COBERTURAS TRADICIONAIS DE MADEIRA. …

1 COBERTURAS TRADICIONAIS de madeira . CARACTERIZA O, INSPE O E CLASSIFICA O Jorge M. Branco e Paulo B. Louren o ISISE, Departamento de Engenharia Civil, Universidade do Minho, Guimar es RESUMO Apresentam-se alguns dos resultados recolhidos nos ltimos anos no estudo do tema COBERTURAS TRADICIONAIS de madeira . Tendo por base um levantamento exaustivo de v rios exemplos, analisou-se o comportamento global das COBERTURAS TRADICIONAIS de madeira , estudando a influ ncia de par metros espec ficos bem como o efeito de alguns erros diagnosticados na fase de levantamento. A inspe o visual n o apenas fundamental na avalia o de conserva o das COBERTURAS em madeira , como permite ainda a classifica o mec nica de elementos de madeira tendo por base a sua aprecia o visual. Existem normas espec ficas para a classifica o de elementos de madeira de estruturas existentes.

2 Na Universidade do Minho decorrem estudos da avalia o de aplicabilidade destas normas s estruturas de madeira existentes em Portugal. PALAVRAS-CHAVE: COBERTURAS , madeira , caracteriza o, inspe o, classifica o 1. Introdu o Em Portugal, a constru o de COBERTURAS de madeira , ap s numerosos s culos de uso e aperfei oamento, perdeu o seu fulgor com o aparecimento do a o e do bet o. At ent o, a forma mais f cil de cobrir habita es, igrejas, monumentos, armaz ns, f bricas, etc. recorria utiliza o de madeira . A madeira era ent o um recurso dispon vel, f cil de trabalhar e a m o-de-obra qualificada era abundante. Com o aparecimento de novos materiais e com a industrializa o, a madeira deixou praticamente de ser utilizada. Estruturas como as asnas exigiam m o-de-obra qualificada para a execu o de entalhes, o que n o era mais comport vel numa ind stria preocupada em produzir em quantidade e a pre os reduzidos.

3 Passou ent o a ser conotada como um material pobre, que do ponto de vista estrutural servia apenas para aplica es provis rias. A sua n o utiliza o levou perda de praticamente todo o conhecimento adquirido ao longo dos s culos (Branco, 2012). Curiosamente, hoje em Portugal, a exemplo de outros pa ses Europeus, assiste-se a um retorno utiliza o de asnas de madeira , seja para reconstru o de patrim nio degradado, seja para constru es novas. A madeira continua a ser um material barato e de f cil obten o. As suas capacidades estruturais s o comprovadas pelos in meros exemplos que chegaram at aos nossos dias, e as suas capacidades arquitet nicas voltam a despertar o interesse. Sem esquecer que as atuais preocupa es ecol gicas e de sustentabilidade da constru o recolocam a madeira na primeira linha dos materiais de constru o.

4 2. COBERTURAS de madeira As COBERTURAS , que podem ser de duas, tr s, quatro, ou mais guas, possuem na sua estrutura principal asnas. As asnas s o uma esp cie de vigas armadas em forma triangular, constitu das por v rias pe as de madeira . As asnas de madeira podem ter in meras configura es geom tricas. A escolha da sua tipologia recai sobre v rios fatores entre os quais se destacam o v o a cobrir, a natureza das a es a considerar, a inclina o da cobertura, a arquitetura e as opera es de montagem e execu o. O espa amento normal entre as asnas, de eixo a eixo, da ordem de 3 a 4 metros. Sobre as asnas repousam as madres, os rinc es e a estrutura secund ria de suporte cobertura (varedo mais ripado). Quanto posi o das v rias pe as que formam o conjunto da asna: a linha fica sempre em posi o horizontal, as pernas assentam sobre a linha em posi o inclinada para boa forma o das vertentes do telhado, o pendural verticalmente no v rtice do telhado formado pelas pernas e as escoras ficam inclinadas, ligando as pernas ao pendural.

5 Na Figura 1 apresentam-se as tipologias de asnas TRADICIONAIS de madeira mais comuns em Portugal. (a) (b) Figura 1 Tipologias de asnas TRADICIONAIS de madeira ; (a) Asna simples; (b) Asna composta. Quanto s esp cies de madeira , o Pinho (Pinus pinaster, Ait.), o Castanho (Castanea sativa, Mill.) e o Eucalipto (Eucalyptus globulus Labill.) s o as mais comuns. O Castanho normalmente associado s obras das ordens eclesi sticas (mosteiros e igrejas). Como madeira mais dur vel, est presente nas constru es mais antigas. O Eucalipto nos ltimos anos ganhou import ncia especialmente por ser uma madeira barata e dispon vel. O Pinho nacional sempre foi amplamente usado no sector da constru o. As liga es entre os v rios elementos s o realizadas atrav s de entalhes, podendo possuir mecha e respiga, executadas de forma que os esfor os s o transmitidos por LinhaP -de-galinhaBra adeiraCal oPernaFrechalCumeeiraVaraEscoraPenduralM adrePernaVaraMadreCumeeiraCal oLinhaPenduralEscoraEscoraPenduralEscora Penduralcompress o e atrito.

6 Este tipo de entalhe pode ser efetuado com dente simples, anterior ou posterior da pe a, ou dente duplo. O correto funcionamento da liga o depende sobretudo da sua tipologia, diretamente relacionada com o tipo e n vel de a es de solicita o, bem como a perfei o e min cia da sua execu o. A fim de prevenir poss veis invers es de esfor os, muito frequentes em COBERTURAS ligeiras, as liga es s o usualmente complementadas com elementos met licos, que tamb m se destinam a impedir o deslizamento lateral da pe a. Enquanto pregos s o usados em todas as liga es, as bra adeiras s o empregues nas liga es com a linha e os esquadros nas liga es linha-perna e pendural-pernas. Estes elementos met licos t m normalmente larguras de 5-6 cm e espessura de 6 mm. Relativamente ao di metro dos parafusos de porca que atuam nestas ferragens podem ser de 6, 9 e 12 mm, consoante a categoria de resist ncia da asna.

7 Caracteriza o geom trica Com o intuito de melhor conhecer as caracter sticas geom tricas dos elementos constituintes das estruturas de madeira antigas, procedeu-se ao levantamento de diversas COBERTURAS de edif cios nacionais, nomeadamente de diversos monumentos situados nas regi es norte e centro de Portugal. As sec es transversais das pe as foram registadas em intervalos regulares com um paqu metro digital, ver Louren o et al (2012) para detalhes (ver Figura 2). (a) (b) (c) (d) Figura 2 Nomenclatura adotada e dimens es m dias: (a) Pa o dos Duques de Bragan a, Guimar es; (b) Mosteiro de Arouca; (c) Laborat rio Chimico, Coimbra; (d) Santu rio de S. Torcato. O levantamento geom trico realizado inclui diferentes tipos de estruturas de madeira , diferentes per odos (do s c. XVII ao s c. XX) e diferentes estados (desde muito danificado a quase intacto).

8 Uma diferen a relevante entre as estruturas que duas delas tinham mais de 200 anos (pr -industriais) e utilizavam troncos rolados enquanto as outras duas tinha cerca de 70 anos (p s-industriais), e utilizavam sec es em esquadria. A Figura 3 mostra as diferen as evidentes entre os elementos estruturais. (a) (b) Figura 3 Aspeto das COBERTURAS : (a) pr -industrializada com se es roladas, Mosteiro de Arouca; (b) p s-industrializada com se es em esquadria, Pa o dos Duques de Bragan a. Apesar de a amostra ser pequena, as estruturas com se es retangulares e idade at cerca de 100 anos apresentam deteriora o biol gica reduzida e um coeficiente de varia o de cerca de 5%. No caso das estruturas mais antigas de madeira , a deteriora o mais relevante e as incertezas s o maiores. Se assumirmos que o Mosteiro de Arouca pode ser representativo de se es roladas com deteriora o moderada a baixa, o coeficiente de varia o de cerca de 15%.

9 Se assumirmos que o Laborat rio Chimico representativo de estruturas de madeira fortemente deterioradas, os valores do coeficiente de varia o atingem valores de 20% ou superiores. No caso do castanho em Portugal, verifica-se uma deteriora o muito baixa ao fim de 70 anos em servi o e apenas deteriora o moderada depois de algumas centenas de anos em servi o. No caso das madeiras resinosas, ap s 200 anos de servi o, o n vel de seguran a encontrado era totalmente inaceit vel. Anomalias mais comuns Falta de manuten o das estruturas e conce o ou constru o err nea s o as principais causas da redu o do n vel de seguran a das COBERTURAS TRADICIONAIS em Portugal. Problemas associados presen a de elevadas concentra es de teor de gua, em particular, junto ao apoios, s o patologias usuais. Um dos mais frequentes erros de conce o prende-se com a exist ncia de esfor os de flex o nos elementos da asna, nomeadamente, nas pernas, seja em resultado de uma sele o inadequada da tipologia da asna para o v o a cobrir (Figura 4a) ou pela simples excentricidade existente entre o n da asna e o ponto de aplica o das cargas (Figura 4b).

10 (a) (b) Figura 4 Exemplos de conce es erradas; (a) Tipologia incorreta para o v o a cobrir; (b) Coloca o das madres com excentricidade relativamente ao n perna-escora. Apesar de menos significativas, tamb m a excentricidade entre o apoio e o n perna-linha s o usuais. A exist ncia deste g nero de excentricidade leva necessidade da coloca o de apoios em forma de consolas curtas (cachorros). Uma fonte importante de incerteza na defini o do comportamento estrutural das asnas TRADICIONAIS de madeira , em particular, daquelas com tipologia simples, a liga o entre a linha e o pendural. Apesar das regras pr ticas de bem construir recomendarem a separa o do pendural da linha, normal encontrarem-se exemplos onde estes dois elementos est o ligados (Figura 5). (a) (b) Figura 5 Exemplos de liga es pendural-linha erradas; (a) Pendural pregado linha; (b) Liga o r gida entre o pendural e a linha.