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I Materiais de Construção Derivados de Madeira série MATERIAIS joão guerra martins antónio vieira 1.ª edição / 2004 II Apresentação Este texto resulta inicialmente do trabalho de aplicação realizado pelos alunos da disciplina de Materiais de Construção I do curso de Engenharia Civil, sendo baseado no esforço daqueles que frequentaram a disciplina no ano lectivo de 1999/2000, vindo a ser anualmente melhorado e actualizado pelos cursos seguintes. No final do processo de pesquisa e compilação, o presente documento acaba por ser, genericamente, o repositório da Monografia do Eng.º ANTÓNIO VIEIRA que, partindo do trabalho acima identificado, o reviu totalmente, reorganizando, contraindo e aumentando em função dos muitos acertos que o mesmo carecia. Pretende, contudo, o seu teor evoluir permanentemente, no sentido de responder quer à especificidade dos cursos da UFP, como contrair-se ainda mais ao que se julga pertinente e alargar- se ao que se pensa omitido. Esta sebenta insere-se num conjunto que perfaz o total do programa da disciplina, existindo uma por cada um dos temas base do mesmo, ou seja: I. Metais II. Pedras naturais III. Ligantes IV. Argamassas V. Betões VI. Aglomerados VII. Produtos cerâmicos VIII. Madeiras IX. Derivados de Madeira X. Vidros XI. Plásticos XII. Tintas e vernizes XIII. Colas e mastiques Embora o texto tenha sido revisto, esta versão não é considerada definitiva, sendo de supor a existência de erros e imprecisões. Conta-se não só com uma crítica atenta, como com todos os contributos técnicos que possam ser endereçados. Ambos se aceitam e agradecem. João Guerra Martins Aglomerados de Madeira 3 ÍNDICE ÍNDICE DE TABELAS ........................................................................................................... 6 ÍNDICE DE FIGURAS............................................................................................................ 7 SUMÁRIO................................................................................................................................. 9 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 10 CAPÍTULO I – A MADEIRA COMO “MATÉRIA-PRIMA DOS DERIVADOS” ....... 12 1.1. - HISTORIAL DA MADEIRA...................................................................................................12 1.2. – CONCEITO DE MADEIRA ...................................................................................................13 1.3. – NOMENCLATURA DA MADEIRA......................................................................................14 1.3.1. – ÁRVORES RESINOSAS ................................................................................................14 1.3.2. – ÁRVORES FOLHOSAS..................................................................................................15 1.4. – ESTRUTURA DA MADEIRA................................................................................................17 CAPÍTULO II – PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA .............. 21 2.1. – PREÂMBULO.........................................................................................................................21 2.2. – PROPRIEDADES FÍSICAS....................................................................................................21 2.2.1. – HUMIDADE ....................................................................................................................22 2.2.2. – DENSIDADE...................................................................................................................24 2.2.3. – RETRACTILIDADE .......................................................................................................24 2.2.4. – HETEROGENEIDADE...................................................................................................25 2.2.5. – ANISOTROPIA ...............................................................................................................25 2.2.6. – HIGROMETRICIDADE..................................................................................................26 2.2.7. – POROSIDADE.................................................................................................................26 2.2.8. – DUREZA..........................................................................................................................26 2.2.9. – COR..................................................................................................................................27 2.2.10. – BRILHO.........................................................................................................................27 2.2.11. – ODOR E GOSTO...........................................................................................................28 2.2.12. – CONDUTIBILIDADES ELÉCTRICA, TÉRMICA E SONORA.................................28 2.3. – PROPRIEDADES MECÂNICAS ...........................................................................................28 2.3.1. – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO, À TRACÇÃO E À FLEXÃO................................29 2.3.2. – ELASTICIDADE, FLUÊNCIA E FADIGA....................................................................29 2.3.3. – A MADEIRA PERANTE A TEMPERATURA E O FOGO...........................................29 CAPÍTULO III – PERCURSO DA MADEIRA ATÉ AOS SEUS DERIVADOS ........... 32 3.1. – GENERALIDADES................................................................................................................32 3.2. – CRESCIMENTO E PRODUÇÃO ...........................................................................................33 3.3. – EVOLUÇÃO DO SECTOR DAS MADEIRAS EM PORTUGAL .........................................36 CAPÍTULO IV – DERIVADOS DA MADEIRA................................................................ 38 4.1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS...................................................................................................38 4.2. – TIPOS DE DERIVADOS DE MADEIRA...............................................................................39 4.2.1. - AGLOMERADOS............................................................................................................40 4.2.1.1 - DEFINIÇÃO E PROCESSO DE FABRICO..............................................................40 Aglomerados de Madeira 4 4.2.1.2. – TIPOS DE AGLOMERADOS E SUAS APLICAÇÕES .........................................42 4.2.2. – CONTRAPLACADOS ....................................................................................................63 4.2.2.1. – DEFINIÇÃO E PROCESSO DE FABRICO............................................................63 4.2.2.2. - TIPOS DE CONTRAPLACADOS E SUAS APLICAÇÕES ...................................66 4.2.2.3. – FORMAS DE COLOCAÇÃO DOS CONTRAPLACADOS...................................70 4.2.2.4. – VANTAGENS DOS CONTRAPLACADOS...........................................................71 4.2.3. - FOLHEADOS...................................................................................................................73 4.2.3.1 - DEFINIÇÃO E PROCESSO DE FABRICO..............................................................73 4.2.4. – TERMOLAMINADOS....................................................................................................74 4.2.4.1. – DEFINIÇÃO E PROCESSO DE FABRICO............................................................74 4.2.4.2. - TIPOS DE TERMOLAMINADOS E SUAS APLICAÇÕES...................................76 4.2.5. - PLACAS DE FIBRAS DE MADEIRA (PLATEX).........................................................784.2.6 – PAINÉIS DE MADEIRA RECONSTITUÍDA.................................................................79 4.2.6.1 – DEFINIÇÃO E PROCESSO DE FABRICO.............................................................79 4.2.6.2. - PAINÉIS DE MADEIRA RECONSTITUÍDA E SUAS APLICAÇÕES.................80 4.2.7. – CORTIÇA ........................................................................................................................80 4.2.7.1. - DEFINIÇÃO E PROCESSO DE FABRICO.............................................................80 4.2.7.2. - TIPOS DE CORTIÇA................................................................................................82 CAPÍTULO V – A MADEIRA E DERIVADOS FACE A OUTROS MATERIAIS ....... 84 5.1. - CONSIDERAÇÕES GERAIS..................................................................................................84 5.2. – A MADEIRA NATURAL FACE A OUTROS MATERIAIS ESTRUTURAIS .....................85 5.3. – A MADEIRA NATURAL FACE AOS SEUS DERIVADOS.................................................87 5.4. – PRODUÇÃO E CONSUMO DOS DERIVADOS DA MADEIRA.........................................88 5.5. – PREÇOS COMPARATIVOS DE DERIVADOS DE MADEIRA ..........................................89 6.1. – GENERALIDADES................................................................................................................94 6.2. – PROCESSOS DE TRATAMENTO ........................................................................................95 6.2.1. – SECAGEM.......................................................................................................................95 6.2.2. – DESENSEIVAMENTO OU LIXIVIAÇÃO....................................................................95 6.2.3. – CONSERVAÇÃO DA MADEIRA EM OBRA ..............................................................96 6.3. – AGENTES DETERIORADORES...........................................................................................96 6.3.1. - FUNGOS...........................................................................................................................97 6.3.2. – INSECTOS XILÓFAGOS ...............................................................................................97 6.3.3. – XILÓFAGOS MARINHOS.............................................................................................98 6.4. – PRODUTOS DE MANUTENÇÃO E SUAS CARACTERÍSTICAS .....................................98 6.5. – PROCESSOS DE APLICAÇÃO .............................................................................................99 6.5.1. – PROCESSO COM PRESSÃO (IMPREGNAÇÃO PROFUNDA) ...............................100 6.5.2. – PROCESSO SEM PRESSÃO (IMPREGNAÇÃO SUPERFICIAL).............................100 6.5.2.1. – POR ABSORÇÃO ..................................................................................................100 6.5.2.2. – POR CAPILARIDADE...........................................................................................101 CONCLUSÕES .................................................................................................................... 103 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 106 SITES DA INTERNET........................................................................................................ 108 ANEXOS ............................................................................................................................... 111 Aglomerados de Madeira 5 ANEXO I – ESPECIFICAÇÕES COMERCIAIS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE AGLOMERADOS................................................................................................................ 112 A. AGLOMERADOS .....................................................................................................................113 B. MDF............................................................................................................................................114 C. PLATEX.....................................................................................................................................115 D. CONTRAPLACADOS .............................................................................................................116 E. LAMELADOS............................................................................................................................117 F. TERMOLAMINADOS ..............................................................................................................118 ANEXO II – ESPECIFICAÇÕES COMERCIAIS DE ALGUNS TIPOS DE AGLOMERADOS................................................................................................................ 120 1. AGLOMERADO DE FIBRAS DE MADEIRA DE DENSIDADE MÉDIA (MDF) PARA UTILIZAÇÃO GERAL EM AMBIENTE SECO ...........................................................................121 2. AGLOMERADO DE FIBRAS DE MADEIRA DE DENSIDADE MÉDIA (MDF) PARA PAVIMENTOS ...............................................................................................................................122 3. AGLOMERADO DE FIBRAS DE MADEIRA DE DENSIDADE MÉDIA (MDF) LEVE, PARA USOS GERAIS ....................................................................................................................123 4. AGLOMERADO DE FIBRAS DE MADEIRA DE DENSIDADE MÉDIA (MDF) PARA UTILIZAÇÃO GERAL EM AMBIENTES OCASIONALMENTE HÚMIDOS...........................124 GAMA.............................................................................................................................................124 5. AGLOMERADO DE FIBRAS DE MADEIRA DE DENSIDADE MÉDIA (MDF) PARA LACAGEM .....................................................................................................................................125 6. AGLOMERADO DE FIBRAS DE MADEIRA DE DENSIDADE MÉDIA (MDF) MOLDÁVEL ..................................................................................................................................126 8. AGLOMERADO DE PARTÍCULAS DE MADEIRA COMPACTO PARA APLICAÇÕES INTERIORES DE SOFT E POSTFORMING E USO EM CONDIÇÕES SECAS.........................128 9. AGLOMERADO DE PARTÍCULAS DE MADEIRA COMPACTO PARA APLICAÇÕES INTERIORES, INCLUINDO MOBILIÁRIO, PARA UTILIZAÇÃO EM CONDIÇÕES OCASIONALMENTE HÚMIDAS.................................................................................................129 10. LAMINADO STANDARD PARA UTILIZAÇÃO GERAL EM APLICAÇÕES HORIZONTAIS ..............................................................................................................................130 11. LAMINADO “POST-FORMÁVEL” PARA UTILIZAÇÃO GERAL EM APLICAÇÕES HORIZONTAIS ..............................................................................................................................131 12. LAMINADO COM SUPERFÍCIE METÁLICA.......................................................................132 13. LAMINADO PARA PAVIMENTOS .......................................................................................133 14. ISOPLY .....................................................................................................................................134 15. LAMÉPLY ................................................................................................................................136 16. TRIPLY .....................................................................................................................................138 ANEXO III – NORMALIZAÇÃO DE MADEIRAS E SEUS DERIVADOS................. 140 Aglomerados de Madeira 6 ÍNDICE DE TABELAS TABELA 1 – ÁREA DE ALGUMAS ESPÉCIES OCUPADAS EM TERRITÓRIO CONTINENTAL, NOS ANOS DE 1980 E 1992 ......................................................................................................................37 TABELA 2 – MATERIAIS ESTRUTURAIS – DADOS COMPARATIVOS ........................ 85 TABELA 3 – APLICAÇÕES DOS TIPOS DE MADEIRA E DOS SEUS DERIVADOS ...... 88 TABELA 4 - PREÇOS DOS AGLOMERADOS DE MADEIRA POR ESPESSURAS E TIPOS .......................................................................................................................................... 90 TABELA 5 – PREÇOS DOS CONTRAPLACADOS POR ESPESSURAS E TIPOS............. 91 TABELA 6 – PREÇOS DE FOLHEADOS POR ESPESSURAS E TIPOS............................. 92 TABELA 7 – PREÇOS DE FOLHA DE MADEIRA NATURAL........................................... 92 TABELA 8 – PREÇOS DE MDF FOLHEADO FINO POR ESPESSURAS E TIPOS............ 93 Aglomerados de Madeira 7 ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1 – IMAGEM DE UM TIPO DE PINHO: “CASQUINHA”…………………………………..15 FIGURA 2 – EXEMPLO DE UMA ÁRVORE FOLHOSA: “FAIA”…………………………………...17 FIGURA 3 –SECÇÃO TRANSVERSAL DO TRONCO DE UMA ÁRVORE, MOSTRANDO AS PRINCIPAIS COMPONENTES DO LENHO E DA CASCA (IN MOREY, 1978, P. 49) ....................................... 18 FIGURA 4 – DIAGRAMA DE SECTOR CIRCULAR DO CAULE DE CINCO ANOS DE IDADE DE UMA . 19 FIGURA 5 – DIRECÇÕES FUNDAMENTAIS DA MADEIRA............................................................ 20 FIGURA 6- IMAGEM DE DUAS ÁRVORES DA MESMA ESPÉCIE, COM ANÉIS DE CRESCIMENTO DIFERENTES……………………………………………………………………………………26 FIGURA 7- IMAGEM DE UM INCÊNDIO………………………………………………………...31 FIGURA 8 – PINUS PINASTER -PINHEIRO MARÍTIMO ................................................................. 32 FIGURA 9 - ILUSTRAÇÃO DA TORAGEM, FALCAS E TOROS (IN SANTOS, 1991, P. 62)................ 34 FIGURA 10 -TOROS DE MADEIRA DESFIADA (IN SANTOS, 1991, P. 63) ................................... 35 FIGURA 11 – CORTE ATRAVÉS DE UMA SERRA DE FITA SEM-FIM (CHARRIOT) (IN SANTOS, 1991, P. 63) ................................................................................................................................. 35 FIGURA 12 – AGLOMERADOS (IN SANTOS, 1991, P .75) .......................................................... 40 FIGURA 13 – AGLOMERADO DE FIBRAS (MDF) (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) .................... 42 FIGURA 14 – MDF STANDARD ( IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ............................................. 43 FIGURA 15 – PAVIMENTO MDF (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ............................................ 44 FIGURA 16 – MDF BAIXA DENSIDADE (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ................................. 44 FIGURA 17 – MDF RESISTENTE À HUMIDADE (MR) (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) .............. 45 FIGURA 18 – MDF SUPERLAC (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ............................................... 46 FIGURA 19 – MDF MOLDURAS E PERFIS (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA)............................... 46 FIGURA 20 – MDF MOLDÁVEL (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ............................................. 47 FIGURA 21 – AGLOMERADOS REVESTIDOS COM PAPEL MELAMÍNICO (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ....................................................................................................................... 48 FIGURA 22 – AGLOMERADOS REVESTIDOS COM FOLHA DE MADEIRA (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ....................................................................................................................... 48 FIGURA 23 – AGLOMERADO OSB (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ......................................... 50 FIGURA 24 – OSB 2 MACHEADO (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA)........................................... 50 FIGURA 25 – OSB 2 (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) .............................................................. 51 FIGURA 26 E FIGURA 27 – OSB 3 (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA)....................................... 52 FIGURA 28 E FIGURA 29 – OSB 4 (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA)....................................... 53 FIGURA 30 E FIGURA 31 – OSB 4 MACHEADO (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ................... 53 FIGURA 32 – OSB 4 LAMBRIM (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) .............................................. 53 FIGURA 33 – PISO LAMINADO (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA)................................................ 56 FIGURA 34 – AGLOMERADO PARTÍCULAS STANDARD (ST) (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) .. 57 FIGURA 35 – AGLOMERADO DE PARTÍCULAS POSTFORMING (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA). 58 FIGURA 36 – AGLOMERADO DE PARTÍCULAS RESISTENTE À HUMIDADE (MR) (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ....................................................................................................................... 59 FIGURA 37 – AGLOMERADO PINTADO (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA)................................... 60 FIGURA 38- FORMAS DE CORTE DA MADEIRA (IN VALENTE, 1988, P. 52) ............................... 63 FIGURA 39 - OBTENÇÃO DE UM CONTRAPLACADO (IN SANTOS, 1991, P. 76).......................... 64 FIGURA 40 – FOLHA DESENROLADA E FIGURA 36A – CORTE POR SERRA OU LÂMINA ....... 65 FIGURA 41 – CORTE DE FOLHA (IN PATTON, P.206)..................................................... 66 FIGURA 42 – ALMA................................................................................................................. 66 Aglomerados de Madeira 8 FIGURA 43 – CONTRAPLACADO COMUM (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ............................... 66 FIGURA 44 – USO DO CONTRAPLACADO DE RESINOSAS (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA)........ 68 FIGURA 45 – MÉTODOS DE OBTENÇÃO DOS FOLHEADOS......................................................... 73 FIGURA 46 -ESTRUTURA DOS TERMOLAMINADOS................................................................... 75 FIGURA 47 – TERMOLAMINADO (IN SITE DASONAE INDÚSTRIA) ............................................. 75 FIGURA 48 - TERMOLAMINADO PARA APLICAÇÕES HORIZONTAIS/VERTICAIS (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ....................................................................................................................... 76 FIGURA 49– TERMOLAMINADO METÁLICO (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ........................... 77 FIGURA 50 – TERMOLAMINADO DE ELEVADA RESISTÊNCIA-PAVIMENTOS (IN SITE DA SONAE INDÚSTRIA) ..................................................................ERRO! MARCADOR NÃO DEFINIDO. FIGURA 51 – PLACAS DE PLATEX............................................................................................ 78 FIGURA 52 – AGLOMERADO EXPANDIDO PURO (IN SITE DE AMORIM ISOLAMENTOS).............. 81 FIGURA 53 – AGLOMERADO EXPANDIDO PURO (IN SITE DE AMORIM ISOLAMENTOS).............. 82 FIGURA 54 – CORTIÇA EM FOLHA (IN SITE DE AMORIM ISOLAMENTOS).................................. 83 FIGURA 55 – IMAGEM DE MADEIRA EM DESPARASITAÇÃO……………………………………98 Aglomerados de Madeira 9 SUMÁRIO A floresta em Portugal tem um valor económico e social importantíssimo, uma vez que a respectiva indústria dos produtos florestais, que abrange a transformação da madeira e a produção dos seus derivados, tem já um peso proporcional elevado na formação do produto interno e na balança comercial do País. Procura-se assim abordar, neste trabalho monográfico, a variedade dos derivados de madeira que mais têm contribuído para o desenvolvimento da economia nacional, nomeadamente no sector da construção civil e do mobiliário. Deste modo, começa-se pelo historial da madeira como matéria-prima dos seus derivados, com referência não só à sua nomenclatura, estrutura, propriedades e características, como também ao percurso habitualmente seguido na indústria desde a árvore até à obtenção dos derivados da madeira. Desenvolve-se o tema principal (Derivados de Madeira), de forma prolongada, embora não exaustiva, identificando os principais produtos deste grupo, caracterizando-os e apresentando o seu processo de fabrico, bem como as suas principais aplicações. Por último, conclui-se com a análise e estudos de mercado sobre a comparação entre a madeira e respectivos derivados,sem esquecer o problema da sua conservação e manutenção. Incluem-se, ainda, dois conjuntos de anexos: um visando uma extrema sintetização dos principais tipos de Derivados de Madeira, outro com algumas soluções comerciais, colocadas na forma de quadros resumo. Aglomerados de Madeira 10 INTRODUÇÃO A presente monografia subordinada ao tema “Derivados da Madeira” circunscreve-se no âmbito de uma disciplina final demonstrativa de conhecimentos adquiridos e capacidades desenvolvidas pelo seu autor, como parte dos requisitos para obtenção do grau de licenciado em Engenharia Civil na Universidade Fernando Pessoa. As árvores, muito delicadas enquanto jovens, são prodigiosos seres vivos que crescem vigorosamente quando as condições de solo e de ambiente são propícias, atingindo algumas vezes dimensões colossais. Portugal apresenta a taxa mais elevada de floresta dos Países Europeus, tendo cerca de três milhões de hectares e possivelmente capacidade para o dobro. Reconhece-se hoje o valor da árvore, quer como matéria-prima da economia industrial, quer como elemento fundamental do espaço natural, ou melhor, daquele onde impera a vida em toda a sua complexidade de formas e relações. As madeiras constituem um material complexo com características muito diferentes dos outros materiais de construção. A origem dessas diferenças reside sobretudo na sua estrutura fibrosa heterogénea e anisotrópica. A madeira tem sido desde sempre um dos principais materiais utilizados na construção. No entanto, estruturalmente, perdeu o seu protagonismo a partir da Revolução industrial, sendo substituída primeiro pelo ferro e depois pelo betão armado, materiais que constituem hoje em dia a estrutura da maior parte dos edifícios. A tecnologia, por sua vez, fez surgir uma série de derivados da madeira como alternativa à madeira maciça ou natural. Estes materiais, como os aglomerados e os contraplacados, têm características próprias que os distinguem entre si. Aglomerados de Madeira 11 A madeira maciça, considerada, por vezes erradamente, um material melhor do que os seus derivados, é obtida do tronco da árvore através do corte circular transversal ou em quartos. Necessita de um período de secagem alargado, entre um a dois anos, sendo que as resinosas secam mais depressa. Durante este processo ocorre, inevitavelmente, alguma deformação. O facto de a madeira que se adquire para trabalhos de marcenaria raramente estar bem seca, leva-a a acusar os efeitos da humidade e da temperatura, podendo vir a sofrer de diversas patologias e defeitos. Para remediar essa tendência natural surgiram os dois grandes grupos de derivados de madeira estratificada, os Aglomerados e os Contraplacados, a par de outros produtos seus sucedâneos existentes no mercado, dos quais se salientam os Folheados, os Termolaminados, as Placas de Fibras de Madeira (Platex), os Painéis de Madeira Reconstituída e a Cortiça. Enquanto os “contraplacados” surgem através das colagens de finas folhas de madeira, umas sobre outras, cruzando o seu veio na vertical e na horizontal, alternadamente, os “aglomerados" são fabricados a partir de pequenas aparas misturadas com uma resina sintética, sendo depois esta pasta prensada a alta temperatura, não apresentando no final quaisquer veios. Tanto num caso como noutro, para lhes conferir a aparência atractiva da madeira, a peça resultante é coberta com uma folha especificada desse material, chamando-se “folheado” a este processo de acabamento, o qual pode ser feita com madeira ou com laminados diversos. A madeira, mesmo tendo sido substituída por outros materiais, continua a ser um dos eleitos, quer pela sua beleza, quer pela sua maleabilidade. Contudo, por questões práticas e de orçamento, é cada vez mais substituída pelos seus derivados, os quais são hoje de capital importância para o sector da construção civil e do mobiliário De notar que se sentiu algumas dificuldades na obtenção de material de pesquisa, dada a modesta existência de bibliografia neste domínio. No final deste trabalho são referidas as fontes de informação e a bibliografia. Aglomerados de Madeira 12 Apesar das dificuldades referidas, e na certeza de que fica ainda muito por dizer, perspectiva-se de algum modo contribuir para o enriquecimento pessoal de quem se interessar por este assunto, tão diversificado como actual. CAPÍTULO I – A MADEIRA COMO “MATÉRIA-PRIMA DOS DERIVADOS” 1.1. - HISTORIAL DA MADEIRA Desde o aparecimento do homem sobre a terra até aos nossos dias, a técnica e a arte de trabalhar a madeira tem evoluído desde o processo manual e primitivo, até à vasta e engenhosa indústria moderna contemporânea. A madeira esteve sempre ao alcance do homem desde os tempos remotos, o qual através da sua imaginação sempre soube tirar proveito dela para execução de inúmeros objectos e produtos. Foi, portanto, um dos primeiros materiais utilizados pelo homem, não só para sua defesa (como arma ou fazendo parte dela), como para se aquecer, cozinhar e iluminar, para construção dos primeiros abrigos, das primeiras jangadas e barcos, etc. Com o decorrer dos tempos, o homem começa a utilizar a madeira para edificar as cabanas e choupanas, fazendo as paredes de ramos entrelaçados, rebocados ou não, com terra argilosa. Mais tarde, substitui as paredes com pedra ou tijolo cozido ao sol, aplicando a madeira não só na sua cobertura, portas e janelas, bem como na decoração interna e externa. A evolução consegue, entretanto, novos materiais, mas a madeira e seus derivados continuam a ser usados em larga escala. Nos nossos dias, além de material de grande utilidade que continua a ser, a madeira é também a fonte de muitos produtos usados na indústria, de onde se destaca o papel como grande responsável pelo avanço da nossa Civilização. Aglomerados de Madeira 13 1.2. – CONCEITO DE MADEIRA Um estudo desta natureza deve começar por fazer uma breve abordagem sobre o conceito de “madeira”. É extremamente importante proceder-se à delimitação deste campo de estudo, antes mesmo de se abordar o conceito de “derivados”. Recorrendo a uma noção de “enciclopédia”1, a noção de “madeira” é apresentada como sendo a “substância compacta, sólida, fibrosa, que se diz lenhosa, que compõe as raízes, o tronco (fuste, haste ou caule) e os ramos de certos vegetais”. Descrevem-se assim duas noções neste mesmo local: uma oriunda da “botânica” e outra da “silvicultura”. Na noção oriunda da “botânica”, a madeira define-se como uma “porção de lenho de dimensões suficientes para poder ser transformada depois de trabalhada com qualquer objecto útil” (página 841). Devido ao crescimento do diâmetro do “cilindro central” do caule das gimnospérmicas e dicotiledóneas, é que se obtém a madeira em bruto, matéria-prima, para ser utilizada nas mais variadas aplicações. O crescimento deste “cilindro central”, chamado de “câmbio”, é uma zona que fica no meio do “líber” e do “lenho” das plantas gimnospérmicas e dicotiledóneas. Para produzir madeira é importante o “câmbio”, com os tecidos virados na direcção do interior (incluindo o “lenho” e os raios medulares). Mas este “câmbio” de raiz também pode dar madeira. Em relação à “silvicultura”, a madeira é perspectivada como resultado da natureza, assumindo três formas: - a madeira, enquanto tal, a “lenha” e a “rama”. Estas formas são variáveis no diâmetro que a árvore possui, e em função da sua idade e localização vegetativa. O processo de produção da madeira, propriamente dita, aparece a partir do “eixo principal” da árvore, ao qual também se dá o nome de “fuste”. Este processo de produção confina-se até ao diâmetro de 0,20 metros. A partir deste, para menos,passamos a ter a “lenha” até às formações terminais da árvore designadas por “rama”. É a parte mais importante para o desenvolvimento da árvore. 1 Ver “Grande Enciclopédia Portuguesa e Brasileira” (GEPB)1, volume XV, página 841. Aglomerados de Madeira 14 Parece que podemos, então, concluir que a madeira, aquela que se extrai como matéria- prima bruta da natureza, é definida segundo estas duas perspectivas – a “botânica” e a associada à “silvicultura”. 1.3. – NOMENCLATURA DA MADEIRA A nomenclatura existente sobre madeira corresponde à classificação das árvores de onde a obtemos, resumindo-se, fundamentalmente, a dois grandes grupos: as árvores resinosas (ou “coníferas”) e as árvores folhosas (ou “caducas”). 1.3.1. – ÁRVORES RESINOSAS As árvores resinosas têm naturalmente resina, sendo as folhas do tipo persistente, com maior durabilidade, possuindo forma em agulha. São próprias das zonas frias e temperadas, pertencem às melhores e mais apreciadas madeiras de construção pelas suas características de trabalho e resistência mecânica. Apodrecem facilmente se não forem devidamente tratadas. Os tipos de árvores enquadradas neste grupo são o pinho e diversos tipos congéneres. As árvores a partir das quais se obtém o pinho são os pinheiros bravos e os pinheiros mansos. A madeira de pinho existe praticamente em toda a parte do mundo, sendo usada nas obras públicas e construção civil, para além dos sectores do mobiliário e da construção naval. Podemos referir alguns tipos particulares de “pinho”: • “Pinho bravo” - É uma árvore que dá madeira de boa qualidade, muito embora não seja muito utilizada. Obtém-se a partir do “pinheiro bravo”; • “Pinho marítimo” - Também conhecida por “pinus pinaster”, é uma árvore típica dos países mediterrânicos como Portugal, Espanha, França e alguns países de África. Encontra-se na Aglomerados de Madeira 15 Europa em altitudes médias (de 0 a 400 metros) e elevadas (de 400 a 900 metros), bem como na África em alturas até 2000 metros; • “Pinho manso” - Caracteriza-se por ter ramificações e nodos; • “Casquinha” - Encontra-se um pouco por toda a Europa, designadamente na Escandinávia, bem como em Portugal (Serra do Marão). FIGURA 1 – Imagem de um tipo de pinho: “casquinha” 1.3.2. – ÁRVORES FOLHOSAS As árvores folhosas são próprias de zonas temperadas tropicais, produzindo madeiras desde as mais suaves e brandas até às duras. Pertencem às madeiras aptas também para a marcenaria devido ao seu aspecto, acabamento e qualidade, sendo por isso mais indicadas para fins decorativos. Aglomerados de Madeira 16 São na sua maioria de folha caduca e entre os seus vários tipos temos: • O “carvalho” - É geralmente um tipo de árvore que, segundo GEPB (2000, p. 67), tem aquilo que se designa por “amentilhos masculinos delgados interrompidos, pendentes com uma flor na axila de cada bráctea”. Existem 200 espécies de árvores com este nome. Na madeira extraída desta árvore, os raios medulares são diferentes quanto à sua espessura, existindo uns delgados e outros com maior largura. Quanto ao tipo de folha, os carvalhos resumem-se a dois tipos: de folha caduca (ou folha marcescente, assim caracterizada por morrer no Outono mas cair só na Primavera seguinte) e de folha persistente. Nos de folha caduca os vasos possuem maior diâmetro do que os de folha persistente. O carvalho de folha caduca, quando atinge grandes dimensões, destina-se a ser utilizado preferencialmente no fabrico da aduela e na marcenaria, para além das decorações de casas e construção civil. Já o carvalho de folha persistente, de maior densidade, é muito usado para produzir carvão; • O “castanho” - É o nome porque é conhecido a madeira do castanheiro. Quanto à espessura e comprimento, são diferentes não tendo um padrão próprio. Aplica-se na tanoaria, na marcenaria e na construção civil; • O “eucalipto” - É uma árvore da família das “mirtáceas”. Existem 230 espécies diferentes. Estas árvores caracterizam-se pela sua altura e crescimento rápido, muito embora algumas apenas sejam “arbustos”; • O “álamo” - Trata-se de uma espécie de choupo. Porém, é possível extrair desta árvore boa madeira, podendo ter os destinos mais diversos; • A “nogueira” - É uma árvore de altura elevada, tendo a casca acinzentada e a copa grande com folhas de 7 a 9 folíolos. A sua madeira utiliza-se muito na marcenaria; • A “faia” - Caracteriza-se por possuir um porte esbelto, com cerca de 30 metros de altura, as folhas arredondadas, e uma considerável densidade. É utilizada na produção de Aglomerados de Madeira 17 carruagens, caixas de ressonância de pianos, utensílios de desporto e também em objectos de maior requinte e precisão. A “faia” é um exemplo de árvore das florestas dos climas temperados, da família das fagáceas, de córtex liso, cuja madeira branca, resistente e flexível é muito empregada em marcenaria; FIGURA 2 – Exemplo de árvore folhosa: “faia” 1.4. – ESTRUTURA DA MADEIRA No que respeita à estrutura da “madeira”, existem também diferenças consoante a origem das árvores. Geralmente, qualquer que seja o tipo de árvore, o crescimento dá-se sempre pela sobreposição de camadas sucessivas, concêntricas e periféricas, provenientes do “câmbio” (zona geratriz compreendida entre o “líber” e o “lenho”). Este crescimento designa-se por “anel de crescimento” e varia conforme a localização das árvores nas várias regiões do globo. Durante o seu processo de evolução os “anéis de crescimento”, à medida que se desnvolvem, vão os mais antigos sendo substituídos pelos mais novos, deixando os primeiros de participar na evolução fisiológica que, basicamente, se identifica com o armazenamento e transporte das substâncias químicas que alimentam a árvore. Aglomerados de Madeira 18 Nesta modificação aparece-nos o “cerne”, conjunto dos anéis de crescimento, ou seja, a camada concêntrica da árvore situada entre a parte interna designada por “medula”, e a parte mais nova situada na periferia, sob a casca, constituída pelas últimas camadas anuais de madeira ainda vivas, designada por “alburno”. O “cerne” é de cor escura, mais seco e duro que as restantes camadas da árvore, desempenhando funções estruturais. A parte designada por “alburno” tem a cor mais clara do que o “cerne”, sendo a principal função das suas células contribuir para a alimentação da árvore. FIGURA 3 – Secção transversal do tronco de uma árvore, mostrando as principais componentes do lenho e da casca (in Morey, 1978, p. 49) Importa referir ainda que os “anéis de crescimento” permitem conhecer não só a idade de uma árvore como também estudar a característica da anisotropia da madeira, propriedade física que depende da direcção segundo a qual é avaliada. A avaliação da qualidade da madeira pode ser feita através da “performance” física e mecânica dos “anéis de crescimento”, segundo três direcções possíveis: a “direcção tangencial” (ou direcção transversal tangencial), a “direcção radial” (ou direcção transversal radial) e a “direcção axial” (no sentido das fibra e longitudinal ao caule), tal como se representa na figura 3. Lenho Casca Aglomerados de Madeira 19 A estrutura celular das árvores possui “veios”, que são de toda a importância na extracção e serração das madeiras, visto que estas operações deverão ser efectuadas de maneira a que os “veios” fiquem sempre paralelos ao plano do corte. Se este aspecto não for tido em conta, dá origem a que se reduza significativamente a resistência da madeira, o que torna praticamente impossível obter uma peça de dimensão e qualidade aceitáveis.Os “veios” são de dois tipos: os “abertos” e os “fechados”. A diferença entre os dois está em que, no primeiro caso, os poros da árvore cobrem toda a superfície exposta, e no segundo, isso já não sucede, não sendo também visíveis a “olho nu”. Do ponto de vista “anatómico”, a madeira possui várias espécies que se encontram relacionadas com o “lenho”. O “lenho” pode ser de dois tipos: um “inicial” e outro mais “tardio”. As diferenças principais estão na fase do processo de crescimento do “lenho”, sendo o primeiro aquele que aparece na fase de nascimento e o segundo na fase terminal. As figuras seguintes (1 e 2) representam duma forma esquemática, respectivamente, a secção tranversal do tronco de uma árvore e os aspectos principais da sua estrutura lenhosa. FIGURA 4 – Diagrama de sector circular do caule de cinco anos de idade de uma Folhosa, indicando os aspectos principais da estrutura lenhosa (in Rendle, 1937, p. 49) Aglomerados de Madeira 20 FIGURA 5 – Direcções fundamentais da madeira (In Carvalho, 1996, p. 29) Aglomerados de Madeira 21 CAPÍTULO II – PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA 2.1. – PREÂMBULO As madeiras e seus derivados, de um modo geral, para além das suas características químicas, possuem importantes propriedades físicas e mecânicas, cuja diferença básica reside no facto de as físicas serem características intrínsecas da madeira, independentemente da sua utilização, ao passo que as mecânicas encontram-se associadas às diversas qualificações da madeira para as respectivas finalidades ou utilizações. Nem toda a madeira é igual. Cada variedade apresenta propriedades específicas. Há madeiras muito duras e resistentes e outras mais brandas e menos resistentes. Pegando num pouco de madeira, verifica-se que a sua estrutura é fibrosa, ou seja, formada por fibras. As fibras estão orientadas segundo uma direcção determinada, o que faz com que a madeira não tenha as mesmas propriedades em qualquer direcção, sendo mais fácil separar as fibras umas das outras no sentido dos veios do que no sentido perpendicular a eles. Esta particularidade que a madeira nos oferece exige que se tenha atenção ao projectar e ao trabalhar com ela. Como é heterogénea a constituição celular das árvores no seu processo de crescimento, não é de estranhar que o comportamento físico e mecânico da madeira que se extrai das árvores, e o seu desempenho, sejam díspares. 2.2. – PROPRIEDADES FÍSICAS As propriedades físicas essenciais na madeira são a Humidade, a Densidade e a Retractilidade, havendo, no entanto, outras que se encontram de certa forma relacionadas com elas, pelo que se referenciam as seguintes: Aglomerados de Madeira 22 • A Heterogeneidade, a Anisotropia, a Higrometricidade, a Porosidade, a Dureza, a Cor, o Brilho, o Odor e o Gosto, bem como as Condutibilidades eléctrica, térmica e sonora. 2.2.1. – HUMIDADE A humidade é o teor de água existente na madeira. Sem a água não é possível haver madeira. Se apenas o “lenho” possuir água, de um ponto de vista técnico, diz-se que a árvore não possui humidade. Se apenas as paredes das fibras possuírem água, então dizemos que este tipo de água é de “impregnação”. Se forem as próprias fibras que possuem a água, esta designa-se de água “livre”. A maior parte da madeira é constituída por celulose, sendo esta substância sobejamente conhecida pelo facto de necessitar de muita água para crescer. A quantidade de água absorvida pela madeira afecta o seu crescimento. Os “anéis de crescimento”, na retracção da madeira do tipo “transversal tangencial”, são de dimensões não regulares, podendo variar o seu grau de humidade entre 5% a 10% na passagem da madeira do tipo “seco” para madeira do tipo “saturada”. Após a extracção da madeira da árvore, podem advir complicações devido ao seu grau de humidade, designadamente, empenamentos, fissuras, etc. Segundo Carvalho (1996, p. 40), quanto ao teor de água a madeira pode classificar-se em: • “Madeira saturada” – com o teor de água (humidade) acima dos 70%; • “Madeira verde” – com o teor de água entre 30 e 70%. • “Madeira semi-seca” – com o teor de água entre 23 e 30%. • “Madeira comercialmente seca” – se o teor de água for de 18 a 22%. Aglomerados de Madeira 23 • “Madeira seca ao ar (sob coberto)” – se o teor de água for de 13 a 17%. • “Madeira muito seca” – com o teor de água entre 8 e 12%. • “Madeira completamente seca” – com 0% de teor de água. O conteúdo de humidade “H” da madeira define-se também como sendo a massa de água contida na madeira expressa como percentagem da massa seca. Dado que a massa se determina mediante pesagens, esta definição resulta equivalente se utilizarmos o peso em vez da massa, pelo que temos: 100 2 21 ×−= P PPH Sendo P1 o peso inicial da amostra, e P2 o peso seco da amostra obtido por secagem em estufa a uma temperatura de 1030 C ± 20 C. A madeira recém-cortada tem um conteúdo de humidade compreendido entre 50 e 110%, reduzindo-se a valores entre 16 e 18% por secagem ao ar livre. Para se conseguir conteúdos de humidade inferiores a 16 e 18%, temos de recorrer à secagem artificial. Ainda no respeitante à humidade temos a considerar a presença da água na madeira sob três formas: a água que faz parte intrínseca da matéria lenhosa da madeira e cuja eliminação só é possível com a destruição da própria madeira, dizendo-se neste caso que o teor em humidade é nulo; a água retida nas próprias paredes das fibras que é designada por água de impregnação ou água de saturação; e finalmente a água no interior das fibras que aparece quando as suas paredes já se encontram saturadas, chamada água livre, e que existe naturalmente na madeira verde. O teor de humidade da madeira nas árvores é de cerca de 50%. Se a madeira estiver sob imersão, o teor em humidade pode chegar aos 200%. Aglomerados de Madeira 24 2.2.2. – DENSIDADE A densidade é uma propriedade que está relacionada com a humidade da madeira, através do indicador “Massa Específica Aparente” (MEA). Este indicador permite determinar o peso que a madeira tem por cada unidade de volume aparente, a partir do teor de humidade que serve de base ao cálculo do mesmo, traduzindo também a compacidade da madeira, ou seja, a maior ou menor concentração do tecido lenhoso por unidade de volume. Esta importante propriedade física da madeira é muito variável nas espécies comerciais, não só devido às condições climáticas do ambiente de crescimento, mas também pela humidade ou teor de água que apresentam e ainda pela quantidade de infiltrações no lenho cerneiro. Com o fim de identificação, a densidade é apreciada por sopesagem comparativa de peças de madeira de idênticas dimensões e estados de humidade. 2.2.3. – RETRACTILIDADE A retractilidade é a propriedade da madeira que consiste em variar de dimensões quando o seu teor de água se modifica. Ela expande-se ao absorver água, e contrai-se ao perdê-la. Define-se coeficiente de retractilidade como a variação de volume da madeira em função da variação de 1% do seu teor em humidade, e pode ser classificada em dois tipos: • Retracção transversal – a que respeita ao atravessamento do diâmetro da árvore, podendo ser uma “retracção transversal tangencial” ou “retracção transversal radial”; • Retracção longitudinal – a que respeita ao comprimento (altura) da árvore. Carvalho, (1996, p. 55), apresenta a seguinte classificação respeitante ao “coeficiente de retractilidade”: Aglomerados de Madeira 25 • “Madeira muito nervosa” – se o valor do coeficiente variar entre 0,75% e 1%; • “Madeira nervosa” – se o valor variar entre 0,55 e 0,75%; • “Madeira medianamentenervosa” – se o valor variar entre 0,35 e 0,55%; • “Madeira pouco nervosa” – se o valor variar entre 0,15 e 0,35%. 2.2.4. – HETEROGENEIDADE A heterogeneidade consiste no facto de duas peças extraídas da mesma madeira nunca serem iguais uma à outra, ainda que sejam da mesma árvore. Esta diferenciação da madeira resulta do facto de as células das árvores serem diferentes, pelo que a madeira também é necessariamente diferente, ou seja, a madeira é um material orgânico. Os tecidos em questão são aqueles que dizem respeito aos “anéis de crescimento”. Estes apresentam diferenças conforme respeitarem à Primavera ou ao Outono. No que diz respeito ao “cerne” nota-se, de igual modo, também diferenças a nível dos tecidos. Esta heterogeneidade, conjugada com outras características (a referir mais à frente), tem como consequência o facto de a madeira ter também uma diferente dureza, uma diferente densidade e uma cor diferente. FIGURA 6 – Imagem de duas árvores da mesma espécie com anéis de crescimento diferentes 2.2.5. – ANISOTROPIA A anisotropia tem a ver com o facto de as propriedades físicas e químicas da madeira variarem conforme as direcções ou sentidos que a árvore conheceu ao longo do seu processo de crescimento natural. Liga-se, por conseguinte, a questões que se prendem com a composição das Aglomerados de Madeira 26 fibras e a sua disposição formal. Carvalho (1996, p. 20) procede à apresentação de uma classificação dos vários tipos de madeira segundo esta propriedade, em “baixa”, “média” e “alta”, consoante assuma os valores de menor de 1,5, entre 1,5 a 2 e maior do que 2, em percentagem. 2.2.6. – HIGROMETRICIDADE A higrometricidade é uma característica que a madeira possui de absorver a água e de a perder por evaporação. A madeira é um material orgânico e higroscópico, como tal muito sensível à influência da variação do grau de humidade ambiente, de tal forma que a cada par de valores higrotérmicos do ar (temperatura e humidade relativa) lhe corresponde um determinado valor de humidade, denominado humidade de equilíbrio higroscópico. Este valor deverá ser indicativo para a humidade de serviço da madeira em função da sua utilização, para que não venha a sofrer alterações dimensionais da sua estrutura, o mesmo é dizer do seu volume. 2.2.7. – POROSIDADE A porosidade é uma característica da madeira que permite deixar passar mais ou menos organismos ou elementos voláteis na sua constituição material. Como noutros materiais, também está ligada à maior ou menor aptência para absorver água. 2.2.8. – DUREZA A dureza é uma propriedade intimamente associada à ideia da resistência que a madeira possui, e varia com a sua idade e duração, sendo também diferente conforme se trate do “cerne” ou do “borne” da madeira. Aglomerados de Madeira 27 A dureza da madeira é um indicador corrente das suas propriedades físicas, uma vez que depende sobretudo da espessura das paredes celulares ou do tamanho do lúmen (espaço interno entre as suas paredes), variando, consequentemente, com a densidade. É possível ter uma ideia aproximada da dureza pela dificuldade de riscar com um bico metálico, ou mesmo com uma unha, uma superfície longitudinal da peça de madeira. A sua rigorosa determinação requer equipamento e metodologia próprias. A dureza também surge, portanto, associada ao conceito de deformabilidade. 2.2.9. – COR A cor é a propriedade característica da tonalidade que apresenta cada tipo de madeira (branca, rosada, avermelhada, acastanhada, amarelada), sendo variável de acordo com a idade da madeira. A cor da madeira é devida aos denominados extractivos, embora os principais componentes da parede celular, com excepção da celulose, também possam contribuir para a tonalidade do tecido lenhoso exposto por corte, em virtude de naturais oxidações. A cor da madeira varia não apenas com as espécies lenhosas, mas com indivíduos da mesma população, inclusive em zonas ou áreas da árvore. Este facto, em conjugação com certas singularidades características, tais como o fio e o veio da madeira, confere uma imagem específica a cada peça deste material, valorizando-o em qualidades decorativas. 2.2.10. – BRILHO O brilho é a propriedade que os corpos têm de reflectir luz incidente, ou seja, a propriedade de exibirem lustro. Consequentemente, uma madeira possui mais ou menos brilho consoante a sua capacidade de refletância, classificando-se por isso em baças ou lustrosas. A mais importante causa do brilho é a natureza das infiltrações no lenho, pelo que o cerne é mais lustroso que o borne. Contudo, há madeiras com modesta quantidade de extractivos e lustrosas, nomeadamente quando são de natureza oleosa ou gomosa. Aglomerados de Madeira 28 2.2.11. – ODOR E GOSTO O odor depende da presença, sobretudo no borne, de produtos infiltrados de diversa origem, desigandamente, os extractivos ou de metabolismo no cerne, e os metabolitos resultantes do desenvolvimento nos tecidos lenhosos, de microflora, mais frequente no borne, em virtude da sua maior assimilabilidade de substâncias aí contidas, como os amidos. Nas madeiras portuguesas são particularmente aromáticos certos pinhos, inclusive o pinho bravo, com pronunciado cheiro a resina, e o pinho manso com característico cheiro a pinhão. Claro que nem todos os cheiros são aromáticos, depende dos extractivos. Associa-se o odor ao gosto, mas este apenas pode ter verdadeiro interesse diagnóstico. 2.2.12. – CONDUTIBILIDADES ELÉCTRICA, TÉRMICA E SONORA As condutibilidades eléctrica, térmica e sonora são propriedades que identificam a madeira como sendo boa isoladora da electricidade, de ter uma baixa condutividade térmica devido à escassez de electrões livres e à sua porosidade. É também um bom isolante acústico, ressalvando que, neste caso, é mais ou menos isolante conforme a quantidade de ar que ela é capaz de ter no seu interior, para além da sua compactação. Acresce referir a sua capacidade de absorção sonora, o que permite melhorar as condições acústicas dos locais públicos em que se use a madeira ou seus derivados, reduzindo o efeito da reverberação. 2.3. – PROPRIEDADES MECÂNICAS Para se compreender o comportamento mecânico da madeira é preciso ter presente a sua constituição anatómica, que pode considerar-se como um material anisotrópico formado por tubos ocos com uma estrutura especificamente desenhada para resistir a tensões paralelas à fibra. As resistências e os módulos de elasticidade, na direcção paralela à da fibra, são sempre muito mais elevados que na direcção perpendicular. Aglomerados de Madeira 29 2.3.1. – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO, À TRACÇÃO E À FLEXÃO A resistência à compressão tem a ver com o comportamento da madeira quando está exposta a pressões a partir das suas extremidades, e de forma a diminuir o seu comprimento. Conforme a direcção da compressão for paralela às fibras, ou perpendicular, ou ainda oblíqua, assim o efeito e as reacções da madeira também serão diferentes. Também quanto maior for o grau de humidade, maior é a vulnerabilidade da madeira e, portanto, menor a sua resistência à compressão. A resistência à tracção relaciona-se com o facto de nos seus topos, e segundo o seu eixo, entrarem em acção forças iguais mas opostas, cujo objectivo é o de tentar fazer com que o seu comprimento aumente. Se o esforço de tracção incidir no sentido paralelo ao das fibras, conclui- se que a sua resistência é dupla da resistência à compressão. A resistência à flexão consiste na capacidade de reacção às cargas uniformemente distribuídas em todo o comprimento da madeira, ou em pontos variados e isolados uns dos outros. 2.3.2. – ELASTICIDADE, FLUÊNCIAE FADIGA A elasticidade consiste na sua resistência à deformação por alongamento ou por encurtamento da madeira sob tracção ou compressão uniformes. A fluência e fadiga correspondem à deformação ou redução da resistência com o tempo (caso da fluência) às solicitações que se efectuam sobre a madeira, ou quando a mesma é sujeita de forma cíclica (caso da fadiga) a solicitações. 2.3.3. – A MADEIRA PERANTE A TEMPERATURA E O FOGO O efeito da temperatura na resistência da madeira é muito pequeno. Com temperaturas inferiores a 00 C, os valores característicos da resistência à flexão e compressão são ligeiramente maiores que à temperatura normal. A madeira submetida a temperaturas muito elevadas pode Aglomerados de Madeira 30 sofrer uma perda de resistência, porém, quando está submetida de forma contínua a temperaturas de 370 C, alcançando ocasionalmente os 500 C, está provado que a sua resistência não é afectada. Acima desta temperatura (500 C) a resistência tenderá a reduzir-se. FIGURA 7 – Imagem de um incêndio Quanto ao comportamento da madeira perante o fogo, sabe-se que a reacção ao fogo da madeira e seus derivados depende muito da sua espessura, da humidade e da sua própria espécie. Um incêndio é uma combustão incontrolada que se desenvolve no espaço e no tempo, e que necessita para a sua evolução de uma acumulação de materiais combustíveis. É por isso que a legislação sobre a matéria pretende limitar a quantidade e a natureza dos materiais combustíveis existentes nos locais dos edifícios, já que a sua estrutura, propriamente dita, contribui muito pouco para o desenvolvimento do fogo. Apesar da madeira ser um material inflamável a temperaturas mais baixas relativamente às que se produzem num incêndio, é menos perigoso do que se julga, principalmente pelas seguintes razões: 1. A baixa condutibilidade térmica da madeira faz com que a temperatura diminua até ao seu interior; Aglomerados de Madeira 31 2. A carbonização superficial que se produz dificulta por um lado a saída dos gases e por outro a penetração do calor, por ter uma condutibilidade térmica ainda menor que a própria madeira; 3. A sua dilatação térmica não provoca deformações perigosas. Aglomerados de Madeira 32 CAPÍTULO III – PERCURSO DA MADEIRA ATÉ AOS SEUS DERIVADOS 3.1. – GENERALIDADES Como referimos anteriormente, a madeira é extraída a partir de várias espécies de árvores. Tudo começa com a escolha do solo que reúna as condições apropriadas para uma árvore ser plantada, crescer e dar madeira, a qual se poderá transformar depois num seu produto derivado (aglomerado, contraplacado, folheado, lamelado, placas de fibra de madeira “platex”, folha de madeira natural, termolaminado, madeira reconstituída, etc.) As zonas mais apropriadas para plantar árvores que permitam extrair madeira, são as que possuem climas e solos que não sejam de extremos. Geralmente, a árvore nasce através do lançamento da semente à terra, embora não seja este o único método. A semente utilizada deve ser oriunda de uma área com características ecológicas similares àquela onde vai ser lançada. A melhor forma de a semente florescer é a existência de um bom meio ambiente, proporcionado por um solo que não possua quaisquer outros tipos de plantas que consumam a água e os nutrientes necessários ao desenvolvimento das árvores que se pretendem, como se pode ver na figura 4. FIGURA 8 – Pinus pinaster - pinheiro marítimo Aglomerados de Madeira 33 3.2. – CRESCIMENTO E PRODUÇÃO O crescimento das árvores não pode ser acelerado e, ainda que a produção possa ser aumentada por meio de repovoamentos florestais, não é possível abastecer com madeira natural todas as necessidades cada vez maiores da indústria. Para satisfazer as exigências postas pelos construtores e fabricantes de mobiliário, desenvolveu-se um novo tipo de material, os derivado da madeira, que permitem utilizar quase integralmente não só os ramos, as lenhas e os toros de pequeno diâmetro produzidos pelas matas, mas também os desperdícios de madeira, as aparas e as serraduras provenientes das serrações. Diferentes técnicas de fabrico permitiram, desde 1950, realizar industrialmente diversos tipos de painéis que são constituídos, sobretudo, por aparas ou partículas aglomeradas por meio de resinas sintéticas sob pressão e temperatura elevadas. Este sistema permite obter placas dotadas de grande estabilidade dimensional em qualquer direcção, uma vez que se destruiu, pelo processo indicado, a organização natural do material lenhoso que conferia a este desiguais retracções e propriedades mecânicas, consoante a orientação considerada. As árvores ao crescerem desenvolvem-se naturalmente devido à existência de quatro factores primordiais: o clima, o solo, o ar e a forma de povoamento. O clima, porque está intimamente relacionado com a quantidade de água das chuvas e com o sol, essencialmente. O solo porque é dele que as árvores retiram os sais minerais imprescindíveis à alimentação, designadamente, os fosfatos, o calcário, o potássio, etc. O ar que é fundamental para as trocas gasosas da função respiratória da árvore. Por último, a forma de povoamento florestal, visto que, segundo Santos (1991, p. 35), “uma distribuição equilibrada do número de árvores por uma determinada superfície conduz a um aproveitamento mais racional dos elementos do solo e da luz solar”. O tempo necessário, desde que a semente é lançada à terra até que se possa extrair a madeira da árvore, é variável de árvore para árvore. Por exemplo, no caso do sobreiro de onde se Aglomerados de Madeira 34 extrai a cortiça, Fabião (1996, p. 71), por imperativo legal o tempo de “descortiçamento” é de 9 anos, numa mesma árvore. Após abate, as árvores de qualquer natureza são limpas no local onde floresceram, ou são submetidas a diversas operações tais como, desrama, desponta, toragem (ou traçagem) e falquejamento (ou falqueamento). A “desrama” consiste no corte de todos os ramos com folhas; a “desponta” é a denominação do corte dos ramos mais grossos; a “toragem” é o corte do tronco em comprimentos standardizados (12 palmos equivalentes a 2,64 metros), sendo de admitir outras dimensões de acordo com o diâmetro e a sua utilização; e, por fim, o falquejamento que consiste em retirar da parte exterior do toro, depois de descascado, quatro peças de madeira, com uma só face completa, obtendo-se uma só peça esquadriada (denominada no jargão técnico de “falca”). Esta “falca” pode ser de dois tipos: aresta viva ou meia quadra, tal como se pode ver na figura 5. FIGURA 9 - Ilustração da toragem, falcas e toros (in Santos, 1991, p. 62) Após a obtenção dos toros, procede-se ao seu desfiamento, isto é, à execução de “cortes” ou “fios longitudinais” (figura 6), com destino à indústria de transformação no caso de grandes quantidades. Aglomerados de Madeira 35 FIGURA 10 -Toros de Madeira Desfiada (in Santos, 1991, p. 63) Porém, se o destino for a sua utilização em quantidades de retalho, então os toros são transportados até às serrações para aqui serem serrados com recurso a serras manuais ou serras mecânicas. No caso destas últimas, como por exemplo as serras de lâminas oscilantes, circulares e as serras de fita sem-fim (figura 7), o corte do toro é mais rápido e rigoroso, havendo também menor desperdício. FIGURA 11 – Corte Através de uma Serra de Fita Sem-Fim (Charriot) (in Santos, 1991, p. 63) Para que se possa retirar o máximo aproveitamento do toro é, então, primordial conhecer- se o destino a dar ao mesmo, seja na indústria onde vai ser utilizado, seja no tipo de produto final. É essencial este aspecto, poispermite escolher o melhor corte de entre os vários tipos possíveis: radial, primitiva, “cantibay”, “moreau”, holandesa, com falquejamento, etc. Aglomerados de Madeira 36 3.3. – EVOLUÇÃO DO SECTOR DAS MADEIRAS EM PORTUGAL No território de Portugal continental, até ao século XIX, pouco ou nada se conhecia quanto à quantidade de árvores, tipos de árvores e suas características, bem como a qualidade das mesmas, pelo que era muito difícil conhecer-se a madeira que era possível extrair. Segundo Fabião (1996, p. 122), desde o século XIX até à actualidade, as características mais importantes da evolução deste domínio podem ser traduzidas pela “progressiva ocupação de terrenos incultos sem vocação agrícola e na prodigiosa expansão da área de pinheiro bravo, que é hoje a nossa principal produtora de madeira”. Não obstante, as espécies de árvores que vem a ser as mais plantadas são o “carvalho”, o “castanheiro” e o “eucalipto”. Nas décadas mais recentes, pode-se observar que há um aumento célere da superfície plantada de eucalipto com diminuição constante e ténue da superfície do azinho. De acordo com Fabião (1996, p. 123), a evolução da ocupação em termos de floresta do Continente, desde 1980 até ao ano de 1992 (o mais recente disponível) é a constante na tabela 1. Como se pode constatar, do ano de 1980 para o ano de 1992, o pinheiro bravo, principalmente, e a azinheira, mais aquele do que esta, diminuíram no que se refere à área florestal ocupada. O eucalipto, o sobreiro e as demais árvores referidas no quadro, conheceram uma evolução ascendente no período considerado. Na opinião de Fabião (1996, p. 127), pela informação disponível até à actualidade, há uma ideia base que é possível retirar, e que se consubstancia no carácter profundamente artificial da floresta portuguesa. Esta ideia insere-se no crescimento desorganizado, casuístico e não planeado da nossa floresta, ditado por razões que têm a ver com os interesses de quem decide nas diversas localidades florestais do território. Aglomerados de Madeira 37 FLORESTA, POR TIPOS DE ÁRVORES, EM HECTARES E PERCENTAGEM OCUPADA DE ÁREA FLORESTAL EM PORTUGAL CONTINENTAL (1980 e 1992) TABELA 1 – Área de algumas espécies ocupadas em território continental, nos anos de 1980 e 1992 (in Fabião, 1996, p. 123) 1980 1992 MILHARES DE HECTARES PERCENTAGEM DE ÁREA FLORESTAL MILHARES DE HECTARES PERCENTAGEM DE ÁREA FLORESTAL PINHEIRO BRAVO 1300 42.7 845 30.7 PINHEIRO MANSO 35 1.1 6 na OUTRAS RESINOSAS 35 1.1 91 3.3 EUCALIPTO 295 9.7 438 15.9 SOBREIRO 655 21.5 664 24.1 AZINHEIRA 536 17.6 465 16.9 CARVALHOS 66 2.2 112 4.1 CASTANHEIRO 30 1.0 31 1.1 OUTRAS FOLHOSAS 68 2.2 77 2.8 Aglomerados de Madeira 38 CAPÍTULO IV – DERIVADOS DA MADEIRA 4.1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS A madeira natural, na sua forma maciça, era outrora aplicada em todos os tipos de trabalhos de construção e mobiliário sem ter em conta que se tratava de um material orgânico e higroscópico, portanto sujeito a variações dimensionais da sua estrutura e, consequentemente, do seu volume, quando exposto a variações de temperatura e de humidade ambientes. Assim, quando uma madeira perde humidade sofre fenómenos de retracção e quando absorve água fica sujeita a um entumecimento. Tais alterações de volume são geralmente acompanhadas de empenos no plano normal às fibras. Assim, é pouco aconselhável utilizar a madeira natural em grandes superfícies, pois as deformações podem tornar-se importantes e prejudicar o aspecto da obra e até a sua função de utilização. Surge então a técnica da conversão da madeira, a partir da divisão dos toros em pranchas ou tabuados cujas faces apresentam aspectos distintos consoante o plano de corte efectuado se aproxima da medula (corte radial) ou se afasta bastante desta (corte tangencial). A conversão posterior destas pranchas ou tabuados permite a obtenção de peças com diferentes secções e comprimentos. Por conseguinte, se obtivermos outros materiais que, por via de específicas operações de transformação, visem melhorar estes aspectos e/ou atenuar as condições sub-óptimas de quantidades de madeira, em termos de qualidade, resistência e duração, então podemos contar com a existência de madeira não só em maior quantidade como também de melhor qualidade. Estas específicas operações de transformação dão origem àquilo a que se designa por “derivados da madeira”, que não são mais do que uma forma de rearranjar as fibras existentes, especialmente do tecido do “lenho”. A ideia é obter, após transformação das estruturas de raiz da madeira, essencialmente os seguintes benefícios: Aglomerados de Madeira 39 • Homogeneidade de composição e razoável isotropia no comportamento físico e mecânico; • Maiores possibilidades de secagem e tratamento de preservação e ignifugação, quando o material, antes da aglomeração, está reduzido a lâminas finas ou pequenos fragmentos; • Melhoria de algumas características físicas, como sejam a retractilidade e a massa específica, e também de características mecânicas em relação à madeira natural, por meio de alternativas nos processoa de fabrico; • Fabricação de produtos novos, com dimensões que a natureza não produz e melhores características (adequadas à tecnologia moderna de pré-fabricação modulada, entre outros aspectos); • Possibilitarem um aproveitamento praticamente integral de todo o material lenhoso que se consegue extrair das árvores e, simultaneamente, mais economias na utilização da madeira como “matéria-prima” dos seus derivados. 4.2. – TIPOS DE DERIVADOS DE MADEIRA Existem vários tipos de derivados de madeira. No âmbito desta Monografia, pretende-se efectuar uma caracterização dos aspectos principais de alguns deles, em especial dos que se consideram ser mais importantes no actual panorama nacional. Assim sendo, salientam-se os dois grandes grupos de estratificados de madeira, os “aglomerados” e os “contraplacados”, subdividindo-se depois os outros produtos derivados, seus sucedâneos mais correntes, em“folheados”, “termolaminados”, “placas de fibras de madeira (platex)”, “painéis de madeira reconstituída” e ”cortiça”. Aglomerados de Madeira 40 4.2.1. - AGLOMERADOS 4.2.1.1 - DEFINIÇÃO E PROCESSO DE FABRICO Segundo Santos (1991, p. 75), os aglomerados “são placas especiais de madeira, construídas a partir de pequenas árvores e ramos, provenientes de abates florestais”. Após serem descascados e cortados em reduzidas dimensões, são objecto de um tratamento adequado em câmaras apropriadas para a sua “humidificação”, sendo depois reduzidos a pequenas partículas através de máquinas desfibradoras, e transportados em tapetes rolantes a secadores rotativos para eliminação de toda a sua humidade. Após esta fase, as partículas são conduzidas a máquinas misturadoras que procedem à impregnação de resina, passando depois para tabuleiros apropriados em camadas previamente estabelecidas, para serem prensadas a uma temperatura que ascende aos 200º centígrados e uma pressão de 200 toneladas, afim de obterem a resistência e a forma final. Posteriormente, são levadas para máquinas de acabamento de forma a serem esquadriadas e polidas para o aglomerado ficar com as medidas standardizadas. Um exemplo do produto final pode ser observado na figura 8. FIGURA 12 – Aglomerados (in Santos, 1991, p .75) Estas placas possuem resistência e durabilidade, sendo por isso utilizadas nos mais diversos fins dos quais podemos destacar o revestimento de tectos, paredes e mobiliário. De entre Aglomerados de Madeira 41 os vários tipos de aglomerados que existem salientam-sedois tipos: “o aglomerado standard” e o “aglomerado hidrófugo”. Em relação ao aglomerado standard é de referir que se trata de um painel de partículas de madeira de pinho aglomeradas com resina química e que, geralmente, não possui qualquer revestimento nas faces. Este tipo de aglomerado é especialmente talhado para a construção civil, indústria do mobiliário e decoração de quaisquer domínios. A forma de utilização tanto pode ser em bruto (ou em cru), como revestido a papel ou a folha de madeira. No referente ao aglomerado hidrófugo, este é também um painel de partículas de madeira de pinho sem revestimento nas faces, mas fabricado com resinas especiais (não químicas) de tal forma que possa resistir à humidade, sendo por isso adequado para o fabrico de mobiliário a colocar em ambientes húmidos e para a construção civil. Também pode ser utilizado no seu estado bruto para efeitos de lacagem ou de revestimento. Cabem também na designação de aglomerados de madeira, as placas ou painéis de fibra que são constituídos por partículas obtidas por cocção de madeira fragmentada mecanicamente, ligada sob fortes pressões e altas temperaturas, utilizando a lenhina da própria madeira como aglutinante. Os painéis de partículas, segundo o seu fabrico, podem classificar-se em: ♦ Painéis comuns – formados por uma só camada, também designados por homogéneos por serem constituídos por partículas sensivelmente das mesmas dimensões em toda a espessura ou por várias camadas, geralmente três, em que a central é formada por partículas de maiores dimensões e as superficiais por material mais fino. ♦ Painéis folheados – de constituição análoga e revestidos nas suas duas faces por folhas decorativas. Os painéis de espessura superior a 30 mm podem ser obtidos por Aglomerados de Madeira 42 outros processos de fabrico que deixam perfurações tubulares no seu interior, de que resulta uma diminuição do seu peso. São conhecidos no mercado por painéis extrudidos. Os painéis de partículas apresentam-se com uma larga gama de dimensões, tendo espessuras geralmente de 4 a 30 mm, com larguras e comprimentos variáveis entre 1,00m e 2,13m por 2,00m e 2,80m, respectivamente. 4.2.1.2. – TIPOS DE AGLOMERADOS E SUAS APLICAÇÕES 4.2.1.2.1 - AGLOMERADO DE FIBRAS (MDF) Hoje em dia, falar em produtos derivados de madeira é falar de MDF – Aglomerados de fibras de densidade média ou “Médium Density Fibreboard”. Apresentando-se como o produto derivado de madeira com melhores condições para substituir de facto a madeira maciça, o seu consumo mundial tem vindo a aumentar continuamente, sendo perfeitamente adequado para responder aos requisitos das aplicações de mobiliário ou pavimentos, a necessidades de resistência à humidade ou ao fogo, de baixa densidade ou moldabilidade ou mesmo para utilizações na construção. O MDF apresenta uma superfície macia ideal para lacagem, de elevada maquinabilidade e homogeneidade, tal como se vê na figura 9. FIGURA 13 – Aglomerado de Fibras (MDF) (in site da Sonae Indústria2) 2 Retirado do site da Internet da “Sonae Indústria” <http://www.sonae-industria- tafisa.com/port/produtos_gama1.asp?id_prodnivel1=2> em 26/01/2004. Aglomerados de Madeira 43 Apresenta-se a seguir alguns produtos de Aglomerado de Fibras MDF existentes no mercado e suas principais aplicações: ♦ MDF “Standard (ST)”: Com uma superfície macia, sem descontinuidades e uma estrutura que o torna extremamente fácil de trabalhar. O MDF standard é muito versátil, tendo sido concebido especialmente para o fabrico de móveis e componentes com exigências elevadas de maquinabilidade e acabamento. A sua ampla gama de espessuras assegura uma excelente cobertura das necessidades da indústria de mobiliário (ver figura 10). FIGURA 14 – MDF Standard ( in site da Sonae Indústria3) Dimensões e espessuras existentes no mercado (mm): Dimensões: 1220 / 1830 x 2440 Espessuras standard: 2,5 -3 -4 -5 -6 -8 -10 -12 -15 -16 -18 -19 -22 -25 -28 -30 Dimensões: 1220 / 2440 x 3660 Espessuras standard: 8 – 10 – 12 – 15 – 16 – 18 – 19 – 22 – 25 – 28 - 30 ♦ MDF “Pavimentos”: A estrutura e densidade deste tipo de MDF tornam-no na solução adequada para aplicações que exigem características de resistência mecânica e que estão sujeitas a elevado desgaste, como é o caso dos pavimentos. As suas superfícies macias e uniformes permitem o revestimento com qualquer tipo de material para pavimentos (ver figura 11). 3 Ver site da “Sonae Indústria” <http://www.sonae-industria- tafisa.com/port/produtos_gama2.asp?id_prodnivel1=2&id_prodnivel23=11> em 26/01/2004. Aglomerados de Madeira 44 FIGURA 15 – Pavimento MDF (in site da Sonae Indústria4) MDF “Pavimentos resistentes à humidade (MR)”: Combinando a estrutura e densidade típicas de um produto para pavimentos com características especiais de resistência à humidade, este tipo de MDF é uma solução acertada para aplicações de pavimento em áreas mais sensíveis a humidades ocasionais. Dimensões e espessuras existentes no mercado (mm): Dimensões: 1830 x 2440 Espessuras standard: 6 - 7 - 8 ♦ MDF “Baixa densidade”: Aglomerado de fibras leve mas muito resistente, é a solução ideal para a fabricação de portas de guarda-roupa de grandes dimensões ou para todas as situações em que é necessária a performance mecânica e física de um MDF, mas com restrições especiais de peso. É muito utilizado na montagem e decoração de lojas, mesmo quando são especificados sistemas especiais de fixação dos painéis, especialmente em situações em que é necessária uma qualidade elevada e consistente do material (ver figura 12). FIGURA 16 – MDF Baixa Densidade (in site da Sonae Indústria5) 4 Ver site da “Sonae Indústria” <http://www.sonae-industria- tafisa.com/port/produtos_gama2.asp?id_prodnivel1=2&id_prodnivel23=12> em 26/01/2004. Aglomerados de Madeira 45 Dimensões e espessuras existentes no mercado (mm): Dimensões: 1830 x 2440 Espessuras standard: 12 - 16 - 19 – 22 ♦ MDF “Resistente à humidade (MR)”: Combinando um excelente desempenho em termos de maquinagem com a sua elevada resistência à humidade, é uma solução ideal para designs especiais de mobiliário de cozinha e casa de banho. Além disso, este MDF resistente à humidade, pela sua excepcional aptidão para operações de maquinagem, lixagem e acabamento, é um material de referência para a fabricação de caixilhos de portas e janelas, lambrins e outros componentes para a construção (ver figura 13). FIGURA 17 – MDF resistente à humidade (MR) (in site da Sonae Indústria6) Dimensões e espessuras existentes no mercado (mm): Dimensões: 1830 x 2440 Espessuras standard: 12 - 15 - 16 - 18 - 19 - 25 - 30 ♦ MDF “Superlac”: Para situações especiais como, por exemplo, portas de cozinha lacadas, o MDF superlac, com características especiais de aptidão da superfície à lacagem, permite uma redução bastante significativa nos tempos de acabamento e no consumo de lacas, garantindo, ao mesmo tempo, uma excelente qualidade da superfície (ver figura 14). 5 Ver site da “Sonae Indústria” <http://www.sonae-industria- tafisa.com/port/produtos_gama2.asp?id_prodnivel1=2&id_prodnivel23=15> em 26/01/2004. 6 Ver site da “Sonae Indústria” <http://www.sonae-industria- tafisa.com/port/produtos_gama2.asp?id_prodnivel1=2&id_prodnivel23=16> em 26/01/2004. Aglomerados de Madeira 46 FIGURA 18 – MDF Superlac
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