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
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
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.
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
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.
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
2.9.4. 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
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
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 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
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
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
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
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
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.
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
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;
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
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.
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
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-215oC) que se
mantém durante cerca de 2-3 horas, arrefecimento e estabilização.
FinlândPlato
Processo em 4 etapas: hidrotermólise; a temperaturas de 160oC-190oC em
condições húmidas e com pressões acima da pressão atmosférica; secagem normal até 10% de humidade; tratamento térmico a seco a temperaturas de
170oC-190oC 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-240oC com azoto, garantindo um máximo de oxigénio de 2%.
OHT Tratamento com óleo quente (180
o
C-240oC) 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
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;
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
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.
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.
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
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
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
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
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.
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
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.
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
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 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
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,
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;
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
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
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
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.
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).
Capítulo 2 – Considerações bibliográficas
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.
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
