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Universidade do Minho
Escola de Engenharia
Filipe António Cruz Ribeiro da Costa
Efeito do tratamento térmico em
fachadas de madeira de Acácia, Eucalipto
e Pinho
Outubro 2013
Universidade do Minho
Escola de Engenharia
Filipe António Cruz Ribeiro da Costa
Efeito do tratamento térmico em
fachadas de madeira de Acácia, Eucalipto
e Pinho
Dissertação de Mestrado
Mestrado Integrado em Engenharia Civil
Trabalho efetuado sob a orientação de
Professor Doutor Jorge M. Branco
iii
AGRADECIMENTOS
Durante todo o desenvolvimento desta dissertação foi muito importante o contributo, o
apoio e a motivação de inúmeras pessoas a quem eu quero expressar os meus sinceros
agradecimentos.
Inicialmente, agradeço, em especial, ao Professor Jorge M. Branco, meu orientador, a
quem me cabe exprimir sincero reconhecimento por toda a disponibilidade, motivação e
interesse demonstrados ao longo da elaboração deste trabalho. Também não posso
esquecer a constante prontidão com que sempre me recebeu para a resolução de problemas
que foram surgindo, fazendo, assim, com que este trabalho se tornasse cada vez mais
estimulante e enriquecedor.
O meu agradecimento à empresa Santos & Santos, pela sua colaboração e disponibilidade
na cedência dos provetes de madeira, pois só com esta ajuda foi possível o
desenvolvimento da investigação de que resultou o trabalho aqui apresentado.
Aos meus pais, pelo seu apoio incansável e pela motivação dedicada ao longo de todo este
percurso académico.
A todos os meus amigos, pelo auxílio e encorajamento prestado durante a realização deste
trabalho.
O meu profundo e sentido obrigado a todas as pessoas que contribuíram para a
concretização desta dissertação.
v
RESUMO
A utilização da madeira em sistemas de fachadas tem vindo a crescer nestes últimos anos
devido à arquitetura moderna, pois trata-se de um material versátil e com uma aparência
muito interessante. Porém, a sua utilização em exteriores não é a mais aconselhada devido
aos principais fatores de degradação da madeira como os ataques biológicos e os ataques
atmosféricos. De forma a diminuir estes impactos negativos na madeira utilizada em
fachadas, novos tratamentos têm sido desenvolvidos de modo a conferir a este material
uma maior resistência aos fatores de degradação exteriores.
Apesar de ser uma importante caraterística a ter em conta na conceção, projeto e
construção, a durabilidade da madeira não é de fácil quantificação. Existem já vários
estudos que visam fornecer dados que permitem prever a vida útil dos elementos de
madeira. No entanto, há ainda uma grande necessidade de analisar o comportamento de
diferentes espécies de madeira nos mais variados climas.
A realização desta dissertação consistiu, numa primeira fase, no levantamento das soluções
de fachadas de madeira existentes e na análise dos requisitos estruturais e funcionais
impostos pela regulamentação e recomendações sugeridas. No decorrer desta dissertação,
foi efetuada uma pesquisa sobre os principais tipos de tratamentos a aplicar nas madeiras,
sendo estudadas algumas espécies de madeiras maciças e tratadas.
De seguida, procurou-se estudar o comportamento dimensional e a alteração da cor de
sistemas de fachadas de madeira ao longo do tempo. Nesta análise, selecionaram-se três
espécies de madeira e procedeu-se à avaliação do efeito da aplicação do tratamento
térmico.
Foram realizados ensaios em três espécies de madeira - Acácia (Acacia Melanoxylon),
Eucalipto (Eucalyptus Globulus) e Pinho (Pinus pinaster) – submetendo-as a um ensaio de
exposição ambiental e a um ensaio em câmara climática, tendo sido simulados ciclos de
gelo-degelo. Aqui, apresenta-se a respetiva análise dos resultados obtidos através destes
ensaios, permitindo assim uma comparação dos comportamentos evidenciados pelas
diferentes espécies de madeira estudadas.
Palavras-chave: fachadas em madeira, tratamento térmico, durabilidade, estabilidade
dimensional.
vii
ABSTRACT
The use of wood façades systems has been growing during the last few years thanks to the
modern architecture since it is a flexible material with high aesthetic value. However, its
use outside is not very recommended due to the main factors of wood degradation:
biological and atmospheric attacks. In order to reduce these negative impacts on wood used
in façades, new treatments have been developed in order to give to wood a greater
resistance to external degradation factors to which it is subjected.
Despite being an important feature to be considered at the moment at its realization, design
and construction, the durability of the wood is not easy to quantify. There are already
several studies giving some information which allow predicting the service life of wood
elements. But there is still a great necessity of analyzing the behavior of different wood
species in several climates.
Initially, the realization of this dissertation consisted in the check up of solutions existing
in wood facades as well as in the analysis of the structural and functional requirements
imposed by regulations and suggested recommendations. It has also been done a research
of the major types of treatments to be applied on woods. Species of hardwoods and treated
woods have been studied.
Secondly, an attempt was done to study the dimensional behavior and the tone changes on
façades wood systems over time. In this analysis, three wood species were selected while
the effect of heat treatment was assessed.
Tests were performed in three different wood species: Acacia (Acacia Melanoxylon),
Eucalyptus (Eucalyptus globulus), Pine (Pinus pinaster) - subjecting them to a test of
environmental exposure and to a test of environmental chamber simulating freeze-thaw
cycles. Here the respective results obtained from the analysis of these tests are presented
allowing a comparison of the behavior shown by these different wood species.
Keywords: wooden façades, heat treatment, durability, dimensional stability.
ix
ÍNDICE GERAL
Capítulo 1 ......................................................................................................................................1
INTRODUÇÃO .............................................................................................................................1
1.1. Objetivos ............................................................................................................................2
1.2. Estrutura do trabalho ..........................................................................................................3
Capítulo 2 ......................................................................................................................................5
ESTADO DO CONHECIMENTO .................................................................................................5
2.1. A Madeira ..........................................................................................................................5
2.2. Agentes de degradação da madeira .....................................................................................7
2.3. Conservação e proteção da madeira ....................................................................................8
2.4. Tratamentos de modificação da madeira .............................................................................9
2.4.1. Modificação térmica ...........................................................................................................9
2.4.2. Modificação química ........................................................................................................ 12
2.4.3. Modificação por impregnação........................................................................................... 12
2.4.4. Modificação da superfície ................................................................................................. 14
2.5. Fachadas .......................................................................................................................... 14
2.5.1. Fachada ventilada ............................................................................................................. 17
2.5.2. Fachada de cortina ............................................................................................................ 17
2.5.3. Fachada pressurizável ....................................................................................................... 18
2.6. Fachada de madeira .......................................................................................................... 19
2.6.1. Paredes exteriores maciças ............................................................................................... 19
2.6.2. Paredes exteriores compostas – sistemas de cerramento .................................................... 20
2.7. Revestimento em madeira para fachada ............................................................................ 25
2.8. Sistemas de fixação dos revestimentos de madeira ............................................................ 27
2.9. Segurança contra incêndios em fachadas de madeira ......................................................... 28
2.9.1. Objetivos da segurança contra incêndios ........................................................................... 30
xi
2.9.2. Cenários de incêndio em fachadas .................................................................................... 30
2.9.4. Produto para retardar a ação do fogo na madeira ............................................................... 34
2.9.5. Conclusão ........................................................................................................................ 34
Capítulo 3 .................................................................................................................................... 37
METODOLOGIA DE ENSAIO ................................................................................................... 37
3.1. Ensaio de exposição ambiental em provetes de madeira .................................................... 37
3.2. Medição contínua de humidade (MCH) ............................................................................ 39
3.2.1 Resultados e discussão do ensaio de campo ...................................................................... 39
3.3. Coloração da madeira não tratada em fachadas ................................................................. 40
3.4. Ensaios realizados à humidade em provetes de madeira .................................................... 42
3.5. Metodologia a utilizar ....................................................................................................... 42
Capítulo 4 .................................................................................................................................... 45
PROCEDIMENTOS E RESULTADOS DOS ENSAIOS ............................................................. 45
4.1. Princípios utilizados no ensaio da durabilidade de fachadas em madeira ........................... 45
4.1.2. Resultados observados ...................................................................................................... 49
4.2. Ensaio gelo - degelo ......................................................................................................... 55
4.2.1. Procedimento ................................................................................................................... 55
4.2.2. Análise de dados .............................................................................................................. 56
Capítulo 5 .................................................................................................................................... 63
5.1. CONCLUSÃO ................................................................................................................. 63
5.2. Perspetivas futuras ............................................................................................................ 65
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................................... 67
SITES CONSULTADOS: ............................................................................................................ 70
xiii
INDÍCE DE ABREVIATURAS
ACP – Análise de Componentes Principais
BRE – Quality Management System
CRFS – Cimento Reforçado com Fio Sintético
ETAG –European Technical Approval Guideline
ETICS - External Thermal Insulation Composite System
HR – Humidade Relativa
INT- Ambiente interior seco
IPMA – Instituto Português do Mar e da Atmosfera
MCH – Medição Contínua de Humidade
MDF – Medium Density Fiberboard.
MR - Ambiente exterior coberto
OHT – Oil Hot Treatment
OSB – Oriented Strand Board
PVC – Polyvinyl Chloride
RNA – Redes Neurais Artificiais
UV – Ultravioleta
WBR e BR - Ambiente exterior não coberto
xv
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 - Madeira e derivados de madeira (Cruz et al, 1997).............................................6
Figura 2 - Madeira tratada termicamente (Esteves et al, 2009) ......................................... 11
Figura 3 - Processo de modificação Kebony (Catálogo Kebony, 2012) ............................. 13
Figura 4 - Evolução das alvenarias ao longo dos anos em Portugal (Cunha, 2006) ............ 15
Figura 5 - Sistema ETICS (esquerda) e fachada cortina (direita), (Cunha, 2006) .............. 16
Figura 6 - Corte esquemático de uma câmara pressurizável (Camposinhos, 2007) ............ 18
Figura 7 - Secções das paredes maciças e respetivos encaixes .......................................... 20
Figura 8 - Corte representativo de painel fenólico (Guerra et al, 2010) ............................. 26
Figura 9 - Fixações aparentes (Rothoblass - fachadas e terraços, 2012) ............................ 27
Figura 10 - Fixações não aparentes (Rothoblass - fachadas e terraços, 2012) .................... 27
Figura 11 - Fixação oculta em fachada (Rothoblass - fachadas e terraços, 2012) .............. 28
Figura 12 - Fixação visível em fachada ventilada (Rothoblass - fachadas e terraços, 2012)
........................................................................................................................................ 28
Figura 13 - Possíveis cenários de incêndio na fachada de um edifício Kotthoff et al (2001)
........................................................................................................................................ 31
Figura 14 - Barreiras suspensas contra incêndios: a) Placa de aço; b) Placa de madeira ou
de derivados de madeira não combustível; c) Placa de madeira ou derivados Östman et al
(2010) .............................................................................................................................. 33
Figura 15 - Princípios básicos das barreiras por trás dos painéis contra o fogo Östman et al
(2010) .............................................................................................................................. 33
Figura 16 - Células de teste MCH .................................................................................... 38
Figura 17 - Fachada de carvalho, à esquerda antes da limpeza e à direita depois da limpeza
Gane Chédeville et al (2012) .......................................................................................... 41
Figura 18 - Provetes de fachadas utilizados no ensaio: a) com réguas de Acácia b) com
réguas de Eucalipto c) com réguas de Pinho. .................................................................... 46
Figura 19 - Estrutura de suporte dos provetes ................................................................... 47
Figura 20 - Grelha de medição ......................................................................................... 48
Figura 21 - Rega dos provetes .......................................................................................... 48
Figura 22 - Fenda Anelar ................................................................................................. 49
Figura 23 - Provete de Eucalipto com o aparecimento de fendas ...................................... 50
xvii
Figura 24 - Esquema representativo da altura da régua do provete .................................... 50
Figura 25 - Fenda no provete de Pinho ............................................................................. 51
Figura 26 - Diferenças da coloração no final do ensaio ..................................................... 51
Figura 27 - Gráfico de ciclos de gelo-degelo implementados ao longo do ensaio .............. 56
Figura 28 - Manchas no provete de madeira de Pinho sem tratamento .............................. 60
Figura 29 - Ataque biológico no provete de madeira de Pinho sem tratamento ................. 61
Figura 30 - Fenda do provete de madeira de Eucalipto tratada .......................................... 61
Figura 31 - a) Provetes no início do ensaio de exposição ambiental; b) Provetes no final do
ensaio de exposição ambiental; c) Provetes no final do ensaio de gelo – degelo................ 64
xix
INDÍCE DE QUADROS
Quadro 1 - Descrição dos principais processos de modificação térmica (Esteves et al,
2009) ............................................................................................................................... 10
Quadro 2 - Classificação dos revestimentos em relação a propagação do fogo
(www.lignum.ch) ............................................................................................................. 32
Quadro 3 - Diferenças dimensionais nas ligações de encaixe no provete de Acácia .......... 52
Quadro 4 - Diferenças dimensionais nas ligações de encaixe no provete de Eucalipto ...... 53
Quadro 5 - Diferenças dimensionais nas ligações de encaixe do provete de Pinho ............ 54
Quadro 6 - Aumento do peso dos Provetes em madeira .................................................... 56
Quadro 7 - Ligações de encaixe macho-fêmea das amostras de madeira antes e após o
ensaio de gelo-degelo em provetes de Acácia ................................................................... 57
Quadro 8 - Ligações de encaixe macho-fêmea das amostras de madeira antes e após o
ensaio de gelo-degelo em provetes de Eucalipto ............................................................... 58
Quadro 9 - Ligações de encaixe macho-fêmea das amostras de madeira antes e após o
ensaio de gelo-degelo em provetes de Pinho ..................................................................... 59
Quadro 10 – Aumento das dimensionais na régua dos provetes de madeira não tratada .... 60
Quadro 11 - Aumento das dimensões das réguas dos provetes sem tratamento ................. 64
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
1
Capítulo 1
INTRODUÇÃO
A madeira é um material natural, muito versátil e que apresenta grande resistência. Devido à
enorme diversidade de espécies existentes, tem-se assim uma grande variedade de tipos de madeira
com caraterísticas muito diferentes, das quais se poderá tirar o melhor partido consoante a
aplicação que se pretenda. Por outro lado, trata-se de uma matéria-prima renovável, em permanente
crescimento, o que é uma vantagem considerável em relação à maior parte dos materiais utilizados
na construção (Guerra, 2010).
As soluções construtivas integralmente em madeira são comuns em países do centro e norte da
Europa (Áustria, Finlândia, etc.). Aí, a construção tradicional recorre à madeira para as mais
variadas aplicações estruturais e não estruturais. Em Portugal, apesar do renascer de algum
interesse por este tipo de arquitetura, a utilização de soluções construtivas integralmente em
madeira está ainda concentrada nas habitações unifamiliares. Nos últimos anos, foram várias as
empresas (ex. Rusticasa, Carmo, Jular e Portilame) que lançaram no mercado nacional, soluções
habitacionais em madeira, explorando, na sua maioria, o carácter ambiental da madeira através de
soluções pré-fabricadas e modulares. Os esforços técnicos desenvolvidos têm-se centrado no
desenvolvimento das soluções construtivas e na verificação da estabilidade das mesmas (Oliveira
et al, 2012).
A utilização da madeira em fachadas não se encontra em desfavor em relação a outros materiais
construtivos, bem antes pelo contrário. É óbvio que a sua durabilidade, tão contestada nos dias de
hoje, irá depender muito mais da qualidade da conceção e da aplicação da madeira, do que dos
posteriores cuidados de manutenção. Sob o ponto de vista ecológico, uma vez que a madeira é
biodegradável, contrariamente à maioria dos outros materiais, a sua eliminação ou reciclagem não
levanta quaisquer problemas ambientais. Podemos constatar que, se considerarmos outras
exigências construtivas relacionadas com o conforto, como o aspeto estético ou o isolamento
térmico, a madeira oferece excelentes desempenho. Face às vantagens apontadas, parece
conveniente uma aposta na utilização deste material nas várias vertentes que ele permite cobrir
(Guerra, 2010).
Capítulo 1 - Introdução
2
Contudo, a madeira tem as suas limitações e desvantagens. De modo a que a madeira
melhore as suas caraterísticas, são lhe aplicados tratamentos para que seja mais durável
quando exposta em exteriores. Alguns dos seus pontos fracos neste tipo de aplicação são a
perda de cor original, a alteração das suas dimensões, a deterioração devido a ataques de
agentes biológicos e o seu comportamento ao fogo.
A madeira é suscetível à deterioração, sobretudo aquela que é causada por agentes
biológicos como são os fungos e os insetos. Relativamente aos agentes atmosféricos,
destaca-se a radiação solar que provoca a decomposição química da madeira levando a um
escurecimento da mesma e a uma progressiva mudança para uma tonalidade cinzenta.
Naturalmente, este fenómeno torna-se mais acelerado no caso de a madeira estar também
sujeita à incidência direta da chuva e das radiações solares. Por outro lado, estas
alternâncias drásticas a que a madeira está submetida quando exposta no exterior, de
secagem e humidificação, provocam o aparecimento de fendas e empenos que muito
contribuem para uma redução significativa da sua durabilidade.
Nesta dissertação de mestrado, através da avaliação experimental de diferentes espécies de
madeira, procura-se contribuir para uma melhor perceção das caraterísticas da madeira
termicamente tratada e da que não tem tratamento, quando utilizadas em fachadas de modo
a comparar os seus diferentes comportamentos. Adicionalmente, pretende-se averiguar o
efeito do tratamento térmico no comportamento dos elementos de madeira quando
submetidos ao ambiente.
1.1. Objetivos
A utilização da madeira em revestimentos exteriores requer um maior cuidado de forma a
garantir que as suas propriedades físicas, mecânicas e estéticas se prolonguem no tempo.
A aplicação de tratamentos na madeira permite que esta possa aumentar a sua durabilidade
e, assim, manter as suas qualidades.
O principal foco desta dissertação é o estudo e avaliação do efeito do tratamento térmico
em madeiras a utilizar em fachadas de edifícios. Sendo assim, pretende-se efetuar a análise
e avaliação do tratamento térmico, realizado pela empresa Santos & Santos, em madeiras
de: Acácia (Acacia melanoxylon), Eucalipto (Eucalyptus globulus) e Pinho (Pinus
pinaster).
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
3
No que concerne à primeira fase desta dissertação, um dos objetivos é efetuar um
levantamento bibliográfico sobre as caraterísticas da madeira, assim como dos métodos
aplicados para o seu tratamento de forma a aumentar a sua durabilidade.
Ambiciona-se analisar e comparar os comportamentos dos provetes de madeira, com o
intuito de contribuir, de certa forma, para um alargamento do conhecimento das
caraterísticas das espécies de madeira estudadas nesta dissertação, quando usadas em
fachadas.
1.2. Estrutura do trabalho
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
Nesta secção da dissertação de mestrado, é apresentado o resultado da pesquisa
bibliográfica e realizada uma síntese do conhecimento adquirido que serviu como base
indispensável para a elaboração deste trabalho. Este capítulo abrange as principais
caraterísticas da madeira, os agentes de degradação que intervêm na sua durabilidade e os
diferentes tipos de tratamentos que podem ser utilizados na madeira para que tenha uma
durabilidade mais prolongada. É também feita uma referência às diferentes tipologias de
fachadas existentes, bem como alguns sistemas de fixação que nelas podem ser aplicados.
Numa última fase, é abordada a temática da segurança contra o fogo em fachadas.
Capítulo 3 – Metodologias de ensaio
Para a adoção da metodologia mais correta a seguir nos ensaios realizados, foi necessário
obter informação sobre outros anteriormente efetuados, que tiveram como objetivo a
análise de parâmetros de durabilidade da madeira tratada termicamente utilizada em
fachadas, de forma a obter uma maior consciência sobre a tipologia de ensaios que iriam
ser realizados nos provetes de madeira a analisar. Assim, neste capítulo, são referenciados
ensaios elaborados em madeiras para fachadas, fornecendo, deste modo, uma base viável
para a concretização de ensaios nos provetes em estudo.
Capítulo 4 – Procedimentos e resultados dos ensaios
Neste capítulo, são descritos os procedimentos dos ensaios e todas as caraterísticas dos
provetes de madeira utilizados. São referidas, também, as considerações tidas em conta na
Capítulo 1 - Introdução
4
realização do ensaio de exposição ambiental, assim como do ensaio de gelo-degelo na
câmara climática.
Esta secção é finalizada com a apresentação de todos os resultados obtidos nos ensaios e a
comparação dos mesmos de maneira a facilitar uma melhor compreensão sobre as
alterações sofridas pelos provetes de madeira.
Capítulo 5 – Conclusão
Aqui são apresentadas as conclusões retiradas dos resultados dos provetes de madeira
analisados. Para além disto, é feita uma análise sobre a contribuição da realização desta
dissertação para o conhecimento das fachadas em madeira e mencionadas as
recomendações para futuras pesquisas.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
5
Capítulo 2
ESTADO DO CONHECIMENTO
2.1. A Madeira
Para Cruz et al (1997), madeira é um material de origem biológica, formado por matéria
heterogénea e anisotrópica elaborada por um organismo vivo, que é a árvore.
A crescente diversidade de produtos de madeira e respetivas utilizações contrariam cada
vez mais a ideia que ainda persiste, de se tratar de um material tradicional, desde sempre
utilizado pelo Homem com um baixo nível de transformação tecnológico. Esta noção está
completamente ultrapassada desde o início do século XXI devido ao surgimento de novos
materiais derivados de madeira, à disseminação de novos sistemas construtivos e ao
desenvolvimento de regras de dimensionamento mais objetivas (Cruz et al, 1997).
Assiste-se, hoje em dia, a uma multiplicidade de novos produtos de madeira processados
(engineered wood products), com caraterísticas muito interessantes sob os pontos de vista
da forma, dimensão, aspeto e sobretudo das caraterísticas físicas e mecânicas. As técnicas
de ligação sofreram igualmente uma evolução muito importante, traduzidas no
desenvolvimento de colas de grande resistência e durabilidade e na evolução de ligadores
que sustentam ligações mais eficientes (Cruz et al, 1997).
Na Figura 1, são apresentados alguns dos derivados de madeira que surgiram com a
evolução dos processos de tratamento e fabrico de novos materiais com origem na madeira.
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
6
Figura 1 - Madeira e derivados de madeira (Cruz et al, 1997)
a) Madeira maciça natural; b) Madeira tratada termicamente; c) Painéis aglomerados de madeira (OSB,
MDF, contraplacado, etc.); d) Painéis de madeira/cimento.
Nos últimos anos tem-se verificado uma significativa evolução na filosofia da proteção da
madeira e nos métodos correntes de preservação e tratamento, no sentido de uma
abordagem menos agressiva para o ambiente e menos tóxica para o homem
(Cruz et al, 1997).
Relativamente às fachadas, que formam a face externa de uma edificação, principal ou
complementar composta por elementos verticais, podemos constatar que são um dos
elementos principais de um edifício (Silva, 2010).
As exigências de desempenho para as fachadas são: resistência ao vento, estanqueidade à
água, durabilidade e compatibilidade com o suporte e com as patologias mais frequentes,
isto é, os agentes de degradação (Silva, 2010).
Em termos de medeira utilizada nas fachadas, será apresentado o uso da madeira
termicamente modificada, por se tratar de um material com crescente procura como
revestimento e de uma solução ecológica. Em relação à vida útil de referência, a Finnish
Thermowood Association solicitou à BRE – Quality Management System (uma
organização britânica independente e imparcial de investigação e experimentação) que
procede à certificação da avaliação do ciclo de vida deste material, atribuiu a este material
uma vida útil estimada de 30 anos e por isso, tendo em conta os três seguintes fatores
(Silva, 2010):
Aplicação de acabamento transparente pigmentado;
Melhores práticas de execução;
Execução seguindo o guia do fabricante.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
7
A organização anteriormente mencionada indicou uma vida útil de referência de 10 anos
no caso de não ser aplicado no material qualquer acabamento, ou seja, no caso de ser
desejado que se note o envelhecimento natural do material, adquirindo uma tonalidade
acinzentada.
A madeira é modificada quando é sujeita à ação conjugada da temperatura e do vapor, sem
a adição de químicos ou de outras substâncias. Estes processos alteram de forma
permanente a composição química e física da madeira (Silva, 2010).
2.2. Agentes de degradação da madeira
A degradação da madeira surge como o resultado da ação dos agentes físicos, químicos,
mecânicos ou biológicos aos quais este material está sujeito ao longo da sua vida
(Cruz, 2011).
Os agentes atmosféricos (sobretudo a conjugação da luz solar com a chuva) provocam
alterações de cor e textura, que se traduzem na cor acinzentada da madeira “velha”. É
apenas uma deterioração meramente superficial sem outras consequências além das
estéticas (Cruz, 2011).
Uma fonte habitual de problemas para a madeira reside no contacto com a água ou com
humidade ambiente elevada. Importa, no entanto, reter que a humidade, por si só, não
degrada a madeira mas potencia o risco de degradação deste material por determinados
agentes biológicos, no sentido em que estes só atacam a madeira quando o seu teor em
água atinge determinados valores, mais especificamente, quando permanece em condições
de humidade elevada por períodos longos, visto que pode ser atacada por fungos ou por
térmitas subterrâneas que dela se alimentam (Cruz, 2011).
Refira-se ainda que, apesar das variações de humidade ambiente e da consequente
alteração do teor em água da madeira provocarem variações dimensionais e de resistência
mecânica das peças (as dimensões aumentam e a resistência diminui para um acréscimo de
teor em água), se trata de um efeito reversível. Ou seja, embora os ciclos de secagem e
humedecimento possam conduzir ao desenvolvimento de fendas e empenos, geralmente
sem implicações para a resistência mecânica, a madeira recupera as dimensões e a
resistência inicial quando o seu teor em água volta ao valor inicial (Cruz, 2011).
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
8
Importa, no entanto, salientar que a causa mais frequente de deterioração das estruturas de
madeira são os agentes biológicos, sendo mesmo os responsáveis pela maioria das
situações de rotura parcial ou total das estruturas. Destacam-se, pela sua importância (em
meio terrestre), os seguintes: fungos de podridão, térmitas e carunchos – sobretudo o
caruncho grande (Cruz, 2011).
A utilização da madeira nas fachadas terá como principais fatores de degradação os
agentes atmosféricos. Como estas se encontram expostas às ações ambientais, estão mais
sujeitas às variações de humidade, radiação solar e chuva. A combinação destes agentes
provocará o desgaste da superfície da fachada exposta (Cruz, 2011).
No que diz respeito aos fungos, Gobakken et al (2010) realizaram um ensaio sobre o
desenvolvimento e crescimento dos fungos na superfície de 8 substratos de revestimentos
em madeira, incluindo madeira modificada termicamente. Nas amostras, foram testados
três tipos de tinta para proteção da madeira. Estas estiveram sujeitas aos fatores climáticos
e foram investigadas durante um período de 3 anos.
No final do período de teste, verificaram que as amostras não protegidas com as tintas
tiveram a maior perda da sua cor original comparativamente com as outras amostras em
estudo, que ficaram acinzentadas.
Para Gobakken et al (2010), o crescimento de fungos na superfície, afeta a vida de serviço
exterior da madeira exposta e pode muitas vezes ser o primeiro sinal visual de uma
degradação permanente de uma fachada.
2.3. Conservação e proteção da madeira
Ao colocar a madeira em serviço, o fator mais importante na sua conservação é a atuação
preventiva. Esta implica que se estimem corretamente os riscos a que vai estar exposta e a
escolha da espécie mais adequada para o fim em vista, tendo em conta a sua durabilidade
natural. Deve ainda ser adotado um conjunto de medidas de proteção que coloque a
madeira ao abrigo das infeções ou infestações previsíveis (Cruz et al, 1997).
É fundamental prever a realização de campanhas de inspeção periódicas para avaliar o
estado de conservação da madeira aplicada, com função estrutural ou não estrutural, e levar
a cabo prontamente as ações de manutenção necessárias.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
9
Devem ser procurados os indícios de má conservação dos elementos de madeira,
frequentemente traduzidos por deformações acentuadas ou sintomas diversos associados à
humidificação frequente ou continuada dos materiais da construção (Cruz, 2011).
2.4. Tratamentos de modificação da madeira
A modificação da madeira pretende melhorar algumas propriedades como a resistência à
biodegradação e a estabilidade dimensional mas também a resistência à radiação
ultravioleta, entre outras. O termo modificação da madeira é apenas aplicado quando as
melhorias verificadas na madeira se mantêm ao longo do ciclo de vida do produto. A
definição que melhor descreve este tipo de processo é dada por Hill (2006): a modificação
da madeira é um processo que melhora as suas propriedades durante o seu ciclo de vida,
produzindo um material novo que no final do mesmo não apresenta um perigo ambiental
superior ao da madeira não tratada. A modificação da madeira pode dividir-se em quatro
tipos: modificação química, modificação térmica, modificação de superfície e modificação
por impregnação, sendo que a modificação de superfície apenas altera as propriedades da
superfície da madeira (Esteves et al, 2009).
De seguida, é feita uma pequena abordagem relativamente aos quatro tipos de modificação
a utilizar na madeira, com particular incidência no processo de modificação térmica.
2.4.1. Modificação térmica
O tratamento térmico da madeira foi estudado, no seculo XX, de forma científica por
Stamm e Hansen, nos anos 30, na Alemanha, e por White nos anos 40, nos Estados
Unidos. Nos anos 50, os alemães Bavendam, Runkel e Buro continuaram a investigar sobre
o assunto. Kollman e Schneider publicaram as suas descobertas nos anos 60, Rusche e
Burmester nos anos 70.
Mais recentemente, nos anos 90, foi realizado um trabalho de pesquisa na Finlândia, em
França e na Holanda. O trabalho de pesquisa mais completo foi conduzido pelo VTT
(Finnish State Research Center) na Finlândia (Thermwood, manual de revestimentos
exteriores, 2010).
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
10
Os processos de modificação térmica são aqueles que mais têm evoluído em termos
comerciais nos últimos anos. O sucesso deve-se, provavelmente, ao baixo custo de
tratamento quando comparado com outras modificações que se baseiam na utilização de
compostos químicos que tornam o produto final bastante mais caro (Esteves et al, 2009).
Os processos de modificação térmica com mais sucesso são cinco: Thermowood
FinlândPlato (Holanda), Bois Perdure e Rectification (França) e Oil Heat Treatment
(Alemanha) desenvolvendo-se, normalmente, em quatro fases: aquecimento, tratamento,
arrefecimento e estabilização. As principais diferenças entre os diversos métodos
prendem -se com o modo como é feito o aquecimento e com as condições operatórias na
fase de tratamento, que ocorre a temperaturas entre os 160-260ºC. As condições
operatórias dos principais processos encontram-se descritas no Quadro 1 (Esteves et al,
2009).
Quadro 1 - Descrição dos principais processos de modificação térmica (Esteves et al, 2009)
Processos Descrição
Termowood
Aumento rápido da temperatura, usando calor e vapor até 100oC seguido
de um aumento mais suave até aos 130oC e de uma secagem durante 1
hora. Aumento até à temperatura de tratamento (185oC-215
oC) que se
mantém durante cerca de 2-3 horas, arrefecimento e estabilização.
FinlândPlato
Processo em 4 etapas: hidrotermólise; a temperaturas de 160oC-190
oC em
condições húmidas e com pressões acima da pressão atmosférica; secagem
normal até 10% de humidade; tratamento térmico a seco a temperaturas de
170oC-190
oC e estabilização.
Bois
Perdure
Secagem rápida com vapor e gases de combustão quentes produzidos pela
subida na temperatura da madeira e reinjetados na câmara de combustão.
Retification A madeira com humidade de 12% é tratada numa fase a temperaturas de
200oC-240
oC com azoto, garantindo um máximo de oxigénio de 2%.
OHT Tratamento com óleo quente (180
oC-240
oC) num recipiente fechado que
limita o teor de oxigénio.
É possível verificar-se que os quatro processos são muito semelhantes, sendo sempre
utilizadas altas temperaturas para o processo de modificação da madeira, atribuindo-lhe
assim novas caraterísticas.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
11
Este tratamento melhora a durabilidade da madeira, aumentando a resistência aos fungos,
exceto em contacto com o solo, e ligeiramente a insetos, mas tem pouco efeito na
resistência contra térmitas. As razões apontadas para a melhoria da resistência da madeira
aos fungos são, sobretudo, a transformação das hemiceluloses, que mudam de compostos
hidrófilos, facilmente digeríveis para hidrofóbicos, e a diminuição do ponto de saturação
das fibras (Esteves et al, 2009).
O ponto fraco do tratamento é a degradação de algumas propriedades mecânicas,
nomeadamente, a resistência à flexão, ao corte e também a sua deformação (Figura 2). A
madeira torna-se mais quebradiça com a deterioração das propriedades de fratura devido à
perda de polissacarídeos amorfos. A degradação das hemiceluloses é referida como o fator
principal para a perda da resistência mecânica. No entanto, o aumento da cristalinidade
pode ter um papel importante. A madeira transforma-se num material mais escuro com
menor molhabilidade e condutividade térmica (Esteves et al, 2009).
Na Figura 2, podemos verificar as vantagens e desvantagens que a madeira termicamente
modificada apresenta depois do processo.
Figura 2 - Madeira tratada termicamente (Esteves et al, 2009)
Caraterísticas da madeira termicamente modificada comparando com madeira sem
tratamento (Guerra et al, 2010):
A resistência térmica melhora em 0-30%;
A absorção de água reduz-se;
A madeira toma-se mais uniforme e escurece;
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
12
A resistência à deterioração aumenta;
A estabilidade dimensional aumenta.
O processo de tratamento térmico da madeira, Thermowood, é provavelmente o melhor na
Europa.
2.4.2. Modificação química
O principal método de modificação química, já em fase comercial, é a acetilação com
anidrido acético. As propriedades melhoradas pela modificação química não são muito
diferentes das promovidas pela modificação térmica. A humidade de equilíbrio diminui
devido à substituição de alguns grupos hidroxilos pelo que a diminuição é proporcional ao
grau de substituição. Como resultado da diminuição da humidade de equilíbrio, aumenta a
estabilidade dimensional (Esteves et al, 2009).
A resistência contra fungos aumenta, consideravelmente, na madeira acetilada mesmo
estando em contacto com o solo. Em relação à resistência contra térmitas apenas se verifica
um ligeiro aumento. Outra das grandes vantagens da madeira acetilada é a sua resistência
aos raios ultravioleta. Algumas das propriedades mecânicas também são afetadas com este
tratamento, como, por exemplo, a diminuição da resistência ao corte paralelo ao grão,
verificando-se uma diminuição ligeira no módulo de elasticidade mas sem nenhuma
mudança na resistência ao impacto ou na rigidez (Esteves et al, 2009).
2.4.3. Modificação por impregnação
Segundo Esteves et al (2009), a modificação por impregnação difere da modificação
química pelo facto de não ser a ligação química com os compostos estruturais existentes
nas células de madeira que promove as melhorias das propriedades, embora essa ligação
possa ocorrer. O funcionamento da modificação por impregnação baseia-se na introdução
de um ou vários compostos químicos na parede das células que, ao reagirem, formam um
composto que bloqueia o acesso aos grupos hidroxilo, diminuindo, deste modo, a
higroscopicidade da madeira. Existem dois mecanismos principais: a impregnação com um
monómero e subsequente polimerização ou a introdução de um material solúvel que, após
o tratamento, se torna insolúvel.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
13
O processo de modificação por impregnação que mais tem evoluído nos últimos anos é a
furfurilação, podendo este processo de modificação da madeira ter um futuro prometedor,
uma vez que o álcool furfurílico pode ser obtido através dos produtos secundários da
produção do bioetanol e o preço deste composto químico deverá baixar no futuro. À
semelhança da modificação térmica e química, a impregnação com álcool furfurílico
conduz a uma diminuição da humidade de equilíbrio e a um aumento da estabilidade
dimensional da madeira, sendo este aumento proporcional ao aumento de massa
(Esteves et al, 2009).
Na modificação da madeira por impregnação é de referir o processo patenteado de
Kebonyzação, através do qual são reforçadas as propriedades da madeira, tornando-se esta
mais dura e mais estável, ou seja, com durabilidade acrescida.
O líquido usado no processo contém uma substância de base biológica que reforça a
estrutura celular. O processo envolve as seguintes quatro fases:
1. Os ingredientes são misturados de acordo com uma formulação patenteada, usando
um líquido derivado de resíduos biológicos agrícolas;
2. O líquido é impregnado na madeira sob pressão;
3. A madeira é aquecida acima de 100 ˚C e o produto químico é polimerizado
permanentemente, transformando a estrutura celular;
4. O líquido em excesso é reciclado e reutilizado no processo de produção.
No esquema abaixo (Figura 3) apresentam-se as fases pelas quais a madeira passa até à
obtenção do produto final.
Figura 3 - Processo de modificação Kebony (Catálogo Kebony, 2012)
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
14
As suas áreas de aplicação são várias:
Interior e exterior;
Grande variedade de aplicações, desde grandes superfícies comerciais ou edifícios
públicos até terraços ou marinas;
Muitos tipos de estruturas, desde telhados, revestimento de paredes até pavimentos;
Mobiliário, cozinhas, decking, etc.
Uma vantagem notável da madeira Kebony é a sua resistência ao tempo e ao desgaste,
sendo particularmente adequada para uso em aplicações externas, como decks, superfícies
em terraços, passadiços e marinas. Outros benefícios notáveis são a sua excecional
resistência ao apodrecimento e elevado tempo de vida útil. Esta durabilidade é conseguida
sem os inconvenientes associados aos métodos de impregnação tradicional. Por estes
motivos, foi atribuído à Kebony o eco-label Swan pelas suas credenciais ambientais
(Catálogo Kebony, 2012).
2.4.4. Modificação da superfície
A modificação da superfície difere dos outros tipos de modificação por alterar
essencialmente as propriedades da superfície da madeira, sobretudo a resistência à
degradação pela luz solar e pelas condições climáticas e as condições de aderência. O
principal problema deste método, de acordo com Hill (2006), prende-se com o elevado
custo, o que leva a pensar que, num futuro próximo, não venha a ser utilizado em grande
escala.
2.5. Fachadas
As paredes de fachada, segundo Lança (2005), são as paredes exteriores, destinadas a
serem vistas das ruas ou dos jardins. São particularmente cuidadas tanto do ponto de vista
das disposições arquitetónicas como do acabamento da execução.
Ao longo dos anos, com o avanço das técnicas e do conforto, registou-se uma constante
evolução nas soluções construtivas de paredes exteriores de fachadas. Inicialmente, a
solução de fachada passava por paredes simples monolíticas, em pedra ou tijolo cerâmico
maciço. Com o passar dos anos, assistimos a uma inversão de pensamentos, com o
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
15
aligeiramento dos parâmetros, a redução da espessura e da massa dos materiais, a
introdução da parede dupla e a utilização de uma nova variedade de materiais aliada à
preocupação com o conforto térmico, acústico e higrométrico.
Para Ferreira (2010), na construção tradicional, a estrutura resistente era composta por
alvenaria que compreendia o conjunto de paredes que constituíam a envolvente do edifício
e algumas interiores.
Os elementos da envolvente exterior eram normalmente resistentes, suportando os esforços
dos elementos horizontais da estrutura.
A seguinte figura ilustra a evolução das alvenarias ao longo dos anos em Portugal
(Cunha, 2006).
Figura 4 - Evolução das alvenarias ao longo dos anos em Portugal (Cunha, 2006)
Por volta dos anos 90, surge uma técnica construtiva que rompe completamente com as
tendências anteriores. A colocação de isolamento térmico pelo exterior, como procura de
correções de patologias originadas pelas pontes térmicas em sistemas anteriores, que deu
origem a dois sistemas:
Sistema ETICS - Reboco delgado armado diretamente aplicado sobre o isolamento
térmico;
Sistema de fachada cortina – Revestimentos descontínuos fixados ao suporte
através de uma estrutura intermédia.
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
16
A Figura 5 ilustra a evolução das fachas a partir dos anos 90 em Portugal (Cunha, 2006).
Figura 5 - Sistema ETICS (esquerda) e fachada cortina (direita), (Cunha, 2006)
Deve ainda ser feita a distinção da fachada ventilada, fachada de cortina e também da
fachada pressurizável.
Segundo Ferreira (2010), no que diz respeito a estas fachadas, devem ser consideradas as
seguintes exigências funcionais:
Funções resistentes estruturais (eventualmente);
Segurança contra incêndio;
Segurança contra intrusões;
Resistência mecânica à ação do vento;
Resistência mecânica a ações decorrentes do uso;
Impermeabilidade à água da chuva;
Isolamento acústico;
Isolamento térmico;
Possibilidade de iluminação e de ventilação natural;
Capacidade de captação da radiação solar;
Durabilidade;
Aspeto.
A fachada tem, assim, um papel muito importante para o edifício, pois forma a primeira
barreira entre o ambiente exterior e o interior. Deste modo, deve sempre garantir-se o seu
bom desempenho para evitar inconvenientes causados por patologias no interior do
edifício.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
17
2.5.1. Fachada ventilada
Entende-se por fachada ventilada a envolvente vertical de um edifício composta pelos
seguintes constituintes/subsistemas (Camposinhos, 2007):
O revestimento ou camada exterior;
Uma subestrutura auxiliar que suporta o revestimento;
Uma cavidade ou caixa-de-ar incorporando, eventualmente, o isolamento térmico.
Esta solução insere-se numa das diferentes estratégias para evitar a penetração da
humidade, uma solução particular da fachada cortina. A única diferença entre as duas, é o
facto de a caixa-de-ar da fachada ventilada ser dimensionada de forma a permitir a
remoção do ar aquecido da zona inferior da caixa-de-ar pelo chamado efeito chaminé
(Camposinhos, 2007).
O Sistema de Fachada Ventilada não tem uma aplicação específica. Pode ser utilizado em
qualquer tipo de edifício, quer se trate de uma construção nova ou de um trabalho de
recuperação. Assim, este sistema pode ser aplicado em edifícios habitacionais, comerciais,
industriais, desportivos, entre outros (Guerra et al, 2010).
2.5.2. Fachada de cortina
Geralmente, a fachada cortina é constituída por perfilamentos estruturais verticais e
horizontais, ligados entre si e fixados à estrutura do edifício, com preenchimento,
formando um revestimento contínuo leve que proporciona, por si próprio ou em
conjugação com o corpo do edifício. Todas as funções exigíveis de uma parede exterior,
embora não suporte qualquer tipo de carga afeta à estrutura do edifício (NP-
EN 13830: 2009).
Esta solução evita a penetração da humidade dispondo de uma caixa-de-ar formada por um
paramento exterior (cortina) e um interior. A cavidade pode ser ou não preenchida
parcialmente e envolve toda a estrutura do edifício (Camposinhos, 2007).
A caixa-de-ar tem assim as funções de: interrupção da capilaridade e de drenagem por
gravidade.
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
18
2.5.3. Fachada pressurizável
A fachada pressurizável pode considerar-se, de igual forma, uma solução particular da
fachada cortina, embora a grande diferença entre os dois conceitos resida no facto de a
caixa-de-ar da fachada pressurizável se encontrar estrategicamente compartimentada, de
forma a equilibrar as diferenças de pressão entre o interior e o exterior
(Camposinhos, 2007).
O objetivo fundamental da pressurização é diminuir a diferença de pressão entre o exterior
e a caixa-de-ar, tendo em conta as suas variações estáticas e dinâmicas, conseguindo-se
que (Camposinhos, 2007):
A quantidade de água transportada pelo vento através das aberturas na fachada seja
muito menor;
O revestimento e os respetivos elementos de suporte, fiquem sujeitos a uma ação
manifestamente inferior.
Uma fachada pressurizável compreende, por isso, além dos elementos de suporte e ligação
entre a cortina e o suporte da barreira interior, os elementos separadores que dividem a
caixa-de-ar, designadamente (Camposinhos, 2007):
A cortina – revestimento;
A câmara-de-ar isolada do interior do edifício por uma barreira de ar;
Orifícios ventiladores na cortina ligando as câmaras com o exterior;
Elementos separadores e de compartimentação da caixa-de-ar.
Estes elementos apresentam-se num corte esquemático na Figura 6.
Figura 6 - Corte esquemático de uma câmara pressurizável (Camposinhos, 2007)
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
19
Devido à possibilidade de infiltrações, mesmo que em pequenas quantidades, a fachada
dispõe de sistemas de drenagem que em qualquer circunstância drenam a água infiltrada.
2.6. Fachada de madeira
Mendonça (2005) distingue duas classes de paredes exteriores, que correspondem a uma
evolução histórica dos sistemas construtivos:
Paredes maciças: Tipo de paredes pouco comuns em habitação em climas
temperados, já que, apesar de uma resistência térmica que pode facilmente ser
elevada, devido à baixa condutibilidade térmica, a ausência de massa, mesmo na
construção tradicional, implica espessuras muito elevadas, além de ser difícil e caro
conciliar num mesmo material as funções estrutural e de cerramento.
Paredes compostas: Paredes mais comuns na construção leve tradicional,
consistindo num material de suporte pontual com função estrutural e um material
de cerramento diferenciado. A partir do fim do século XIX, a estrutura de madeira
deu lugar a estruturas metálicas e de betão armado, ainda que no caso da habitação,
a madeira continue a ser a mais utilizada. Geralmente, a estrutura de madeira fica
no interior de dois materiais de cerramento que formam respetivamente a face
interior e exterior da parede. Atualmente, a caixa-de-ar entre estes dois panos é
quase sempre preenchida com materiais de isolamento, se bem que em construções
anteriores ao século XIX era frequentemente preenchida com materiais pesados
como a argila ou o tijolo.
2.6.1. Paredes exteriores maciças
No caso das paredes de madeira, é complicado utilizar soluções de parede maciça, pois
torna-se difícil garantir, com esta solução, resistência mecânica e estanquicidade,
especialmente se falarmos a longo e mesmo a médio prazo. Existe, no entanto, uma
solução de parede simples em madeira, que raramente se utilizou ou utiliza em Portugal,
que são as chamadas paredes de troncos. É uma solução tradicional em países setentrionais
com climas muito frios e abundantes bosques. Neste sistema, a utilização de madeira é
muito intensiva, pelo que não é uma solução economicamente viável em zonas onde o
recurso à madeira é mais escasso. Quando os troncos são dispostos horizontalmente, que é
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
20
a solução mais comum, pode comparar-se a uma construção em alvenaria de blocos de
grandes dimensões (Mendonça, 2005).
Na ilustração que a seguir se apresenta (Figura 7), podemos ver alguns perfis de paredes
maciças e também os respetivos sistemas de encaixe.
Figura 7 - Secções das paredes maciças e respetivos encaixes
2.6.2. Paredes exteriores compostas – sistemas de cerramento
Segundo Mendonça (2005), o cerramento é o material ou os materiais que, como o nome
indica, servem para cobrir e impermeabilizar a obra, incluindo o material isolante e o
eventual revestimento exterior (caso não cumpra também esse papel). Referem-se,
separadamente, os painéis de cerramento das paredes e os acabamentos, já que estes
poderão eventualmente ser em materiais distintos ou forrados com diferentes materiais, que
não a madeira ou derivados desta, constituindo assim soluções híbridas. O acabamento
exterior poderá ser em contraplacados especiais (marítimo), em reguados de madeira
tratada, mas também em chapas metálicas, em painéis plásticos, etc., revestindo ou não os
derivados de madeira.
Nas aplicações exteriores, deverão ser sempre previstas juntas de dilatação com um
mínimo de 2 a 3 mm. Os painéis são, geralmente, colocados verticalmente, de forma a
facilitar a colocação. No caso de colocação na horizontal, as juntas verticais deverão ser
contrafiadas (Sánchez 1995).
Acerca deste tipo de paredes exteriores compostas, abordar-se-ão algumas soluções
construtivas e algumas das suas caraterísticas:
Painéis contraplacados;
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
21
Painéis aglomerados;
Painéis de aparas de madeira (OSB);
Painéis de densidade média (MDF);
Placas de elevada densidade (Platex);
Painéis de partículas de madeira aglutinadas com cimento;
Reguados de madeira.
Os Painéis contraplacados são formados por camadas de madeira contrafiadas, com fibras
que formam, usualmente, ângulos de 90º entre as distintas camadas.
O painel fica definido em função de:
Espécie ou grupo de espécies de madeiras utilizadas;
Qualidade das chapas de madeira das duas superfícies, ainda que para algumas
aplicações também se defina a das madeiras interiores;
Tipo de colagem.
Existem várias classificações, nomeadamente as Americanas e as Europeias. A
classificação mais comum em Portugal tem como base a americana e define cinco tipos de
contraplacado: o marítimo (colado com resinas sintéticas próprio para exteriores),
decorativos (para interiores), de cofragem (revestido a filme fenólico), antiderrapantes
(revestido a filme fenólico antiderrapante) e suportes de solos.
Além destes, a classificação americana refere ainda os estruturais, os interiores colados
com colas para exteriores e os exteriores especiais ou recobertos. A classificação que se
utiliza com mais frequência na Europa é a que se baseia na Norma EN 314.2, relativa ao
lugar para os quais é apropriada a sua aplicação:
Ambiente exterior não coberto (WBP e BR);
Ambiente exterior coberto (semi-exterior, MR);
Ambiente interior seco (INT).
Nas faces exteriores podem ser utilizados diversos acabamentos, sendo, geralmente,
utilizadas folhas de madeira envernizadas. No que concerne aos contraplacados nacionais,
as espécies de madeira mais utilizadas nas faces exteriores, com função de acabamento,
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
22
são as seguintes: mogno, tola, pinho, castanho, carvalho, eucalipto e okoumé
(Mendonça, 2005).
Painéis aglomerados: os aglomerados, tal como os contraplacados, podem ser de várias
qualidades e ter, por isso, várias aplicações, entre as quais (Sánchez 1995):
Aglomerados para usos gerais;
Aglomerados para utilização em ambientes secos interiores (incluindo mobiliário);
Aglomerados para construção: a) em ambiente seco; b) em ambiente húmido
(hidrófugos de cor verde);
Aglomerados especiais: a) estruturais de elevado desempenho; b) resistência
melhorada a ataques biológicos (insetos, xilófagos, fungos, térmitas, etc.); c)
ignífugos (M1, M2 ou M3: de cor vermelha); d) para isolamento acústico; e)
outros.
Os aglomerados podem ser apresentados com as superfícies em bruto ou ter acabamentos
superficiais, em uma ou nas duas faces, tais como:
Bruto ou lixado;
Folheados de madeira;
Laminados decorativos de poliéster, PVC ou melamina;
Papéis decorativos impregnados: papéis de densidades ligeiras e médias
impregnados com melaminas;
Lacas;
Vernizes;
Folhas de aço, cobre ou alumínio.
Os materiais utilizados no fabrico dos aglomerados são:
Partículas de madeira, (maioritariamente de pinho, choupo ou eucalipto, com uma
relação entre o comprimento e a espessura da fibra entre 60/1 e 120/1);
Colas (Urea-formol; Urea-melamina-formol; Fenolformaldeído);
Aditivos (ceras ou resinas, produtos ignífugos, inseticidas, fungicidas,
endurecedores).
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
23
Os Painéis de aparas de madeira (OSB) são formados por aparas de madeira aglomeradas
através de uma cola a determinada pressão e temperatura. As aparas, colocadas sempre na
horizontal do painel, podem ser orientadas aleatoriamente ou predominantemente numa
direção, neste último caso, o mais comum chama-se painel de aparas de madeira orientadas
e tem o nome de OSB (oriented strand board). No OSB, as aparas têm um comprimento de
80 mm e uma espessura inferior a 1mm. No painel normal têm um comprimento de 30 mm
e uma espessura de 1 mm (Mendonça, 2005).
A norma EN 300 considera quatro tipos de painéis OSB (Mendonça, 2005):
OSB/1: Painel de uso decorativo para ambientes secos (inclui mobiliário);
OSB/2: Painel portante para ambientes secos (interiores);
OSB/3: Painel portante para ambientes húmidos (semiexterior);
OSB/4: Painel altamente portante para ambientes húmidos (semi-exterior).
O acabamento pode ser pintado, tingido ou envernizado.
Painéis de densidade média (MDF): os painéis de fibras de madeira de densidade média,
mais conhecidos por MDF (Medium Density Fibre), podem ser classificados segundo a sua
aplicação nos seguintes tipos (Mendonça, 2005):
Painéis para utilização em ambientes secos (incluindo mobiliário): MDF normal;
Painéis para utilização em ambiente húmido: MDF-H (hidrófugos que apresentam
coloração verde);
Painéis estruturais para utilização em construção: a) MDFLA; b) MDF-HLS.
Os painéis de MDF podem ser apresentados com as superfícies em bruto ou ter
acabamentos superficiais, em uma ou nas duas faces, tais como:
Folheados de madeira;
Laminados decorativos de poliéster, PVC ou melamina;
Papéis decorativos impregnados: papéis de densidades ligeiras e médias
impregnadas com melaminas;
Lacas;
Vernizes;
Folhas de aço, cobre ou alumínio.
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
24
Os painéis de MDF podem também ser aditivados com produtos químicos que lhe
conferem resistência melhorada a ataques biológicos (insetos, xilófagos, fungos, térmitas,
etc.), ignífugos (M1, M2 ou M3: de cor vermelha) e maior resistência (endurecedores).
Placas de elevada densidade (Platex): o Platex é caraterizado por ter uma densidade entre
800 e 1000 kg/m3. As fibras podem ser aglutinadas com uma cola a seco ou apenas
prensadas num processo húmido. As fibras mais utilizadas são as de madeira de pinho, de
eucalipto, de choupo e, frequentemente, utilizam-se também vários resíduos de outros
materiais.
Os painéis de Platex podem também ser aditivados com produtos químicos que lhe
conferem repelência à humidade (ceras); resistência melhorada a ataques biológicos
(insetos, xilófagos, fungos, térmitas, etc.) e maior resistência (endurecedores)
(Mendonça, 2005).
Painéis de partículas de madeira aglutinadas com cimento: estes painéis de cor cinzenta são
fabricados com uma mistura de partículas de madeira e cimento Portland submetidos a
uma elevada pressão. A densidade é de 1100 a 1400 kg/m3 (Mendonça, 2005).
Reguados de madeira: estes são uma solução tradicional de cerramento exterior e interior
em madeira. No caso em que estes tipos de cerramentos sejam utilizados para uma
aplicação posterior a um revestimento impermeabilizante independente de acabamento,
como chapas metálicas, telas, etc., as exigências quanto à espécie de madeira e sistema de
aplicação são relativamente reduzidas. Neste caso, terá apenas de se ter em atenção as
dilatações normais da madeira, bem como a forma de aplicação e espessura mínima. A
utilização de reguados de madeira em exteriores perderam implantação em Portugal e na
maior parte dos países do Sul da Europa, devido aos problemas de durabilidade que tornam
necessária uma grande manutenção periódica, especialmente em climas alternadamente
chuvosos e com muita exposição solar. No entanto, a sua utilização continua a ser feita,
especialmente, em soluções pré-fabricadas. Este sistema é caraterístico de países como os
Estados Unidos, o Canadá e o Norte da Europa, ou seja, em zonas de pouca pluviosidade.
As madeiras mais utilizadas em exteriores são as coníferas: Pinho, Cedro, Abeto, etc.
A disposição mais usual de colocação dos reguados, como função de revestimento é na
horizontal, com uma inclinação de modo a que a face inferior fique sempre sobreposta à
face superior da régua situada abaixo, com o objetivo de criar uma melhor
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
25
impermeabilização. Também é possível colocar os reguados verticalmente, no entanto,
para que permitam absorver as dilatações é sempre necessário criar alguma sobreposição
de junta, a não ser que as tábuas fiquem afastadas. Neste último caso, tem-se uma câmara-
de-ar totalmente exposta, pelo que a solução de impermeabilização terá de ser feita no
pano de parede interior (Mendonça, 2005).
Os Painéis madeira-cimento são painéis compostos de miolo de madeira maciça, laminada
ou sarrafeada, contraplacados em ambas as faces por lâminas de madeira e externamente
por chapas lisas em CRFS (Cimento Reforçado com Fio Sintético). O painel é produzido
por um processo especial de prensagem dos componentes a alta temperatura, de que resulta
um produto com caraterísticas técnicas de comprovada qualidade e resistência. O aspeto
exterior final é de cimento aparente com uma superfície lisa e homogénea, pelo que aceita
qualquer tipo de acabamento. O miolo poderá ser fornecido já furado para permitir a
passagem da cablagem de instalações elétricas (www.ico.pt).
2.7. Revestimento em madeira para fachada
Para além de materiais como a pedra, o cerâmico, o alumínio e o vidro, a madeira também
é utilizada para revestimentos de fachadas ventiladas, principalmente a madeira modificada
e os painéis de derivados de madeira.
O uso da madeira para a realização de revestimentos exteriores é cada vez mais difundido.
De facto, tal escolha consente em conjugar melhor as exigências estéticas com as
prestações térmicas. Com a sua multiplicidade de cores e matizes, a madeira presta-se a
satisfazer as mais variadas exigências arquitetónicas e está apta a transformar uma simples
parede num elemento de design. Se for ventilada, a fachada permite ainda que se melhore o
isolamento do edifício e se potencie os desempenhos, quer no inverno quer no verão.
Porém, é relevante que se dê a máxima atenção aos pormenores de construção para
assegurar a durabilidade do revestimento, evitando a sua deterioração prematura por causa
da estagnação da água e de marcescências, e garantir, ao mesmo tempo, uma resistência
estática que contemple eventuais movimentos e dilatações da madeira e uma continuidade
estética (Rothoblass - fachadas e terraços, 2012).
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
26
Para Sousa (2010), as madeiras que se devem aplicar em fachadas são os contraplacados,
painéis aglomerados, OSB, MDF, placas de elevada densidade, painéis de madeira
aglutinados com cimento e a madeira maciça modificada.
Os compostos fenólicos são substâncias naturais a partir das quais se consegue produzir
resina plástica de alta resistência, podendo também ser utilizada como adesivo interior para
as fibras no processo de transformação de aglomerados de madeira, conferindo-lhes
propriedades de grande resistência química e mecânica (Guerra et al, 2010).
Estes painéis são constituídos, essencialmente, por três partes, descritas abaixo e
apresentadas na Figura 8:
Núcleo – composto por folhas de papel kraft impregnadas com resinas fenólicas
para o munir com estabilidade e rigidez;
Folha decorativa – formada por uma folha de papel com o desenho pretendido ou
folha de madeira natural que é impregnada em resina melamínica, dotando-a assim
de elevada resistência à abrasão;
Película protetora – película (overlay) impregnada em resina melamínica. Este
composto é depois sujeito a um tratamento especial com elevadas pressões e
temperaturas que faz com que se funda e posteriormente endureça. As espessuras
do HPL podem variar entre espessuras inferiores a mm e superiores a 20 mm.
Figura 8 - Corte representativo de painel fenólico (Guerra et al, 2010)
Este artigo é um dos produtos em placa mais versáteis que podemos encontrar no setor da
construção, tanto para aplicações horizontais como verticais (Guerra et al, 2010).
Legenda (Figura 8):
1. Película protetora.
2. Folha decorativa.
3. Núcleo.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
27
2.8. Sistemas de fixação dos revestimentos de madeira
Os sistemas para a fixação de revestimentos em madeira tradicionais recorrem a parafusos,
pregos e rebites (Sousa, 2010) que devem ser em aço inoxidável para evitar corrosão.
Os revestimentos em madeira podem ser aplicados a qualquer tipo de paredes exteriores.
Relativamente aos sistemas de fixação dos revestimentos, existem dois tipos de fixações
possíveis (Rothoblass - fachadas e terraços, 2012):
Fixações não aparentes;
Fixações aparentes.
As ligações aparentes são, normalmente, feitas por pregagens do revestimento que se
podem ver do exterior numa estrutura de suporte ou diretamente à parede exterior
(Figura 9).
Figura 9 - Fixações aparentes (Rothoblass - fachadas e terraços, 2012)
As ligações não aparentes são feitas através de uma subestrutura, na qual o revestimento
encaixa através de pequenos perfis metálicos. Estas fixações podem também ser feitas por
peças de revestimento que encaixam entre si (Figura 10).
Figura 10 - Fixações não aparentes (Rothoblass - fachadas e terraços, 2012)
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
28
Na Figura 11 temos um pormenor de fixação de painéis de madeira em fachadas
ventiladas, que se encontram também dentro do campo das fixações não aparentes, que
normalmente são as fixações realizadas em fachadas ventiladas.
Figura 11 - Fixação oculta em fachada (Rothoblass - fachadas e terraços, 2012)
Na Figura 12 temos um exemplo de uma fachada ventilada em que o seu sistema de
fixação é visível.
Figura 12 - Fixação visível em fachada ventilada (Rothoblass - fachadas e terraços, 2012)
2.9. Segurança contra incêndios em fachadas de madeira
Muitas vezes, pensamos, erradamente, que a madeira é um material cuja resistência ao
fogo é baixa. É sabido que a madeira é um material combustível e que, por isso, o seu
comportamento, em termos de reação ao fogo, pode ser débil. Segundo Negrão e
Faria (2009), a resistência ao fogo das estruturas sem tratamento é superior à das estruturas
metálicas que surgem como alternativa para os mesmos casos de projeto.
Uma peça de madeira sujeita ao efeito do fogo pode tornar-se combustível para a
propagação de chamas, contudo, após algum tempo, a camada externa da madeira
carboniza passando a isolar termicamente o resto do material. Desta forma, retém o calor e
auxilia na contenção do incêndio. Note-se que a percentagem de madeira carbonizada varia
com a espécie da madeira e com as condições de exposição ao fogo.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
29
A combustibilidade da madeira é uma das principais razões que leva muitos dos
regulamentos de construção a restringirem a sua utilização como material de construção.
Na prática, a segurança contra incêndio é um critério importante para a escolha dos
materiais a utilizar num determinado edifício. É por isso que, segundo
Östman et al. (2002), o principal pré-requisito para o aumento do uso de madeira, enquanto
material de construção nos edifícios, seja a segurança contra incêndio.
Segundo Cruz (2010), a resistência ao fogo de uma estrutura de madeira depende
fortemente da sua superfície específica. Estruturas com grandes secções transversais de
madeira maciça ou lamelada-colada apresentam elevada resistência ao fogo, enquanto
elementos com secção transversal diminuta exibem um mau desempenho.
Um pouco por todo o mundo, realizaram-se, nas últimas duas décadas, vários projetos de
investigação sobre o comportamento ao fogo de estruturas de madeira, com o intuito de
recolher dados sobre a utilização segura da madeira em condições de incêndio. Tendo por
base estes trabalhos, novos conceitos de utilização e modelos de projeto do comportamento
da madeira sob ação do fogo foram desenvolvidos. O atual avanço do conhecimento nesta
área específica da conceção e cálculo de estruturas de madeira, combinado com o
aperfeiçoamento de medidas técnicas como os sistemas de deteção de fumo e o progresso
nos meios de combate ao fogo, possibilitam a utilização segura de madeira num grande
campo de aplicação (Östman et al, 2002).
Como resultado, muitos países começaram a rever os regulamentos de incêndio de forma a
levantar algumas restrições impostas, no passado, à utilização da madeira na construção de
edifícios.
As principais diferenças nos países europeus têm sido identificadas tanto em termos do
número de pisos permitido em estruturas de madeira como nos tipos e/ou quantidades de
superfícies de madeira em aplicações interiores e exteriores visíveis. Vários países não
dispõem de regulamentação específica ou não limitam o número de pisos em edifícios com
estrutura de madeira. Contudo, oito pisos são muitas vezes vistos como um limite prático e
económico para a utilização em altura de estruturas de madeira. Este limite pode ser
distinto no caso de fachadas, revestimentos e pavimentos, uma vez que estas aplicações
também podem ser utilizadas em estruturas de betão (Östman et al, 2006).
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
30
2.9.1. Objetivos da segurança contra incêndios
Os princípios mais pertinentes que formam a base para os regulamentos europeus de
segurança de edifícios contra incêndio são os seguintes:
Os ocupantes devem ser capazes de deixar o edifício ou serem resgatados;
A segurança das equipas de socorro deve ser tida em conta;
As estruturas de suporte de carga devem resistir ao fogo durante o mínimo período
de tempo necessário;
A geração e propagação do fogo e do fumo devem ser limitadas;
A propagação do fogo para prédios vizinhos deve ser demarcada.
Segundo o Guia de Orientação Técnico Europeu de Segurança Contra Incêndio em
Edifícios de Madeira (Östman et al, 2004), a legislação que se aplica no caso de fachadas
em madeira passa pela aplicação do Eurocódigo 5, no entanto, alguns países têm ainda
requisitos adicionais. No que se refere a estes requisitos adicionais a aplicar no caso das
fachadas de madeira, não existe ainda normalização que permita avaliar e quantificar as
suas implicações no desempenho destes elementos sob ação do fogo. No entanto, está em
preparação uma ETAG (European Technical Approval Guideline) com vista a preencher
este vazio legislativo.
2.9.2. Cenários de incêndio em fachadas
Para Kotthoff et al (2001), a propagação de um incêndio na fachada de um edifício é
influenciada pela intensidade e pela localização da sua deflagração.
Em princípio, a fachada pode ser exposta aos três cenários de incêndio (Figura 13) que se
seguem:
Cenário A - incêndio no edifício localizado junto à fachada;
Cenário B - incêndio no exterior do edifício em frente da fachada;
Cenário C - incêndio no interior do edifício, numa divisão ao lado da parede
exterior com pelo menos uma abertura na fachada.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
31
Figura 13 - Possíveis cenários de incêndio na fachada de um edifício Kotthoff et al (2001)
Alguns incêndios reais e ensaios efetuados mostram que todas as partes de uma fachada
reagem, dirigindo o impacto da chama para a área da faixa central do edifício, dependendo
da inflamabilidade da fachada. A existência de janelas ou aberturas nas fachadas na faixa
central do edifício, que não apresentam nenhuma proteção contra incêndio, é considerada
como pontos fracos, estejam estes abertos ou fechados. Com base nos resultados dos
diversos estudos ensaios já realizados, é possível afirmar-se que:
Em cenários reais de incêndio, os revestimentos para fachadas ventiladas reagem
visivelmente melhor do que o esperado;
O efeito de autoproteção da madeira, através da carbonização da superfície, inibe a
rápida propagação do fogo na vertical, sendo quase insignificante na lateral.
A propagação do fogo por detrás do revestimento, na zona ventilada, é controlável
através de barreiras estruturais contra incêndio;
Não foram observados problemas no combate a incêndios utilizando água. Além
disso, não se verifica a ocorrência de queda/derrocada de partes da estrutura que
constituem a fachada que coloquem as pessoas em perigo;
O isolamento exterior inflamável pode acelerar a propagação do fogo;
Os revestimentos normais testados não têm qualquer efeito significativo sobre a
inflamabilidade do revestimento de madeira.
Contudo, com base nos mesmos resultados, é possível concluir-se que o comportamento de
uma fachada de madeira exposta a uma carga de incêndio depende de diferentes fatores tais
como:
Cenário A Cenário B Cenário C
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
32
O tipo e caraterísticas arquitetónicas das fachadas;
O tipo e alinhamento do revestimento;
A subestrutura, incluindo a abertura de ventilação traseira.
No Quadro 2, é apresentada a classificação dos revestimentos tendo em conta a sua
influência na propagação do fogo em edifícios de vários pisos, de acordo com o guia de
orientação técnica de segurança contra o fogo europeu (www.lignum.ch).
Quadro 2 - Classificação dos revestimentos em relação a propagação do fogo (www.lignum.ch)
Influência da propagação do fogo
Parâmetros
de influência Excelente Bom Mau
Tipo de
revestimento
2.9.3. Medidas estruturais e barreiras de incêndio em fachadas
Östman et al (2010) refere a utilização de barreiras para limitação da propagação do fogo
nas fachadas. Estas podem estar suspensas e salientes na fachada ou podem encontrar-se
por trás dos painéis, ajudando a restringir a propagação de fogo atrás de fachadas,
reduzindo a difusão do fogo ao longo de vários pisos. Estas barreiras que ajudam a limitar
a propagação do fogo podem funcionar, em alguns casos particulares, como palas de
sombreamento, quando usadas junto a envidraçados (Figura 14).
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
33
a) b) c)
Figura 14 - Barreiras suspensas contra incêndios: a) Placa de aço; b) Placa de madeira ou de derivados de
madeira não combustível; c) Placa de madeira ou derivados Östman et al (2010)
Estas barreiras de propagação do fogo em fachadas têm os seguintes efeitos:
Prevenção de efeito chaminé na ventilação traseira;
Desvio de chamas a partir da superfície das fachadas;
Redução da penetração do fogo no interior da zona de ventilação.
As barreiras que se situam por trás dos painéis de revestimento em madeira contra a
propagação de fogo (Figura 15), tal como as barreiras apresentadas anteriormente, tem
como finalidade evitar a rápida propagação do incêndio ao longo da sua altura
(www.lignum.ch).
a) b) c) d)
Figura 15 - Princípios básicos das barreiras por trás dos painéis contra o fogo Östman et al (2010)
a) Fachada com ventilação traseira; b) Fachada com ventilação traseira com barreira contra o fogo, não
combustível; c) Fachada ventilada; d) Fachada não ventilada.
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
34
A principal ameaça de um incêndio, que se espalha na abertura de ventilação das fachadas,
é a de que o fogo se possa espalhar através da fachada para outros espaços, como
apartamentos ou sótão/telhado. O fogo pode espalhar-se para apartamentos através de
varandas ou de janelas abertas. O problema técnico mais importante relativamente ao fogo,
que incorpora a zona de ventilação por detrás das fachadas, é o da exigência que a estrutura
tem de proteger o edifício contra a humidade. A criação de uma solução que funcione
como barreira ao fogo e, simultaneamente, seja funcional na parte da ventilação, requer um
compromisso entre a proteção contra incêndio e os requisitos de proteção do edifício em
relação à humidade.
2.9.4. Produto para retardar a ação do fogo na madeira
Os tratamentos para atrasar a propagação do fogo na madeira podem melhorar
consideravelmente a sua reação ao fogo, permitindo uma melhor classificação no que diz
respeito às classes de incêndio da madeira e dos seus derivados. Os tratamentos podem ser
por impregnação a vácuo, por incorporação no processo de fabrico de produtos derivados
de madeira ou por tratamento da superfície do produto final. (Loyon, et al 2003).
2.9.5. Conclusão
Östman et al (2010) afirma que são permitidas fachadas de madeira em edifícios baixos em
todos os países europeus. No que diz respeito a edifícios mais altos, a segurança contra
incêndio é regulamentada pelas classes de incêndio e, em alguns países, por requisitos
adicionais.
No caso de um incêndio na superfície exterior de um edifício, o fogo não deve propagar-se
mais do que dois pisos acima daquele onde teve origem. Para atingir esses objetivos,
devem ser cumpridos os seguintes requisitos:
A utilização da madeira ou de produtos à base de madeira para revestimentos em
edifícios mais altos aumenta o risco de incêndio pois estas têm uma grande
extensão vertical. Isto deve ser tido em conta na análise global do objetivo de
proteção contra incêndios;
Os revestimentos para fachadas são apenas para ser usados em edifícios até uma
altura que possa ser alcançada pelos meios de combate a incêndios do lado de fora
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
35
do edifício. Além disso, na maioria dos países, a aplicação de tais revestimentos é
limitada a certas classes de construção.
O fogo não se deve propagar além da área aceite dentro de um período de tempo
definido. Os vazios de ventilação atrás de revestimentos de fachada devem
apresentar barreiras contra a rápida propagação do fogo nos edifícios mais altos.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
37
Capítulo 3
METODOLOGIA DE ENSAIO
3.1. Ensaio de exposição ambiental em provetes de madeira
O ensaio realizado por Bulcke et al (2008) consistiu na exposição de uma série de provetes
de contraplacado de quatro espécies de madeira: pinho, álamo, okoumé e sapelli. Os
provetes tinham a dimensão de 150 x 150 milímetros e encontravam-se assentes em
pequenas mesas de teste que permitem a realização da monotorização detalhada para a
obtenção de dados sobre o seu comportamento quando submetido à exposição ambiental.
A mesa sobre a qual os provetes se encontram é formada por duas séries paralelas de
células de carga individuais que estão fixadas a uma base (Figura 16). As células de carga
estão montadas em pequenas placas inertes, ajustáveis com parafusos nos quatro cantos,
para o correto nivelamento. Os suportes são dobrados de modo a que a face de exposição
tenha uma inclinação de 45°, sendo a orientação das amostras sudoeste, o que otimiza
assim a radiação solar incidente. Todas as células de carga estão conectadas a um sistema
de registo de dados que recebe os dados enviados pelas células de carga com um intervalo
de registo de 1 minuto. A cada 5 minutos calcula a média e arquiva todos os dados.
Adjacente à MCH, existe uma estação meteorológica totalmente equipada, composta por
um sensor de energia solar, um pluviómetro de báscula, uma sonda de humidade relativa,
um termómetro, um anemómetro e um cata-vento.
Capítulo 3 – Metodologias de ensaio
38
Figura 16 - Células de teste MCH
A partir deste ensaio, consegue-se obter uma série temporal que permite que se investigue
em pormenor a reação de absorção que os diferentes tipos de madeira têm. Nesta análise,
há vários passos envolvidos, mais especificamente:
Interpolação
Devido à probabilidade do equipamento poder funcionar mal, podem existir pontos de
dados que poderão estar em falta. Esses pontos de dados podem ser omissos ao conjunto de
dados ou precisarem de ser estimados, utilizando técnicas de interpolação padrão como a
interpolação linear ou a interpolação de spline cúbica.
Média
Os dados são registados a cada 5 minutos, podendo resultar em flutuações irreais devido à
acumulação de gotas de chuva sobre a superfície das amostras. Portanto, a média pode ser
a solução para filtrar anomalias a partir dos perfis de dados obtidos.
Análise
As duas primeiras etapas são meramente preparatórias para a transformação real da série
temporal. Sendo assim, a investigação pode incluir:
a) Análise de correlação (densidade espectral);
b) Transformada de Fourier;
c) ACP (Análise de Componentes Principais);
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
39
d) Análise tempo-frequência;
e) RNA (Redes Neurais Artificiais);
f) Análise caótica.
Desta forma, através do uso de várias técnicas de análise, o resultado da humidade obtido
pelos dados fornecidos pela MCH de uma determinada espécie de madeira poder-se-á
relacionar com outras espécies de madeira.
3.2. Medição contínua de humidade (MCH)
A influência da humidade sobre as propriedades mecânicas e físicas da madeira são um
fator de risco e de deterioração, nomeadamente em madeiras expostas às condições
atmosféricas. As medições de humidade contínua são uma ferramenta muito útil para o
estudo da dinâmica de humidade na madeira.
O registo de dados meteorológicos deste ensaio, nomeadamente a medição da humidade
das amostras de madeira, foi feito com o MCH.
A criação da MCH foi definida por De Smet (2007) com uma discussão sobre diferentes
eventos de chuva e risco de apodrecimento, utilizando o limite de 20% no teor de
humidade da madeira como um fator crítico para o desenvolvimento de micro-organismos
de apodrecimento. Obviamente, há diferenças quanto ao comportamento da humidade
entre os mais variados tipos de madeira, assim como, no que diz respeito, aos diferentes
níveis de risco de apodrecimento. Esta abordagem da MCH permite a avaliação adequada
da presença de humidade na madeira. A correta avaliação dos perfis de humidade, obtidos
pela MCH, leva a que se faça uma análise das necessidades específicas, principalmente
quando o comportamento dinâmico da madeira precisa de ser relacionado com as
condições ambientais de temperatura (°C), a humidade relativa (% HR), a chuva
(precipitação mm), a radiação solar (W / m²) e a direção da velocidade do vento (m / s).
3.2.1 Resultados e discussão do ensaio de campo
Após os 300 dias de exposição dos provetes, o contraplacado de madeira de pinho exibe,
nitidamente, mais absorção de humidade e, por isso, conduz a um maior risco de
deterioração. Neste ensaio, foi possível analisar que o contraplacado de pinho absorve a
água mais rápido do que os outros tipos de madeira ensaiadas. Logo, comparando os
Capítulo 3 – Metodologias de ensaio
40
resultados obtidos neste ensaio com os ensaios de absorção realizados no laboratório, o
nível de absorção das diferentes espécies de madeira é muito idêntico. Bulcke et al (2008)
afirma que os dados obtidos nos ensaios de laboratório, que consistem na imersão dos
provetes de madeira em água, são semelhantes aos resultados MCH durante eventos de
chuva a que os provetes estão sujeitos.
3.3. Coloração da madeira não tratada em fachadas
A utilização da madeira não tratada em fachadas tem vindo a aumentar na arquitetura
moderna. Neste género de aplicações, a durabilidade natural é um requisito importante na
escolha da espécie de madeira a utilizar, já que as madeiras, em particular, quando não
tratadas, apresentam uma perda acentuada da sua cor original. Uma solução para minimizar
esta perda de cor passa pelo tratamento da madeira.
O fenómeno da descoloração na madeira depende de fatores como as condições
ambientais, a posição geográfica, o clima e também o próprio projeto de construção de
fachada (Erler et al, 2002). O processo da descoloração da madeira ocorre porque o
material está exposto a sucessivos ciclos de raios UV e de chuvas que irão provocar
incrustação de micro-organismos na fachada (Fengel et al, 2000).
A utilização de tratamentos de superfície na madeira permite retardar o processo de
descoloração. Na verdade, existe um crescente interesse no desenvolvimento de novas
tecnologias que permitam uma maior estabilização da cor da madeira não tratada, de forma
a garantir que a fachada mantenha uma boa homogeneização em termos de cor da madeira.
Gane Chédeville et al (2012) realizou um ensaio à escala real na Suiça (região de Berna)
que consistiu na construção de cinco fachadas verticais de madeira não tratada, de quatro
espécies diferentes de madeira (carvalho, pinheiro, alfarrobeira e pinho larício).
As fachadas em madeira estiveram em exposição durante um período de 10 anos. Cada
uma das espécies de madeira constituía uma fachada, pelo que cada uma das espécies de
madeira tinha uma orientação diferente.
O processo de ensaio realizado consistia na limpeza a jatos de água com uma inclinação de
25º, a temperaturas entre 20 e 80 ° C e com uma pressão entre os 44 e 148 bars. Em alguns
casos, o ensaio foi realizado com vapor de água a 95ºC juntamente com escovas rotativas.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
41
Na Figura 17, apresenta-se um exemplo da fachada de carvalho na qual é possível observar
a diferença entre a madeira que foi limpa e a que ainda não tinha sido submetida ao
processo de limpeza.
Figura 17 - Fachada de carvalho, à esquerda antes da limpeza e à direita depois da limpeza
Gane Chédeville et al (2012)
O processo de limpeza das fachadas de madeira não tratada foi realizado em todas as
espécies de madeira com vista a que fosse possível determinar qual a influência deste
método de limpeza nas diferentes espécies.
Para Gane Chédeville et al (2012), os resultados obtidos são bons, principalmente no caso
da fachada constituída por alfarrobeira. A avaliação global do comportamento observado
nesta fachada é boa, uma vez que, após o tratamento de limpeza, pode-se visualizar uma
superfície lisa e homogénea, sem qualquer tipo de desgaste na madeira causado por este
tratamento.
O tratamento de limpeza utilizado no ensaio mostra que é possível proceder a tratamentos
de limpeza na madeira não tratada sem o uso de materiais químicos. A aparência obtida
após o uso deste método converge para uma cor homogénea em toda a fachada, muito
próxima da cor original da madeira. No entanto, Gane Chédeville et al (2012) indica que é
necessário avaliar em ensaios futuros alguns pontos sobre este método:
Análise de um possível aumento da vulnerabilidade da fachada à contaminação
secundária;
Maior risco de infiltração de água no edifício;
Aumento do nível de humidade no interior do edifício.
Capítulo 3 – Metodologias de ensaio
42
3.4. Ensaios realizados à humidade em provetes de madeira
Blom et al (2005) realizou um ensaio através do qual pretendia avaliar o comportamento
da madeira de Pinho Silvestre (Pinus sylvestris) em ambientes de humidades elevadas.
As amostras foram expostas num teste acelerado de laboratório e submetidas a diferentes
humidades numa câmara. Um humidificador na câmara elevou a humidade relativa do ar
até 100%. As amostras foram expostas a ciclos de 72 horas com uma variação da humidade
relativa entre os 50% e 100% durante 10 semanas. Os resultados foram comparados com
um posterior ensaio de campo realizado por Blom et al (2006).
Após as 10 semanas de ensaio, verificou-se o aparecimento de fungos nas amostras de
madeira. O autor afirma que a exposição realizada na câmara climática correspondeu a 1 -
2 anos de exposição no teste de campo. No entanto, os teores de humidade obtidos no
ensaio da câmara não correspondiam à mesma humidade das amostras que foram expostas
ao ar livre. Assim, as amostras relativas ao ensaio de câmara climática apresentaram teores
médios de humidade de 26,7 %, enquanto o teor médio de humidade nos testes de campo
foi de 46 %. Note-se que o teor de humidade foi determinado com base em diferentes
métodos. No teste de campo, as amostras inteiras foram apenas pesadas, no teste de
laboratório, o teor de humidade foi determinado por medições de resistência
Blom et al (2006).
3.5. Metodologia a utilizar
Após a análise destes ensaios, é possível identificá-los como uma base para a realização de
um ensaio de exposição ambiental e de um ensaio de gelo-degelo. Portanto, a metodologia
deste tipo de ensaio deve ser tida em consideração para que a avaliação de resultados dos
provetes a ensaiar seja viável. A maior desvantagem de seguir esta tipologia de ensaios é o
período de duração que os ensaios descritos neste capítulo têm, pois para uma dissertação
de mestrado seria impensável.
Sendo assim, recorrendo a todos os recursos disponíveis e também ao tempo, serão
realizados dois ensaios nos provetes em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
43
Um dos ensaios será de exposição natural, cujo principal objetivo será a observação da
perda de coloração que possa vir a ter. O outro ensaio deverá passar pela avaliação do
efeito que os ciclos de gelo - degelo podem causar nos provetes de madeira em estudo.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
45
Capítulo 4
PROCEDIMENTOS E RESULTADOS DOS ENSAIOS
4.1. Princípios utilizados no ensaio da durabilidade de fachadas em madeira
Sendo a questão da durabilidade da madeira o principal problema da sua utilização como
revestimento de fachadas, é crucial que estas aplicações sejam estudadas de modo a
garantir uma melhor durabilidade, preservando as qualidades estéticas face aos diversos
agentes de erosão ambiental a que serão expostas durante a sua vida útil.
A realização do ensaio aqui apresentado teve por base os estudos realizados por Van Acker
et al (2007), que consistiram na exposição ambiental de provetes de madeira durante um
determinado período de tempo, analisando as alterações que estes sofreram. Van Acker et
al (2007), nos ensaios efetuados, foi instalada uma estação meteorológica no local de
ensaio dos provetes para que todos os fenómenos ambientais fossem registados.
Do ensaio realizado, apenas foram retirados os dados relativos às alterações das dimensões
e da coloração que os provetes sofreram durante o período em estudo. O ensaio teve uma
duração de dois meses, durante os quais os provetes representativos das fachadas de
madeira estiveram em exposição ambiental, caraterizada por uma exposição solar elevada,
durante os meses de Julho e Agosto.
O ensaio consistiu na exposição de três provetes de madeira às condições atmosféricas já
referidas, sendo consideradas três espécies: Acácia (Acacia Melanoxylon), Eucalipto
(Eucalyptus Globulus) e Pinho (Pinus pinaster).
Os três provetes de fachadas de madeira são constituídos por réguas de madeira natural e
por réguas de madeira tratada termicamente pela empresa Santos & Santos. Desta forma,
pretende-se monitorizar as diferenças no comportamento das três espécies de madeira
selecionadas e, simultaneamente, avaliar o benefício inerente ao seu tratamento térmico.
Capítulo 4 – Procedimentos e resultados dos ensaios
46
O tratamento realizado foi um Tratamento Térmico Intense. Genericamente, o processo de
tratamento consiste em aquecer a madeira numa câmara própria até determinada
temperatura com uma velocidade de aquecimento controlada. As madeiras de Acácia e de
Eucalipto são aquecidas até aos 205ºC e no caso do Pinho até 208ºC. Esta temperatura é
mantida por um determinado tempo e é, de seguida, processado o arrefecimento com
determinada velocidade. Os períodos de tempo são diferentes para cada uma das espécies.
Os dados relativos aos tempos das fases que compõem este tratamento não podem ser
revelados pela empresa devido a uma questão de privacidade assim adotada pela mesma.
Os provetes das fachadas têm 50 x 50 cm e cada um deles é composto por 4 réguas de
madeira com 2 centímetros de espessura (Figura 18). Como referido, cada provete é
constituído por duas réguas de madeira sem tratamento e outras duas tratadas
termicamente. As réguas estão pregadas a duas ripas em madeira de pinho bravo tratado
afastadas 30cm entre si.
Figura 18 - Provetes de fachadas utilizados no ensaio: a) com réguas de Acácia b) com réguas de Eucalipto c)
com réguas de Pinho.
a) b)
c)
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
47
De forma a garantir uma exposição uniforme de todos os provetes às mesmas condições de
exposição, construiu-se um suporte vertical de modo a simular a posição real de uma
fachada, ao qual foram fixos os três provetes em estudo, encontrando se dispostos ao longo
de todo o ensaio como é representado na Figura 19.
Figura 19 - Estrutura de suporte dos provetes
As amostras de madeira foram colocadas, durante dois meses, em exposição exterior na
cidade de Braga, desde o dia 4 de Julho de 2013 até ao dia 4 de Setembro. Os provetes
foram dispostos com uma orientação a sul de modo a que a exposição solar fosse
otimizada. Durante este período de exposição, as amostras de madeira estiveram sujeitas a
uma diferença de temperaturas entre os 34ºC (durante o dia) e os 14ºC (nas noites mais
frias). Estes dados foram retirados através de informação consultada no site de internet do
IPMA (Instituto Português do Mar e da Atmosfera).
Em todos os provetes foram feitas pequenas grelhas, com dimensões de 0,50 x 0,50 cm, em
todas as zonas de encaixe das réguas (Figura 20) para facilitar a observação da variação
dimensional das soluções de madeira, já que se trata de uma zona sensível, na qual são
expectáveis as maiores variações dimensionais.
Acácia
Eucalipto
Pinho
Capítulo 4 – Procedimentos e resultados dos ensaios
48
Figura 20 - Grelha de medição
Com o intuito de acelerar o envelhecimento dos provetes, durante o período de exposição,
as amostras de madeira foram submetidas a ciclos de rega (Figura 21), tendo cada um a
duração de 10 minutos, de forma uniforme, nos 3 provetes. Após a rega, aguardava-se que
os provetes secassem para aplicação de nova rega. Durante o período de exposição que
constituiu o ensaio, dois meses, foram realizadas um total de vinte e duas regas, sendo de
referir que durante o período em causa, choveu por três vezes.
Figura 21 - Rega dos provetes
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
49
4.1.2. Resultados observados
No decorrer do ensaio, foram realizadas, semanalmente, medições dos provetes de forma a
observar as alterações que estes pudessem sofrer quanto às suas dimensões e aspeto. Logo
no decorrer da primeira semana de exposição, verificou-se a ocorrência de uma fenda no
provete de Eucalipto, nas réguas tratadas. Tratava-se de uma fenda anelar devido ao
crescimento da árvore que vai criando na madeira estas formas de anéis (Figura 22).
Figura 22 - Fenda Anelar
A fenda anelar é uma separação do tecido lenhoso que ocorre, predominantemente, nos
anéis de crescimento. Segundo Stanalker (1989), a fenda anelar tem origem na árvore e,
provavelmente, é causada por tensões de corte decorrentes da ação do vento na árvore.
Estas fendas podem ocorrer devido à secagem da madeira após o corte da árvore, mais
propriamente a tensões resultantes da variação diferencial das dimensões da peça nas
direções radial e tangencial durante a secagem. Quanto mais rápida a secagem, maior serão
as fendas. Segundo Stanalker (1989), o fendilhamento anelar pode ser reduzido com uma
cuidadosa atenção aos processos de secagem da madeira.
No dia 25 de Julho, após 21 dias de exposição, foi possível observar que o provete de
madeira de Eucalipto sem tratamento sofreu um ligeiro empeno ao longo da sua régua e
deu-se o aparecimento de uma pequena fenda lateral (Figura 23), que por sua vez originou
uma pequena alteração nas dimensões da zona de encaixe.
Capítulo 4 – Procedimentos e resultados dos ensaios
50
Figura 23 - Provete de Eucalipto com o aparecimento de fendas
Na 5ª semana de exposição, a 8 de Agosto, a madeira de Pinho sem tratamento teve uma
alteração nas suas dimensões. Observou-se um aumento de 2 milímetros na altura da régua
superior (Figura 24) como consequência do aparecimento de uma fenda na extremidade
desse provete (Figura 25).
Figura 24 - Esquema representativo da altura da régua do provete
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
51
Figura 25 - Fenda no provete de Pinho
Relativamente à cor, foi possível constatar que todos os provetes, em todas as suas réguas,
perderam parte da sua cor inicial. No entanto, as réguas tratadas termicamente foram
aquelas que apresentaram uma maior perda da sua cor inicial. Apesar de menor, as réguas
não tratadas também evidenciaram esta carência de cor. Na Figura 26, do lado esquerdo
podem visualizar-se os provetes no início do período de exposição, 4 de Julho, e na
imagem da direita, o aspeto dos mesmos provetes no dia 4 de Setembro (término da
exposição).
Figura 26 - Diferenças da coloração no final do ensaio
Acácia
Eucalipto
Pinho
Capítulo 4 – Procedimentos e resultados dos ensaios
52
O provete formado por madeira de Acácia, dentro dos provetes de madeira sem tratamento,
foi aquele que evidenciou um melhor comportamento no que se refere à estabilidade
dimensional, já que nenhum empeno ou fenda foram observados.
A amostra constituída por madeira não tratada de Pinho apresentou um aumento de 2
milímetros na altura da sua régua. Tanto este provete como o de Eucalipto sofreram
também um ligeiro empeno nas suas réguas de madeira não tratada.
No ensaio realizado, é notório que a madeira não tratada teve uma maior variação
dimensional, facilmente mensurável nos encaixes entre as réguas. Esta observação vem de
encontro ao que era esperado, pois trata-se de uma madeira com uma menor estabilidade a
níveis dimensionais. No Quadro 3, 4 e 5 é possível observar a variação dimensional que os
provetes sofreram na zona de encaixe macho-fémea entre as réguas:
Quadro 3 - Diferenças dimensionais nas ligações de encaixe no provete de Acácia
Tipo de madeira Início do ensaio Final do ensaio
Acácia sem tratamento
Acácia tratada
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
53
Quadro 4 - Diferenças dimensionais nas ligações de encaixe no provete de Eucalipto
Tipo de madeira Início do ensaio Final do ensaio
Eucalipto sem tratamento
Eucalipto tratado
Capítulo 4 – Procedimentos e resultados dos ensaios
54
Quadro 5 - Diferenças dimensionais nas ligações de encaixe do provete de Pinho
Tipo de madeira Início do ensaio Final do ensaio
Pinho sem tratamento
Pinho tratado
De uma forma geral, é possível concluir-se que as réguas de madeira não tratada foram
aquelas que apresentaram maiores problemas a nível dimensional. A única exceção a
relatar sobre as réguas tratadas termicamente é o surgimento de uma fenda anelar no
provete de madeira de Eucalipto.
Apesar do período de exposição em análise ser, indubitavelmente, curto para este género
de estudo, os resultados obtidos são coerentes com os apresentados pela bibliografia
disponível, demonstrando que o tratamento térmico garante uma maior estabilidade
dimensional da madeira comparativamente à madeira não tratada.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
55
4.2. Ensaio gelo - degelo
A realização do ensaio de gelo-degelo desenrolou-se de acordo com os pressupostos da
norma CEN/TR 15177:2006 (E), utilizando os provetes anteriormente ensaiados. É de
notar que esta norma descreve um ensaio que pretende avaliar a resistência de amostras de
betão armado quando expostas a condições climáticas de constantes ciclos de gelo-degelo.
No entanto, não havendo normalização específica para este género de ensaios, para o caso
de elementos de madeira, foi decidido usar a CEN/TR 15177:2006, ajustando-a, sempre
que possível, às especificidades do material em causa.
Visto estarem a decorrer ensaios de gelo-degelo em amostras de betão armado numa das
câmaras climáticas existentes no Laboratório de Estruturas da Universidade do Minho, por
uma questão de tempo e disponibilidade, optou-se por colocar as amostras de madeira
juntamente com umas amostras de betão armado.
Na norma relativa ao ensaio realizado, a CEN/TR 15177:2006 (E), é previsto o mergulho
das amostras num tanque com água. Contudo, no caso específico das amostras de madeira,
esta operação não foi executada por indisponibilidade do tanque de imersão. Sendo assim,
as amostras de madeira permaneceram no interior da câmara climática durante todo o
período do ensaio e foram submetidas a variações da temperatura entre +20ºC e -5ºC, a
uma humidade relativa constante de 90%.
4.2.1. Procedimento
O ensaio teve início no dia 4 de Outubro com uma duração de 4 semanas. Este consistiu na
colocação das amostras de madeira na câmara climática, estando submetidos a ciclos de
12 horas, no decurso dos quais a temperatura ia variando entre 20ºC e -5ºC e a humidade
mantinha-se constante nos 90% (Figura 27). Os provetes de madeira foram colocados na
vertical, tal como no ensaio de exposição anteriormente realizado, de modo a simular a
posição de uma fachada real.
Antes da colocação das amostras de madeira na câmara climática, estes foram pesados de
forma a monitorizar as variações de massa e de teor de água originadas no final do ensaio.
Capítulo 4 – Procedimentos e resultados dos ensaios
56
Figura 27 - Gráfico de ciclos de gelo-degelo implementados ao longo do ensaio
Na realização deste ensaio, pretendia-se, sobretudo, analisar o comportamento dimensional
que os provetes da madeira iriam sofrer. Para verificar essa situação, interessava observar
qual a influência que a humidade elevada e os ciclos de temperaturas positivas e negativas
iriam causar.
4.2.2. Análise de dados
Após terminarem as 4 semanas de duração do ensaio, os provetes foram retirados da
câmara climática e novamente pesados. No Quadro 6 estão mencionados os pesos dos
provetes antes e depois do ensaio realizado.
Quadro 6 - Aumento do peso dos Provetes em madeira
Provetes de
madeira
Peso no início (kg) Peso no final (kg) Diferença (%)
Acácia 3,688 3,834 3,96
Eucalipto 4,331 4,505 4,02
Pinho 3,546 3,699 4,32
Relativamente às alterações sofridas pelos provetes de madeira, pela realização do ensaio,
há a registar que todos aumentaram de massa e que as ligações de encaixe macho-fêmea se
apresentaram mais fechadas em resultado do inchamento da madeira (Quadro 7,8 e 9). Pelo
contrário, as amostras de madeira tratada não evidenciaram qualquer alteração nas suas
dimensões.
-10
-5
0
5
10
15
20
25
0 4 7 11 12 16 19 24
Tem
pe
ratu
ra (
C)
Tempo (horas)
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
57
Quadro 7 - Ligações de encaixe macho-fêmea das amostras de madeira antes e após o ensaio de gelo-degelo
em provetes de Acácia
Provetes de madeira Antes do ensaio Após o ensaio
Acácia sem tratamento
Acácia tratada
Capítulo 4 – Procedimentos e resultados dos ensaios
58
Quadro 8 - Ligações de encaixe macho-fêmea das amostras de madeira antes e após o ensaio de gelo-degelo
em provetes de Eucalipto
Provetes de madeira Antes do ensaio Após o ensaio
Eucalipto sem tratamento
Eucalipto tratado
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
59
Quadro 9 - Ligações de encaixe macho-fêmea das amostras de madeira antes e após o ensaio de gelo-degelo
em provetes de Pinho
Provetes de madeira Antes do ensaio Após o ensaio
Pinho sem tratamento
Pinho tratado
Capítulo 4 – Procedimentos e resultados dos ensaios
60
A absorção de humidade nos provetes de madeira não tratada conduziu a um pequeno
aumento das dimensões destes na zona da régua, tal como comprovam as medições
realizadas antes e após o ensaio (Quadro 10).
Quadro 10 – Aumento das dimensionais na régua dos provetes de madeira não tratada
Provetes de madeira Antes do ensaio (cm) Após o ensaio (cm) Diferença (%)
Acácia 10,30 10,30 0,0
Eucalipto 10,30 10,40 0,97
Pinho 10,40 10,50 0,96
Quanto à coloração da madeira, não se exibe qualquer tipo de alteração pois esta não
esteve exposta a nenhum tipo de radiação que assim o justificasse. No entanto, apenas é de
referir o aparecimento de um pequeno conjunto de manchas na amostra de madeira de
Pinho (Figura 28).
Figura 28 - Manchas no provete de madeira de Pinho sem tratamento
No provete de madeira de Pinho não tratado, na face posterior do mesmo, foi identificada o
aparecimento de uma coloração escura, em concordância com o aparecimento de fungos
(Figura 29).
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
61
Figura 29 - Ataque biológico no provete de madeira de Pinho sem tratamento
No provete de madeira de Eucalipto tratado, houve um agravamento das fendas já
existentes no início do ensaio de gelo-degelo. Estas fendas tiveram o seu aparecimento no
ensaio levado a cabo anteriormente, mas com a realização deste tiveram um pequeno
aumento provocando o surgimento de uma ligeira fenda na parte frontal do provete como é
possível observar na figura que se segue.
Figura 30 - Fenda do provete de madeira de Eucalipto tratada
A partir da análise realizada aos provetes, é possível afirmar que, após o ensaio, as réguas
de madeira não tratada apresentam uma maior instabilidade dimensional comparativamente
com as réguas não tratadas da mesma espécie de madeira. De entre as réguas não tratadas,
apenas as de madeira de Acácia mantiveram as suas dimensões inalteráveis.
Devido à elevada humidade relativa (90%) existente no interior da câmara climática, todos
os provetes foram alvo de um ligeiro aumento no seu peso em consequência da absorção
da humidade.
Ao nível da coloração, não se identificou qualquer alteração. É apenas de referir o
aparecimento de manchas devido à humidade no provete de madeira de Pinho não tratada.
Capítulo 4 – Procedimentos e resultados dos ensaios
62
Os resultados analisados deste ensaio vêm ao encontro dos dados bibliográficos
consultados e referidos no capítulo 3.
É notório que os provetes que foram sujeitos ao tratamento se mantiveram inalteráveis a
nível das suas dimensões e não desenvolveram qualquer tipo de fungo. Pelo contrário, a
madeira não tratada apresentou uma maior instabilidade dimensional e, num dos casos,
houve mesmo o desenvolvimento de fungos na madeira. No que concerne à zona de
encaixe, importa referir que as madeiras não tratadas apresentavam um refechamento do
encaixe macho-fêmea face ao elevado valor de humidade relativa existente no interior da
câmara climática que levou a madeira a inchar.
Assim com base nos resultados obtidos com a realização destes dois ensaios, a madeira de
Acácia que teve um melhor comportamento comparativamente ao Eucalipto e ao Pinho.
Esta conclusão tem as suas limitações pois é importante referir que apenas foram estudadas
uma amostra de cada espécie e o tempo de realização de cada ensaio devia ter uma duração
mais prolongada para uma melhor análise dos dados obtidos.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
63
Capítulo 5
5.1. CONCLUSÃO
Com a elaboração da presente dissertação, pretendeu-se contribuir para o alargamento do
conhecimento relativo à utilização de madeiras de Acácia, Eucalipto e Pinho em fachadas.
As amostras de madeira foram submetidas a dois ensaios: o ensaio de exposição ambiental
e o ensaio de ciclos de gelo-degelo em câmara climática.
A realização destes ensaios teve a finalidade de avaliar o comportamento que as três
espécies de madeira testadas sofreram, comparando assim as madeiras naturais entre si e
verificando as diferenças que estas apresentavam. Foi intuito destes ensaios analisar os
diferentes comportamentos da madeira tratada termicamente e da madeira sem qualquer
tipo de tratamento, apesar de serem da mesma espécie.
Para uma melhor análise dos resultados finais dos ensaios levados a cabo nesta dissertação,
são apresentados, na Figura 31, os provetes no início e no final do ensaio de exposição,
assim como também no final do ensaio de gelo – degelo.
É de salientar a elevada perda da tonalidade inicial da madeira em todos os provetes,
sendo, no entanto, visível que as réguas tratadas termicamente apresentaram uma maior
alteração, pois perderam uma boa parte da sua cor inicial. Apesar de menor, também as
réguas não tratadas evidenciaram esta perda de cor. Relativamente às madeiras que não
tiveram tratamento, a que menos sofreu alteração na sua tonalidade foi a de Eucalipto.
É também bem visível que nenhum provete, tanto de madeira tratada como de madeira sem
tratamento, sofreu alteração na sua cor quando foi submetido ao ensaio da câmara
climática, devendo-se isto à ausência de radiações que pudessem afetar a madeira.
Capítulo 5 – Conclusão
64
Figura 31 - a) Provetes no início do ensaio de exposição ambiental; b) Provetes no final do ensaio de
exposição ambiental; c) Provetes no final do ensaio de gelo – degelo
No que diz respeito às alterações das dimensões sofridas pelos provetes ao longo dos
ensaios, as madeiras que foram submetidas a tratamentos térmicos apresentaram-se
inalteráveis. Por outro lado, as madeiras sem tratamento tiveram pequenas alterações. No
quadro que se segue (Quadro 11), estão indicadas as dimensões dos provetes no início do
ensaio e também no decurso dos ensaios efetuados.
Quadro 11 - Aumento das dimensões das réguas dos provetes sem tratamento
Provetes de
madeira Inicialmente
Final do ensaio
de exposição
(cm)
Final do
ensaio de gelo
- degelo (cm)
Diferença (%)
Acácia 10,2 10,30 10,30 0,98
Eucalipto 10,2 10,30 10,40 1,96
Pinho 10,2 10,40 10,50 2,94
a) b) c)
Acácia
Eucalipto
Pinho
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
65
Pode concluir-se que a madeira de Acácia sem tratamento apresenta um comportamento
relativamente melhor do que as outras duas espécies ensaiadas e que o Pinho foi aquela
que obteve uma maior alteração.
A alteração que ocorreu nos provetes de madeira não tratada foi o aparecimento de fendas
na face lateral dos provetes, levando assim a um ligeiro aumento das suas dimensões.
Um dos locais dos provetes analisado foi as ligações de encaixe macho-fêmea.
Inicialmente, estas foram marcadas com quadrículas de 0,50 x 0,50 cm pois era do
conhecimento prévio que seria uma das zonas dos provetes na qual poderiam ocorrer
alterações dimensionais. Mais uma vez, nos provetes formados por madeiras tratadas nada
aconteceu, daí terem permanecido invariáveis ao longo dos dois ensaios.
No entanto, isso não se verificou nos provetes de madeira não tratada, uma vez que, após o
ensaio de exposição, houve um afastamento dos encaixes em todas as amostras sem
tratamento. Quando foram introduzidas na câmara climática tinham, como se pôde
observar, os seus encaixes ligeiramente afastados. Porém, no final do ensaio, quando as
amostras foram retiradas, estes encaixes já se encontravam novamente unidos, tal como no
início. Esta junção foi provocada pelo elevado valor de humidade relativa que existia no
interior da câmara climática, levando a madeira a inchar.
Para finalizar, tendo em conta o tempo e meios disponíveis para a realização deste
trabalho, em particular dos ensaios, os resultados apresentados e analisados apresentam
uma pequena ideia do comportamento que as espécies ensaiadas exibem quando utilizadas
em fachadas, principalmente, as madeiras não tratadas. Para a obtenção de resultados mais
fiáveis e para uma melhor avaliação e comparação entre madeiras termicamente tratadas e
madeiras sem tratamento, a duração deste género de ensaios deve, necessariamente, ser
mais longa.
5.2. Perspetivas futuras
Em relação à temática de fachadas em madeira, poder-se-á, futuramente, fazer ensaios
desta tipologia mas com uma duração mais prolongada com vista a um melhor e mais
aprofundado conhecimento sobre a durabilidade das madeiras de Acácia, Eucalipto e
Pinho.
Capítulo 5 – Conclusão
66
Para que em futuras investigações, o controlo das ações climáticas em ensaios de
exposição seja mais minucioso, seria de grande importância a utilização de uma mini
estação meteorológica no local de ensaio pois iria valorizar e fiabilizar ainda mais os
resultados obtidos neste trabalho.
Para finalizar, é pertinente mencionar que, no decorrer desta dissertação, também foram
feitas alusões a um tema que merece um tratamento especial, que é a segurança contra
incêndio de fachadas em madeira, apesar de se afastar um pouco do tema central deste
trabalho. Sendo assim, deveriam ser levados a cabo, num futuro próximo, ensaios, através
dos quais fosse possível observar os diferentes comportamentos ao fogo na madeira com
diferentes tipos de tratamento utilizada em fachadas.
Efeito do tratamento térmico nas fachadas em madeira de Acácia, Eucalipto e Pinho
67
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