Aplicações de Madeira Laminada Colada

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MADEIRA LAMINADA COLADA
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CARACTERÍSTICAS GERAIS DA MADEIRA
 
As madeiras apresentam como material de construção toda uma série de vantagens, dificilmente reunidas em outro material: 
* Pode ser obtida em grandes quantidades a um preço relativamente baixo.
* Foi o primeiro material empregado capaz de resistir tanto a esforços de compressão como de tração.
* Não estilhaça quando golpeada, sua resiliência permite absorver choques que romperiam ou fendilhariam outro material.
 
1- Classificação das madeiras
As madeiras podem ser classificadas em:
* Madeiras Finas: São empregadas em marcenaria e em construção corrente na execução de esquadrias, marcos, etc.
* Madeiras Duras ou de Lei: São empregadas em construção, como suportes e vigas.
* Madeiras Resinosas: São empregadas quase que exclusivamente em construções temporárias
* Madeiras Brandas: Possuem pequena durabilidade, porém de grande facilidade de trabalho. Não são usadas em construção.
 
2- Crescimento das árvores
A seção transversal no tronco de uma árvore permite distinguir as seguintes partes bem caracterizadas, de fora para dentro:
* Casca: Protege a árvore contra os agentes externos. Não apresenta importância do ponto de vista da construção, é eliminada no aproveitamento do lenho.
* Câmbio: Camada invisível a olho nu, situada entre a casca e o lenho, formada de tecido meristemático. O crescimento da árvore dá-se diametralmente, pela adição de novas camadas provenientes da diferenciação do câmbio. Cada camada de tecido lenhoso formada anualmente constitui um anel de crescimento. Se por qualquer motivo - seca ou ataque de insetos - for interrompido o desenvolvimento normal da árvore, podem formar-se na mesma estação dois ou mais anéis: são os falsos anéis de crescimento.
* Lenho: Constitui a parte resistente das árvores. Compreende o cerne, formado por células mortas, que tem como função resistir aos esforços externos que solicitam a árvore, e o alburno, formado por células vivas, que além da função resistente é veículo da seiva bruta, das raízes às folhas. É a alteração do alburno que vai ampliando o cerne. Durante esta alteração, as paredes das células se impregnam mais ou menos, conforme a espécie. O cerne tem mais peso, compacidade, dureza e durabilidade. Mais durabilidade porque, não possuindo mais matérias nutritivas, amidos e açúcares, é menos sujeito ao ataque de insetos e fungos. O alburno tem propriedades mecânicas inferiores às do cerne e é bem menos durável. Todavia, é desaconselhável a prática de retirar todo o branco das madeiras como material imprestável para uso comum. Desaconselhável não só do ponto de vista econômico, já que a proporção do alburno quase nunca é inferior a 25 %, podendo até atingir 50 %, mas desaconselhável porque o alburno é a parte que melhor se deixa impregnar pelos preservativos.
* Medula: Miolo central, mole, de tecido esponjoso e cor escura. Não tem resistência mecânica, nem durabilidade. Sua presença na peça desdobrada constitui um defeito.
* Raios Medulares: Ligam as diferentes camadas entre si e têm a função de transportar e armazenar a seiva. Pelo seu efeito de amarração transversal, inibem em parte a retratilidade devida a variações de umidade.
 
3- Composição Química
As células são formadas por paredes de membranas celulósicas permeáveis, a parede primária, que aos poucos vai se cobrindo de lignina, e a parte secundária, que deixa falhas permeáveis e pontuações.
A celulose constitui a estrutura de sustentação das paredes celulares. A lignina é o material aglomerante que liga as células umas às outras. Estes dois componentes são os responsáveis por todas as propriedades da madeira, tais como higroscopicidade, resistência à corrosão, etc.
A composição química da madeira, em termos médios, apresenta 60% de celulose, 28 % de lignina e quantidades menores de outras substâncias.
A madeira seca contém em média 49 % de carbono, 44 % de oxigênio, 6 % de hidrogênio e 1 % de cinza.
 
4- Produção
A produção das madeiras se inicia com o corte das árvores e prossegue normalmente com a toragem, o falquejo, o desdobro e o aparelhamento das peças.
 
4.1- Corte
O corte deve ser realizado em épocas apropriadas, geralmente no inverno. A madeira cortada durante o inverno seca melhor e mais lentamente, evitando o aparecimento de fendas e rachas que são vias de acesso para os agentes de deterioração. Por outro lado esta época corresponde a uma paralisação na vida vegetativa das árvores, quando contém menos seiva elaborada, amido e fosfato que nutrem os fungos e os insetos destruidores da madeira.
 
4.2- Toragem
A árvore abatida e desgalhada é traçada em toras de 5 a 6 metros para facilitar o transporte.
 
4.3- Falquejo
Antes de cada operação seguinte, as toras podem ser falquejadas ou falqueadas. Cada tora fica assim, com uma seção aproximadamente retangular pela remoção de 4 costaneiras.
 
4.4- Desdobro
Desdobro ou desdobramento é a operação final na obtenção de madeira bruta. É realizada nas serrarias com serra-fitas contínuas ou com serras alternativas que podem ter a lâmina horizontal, vertical ou várias lâminas paralelas. A estas serras está usualmente adaptado um carro porta-toras, para o deslocamento gradual da tora contra o fio da serra.
Dois são os principais tipos de desdobro:
Desdobro normal, em pranchas paralelas, tangenciais aos anéis de crescimento, e desdobro radial ou em quartos, normal aos anéis de crescimento.
 
AGENTES DESTRUIDORES
 
A madeira pode ser atacada por diversos agentes. Para impedir, ou pelo menos diminuir a ação de tais agentes há três linhas de ação:
* Usar madeira dotada de elevada resistência biológica;
* Incorporar produtos químicos à madeira;
* Alterar quimicamente a estrutura da madeira.
Temos os seguintes tipos de agentes destruidores:
 
1 - Microorganismos
Os microorganismos desenvolvem-se dentro das células da madeira, onde produzem enzimas e decompõem os constituintes da parede do lúmem. As condições de temperatura, umidade e aeração da madeira são fatores importantes na determinação dos microorganismos aptos a colonizá-la e decompô-la e têm marcante influência na velocidade de decomposição. Em condições de excessiva umidade a decomposição é lenta, pois os fungos manchadores e apodrecedores têm seu desenvolvimento inibido. No alburno não existem extrativos e, consequentemente a resistência nesta parte é bastante baixa. Além disso, árvores de crescimento rápido têm resistência menor que árvores da mesma espécie mas de crescimento lento.
* Fungos emboloradores
Macroscopicamente a madeira embolorada apresenta em sua superfície uma formação pulverulenta. O emboloramento é comum em toras recém abatidas. Se madeiras (secas ou com alto teor de umidade) ficarem expostas num meio com umidade relativa acima de 90%, podem apresentar bolor. O bolor traz a redução da resistência ao impacto, sendo as outras características pouco afetadas. No caso de bolor a permeabilidade da madeira é maior que na madeira sadia.
* Fungos manchadores
Macroscopicamente a madeira apresenta áreas de coloração variada(azul ou cinza escuro).Como os fungos emboloradores, os fungos manchadores ocorrem em toras recém abatidas e durante a secagem. Sua característica principal é a elevada tolerância a diversos preservativos.
* Bactérias
Macroscopicamente a madeira apresenta diversas manchas, distribuídas aleatoriamente na sua superfície. O ataque de bactérias é comum em madeiras que foram submersas por semanas ou meses, ou em estacas de fundações. O maior fator para a instalação das bactérias é a umidade. Há o aumento da permeabilidade, e a diminuição das características mecânicas.
* Fungos de podridão mole
Macroscopicamente a madeira atacada apresenta uma camada escura. A madeira intensamente deteriorada por fungos de podridão mole apresenta redução em todas as suas características mecânicas, devido á destruição dos seus elementos estruturais.
* Fungos de podridãoparda
A madeira apresenta-se, a princípio, ligeiramente escurecida, passando a uma coloração escura. Este apodrecimento pode ocorrer em proporções profundas. Sua densidade diminui e sua resistência ao impacto é rapidamente afetada.
* Fungos de podridão branca
A madeira apresenta-se mais clara e mais macia que a sadia. 
A única diferença entre a podridão parda e a podridão branca é que a podridão parda provoca uma diminuição nas características mecânicas da madeira mais rapidamente que a podridão branca, mas as quedas na densidade ao final do processo são maiores na podridão branca.
 
2 - Insetos
Os principais tipos de insetos são os cupins, brocas e carunchos.
* Cupins
Os cupins constroem sua residência no solo e a partir daí galerias até o local onde esta a madeira que utilizam como alimento. Os cupins possuem em seu aparelho digestivo alguns protozoários que digerem a madeira. Eles a atacam internamente mas não perfuram para fora. Geralmente só se percebe que a madeira esta atacada quando a peça se quebra por falta de resistência ou pelo aparecimento dos seus excrementos. Eles preferem locais escuros e sem movimento.
* Brocas e carunchos
São nomes genéricos dados a uma grande quantidade de larvas e insetos adultos que atacam a madeira verde ou seca.
 
3 - Relações madeira-água
A madeira de uma árvore recém abatida contém uma considerável quantidade de água, a qual deve ser removida. A operação da retirada de água, a secagem, pode ser considerada como uma das fases mais decisivas para o sucesso de operações industriais, assim como para a utilização final da madeira em condições reais de serviço. A introdução de produtos preservativos no interior da madeira, será realizada com êxito quando esta apresentar um teor de umidade suficientemente baixo, o qual deve estar próximo de 30%.
 
4 - Weathering
Este fenômeno ocorre quando a madeira é exposta às intempéries, fora de contato com o solo. A madeira exposta ao tempo torna-se rugosa, surgem fendilhados que podem aumentar de magnitude, as fibras ficam soltas e a peça sofre empenhamento. Todos esses efeitos provocados pela ação conjunta da luz, umidade, temperatura e oxigênio podem ser resumidos numa só palavra, o "Weathering".
Dois tipos básicos de acabamento são usados para proteger a superfície da madeira durante a exposição externa: 
* Aqueles que formam uma película recobrindo superfícies ( tintas ou vernizes )
* Aqueles que penetram através da superfície, não formando películas ( preservativos, repelentes de água e "stains" )
 
5 - Produtos químicos
A madeira possui boa resistência a soluções neutras e ácidos ou bases fracas. Por este motivo ela é usada para construção de diversos equipamentos como tanques, filtros prensa, tonéis e dutos. Nestes casos particulares, onde em industrias químicas é comum o uso de ácidos fracos, a madeira apresenta vantagens sobre outros materiais em termos de custo e facilidade de fabricação.
 
6 - Fogo
Entre os inconvenientes que mais se apontam nas construções de madeira são o ataque destas pelos fungos, insetos e a ação do fogo. No combate aos fungos e insetos é utilizado um tratamento fungicida/inseticida, o que a torna praticamente inatacável por estas pragas. A inflamabilidade e a resistência ao fogo não são determinadas exclusivamente pela composição química dos materiais mas, ainda pelas proporções e pela relação da espessura que também tem sua influência.
O perigo de desabamento de um edifício atacado pelo fogo é maior com materiais de construção que não sejam de madeira. A elevação da temperatura não tira a resistência da madeira, pelo contrario, até aumentam um pouco. Este fato origina a contenção do fogo por algum tempo, pois esse calor tira a umidade de constituição da madeira. As estruturas metálicas por exemplo, pela sua grande capacidade de condução do calor, tornam-se rapidamente incandescentes e dilatam-se muito, conduzindo ao desabamento da construção sem que haja um sinal de alarme. Hoje em dia no mercado, encontram-se produtos que permitem retardar o ponto de inflamação e por isso no momento em que a resistência se perde é que esses produtos são eficazes. São chamados de produtos ignífugos.
 
1-SISTEMAS PRESERVATIVOS
 
Um produto químico para ser utilizado como preservativo de madeira deve satisfazer uma série de requisitos:
* Eficiência: Deve apresentar toxidez à gama mais ampla possível de organismos xilófagos. Deve ainda permitir penetração profunda e uniforme na madeira.
* Segurança: Deve apresentar toxidez baixa em relação a seres humanos e animais domésticos, além de não aumentar as características de combustibilidade e flamabilidade inerentes à madeira. A solução preservativa não deve ser corrosiva a metais e plásticos com que são confeccionados os recipientes e equipamentos.
* Permanência e resistência à lixiviação: Para ser resistente à lixiviação deve ser insolúvel na água ou formar complexos insolúves por meio de reação química com os componentes da parede celular da madeira.
* Custo: Hoje em dia os preservativos têm um peso considerável na composição de custos, que sem dúvida deve ser uma preocupação permanente na pesquisa de novas alternativas.
 
Classificamos os preservativos em:
 
* Preservativos oleosos e oleossolúveis
a) Creosoto do alcatrão da hulha: É definido como um produto destilado do alcatrão procedente da carbonização da hulha betuminosa, à alta temperatura. É mais denso do que a água e tem uma escala de ebulição sem solução de continuidade que atinge pelo menos uma faixa de 125 graus centígrados.
b) Creosoto de madeira: O alcatrão de madeira é o mais antigo dos produtos preservadores conhecidos na história do homem e é obtido como um subproduto da destilação da madeira. Dados de campo dos EUA revelam que o desempenho do creosoto mineral é nitidamente superior ao de origem vegetal, provavelmente por uma questão de maior permanência dos organismos xilófagos.
c) Creosoto de lignito: Devido à sua reduzida densidade obtém-se boas penetrações durante o tratamento sob pressão. 
d) Creosoto fortificado: Este tipo de creosoto foi desenvolvido em virtude de certos organismos apresentarem uma tolerância maior que a média.
 
* Preservativos hidrossolúveis
Em virtude da escassez de derivados de petróleo, estes preservativos vêm assumindo uma importância cada vez maior no cenário da preservação da madeira.
 
* Compostos de boro
Os boratos possuem propriedades fungicidas, inseticidas e ignífugas. Como possuem propriedades fungicidas e inseticidas, são preservativos eficientes desde que usados sozinhos e que a madeira não seja submetida à lixiviação ou posta em contato com o solo.
 
* Inseticidas
Um inseticida pode ser definido ,como uma substância química empregada para eliminar insetos. Os inseticidas podem ser classificados de diversas formas, de acordo com sua eficiência num dado estágio de vida do inseto ou segundo sua natureza química.
 
 
2-MÉTODOS PREVENTIVOS
 
2.1- Controle da deterioração das toras:
* Desdobro rápido 
* Submersão e aspersão de água 
* Aspersão de fungicida e/ou inseticida
 
2.2- Controle da deterioração da madeira serrada:
Uma das medidas preventivas é a secagem rápida em estufas a altas temperaturas. Nestas condições a madeira é esterilizada e seca muito rapidamente, onde não é possível o desenvolvimento de organismos xilófagos. Outras medidas são o desdobramento e secagem ao ar ou por desumidificação. Para que não ocorra infeção nas peças é necessária a aplicação de solução fungicida/inseticida.
* Processos sem pressão ou caseiros
Estão inclusos os métodos em que não há pressão externa aplicada para forçar a penetração do preservativo na madeira. As etapas do processo são: 
* Difusão 
* Capilaridade
* Absorção térmica
* Pincelamento ou aspersão
São os processos mais simples disponíveis, requerendo investimentos mínimos e podem ser realizados com preservativos hidrossolúveis.
* Imersão rápida
Este método consiste na imersão da madeira durante um tempo muito curto.
* Processo de difusãoO fenômeno da difusão só ocorre quando a madeira se encontra inicialmente com elevado teor de umidade. A madeira é imersa na solução.
* Processo de substituição da seiva
As peças são colocadas na posição vertical ou inclinada, com a base imersa na solução preservativa. A medida que se processa a evaporação da água, a solução preservativa penetra por difusão e capilaridade.
Outro processo é o chamado "banho quente-frio". Este é indicado quando a madeira estiver seca. As peças são inicialmente colocadas em banho quente por um período de tempo suficiente para que a madeira entre em equilíbrio térmico com a solução e ocorra a expansão de ar das células da madeira. Então as peças são transferidas para o banho frio. Voltando à temperatura ambiente, o ar remanescente na madeira se contrai e então ocorre a absorção do líquido preservativo.
* Processo com pressão
Esse processo de impregnação com pressões superiores à atmosférica são os mais eficientes em razão da distribuição e penetração mais uniforme do preservativo na peça tratada. Há um maior controle do preservativo absorvido, resultando na garantia de uma proteção efetiva com economia de preservativos.
* Métodos que alteram a estrutura química da parede celular
Depois que a madeira for inteiramente impregnada com produtos químicos, reações subsequentes podem levar a um produto de madeira modificada. Os tratamentos empregados na estabilização dimensional podem ser classificados como: Métodos mecânicos, físicos, de volume ou de superfície.
* Processos biológicos
O controle biológico abrange a manipulação artificial de fatores bióticos e abióticos naturais visando a regulação de populações de determinados organismos. O controle biológico vem sendo intensamente estudado para o tratamento curativo de apodrecimento interno em postes. Porém, até hoje, não existe nenhum sistema de controle biológico que seja utilizado comercialmente n a preservação de madeira.
 
3-MÉTODOS CURATIVOS
 
3.1- Inspeção e tratamento curativo em edifícios
Nas edificações a deterioração ou as situações favoráveis a ela podem ser detectadas por meio de inspeções para que sejam executados os tratamentos, reparos ou modificações, antes que danos maiores possam ocorrer. O ataque à madeira é evidenciado pelos indícios produzidos pelos insetos. Podemos ter: Cupins subterrâneos, cupins de madeira seca, brocas ou fungos. A identificação do tipo de ataque é macroscópica e particular para cada caso.
As técnicas mais utilizadas nos tratamentos curativos se baseiam no uso de produtos químicos que apresentam persistência. Existem vários métodos tais como:
* Fumigação: Consiste em submeter a peça à ação de um gás tóxico por um período suficiente para exterminar as diversas formas de inseto. Possui alto poder de difusão dos gases, permitindo a penetração profunda na madeira.
* Injeção, aspersão e pincelamento: A injeção é executada nas peças atacadas através dos próprios orifícios produzidos pelos insetos. Em seguida é dado um tratamento na superfície externa por aspersão da solução preservativa. Por fim, dá-se o pincelamento.
* Imersão: A imersão com finalidade curativa é inviável no tratamento de peças de edifícios devida à necessidade de desmontar a estrutura.
 
3.2- Inspeção e tratamento curativo em postes
É recomendado em casos em que o poste apresenta-se com apodrecimento atacado externamente por cupins. Deve-se limpar abaixo da linha de afloramento, com escova de aço até que a superfície permaneça livre de detritos. A partir de então faz-se a aplicação de preservativo líquido ou pastoso.
 
3.3- Tratamento químico de solo
A limpeza da obra e a execução de tratamento químico de solo são as principais medidas preventivas contra a infestação por cupins subterrâneos. O tratamento é feito geralmente por meio de valetas que protegem as fundações de paredes externas e internas. Abrem-se pequenas valetas no solo e adiciona-se a emulsão de inseticida. O solo é adicionado à valeta para nivelamento e deve ser tratado da mesma maneira. O tratamento de superfície, que complementa o tratamento junto às fundações, deve ser executado antes da confecção de elementos horizontais como contra-pisos, lajes e demais estruturas que se sobrepõem ao solo. A época adequada para a execução do tratamento é a mesma da construção do edifício.
 
3.4- Cuidados posteriores ao tratamento
O tratamento de solo com inseticida não deve ser executado em terrenos onde há riscos de contaminar águas superficiais ou subterrâneas. Após a execução do tratamento, o solo do perímetro externo do edifício deve receber um revestimento de proteção contra a água da chuva, principalmente nos terrenos inclinados. O tratamento consiste em romper os pisos existentes e adicionar a emulsão de inseticida, constituindo uma barreira química ao nível de fundações. Executam-se perfurações em série no piso, nas proximidades das paredes, colunas, juntas de dilatação, seguidas da adição do agente inseticida. Além de abranger a área edificada o tratamento deve incluir outras áreas com indícios de cupins.
 
 
SECAGEM
 
A madeira sempre contém quantidades variáveis de água. Logo depois de derrubada, a porcentagem de água é bastante elevada. Em certas madeiras essa água ou umidade é em tão grande porcentagem que pode exceder o peso da madeira. A umidade tende sempre a diminuir até certo limite, quando se estabelece o equilíbrio entre a existente na madeira e o grau higrométrico ambiente. 
Essa perda de água é o que se chama de secagem. Além da perda de umidade a secagem proporciona a fixação e a transformação de substâncias orgânicas e inorgânicas existentes na madeira e aparentemente até uma oxidação. 
A secagem apresenta as seguintes vantagens:
a) Evita estragos de insetos e fungos
b) Aumenta a durabilidade em serviço
c) Evita contrações e fendas
d) Aumenta a resistência
e) Diminui o peso
f) Prepara a madeira para tratamentos preservativos e outros usos industriais
A madeira secada artificialmente dura mais que a não tratada por esse processo. Perdendo a umidade a madeira verde não só se contrai como também se deforma e fende dando fácil acesso aos fungos e insetos. Isso porém não acontece com a madeira secada artificialmente, a não ser em casos excepcionais.
Pela secagem natural ou artificial a água de embebição é a primeira que se evapora e que pode ser totalmente evaporada sem que as propriedades da madeira sejam afetadas. O mesmo não se dá com a água de impregnação. Logo que a água de adesão começa a se evaporar a madeira fica mais rija, sua dureza aumenta mas aparecem fendas e rachas. O limite entre estas duas fases chama-se "ponto de saturação ao ar".
Quando a água de embebição se evapora a madeira fica apta a receber em seu lugar as substâncias preservativas.
A secagem natural consiste em empilhar as madeiras, onde haja perfeita circulação de ar. É mais econômica, tem facilidade de ser feita e relativa eficiência. As desvantagens são:
a) Demora na secagem
b) Há perigo de incêndios
 
Na secagem artificial em grande escala das madeiras destinadas a posteriores tratamentos preservativos, usa-se comumente a secagem pelo vapor saturado. Estes método é usado em grande escala nos Estados Unidos. Suas principais vantagens são:
a) A água sendo removida com muita facilidade, a madeira fica praticamente esterilizada
b) Não há necessidade de grandes áreas para acumular o estoque
c) Não há perigo de incêndios
d) Os pedidos urgentes podem ser prontamente atendidos
 
PORQUE A MLC
 
A madeira é um material ideal para fabricação dos elementos construtivos, tanto in loco quanto em fábrica. A madeira é leve e fácil de ser acabada. O transporte dos componentes é simplificado e uma vez no local da obra não há outro material que seja mais fácil de ser cortado e ligado.
Algumas empresas nos EUA experimentaram unidades volumétricas pré-fabricadas, que eram entregues no local, descarregadas e levantadas para a sua posição através de um guindaste. As limitações do método e o equipamento proposto exigiram a produçãode tais unidades apenas em projetos especializados.
A madeira laminada colada ( MLC ) pode ser definida como um elemento composto de pequenas peças de madeira, inferiores em tamanho ao lenho original, unidas por meio de cola em toda a sua extensão e com as fibras das lâminas aproximadamente paralelas ao comprimento da peça. O elemento estrutural pode ser reto ou curvo, com seção transversal variada, permitindo uma infinidade de opções em projeto. Para a madeira laminada colada a espessura das lâminas varia de 0,75 cm a 5,00 cm.
Segundo Sunley (1985), a introdução às técnicas do laminado começaram no século dezenove mas não atingiu seu potencial até que adesivos duráveis foram introduzidos durante a Segunda Guerra Mundial. No caso de eventuais envergaduras e defeitos na madeira, estes podem ser distribuídos ao longo da peça, de tal forma que a força do conjunto pode vir a ser melhor que a soma das suas partes.
Um dos primeiros exemplos de MLC nos EUA ocorreu em 1934 na construção de um edifício para o Forest Products Laboratory ( FPL ) em Madison, Wisconsin. A estrutura era composta por arcos triarticulados com vão de 14 metros. Segundo FREAS e SELBO (1954), vários testes de unidades estruturais foram realizados para verificar alguns fatores como formulas de projeto, tensões atuantes na estrutura, etc. Os resultados desta pesquisa são apresentados no United States Department of Agriculture Technical Bulletin 691, The Laminated Wooden Arch. A MLC produz seções estruturais econômicas no tamanho desejado e seu uso está cada vez mais e mais se expandindo devido às suas facilidades e vantagens.
Entre as inúmeras vantagens apresentadas pela MLC destacam-se as seguintes: As estruturas de MLC podem ser fabricadas com qualquer seção, forma e comprimento, tendo como limitação apenas o transporte das peças; a espessura das tábuas permite uma secagem mais regular com melhor controle da umidade desejada; a seção transversal das peças pode variar de acordo com as tensões solicitantes na seção, evitando gastos excessivos de material; o método de fabricação permite o uso de laminas de menor qualidade nas zonas de baixa solicitação, minimizando o custo e o uso de lâminas de melhor qualidade nas zonas de maior solicitação, podendo ser possível combinação de duas espécies distintas. Apresenta um efeito estético excelente, não sendo necessário ocultar a estrutura, como no caso de outros materiais; com grandes dimensões na seção transversal apresenta maior resistência ao fogo do que estruturas de aço projetadas para suportar a mesma carga, as estruturas se queimam mais lentamente e resistem à penetração do calor enquanto o aço entra em colapso, o avanço da combustão na MLC é muito lento, em torno de 0,6 mm/min; os elementos laminados têm uma baixa razão peso / resistência, podendo ser facilmente instalados.
Entre os inúmeros tipos de madeira existentes temos o eucalipto, árvore da família [Myrtaceae], com cerca de seiscentas espécies. É nativa da Austrália e Tasmânia. Cresce rapidamente, por volta de 15 anos, atingindo um porte gigantesco. Embora algumas variedades cresçam em regiões frias e montanhosas, a maioria dos eucaliptos se desenvolve melhor nos climas quentes e úmidos. Suas folhas são longas, estreitas e coriáceas. Na Austrália, o eucalipto é a mais importante fonte de madeira. É ainda usado na indústria para construir navios, dormentes de estradas de ferro, pavimentação, postes telegráficos, cercas e cais. A casca de algumas espécies de eucalipto contém um óleo valioso, de cheiro semelhante ao da cânfora, chamado eucaliptol. Esse óleo é usado como anti-séptico, desodorante e estimulante.
 
LIGAÇÕES
 
 
1 - Ligação adesiva
1.1 - Definições
Os principais conceitos de uma ligação adesiva são: adesivo, adesão e aderentes.
De acordo com SKEIST (1977), os adesivos podem ser entendidos como sendo uma substância com propriedade de aderir fortemente a um substrato, mantendo vários substratos de um mesmo material ou materiais diferentes unidos por meio de uma ligação superficial. Esta propriedade, não intrínseca da substância, se desenvolve somente dentro de algumas condições enquanto interage com a superfície do aderente.
A adesão é um dos fenômenos mais importantes para a compressão da formação da ligação adesiva e pode ser entendida como a interação entre duas superfícies causada por um forte campo de forças atrativas provenientes dos constituintes de cada superfície.
Os aderentes são os materiais sólidos ligados ao aderente. Podem ser chamados também de substratos.
 
1.2 - Vantagens da ligação adesiva
De acordo com estudos do FOREST PRODUCTS LABORATORY (1987), os adesivos transferem carga de um aderente para outro por meio de uma ligação superficial. A resistência das uniões das peças de madeira por adesivos depende da resistência de cada elemento envolvido na união (adesivo, aderentes e interfaces).
O desenvolvimento das ligações adesivas depende de como são dominados e controlados os fatores envolvidos na resistência de cada elo. Os principais fatores são: espécie da madeira, adesivo, tipo de união, qualidade da superfície da madeira, processo de colagem e, finalmente, as condições de serviço.
Segundo MANTILLA (1984), a resistência, estabilidade e a vida de uma estrutura dependem em grande parte da resistência, rigidez e durabilidade das ligações. As principais vantagens na utilização de adesivos na confecção de ligações são:
· A distribuição de esforços em áreas mais amplas torna possível a obtenção de ligações mais leves e resistentes. Evita-se assim o uso de materiais de junção mecânica, muitas vezes com má adequação estética, deixando rugosidade ou ressaltos superficiais;
· A linha adesiva pode ser uma barreira contra a umidade, impermeabilizando paredes de vedação;
· Sua execução pode ser mais rápida e econômica
· Há a possibilidade de se melhorar a relação força/peso e a estabilidade dimensional dos materiais anisotrópicos por meio de peças cruzadas, como na madeira compensada;
· Os adesivos permitem a união de materiais não semelhantes, aumentando ainda mais o seu campo de aplicação;
· Fibras, pequenas partículas e filmes pouco espessos que não puderam ser aproveitados por qualquer outra técnica podem ser agrupados com o uso de adesivos.
 
1.3 - Propriedades da madeira
As propriedades da madeira que devem ser consideradas a fim de se obter uma boa ligação são:
· Estrutura anatômica, porosidade, densidade e anéis de crescimento: A densidade da madeira depende da proporção entre poros e a madeira propriamente dita. É ela quem determina as suas propriedades mecânicas e físicas, que por sua vez são os principais determinantes do desempenho da ligação adesiva;
· Anisotropia: É manifestada pelas diferenças entre as propriedades mecânicas e físicas, medidas ao longo das três direções principais da árvore e é sempre importante sua consideração no projeto das ligações;
· Teor de umidade da madeira: Controla o bom desempenho dos adesivos, necessitando ser acompanhado e controlado rigorosamente, conforme as características de cada adesivo. A durabilidade das ligações adesivas é afetada por essas mudanças no teor de umidade, que por sua vez tem conseqüências nas dimensões da peça;
· Resistência a esforços estáticos e dinâmicos;
· Variação dimensional e distribuição dos nós;
· Natureza da superfície a ser colada, rugosidade, textura, capacidade de absorção, etc.
O uso de substâncias adesivas com a finalidade de unir elementos de madeira promove a obtenção de peças com dimensões maiores que as obtidas diretamente da árvore e o aproveitamento dos resíduos de processamento, minimizando os defeitos técnicos e valorizando propriedades como resistência, desempenho, peso e aparência estética da superfície. O desenvolvimento de métodos científicos e econômicos para atingir estes objetivos pode ser chamado de "Engenharia de Adesivos".
 
1.4 - Tipos de adesivos
1.4.1 - Adesivos poliuretanos
A tecnologia de poliuretanos e principalmente o enfoque analítico na busca de soluções alternativasé ao mesmo tempo ciência e arte. Desde a segunda guerra mundial, químicos alemães desenvolveram poliuretanas para a fabricação de óleos impermeabilizantes, tintas, adesivos, revestimentos, espumas rígidas e flexíveis, entre outros produtos.
A partir de 1940 a indústria de poliuretanos dos EUA passou a ter importância, com produção em larga escala e o consumo destes produtos apresentando a seguir, um crescimento extraordinário.
Devido à grande variedade de materiais que se pode obter, este foi o ramo na área de polímeros que mais se desenvolveu nas últimas décadas. Além das espumas rígidas e flexíveis, a partir da década de 60 cresceu também a produção de outros tipos de poliuretanos, como elastômeros, tintas, adesivos, etc.
A química de derivados poliuretanos, bem como de outros polímeros encontra na química analítica uma importante ferramenta no desenvolvimento de processos. Uma área de interesse na química de poliuretanas é a de adesivos especiais, onde se tenta resolver problemas específicos quanto à adesão de substratos.
A adesão é um fenômeno complexo e o acesso tradicional a ela tem envolvido esforços distintos em síntese de polímeros, química de superfícies e ainda da mecânica teórica experimental. O componente superfície na adesão é um dos passos mais importantes e sabe-se que a resistência das ligações está intimamente ligada à afinidade do adesivo com a superfície de contato.
Assim como para outros polímeros, as propriedades dos vários tipos de poliuretanos dependem primariamente de seu peso intermolecular, grau de entrecruzamento, forças intermoleculares, rigidez dos segmentos da cadeia e cristalinidade.
A resistência da ligação formada entre o sólido e o adesivo, segundo KOLLMANN (1975), depende de uma combinação complexa de forças de atração entre os materiais e uma série de fatores secundários que tendem a reduzir a eficiência da mesma. Ambas, forças de coesão e adesão resultam de forças de ligação primária (eletrostáticas, covalentes ou metálicas) ou secundária (Van der Walls), fazem parte da combinação das forças de atração. Entre os fatores que reconhecidamente reduzem a eficiência de uma ligação estão as imperfeições de contato, presença de contaminações na superfície e a concentração de tensões em conseqüência das condições impostas externamente ou das mudanças internas na interface resultante do endurecimento do adesivo.
Segundo RANTZ (1987), duas teorias de adesão tentam explicar as razões pelas quais um material se adere a outro: a teoria mecânica e a teoria da adsorção.
A teoria mecânica estabelece que através da fluidez e penetração do adesivo em substratos porosos leva à formação de ganchos ou um entrelaçamento mecânico do adesivo fortemente preso ao outro, após o endurecimento e cura do adesivo.
A teoria da adsorção estabelece que a adesão resulta do contato molecular entre dois materiais que desenvolvem forças de atração superficiais. O processo de estabelecimento do contato contínuo entre um adesivo e um substrato é chamado de umidecimento, que pode também ser definido como a adesão de um líquido a um sólido.
As aplicações adesivas das poliuretanas derivam da baixa viscosidade e da alta polaridade de seus materiais formadores, que possibilitam:
· Facilidade de cura e polimerização à temperatura ambiente;
· Alta força de coesão da própria poliuretana
· O polímero final tem estrutura e polaridade variáveis, permitindo muitas oportunidades de ligação com o substrato
WILSON (1981), aponta inúmeras vantagens de se utilizar adesivos a base de resina poliuretana, entre eles:
· Altas forças de coesão e de adesão;
· Processabilidade (as resinas PU resultam de operações simples e com produtos facilmente encontrados no mercado, como por exemplo, óleos vegetais);
· Flexibilidade de formulação (as resinas PU combinam-se muito bem com outros tipos de resinas que constituem adesivos à base de água, com a possibilidade de formação de novas famílias de adesivos);
· Habilidade de se transformar em emulsão aquosa (as resinas PU podem ser 100% líquidas ou dispersas em soluções hidro-oleosas);
· Versatilidade na temperatura de cura e no controle do pico exotérmico na transição líquido-gel;
· Excelentes propriedades estruturais decorrentes de ligações químicas de isocianatos com polióis;
· Habilidade na combinação química com substratos;
· Ausência de emissão de vapores irritantes.
 
1.4.2 - Adesivos à base de resina resorcinol e de polivinila(PVA)
O adesivo a base de resina resorcinol estudado foi o CASCOPHEN - RS - 262, em solução de água e álcool e é recomendado para colagens resistentes à água, solventes orgânicos, fungos, intemperismo, etc. É pouco viscoso e apresenta uma resistência razoável na ausência de pressão devido à sua maior fluidez entre os poros do aderente.
O adesivo a base de PVA foi o CASCONEZ, cola líquida à base de acetato de polivinila, de coloração branca leitosa, que utiliza água como diluente. Possui grande dependência em relação à pressão de colagem, apresenta alta viscosidade necessitando de carga externa para que possa fluir entre os poros da madeira.
 
1.5-Recomendações construtivas
Para se conseguir uma boa ligação adesiva é recomendável:
· Remover o pó, óleo ou qualquer outro material capaz de reter o ar ou impedir o contato do adesivo com o aderente;
· Eliminar qualquer composto orgânico desprovido de afinidade atrativa com o adesivo;
· As proporções da mistura resina catalisador recomendadas pelos fabricantes devem ser rigorosamente atendidas;
· Aplicar uma pequena pressão, com pregos, para desenvolver adequadamente a cura do adesivo;
· Aplainar as superfícies muito rugosas promovendo um contato íntimo e melhor fluxo do adesivo;
· Durante a secagem ou cura o adesivo não deve sofrer retrações exageradas, responsáveis por tensões excessivas nas ligações.
 
2-Ligações com tubos (ou "parafusos ocos")
 
Tradicionalmente estruturas de madeira são projetadas com ligações que não possuem capacidade de resistência ao momento fletor, ocasionando peças de grandes dimensões.
Estas ligações podem ser coladas, parafusadas, pregadas, com anéis ou com tubos metálicos (parafusos ocos).
 
2.1 - ensaio de classificação mecânico- visual
Primeiramente devem ser escolhidas no lote, aleatoriamente, tábuas de madeira isentas de nós ou outros defeitos visuais. Em seguida foi realizado o ensaio com o aparelho sylva test , que tem como objetivo a determinação do módulo de elasticidade e a resistência da madeira naquela direção .
2.2 - ensaios de caracterização
Os ensaios de caracterização têm como objetivo descrever todas as características físico - mecânicas das lâminas de madeira utilizada.
Após a retirada dos corpos de prova das diversas amostras de madeira devem ser realizados os ensaios para determinação do módulo de elasticidade tanto longitudinal quanto transversal, densidade, teor de umidade, rigidez e coeficiente de Poisson, de acordo com a norma NBR 7190/97.
Com o grande número de softwares disponíveis no mercado para análise de ligações em estruturas metálicas e a crescente disponibilidade de dados experimentais de diversos tipos de ligações metálicas, a tendência atual é a de se considerar a rigidez à rotação real das ligações e a sua influência no comportamento da estrutura como um todo.
Assim é de suma importância a obtenção, também nas estruturas de madeira, das curvas momento-rotação.