfatórias:

Maior homogeneidade no comportamento físico e mecânico e melhoria das propriedades tecnológicas.

Maior possibilidade de receber tratamentos com resultados mais satisfatórios (secagem, preservação, etc.) durante de fragmentação que antecede a aglomeração ou colagem.

Possibilidade de se confeccionar peças de grandes dimensões requisitadas pela indústria.

Aproveitamento da quase totalidade do material lenhoso de uma árvore.

Madeira laminada - Constitui-se de tábuas de fina espessura (até 25 mm) coladas sobrepostas umas as outras. A idéia vem de 1905 e pertence ao engenheiro alemão Otto Hetzer.

A resistência à flexão e à compressão axial aumentam consideravelmente em relação a madeira natural.

O processo é simples: a madeira é cortada em forma de tábuas, seca em estufa, tratada (ou não), aplainada colada e então prensada.

MADEIRA LAMINADA COMPENSADA (CONTRAPLACADOS):

É obtida pela colagem de peças de lâminas de madeira retiradas em um torno, como se fosse uma bobina de papel sendo desenrolada.

As lâminas são cortadas em guilhotinas em tamanhos padronizados e sobrepostas de modo que as fibras fiquem orientadas em sentido perpendicular umas as outras.

O método foi patenteado em 1886 por Witikowski, mas o processo de recobrir a madeira já era conhecido desde os egípcios.

A grande vantagem da madeira compensada é a diminuição das variações dimensionais causadas pela retratibilidade (ideal para móveis).

A resistência do laminado compensado depende da espécie utilizada, do tipo de cola, número de lâminas e espessura de cada uma.

MADEIRA AGLOMERADA:

Chapas ou peças de outros formatos confeccionados através da aglomeração de fragmentos de madeira (cavacos, flocos, maravalha, etc.).

Podem ser de vários tipos, espessuras e de características físico-mecânicas diferentes, dependendo da granulometria dos fragmentos e da pressão no processo de compactação das peças.

O aglomerante empregado pode ser mineral (portland, gesso, magnésia sorel) ou resinas sintéticas.

As chapas produzidas com resinas fenólicas têm maior aceitação na indústria de móveis e acabamento.

MADEIRA RECONSTITUÍDA:

São chapas obtidas a partir da aglomeração de fibras celulósicas (separadas).

O processo de desfibramento pode ser realizado através de meios mecânicos ou por expansão em autoclave (processo Mason, de William Mason quem primeiro patenteou o método).

É o último nível de fragmentação do tecido lenhoso de uma árvore.

Os aglomerantes usados podem ser resinas sintéticas fenólicas ou lignina (integrante químico natural da madeira).

SISTEMAS ESTRUTURAIS EM MADEIRAS

As treliças ou “sistemas triangulados” são estruturas formadas por elementos ++rígidos, aos quais se dá o nome de barras. Estes elementos encontram-se ligados entre si por articulações/nós que se consideram, no cálculo estrutural, perfeitas (isto é, sem qualquer consideração de atrito ou outras forças que impedem a livre rotação das barras em relação ao nó). Nas treliças as cargas são aplicadas somente nos nós, não havendo qualquer transmissão de momento flector entre os seus elementos, ficando assim as barras sujeitas apenas a esforços normais/axiais/uniaxias (alinhados segundo o eixo da barra) de tração ou compressão.

Aplicação da Treliça em Telhados

No Brasil, frequentemente o termo construção rural é associado a uma edificação rústica, simples, de baixo custo de implantação e manutenção e sem qualquer rigor técnico sendo destinada, em geral, ao manejo e abrigo de animais. Currais, estábulos, galpões para criação de aves, suínos, caprinos e ovinos encontrados em diversas regiões do Brasil, sobretudo nos estados do Norte e Nordeste, certamente se enquadram na descrição apresentada.

Nos aviários, por exemplo, existe a tendência de se padronizar as dimensões comerciais devido à relação custo de produção de cada ave/número de aves a serem criadas; o uso de comedouros e bebedouros automáticos passou a ser de caráter obrigatório para uma criação comercialmente competitiva, enquanto que a estrutura de cobertura, os matérias que a compõem, o uso de cortinas, ventiladores, umidificadores e revestimento térmico do piso passaram a ser essenciais para a manutenção de um microclima adequado visando o bem estar animal.

Dentre os fatores ambientais que afetam o conforto das aves, a temperatura, a umidade relativa do ar, a velocidade do ar e a radiação solar, são consideradas mais importantes para as aves. Esses fatores comprometem sua função vital mais essencial, que é a manutenção da própria homeotermia. Se estas condições estão próximo das ideais, a probabilidade de se obter alta produtividade é grande (TINÔCO, 1996).

CLASSIFICAÇÃO DAS TRELIÇAS

1. TIPO PRATT.

A treliça Pratt é facilmente identificada pelos seus elementos diagonais que, com exceção dos extremos, todos eles descem e apontam para o centro do vão. Exceto aqueles elementos diagonais dos meio próximos ao meio, todos os outros elementos diagonais estão sujeitos somente à tração, enquanto os elementos verticais suportam as forças de compressão. Isto contribui para que os elementos diagonais possam ser delgados, fazendo com que o projeto fique mais barato.

2. TIPO HOWE.

A treliça Howe é o oposto da treliça Pratt. Os elementos diagonais estão dispostos na direção contrária do centro da ponte e suportam a força de compressão. Isso faz com que os perfis metálicos necessitem ser um pouco maiores, tornando a ponte mais cara quando construída em aço.

3. TIPO WARREN.

A treliça Warren é talvez a mais comum quando se necessita de uma estrutura simples e contínua. Para pequenos vãos, não há a necessidade de se usar elementos verticais para amarrar a estrutura, onde em vãos maiores, elementos verticais seriam necessários para dar maior resistência. As treliças do tipo Warren são usadas para vencer vãos entre 50 e 100 metros.

4- TIPO BELGA.

A treliça tipo belga caracteriza-se por não possuir barras verticais (montantes e pendural). Isso faz com que não haja uma barra representando o centro de simetria da treliça. Além de acarretar uma economia de matéria prima pela diminuição de barras, esse tipo de configuração exige tração de um maior número de peças. Isto permite que as peças sejam mais esbeltas (não há flambagem). A configuração belga gera economia também na quantidade de aço utilizado nas juntas, isto devido a possuir um menor número de "nós" ou ligações que as demais configurações de treliças. Esta treliça permite um melhor aproveitamento do interior da treliça, já que não possui o pendural central.

5- TIPO POLONESA OU FINK.

Na treliça polonesa ou Fink, vemos uma treliça cujas diagonais são tracionadas, sendo os montantes comprimidos, características análogas às da viga Pratt.

APLICAÇÃO DA TRELIÇA EM PONTES

A treliça é uma solução estrutural simples. Na teoria de projeto, os membros individuais de uma treliça simples são sujeitos somente a forças de tração e compressão e não a forças de flexão, Portanto, na maioria das vezes, as vigas de uma ponte treliçada são delgadas. As treliças são compostas de várias pequenas vigas que juntas podem suportar uma grande quantidade de peso e vencer grandes distâncias. Na maioria dos casos, o projeto, construção e erguimento de uma ponte treliçada é relativamente simples. Contudo, uma vez instaladas, as treliças ocupam uma grande quantidade de espaço em relação ás pontes de vigas, e em alguns casos podem servir de distração para os motoristas.

Como as pontes de viga, há as treliças são simples e contínuas. O pequeno tamanho dos elementos individuais da treliça a tornam uma ponte ideal para lugares onde grandes partes e secções não podem ser transportadas, nem erguidas por grandes guindastes e equipamentos pesados não podem ser usados. Porque a treliça é inteiramente um esqueleto estrutural, a estrada pode passar tanto por cima como por dentro da treliça permitindo um espaço livre embaixo da ponte, algo que não seria possível em outros tipos de pontes.

Imagem 5 - dois tipos de pontes confeccionadas em madeira. Uma treliçada (à direita, e outra sustentada

por pórticos estruturais)

PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS MADEIRAS

As propriedades mecânicas definem o comportamento da madeira quando submetida a esforços de natureza mecânica. Existem no Brasil normas padronizadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT, que regulamentam os testes a serem aplicados em amostras de madeira, realizados em laboratórios com máquinas especialmente destinadas a esta finalidade e que possibilitam aferir o grau de resistência a um determinado esforço.

PRINCIPAIS PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA

• Resistência à compressão;

• Resistência à tração;

• Resistência à flexão;

• Resistência ao choque;

• Resistência ao cisalhamento;

• Resistência ao fendilhamento;

• Elasticidade;

• Fluência e fadiga;

• Resistência das emendas dentadas e biseladas.

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

Os esforços tendem a esmagar as partículas, que se apertam e diminuem o comprimento da peça. É menor que a resistência à tração, mas ambas são elevadas.

Imagem 1 – compressão normal as fibras

Imagem 2 – compressão paralela às fibras (A) e Normal às fibras (B)

RESISTÊNCIA À TRAÇÃO

As forças tendem a separar as moléculas no sentido de seu eixo de aplicação. Ela é geralmente um pouco superior a duas vezes a resistência à compressão.

Tração e compressão

RESISTÊNCIA À FLEXÃO

É uma solicitação composta porque resulta no aparecimento de tensões de compressão na face que recebe a força e de tração na face oposta.

Carregamento e flexão de uma peça de madeira

RESISTÊNCIA AO CHOQUE

O choque corresponde a uma força instantânea. Uma carga rompe tanto mais facilmente uma viga quanto mais rápida for sua aplicação.

Esquema de choque mecânico

RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO

É o resultado de uma força cortante. É um estado de tensão no qual as partículas do material deslizam com movimento relativo entre si.

Carregamento e cisalhamento de uma tábua de madeira

RESISTÊNCIA AO FENDILHAMENTO

O fendilhamento independe da resistência mecânica da madeira, ele é decorrente da pouca ligação existente entre as fibras vizinhas.

Esquema representativo e teste de fendilhamento em uma amostra prismática.

FLUÊNCIA: Consiste no aumento da deformação da madeira com a permanência da tensão no tempo.

FADIGA: Consiste na diminuição da resistência mecânica quando ela é sujeita, de forma regular no tempo, a tensões que podem provocar deformações permanentes.

PRINCIPAIS FATORES QUE INFLUENCIAM AS PROPRIEDADES DA MADEIRA

• ANATÔMICOS:

- Densidade;

- Inclinação das fibras;

- Nós;

- Defeitos naturais da madeira;

- Presença de medula;

- Faixa parênquima.

• AMBIENTAIS:

- Umidade;

- Defeitos por ataque biológico.

• UTILIZAÇÃO:

- Defeitos de secagem;

- Defeitos de processamento.

DENSIDADE: Quanto maior a densidade, maior é a quantidade de madeira por volume e, como consequência, a resistência também aumenta. Alguns cuidados devem ser tomados com valores da densidade, pois a presença de nós, resinas e extratos podem aumentar a densidade sem, contudo, contribuir para uma melhoria significativa na resistência. A umidade da madeira pode contribuir para o aumento da densidade aparente reduzindo a resistência mecânica.

DEFEITOS DAS MADEIRA

Deficiências na condução da secagem ou cuidados insuficientes no armazenamento das peças serradas provocam uma série de defeitos que restringem ou mesmo inviabilizam o aproveitamento de tais peças.

São considerados defeitos nas madeiras todas as anomalias em sua integridade e constituição que alteram seu desempenho e suas propriedades físico-mecânicas:

Defeitos de crescimento:

- Nós, fibras torcidas, gretas.

- Defeitos de secagem:

- Rachaduras, encurvamento, arqueamento, encanoamento, torcimento.

- Defeitos de produção:

- Fraturas, rachaduras, fendas, machucaduras ocorridas na derrubada das árvores.

- Defeitos de alteração: O ataque de predadores, fungos e insetos causa, muitas vezes, reduções consideráveis na seção resistente de peças estruturais.

INCLINAÇÃO DAS FIBRAS

A inclinação das fibras (ou traqueídes) tem uma influência significativa sobre as propriedades da madeira a partir de certos valores. Essa inclinação descreve o desvio da orientação das fibras da madeira em relação a uma linha paralela à borda da peça; A norma brasileira NBR 7190 permite desconsiderar a influência da inclinação das fibras para ângulos de até 6°.

NÓS

- Imperfeições nos pontos onde existiam galhos;

- Se formam nos pontos em que os ramos se unem ao tronco;

- Diminui o valor da madeira;

-Reduz a resistência;

- Dá origem a fendas.

Os nós reduzem a resistência da madeira pelo fato de interromperem a continuidade e direção das fibras, podem causar efeitos localizados de tensão concentrada, sua influência depende do seu tamanho, localização, forma, firmeza e do tipo de tensão considerada. possuem maior influência na tração do que na compressão.

DEFEITOS EM MADEIRAS

FATORES ANATÔMICOS:

ENCURVAMENTO DO TRONCO E DOS GALHOS: ocorre durante o crescimento das árvores; alteração do alinhamento das fibras; provável influência na resistência.

PRESENÇA DE ALBURNO: apresenta valores de resistência menores.

PRESENÇA DE MEDULA: Provoca diminuição da resistência mecânica, facilita o ataque biológico e provoca rachadura no cerne próximo à medula.

FATORES AMBIENTAIS:

UMIDADE: tem influência direta nas propriedades de resistência e elasticidade da madeira.

DEFEITO POR ATAQUES BIOLÓGICOS: decorrentes dos ataques provenientes de fungos ou insetos, os insetos causam as perfurações, os fungos causam manchas azuladas e podridões.

FATORES DE UTILIZAÇÃO:

DEFEITOS DE SECAGEM: Descoloração por secagem desigual, Empenos por secagem diferencial, Endurecimento superficial, Rachaduras por aumento da tensão superficial causada por restrição do interior úmido.

ARQUEAMENTO, ENCURVAMENTO, TORCIMENTO E ENCANOAMENTO, RESPECTIVAMENTE.

DEFEITOS DE PROCESSAMENTO: Originados do desdobro, transporte e armazenamento da madeira. Principais defeitos: arestas quebradas e variação da seção transversal.

FIBRAS TORCIDAS: As fibras não se desenvolvem paralelamente ao eixo, mas sim em espiral; Devem ser utilizadas apenas como estacas, postes , pilares sem função estrutural.

GRETAS: Separação entre os anéis anuais, provocada por tensões internas devidas ao crescimento lateral da árvore, ou por ações externas, como flexão devida ao vento.

1- GRETA PARCIAL

2- GRETA COMPLETA

FENDAS: Aberturas nas extremidades das peças, produzidas pela secagem mais rápida da superfície. Podem ser evitadas mediante a secagem lenta e uniforme da madeira.

1- FENDA PERIFÉRICA

2, 3 e 4 – FENDAS NO CERNE

FENDAS RADIAIS E FISSURAS FENDAS ANELARES

RACHADURAS PROVOCADAS POR RESSECAMENTO

PRESERVAÇÃO DA MADEIRA

Conjunto de medidas preventivas e curativas para controle de agentes biológicos (fungos, insetos xilófagos e perfuradores marinhos), físicos e químicos que afetam as propriedades da madeira. Objetivo principal: aumento da vida útil da madeira.

SISTEMA DE CLASSE DE RISCO: Baseia-se no uso racional e inteligente da madeira na construção civil, visando uma maior durabilidade das construções. Fornecimento de uma abordagem sistêmica ao produtor e usuário.

O foco está Condições de exposição ou uso das madeiras, expectativa de desempenho do componente e vulnerabilidade à agentes biodeterioradores.

ETAPAS OBRIGATÓRIAS PARA USO DA MADEIRA COMO MATERIAL NA CONSTRUÇÃO CIVIL:

1.Elaboração do projeto com foco para diminuição dos processos de instalação e desenvolvimento de organismos xilófagos.

2.Definição do nível de desempenho necessário para o componente ou estrutura de madeira, tais como: vida útil, responsabilidade estrutural, garantias comerciais e legais, entre outras.

3.Avaliação dos riscos biológicos aos quais a madeira será submetida durante a vida útil – ataque de fungos e insetos e perfuradores.

4.Determinação da necessidade de tratamento preservativo, em função da durabilidade natural e tratabilidade do cerne e alburno das espécies botânicas que serão utilizadas.

5.Definição dos tratamentos preservativos como base nas seguintes escolhas:

-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 da madeira;

-Produto preservativo que satisfaça à classe de risco determinada.

CONCLUSÃO

A Madeira como material de construção ainda continua sendo utilizada de forma ampla. São várias as utilidades, e todos os tipos de madeira podem ser utilizados – Desde uma lenha para ser queimada em um forno, passando por uma peça de móvel de chapa de madeira processada industrialmente, até as grandes peças estruturais mencionadas neste trabalho. A madeira possui um estilo próprio que se destaca no cenário arquitetônico e suas propriedades mecânicas não deixam a desejar quando comparadas com outros tipos de materiais líderes em utilização no mercado da construção civil. A madeira é

BIBLIOGRAFIA

http://www.marenabe.com.br/tipos-de-madeiras/

http://www.cliquearq http://www.guiadomarceneiro.com/index.php?dir=mad_arq&gdm=transformadauitetura.com.br/portal/dicas/view/madeira-macica/61

Francisco Cássio Gomes Alvino & José Pinheiro Lopes Neto, ESTUDO DE TRELIÇAS COPLANARES PARA COBERTURAS DE CONSTRUÇÕES RURAIS, 2011.

http://www.madsaopaulo.com.br/propmec.php