PREVENÇÃO DE ANOMALIAS EM ELEMENTOS DE MADEIRA EM ZONAS COSTEIRAS Prevention of anomalies in timber elements in coastal areas

Transcrição

1 PREVENÇÃO DE ANOMALIAS EM ELEMENTOS DE MADEIRA EM ZONAS COSTEIRAS Prevention of anomalies in timber elements in coastal areas Resumo Teresa de Deus Ferreira Arquitecta Mestrado em Construção, IST Lisboa - Portugal teradeus@netcabo.pt Esta comunicação, cujos principais destinatários são os projectistas, tem como objectivo prescrever as soluções construtivas, materiais e produtos mais adequados para a aplicação de elementos em madeira no exterior de edificações à beira-mar, evitando assim as anomalias associadas ao ambiente agreste característico da zona. Estas anomalias resultam em grande parte de, durante a fase de projecto, não ser previsto o impacte das acções ambientais. Não será feita referência à reabilitação pois pretende-se evitar o surgimento das anomalias através da prevenção. Palavras-chave: anomalias, madeira, zonas costeiras. Abstract This paper, whose main audience is the designers, aims at prescribing the most adequate construction solutions, materials and products to apply timber elements in the outer surface of coastal areas buildings and avoiding the anomalies associated with its characteristic harsh environment. These anomalies result mostly from lack of prevention against the environmental actions at the design stage. No reference will be made to rehabilitation since the objective is to avoid anomalies by prevention. Keywords: anomalies, timber, coastal areas. Jorge de Brito Professor Associado DECivil, Instituto Superior Técnico Lisboa - Portugal jb@civil.ist.utl.pt 1 Introdução A madeira tem as mais variadas aplicações, sendo um dos materiais mais versáteis usados na construção. Até ao advento do betão armado, a madeira era usada em estruturas, pavimentos, coberturas, assim como todos os vãos interiores e exteriores. A madeira no exterior sofre a influência dos agentes atmosféricos. Deve-se ter sempre em conta o clima, i.e. as variações de humidade, a insolação, a pluviosidade e a temperatura. Devem ser ponderados estes factores, juntamente com a especificidade dos agentes biológicos e a sua relação com os tipos de madeira e os produtos preservadores. 2 Características da madeira A madeira deve ter três qualidades: resistência mecânica - resistência estrutural; estabilidade dimensional - não empenar; durabilidade natural - resistência a fungos e insectos xilófagos. O desempenho da madeira varia de acordo com as mais diversas influências. O cerne, zona interior do tronco, é a zona com madeira de melhor qualidade e mais durável pois, à medida que se vai formando, as resinas (Resinosas) ou as gomas (Folhosas) vão-se depositando, impedindo a entrada de água que não encontra espaço para aí se depositar. O borne é a zona periférica da madeira, com menos qualidade mas maior facilidade de impregnação na aplicação de produtos preservadores.

2 3 Madeiras e derivados aplicáveis na faixa costeira 3.1 Madeira maciça Segundo a norma NP madeira maciça designa a madeira, serrada ou transformada, incluindo os elementos de madeira com ligações de entalhes múltiplos e/ou madeira lamelada-colada. O quadro 1 contém as características de algumas madeiras. Quadro 1 - Características das principais madeiras tradicionalmente utilizadas em Portugal. Retracção mecânica natural Resistência Durabilidade Designações comerciais B M E B M E B M E Afzélia Câmbala Carvalho roble Casquinha Castanho Pinho bravo Pinho manso Tola branca B - Baixa; M - Média; E - Elevada. 3.2 Derivados da madeira Madeira lamelada-colada Este material é constituído por lamelas de madeira justapostas, agrupadas na horizontal ou na vertical, com espessura < 4,5 cm, e coladas com a direcção da fibra sensivelmente paralela. A sua eficácia, face a aplicações no exterior, é muito elevada Painéis baquelizados São painéis estratificados de madeira, constituídos interiormente por fibras de madeira ou papel, tratados com resinas termoendurecidas, comprimidos a altas pressões e temperaturas, que lhes conferem elevadas prestações físicas, térmicas e mecânicas, em que a camada superficial é em madeira Contraplacado marítimo Os contraplacados são obtidos através da colagem de lâminas de madeira entre si. Para aplicação em exteriores, deverão ter a colagem feita à base de colas fenólicas resistentes à humidade e são denominados por contraplacado marítimo Aglomerados de madeira - cimento As placas de aglomerado de madeira - cimento são feitas a partir de partículas ou fibras de madeira aglutinadas através de cimento portland normal. É um material inalterável e resistente à humidade. 4 Anomalias inerentes à localização As causas de deterioração da madeira em ambientes exteriores são várias, entre elas a degradação térmica, a oxidação devido à radiação ultravioleta e os fungos (nomeadamente da podridão). As condições de humidade a que a madeira fica exposta estão na origem da maior parte dos problemas que podem surgir. Também as variações dimensionais originadas pelos ciclos de molhagem e secagem poderão ser responsáveis por alguma deterioração. 4.1 Agentes atmosféricos Humidade A humidade devida à água da chuva é a maior causa de degradação das caixilharias de madeira exteriores. Propicia o desenvolvimento de fungos causadores de apodrecimento, provoca variações dimensionais (responsáveis por deficiências no funcionamento), descoloração, desintegração e erosão Radiação ultravioleta A radiação solar, para além de ser responsável pela descoloração da madeira, tem um grande efeito de degradação sobre a protecção aplicada, esquemas de pintura ou velaturas, exigindo manutenção constante, em média de 2 em 2 anos. A radiação ultravioleta induz a decomposição química dos compostos orgânicos da madeira, que se dá apenas na camada superficial dos elementos, até 0,5 mm. É ainda responsável pelo escurecimento inicial da madeira quando exposta, originando uma tonalidade mais acentuada da cor original. Se a madeira estiver exposta à água da chuva, a acção alternada da luz e da água aceleram o processo, originando a lixiviação da camada superficial da lenhina degradada. A madeira adquire um tom acinzentado e a superfície fica rugosa em resultado da erosão contínua. Este tipo de envelhecimento da madeira é sobretudo superficial, com pouca influência na elasticidade e resistência mecânica dos elementos estruturais.

3 4.2 Agentes biológicos Fungos da madeira Os agentes biológicos deterioram a madeira por ser um substrato nutritivo. Os bolores e algumas bactérias produzem somente alterações estéticas mas os fungos da podridão podem originar o colapso dos elementos, uma vez que decompõem as paredes das células lenhosas. Para o seu desenvolvimento, os fungos necessitam de determinados níveis de humidade, de temperatura e de oxigénio. As temperaturas normais do ar em Portugal situam-se, em média, dentro dos valores mais favoráveis para o desenvolvimento destes fungos, entre 10 e 30º C, tal como a humidade relativa do ar, acima dos 80% [1]. Bolores Bolor é a designação corrente para os fungos que se desenvolvem na superfície da madeira, mesmo se estiver pintada, e alteram o seu aspecto produzindo manchas. A produção de esporos e a descoloração associada originam anomalias na superfície da madeira, de fácil resolução. O maior problema que advém desta situação poderá ser em termos de saúde, pois os bolores podem originar problemas respiratórios em pessoas mais sensíveis [1]. Fungos cromogéneos Os fungos de azulamento ou fungos cromogéneos provocam manchas azuladas na madeira e podem surgir sob duas formas: os que aparecem nas madeiras verdes, devido à humidade elevada e os que se desenvolvem debaixo das protecções da madeira (esquemas de pintura, velaturas ou vernizes) devido à acumulação de humidade. O azulamento não destrói o material lenhoso mas, ao atacar as células, estes fungos, associados a bactérias que se desenvolvem em condições semelhantes, podem tornar a superfície da madeira mais porosa, permitindo uma absorção de água mais rápida, o que favorece o desenvolvimento de outro tipo de fungos. Microfungos Os microfungos causam a podridão mole e afectam a resistência mecânica da madeira. Decompõem a celulose tornando a madeira macia [1]. Ocorrem com frequência em situações de elevada humidade e podem atacar tanto Folhosas como Resinosas mas com predomínio das primeiras. Este tipo de fungos é muito frequente em elementos localizados em ambientes marítimos, como barcos e pontões, ou em contacto com o solo. Fungos de podridão Estes fungos, associados às maiores degradações da madeira, desenvolvem-se na presença de oxigénio e humidade e causam dois tipos de podridão [1]: podridão branca - originada por fungos que se alimentam da lenhina e da celulose; podridão castanha - resultado de fungos que se alimentam apenas da celulose Insectos xilófagos A humidade elevada favorece a actuação de alguns insectos xilófagos como as térmitas. A madeira seca é preferida pelo caruncho. Térmitas As térmitas, ou formiga branca, são insectos que atacam a madeira húmida e em contacto com o solo, a partir de termiteiras presentes no terreno envolvente, alastrando aos elementos contíguos. Somente os cernes duráveis ou moderadamente duráveis em relação ao ataque por térmitas, podem ser utilizados sem tratamento. No caso de construções isoladas, é viável recomendar o tratamento do solo na proximidade do edifício, evitando a aproximação das térmitas. Carunchos Os carunchos são insectos que sobretudo o borne de certas madeiras, quando esta está seca e são as larvas que, ao abrir galerias no interior da madeira para se alimentarem, provocam a sua destruição. Após a metamorfose, o insecto abandona a madeira através de um orifício e deposita ovos noutras madeiras, infestando-as. As espécies de madeira classificadas como susceptíveis na EN devem ser tratadas com um produto preservador. 5 Medidas preventivas 5.1 Qualidade da madeira Para situações em que se pretenda madeira de grande resistência natural, esta deverá ter as seguintes características: elevada densidade, grande número de anéis por centímetro nas Resinosas, pequeno número de anéis por centímetro nas Folhosas, poro fechado, elevada percentagem de cerne, elevado teor em substâncias tóxicas ou repelentes (taninos, resinas, gomas) e baixo teor de humidade. A qualidade da madeira, para além de todos os factores intrínsecos à sua natureza e ao seu desenvolvimento, depende das condições em que o seu corte, secagem e armazenamento são realizados.

4 5.2 Disposições construtivas Existem alguns cuidados a ter em conta em relação à aplicação de madeiras na construção: ventilar muito bem a zona da aplicação para a madeira não se degradar; garantir a correcta drenagem da água das chuvas sem recantos onde se possa acumular; evitar o contacto directo com o terreno; deixar juntas ou folgas adequadas entre as peças para que possam inchar sem causar prejuízos na obra; proteger as zonas em contacto com materiais que contenham água, como rebocos ou o solo; preferencialmente cortar radialmente a madeira, para evitar empenos; isolar os topos das peças selando-os; utilizar apenas madeira seca, sã e tratada de acordo com a classe de risco de utilização. 5.3 Produtos preservadores Por produto preservador, entende-se produto de acção preventiva, que é aplicado na madeira antes da sua utilização. A aplicação deste tipo de produto é proporcional ao ataque do qual se pretende proteger a madeira. Quanto mais desfavorável for a situação, maior a quantidade de produto a aplicar e mais profunda a sua penetração na madeira Escolha do produto A escolha do produto deve ter em conta as seguintes características [3]: toxicidade - grande toxicidade para os agentes biológicos destruidores do material lenhoso; poder de penetração - bom poder de penetração na madeira de acordo com o prazo de protecção que se pretende conferir; permanência - pouco volátil, principalmente os seus elementos tóxicos; acção sobre os materiais - não deteriorar a madeira ou aumentar a sua combustibilidade; ser isento de qualquer tipo de acção corrosiva sobre elementos metálicos; não provocar quaisquer manchas ou efeitos prejudiciais nos rebocos, estuques, pinturas ou outro tipo de acabamento das madeiras; acção sobre o Homem e animais superiores - não libertar qualquer tipo de odor desagradável ou substância prejudicial à saúde dos trabalhadores que o aplicam, assim como dos ocupantes da construção. Os vários produtos preservadores existentes no mercado dividem-se do modo a seguir exposto [3]. Produtos oleosos São produtos com as seguintes características: elevada permanência na madeira, mesmo em condições rigorosas; tendência para reduzir o risco de fendilhação; fraca ou nula acção corrosiva sobre elementos metálicos; incompatibilidade com pinturas ou outros acabamentos; cheiro muito intenso que pode comunicar-se a outros materiais ou a produtos alimentares; aumento da combustibilidade da madeira, ao menos logo após o tratamento. Produtos aquosos São preservadores constituídos por sais metálicos dissolvidos em água ou por misturas de diversos sais, geralmente aplicados às madeiras por métodos de pressão em autoclave. Têm as seguintes características: tempo de permanência na madeira, consoante na sua composição química entrem ou não substâncias fixadoras; necessidade de efectuar a secagem do material após o tratamento; ausência de exsudação depois da madeira seca, o que elimina o risco de manchas nos rebocos e estuques; compatibilidade com pinturas e outros acabamentos; ausência de cheiro, sem risco de contaminação de produtos situados nas proximidades; facilidade de transporte e armazenamento; são comercializados no estado sólido para diluir posteriormente; possibilidade de redução da combustibilidade da madeira pelo emprego de substâncias ignífugas na composição do produto. Produtos com solvente orgânico O seu elemento tóxico dissolve-se num solvente orgânico mais ou menos volátil e são por vezes reforçados com produtos aditivos de forte acção insecticida de contacto. Têm estas características: permanência na madeira, sobretudo pela insolubilidade na água dos seus componentes activos; elevada penetração na madeira seca, o que os recomenda especialmente para aplicações por pincelagem, pulverização ou imersão; ausência de inchamento na madeira por não conterem água na composição, o que permite

5 usá-los em peças já acabadas ou aplicadas; ausência de exsudação depois da madeira seca, o que elimina o risco de manchas nos rebocos e estuques; compatibilidade com pinturas ou outros acabamentos logo que o solvente se evapore da madeira; ausência de acção corrosiva sobre os elementos metálicos em contacto com as peças tratadas; presença ou ausência de cheiro consoante são ou não bastante voláteis os componentes activos ou o solvente empregado; aumento da combustibilidade da madeira, sobretudo quando o diluente é muito volátil e antes deste se ter evaporado Escolha do método de tratamento O método de tratamento a empregar varia segundo o tipo de madeira, o risco de ataque, a temperatura, a humidade e a duração que se pretende obter. Os mais usados são os descritos em seguida. Pincelagem e pulverização É um método muito superficial de aplicação dos produtos. Tem uma taxa de penetração muito baixa, apenas atinge as camadas superficiais da madeira, embora os produtos com dissolventes orgânicos penetrem melhor do que os diluídos em água, sobretudo se as peças se encontrarem bem secas. Este método deve ser aplicado em situações de risco eminente de ataque biológico ou em obras provisórias em que será suficiente para o tempo de duração pretendido. Imersão rápida e imersão prolongada Dependendo do tipo de eficácia pretendida, a imersão pode demorar desde alguns segundos até a alguns dias. Como no caso anterior, os produtos com dissolventes orgânicos penetram melhor, sobretudo se a madeira se encontrar bem seca, mas a profundidade irá variar de acordo com o tipo de madeira, com a percentagem de humidade da peça e com o tempo de imersão. Este tipo de protecção não é dos mais eficazes, já que a penetração do produto não é muito profunda. Deve ser utilizado apenas quando a probabilidade de ataque por fungos for pequena e haja a certeza de que a madeira não está ainda contaminada. Imersão a quente-frio Trata-se de um tratamento em profundidade em que a madeira é imersa num tanque juntamente com o produto preservador, aquecido a uma temperatura entre 80º e 90º C. Este aumento de temperatura causa a dilatação do ar contido no interior das células da madeira que acaba por sair. O posterior arrefecimento cria uma depressão no interior da madeira obrigando o produto a preencher os vazios do lenho. Tratamento em autoclave O tratamento em autoclave, ou impregnação por pressão, confere à madeira uma grande durabilidade e resistência face à humidade e ao ataque de organismos xilófagos. Com este método, obtêm-se, de forma rápida e económica, as maiores retenções em produto preservativo, qualquer que seja a espécie de madeira a tratar. Este tratamento pode ser de dois tipos: com sais hidrossolúveis, que contêm cobre e deixam uma cor esverdeada na madeira e os orgânicos que respeitam a sua cor natural. Madeira termotratada A madeira termotratada é um processo industrial que, sem recorrer a agentes químicos, proporciona uma maior resistência ao ataque dos fungos e à podridão e aos agentes atmosféricos e uma maior estabilidade dimensional face às alterações das condições ambientais. A madeira é exposta a temperaturas de 190/250º C. O tratamento pode ser realizado a seco ou com óleo. A madeira fica com um cheiro desagradável, fazendo com que a sua aplicação em interiores não seja recomendada. Com este método, a humidade de equilíbrio reduz-se entre 10 e 60% comparada com a da madeira sem tratamento, as deformações devido à humidade são 30 a 90% menores e a capacidade de absorção de líquidos diminui. Em contrapartida, a resistência mecânica pode ver-se afectada até 50% nos tratamentos mais intensos. Este processo permite melhorar as qualidades isolantes da madeira, já que a sua superfície endurece, e adquire um tom mais escuro. No entanto, também fica mais leve e quebradiça. 5.4 Acabamentos O acabamento da madeira aplicada em exteriores através de pintura é realizado com o fim de minimizar a degradação superficial devida aos agentes atmosféricos e manter ou melhorar as características estéticas das peças de madeira. Este revestimento decorativo e protector não substitui nem se confunde com o tratamento preservador, o qual se destina a aumentar a durabilidade da madeira face

6 aos agentes biológicos (insectos e fungos). O termo revestimento por pintura é aplicado aos produtos de acabamento que englobam tintas, vernizes e velaturas Velaturas As velaturas penetram na madeira mas não formam película contínua na superfície, conferem decoração e protecção contra o desgaste e permitem uma manutenção simples. São consideradas revestimentos adequados para um grande conjunto de aplicações pelo facto de deixarem a madeira respirar, mantendo-a impermeável à chuva [4]. As consequências dum descuido na manutenção são menos sérias do que para os vernizes, face à simplicidade do procedimento Vernizes Os vernizes em aplicações no exterior requerem uma manutenção mais frequente do que as tintas e as velaturas. No entanto, dos produtos de revestimento são os que favorecem mais a madeira, não encobrem o seu veio e aprofundam a cor. Estes produtos têm geralmente uma baixa durabilidade pelo facto de as películas de espessura grossa terem pouca permeabilidade, podendo assim ocorrer o arranque da camada superficial da madeira, situação frequente no caso de introdução de água sob a película de verniz, a partir de topos não protegidos. Por outro lado, os raios UV passam através da película e podem branquear ou degradar a superfície da madeira subjacente, o que origina o destacamento do verniz [4]. A sua utilização no exterior só é recomendada em situações onde os elementos de madeira possam estar resguardados da incidência directa da radiação solar e da chuva. O tempo de vida útil de um verniz varia entre um e quatro anos, dependendo da qualidade do produto e das condições de exposição, devendo proceder-se a manutenção logo que necessário, a fim de simplificar o processo e limitar os custos inerentes Tintas Os esquemas tradicionais de pintura com tinta em multicamada são constituídos por primário, subcapa e acabamento [4]. O principal objectivo do primário é impregnar a camada superficial da madeira para garantir uma perfeita ligação entre o substrato a as seguintes camadas do revestimento. A subcapa contribui para a espessura e a opacidade dos revestimentos de pintura por tinta. A função do acabamento é proporcionar um bom aspecto ao revestimento, podendo-lhe conferir características específicas. As tintas protegem a superfície da madeira contra a influência da acção solar devido às partículas dos pigmentos ou de aditivos que entram na sua composição e absorvem a radiação UV. 6 Conclusão A investigação na indústria química tem originado tratamentos biócidas que fazem com que a durabilidade das madeiras aumente. A utilização da madeira tem numerosas vantagens construtivas: imediata colocação em carga, bom comportamento à flexão e facilidade que oferece de corrigir os defeitos que possam aparecer durante a execução. A maioria dos problemas de funcionamento da madeira resulta essencialmente do não cumprimento de regras básicas de utilização deste material. Se as condições de aplicação forem bem definidas e a escolha da madeira, a concepção do desenho e o seu tratamento forem os adequados, não devem existir quaisquer anomalias no material. Existem assim condições a vários níveis para que a madeira possa e deva ser aplicada na construção na zona costeira, podendo usufruir-se plenamente das suas qualidades físicas e estéticas. Referências [1] Sousa, Vítor; Telmo Dias Pereira; Jorge de Brito. Patologias não estruturais do Palácio Nacional de Sintra - Anomalias em caixilharias de madeira, 3º Encore - Encontro sobre conservação e reabilitação de edifícios, LNEC, Lisboa, Maio 2003, Vol. 1, pp [2] Cruz, Helena; Nunes, Lina. Fungal degradation of wood in buildings, International RILEM Conference - Microbial impact on building materials, Lisboa, 2003, pp [3] Teixeira, Gabriela de Barbosa; Belém, Margarida da Cunha. Diálogos de Edificação. CRAT, Porto, [4] Ficha M 10, Madeira para construção - Revestimentos por pintura de madeira para exteriores, LNEC, Lisboa, 1997.