Várias forças actuam sobre a madeira utilizada no fabrico de mobiliário ou na construção e podem deformá-la ou parti-la. A resposta a estas forças depende da espécie, estrutura, direção das fibras, densidade, teor de água, defeitos de crescimento ou de processamento, mas também da natureza, duração e intensidade destas forças. A resposta da madeira pode ser prevista com base nas suas propriedades mecânicas. O seu conhecimento ajuda-nos a saber qual a espécie mais adequada, por exemplo, para suportar o peso de uma casa ou para ser deformada em móveis curvos. As propriedades mecânicas dão-nos respostas sobre o comportamento da madeira durante as diferentes fases de processamento ou dizem-nos qual será a sua resistência como parte das estruturas finais (casas, mobiliário).
A resistência à ação de várias forças é mensurável e pode ser comparada entre espécies. No entanto, para efetuar esta comparação, a determinação deve ser feita nas mesmas condições de temperatura e humidade, em amostras idênticas de madeira com formas específicas. Todas estas determinações são normalizadas. No artigo, encontrará as principais propriedades mecânicas da madeira, o nível de dimensão e como variam consoante a espécie, a direção das fibras ou outras caraterísticas específicas.
Elasticidade, a propriedade que torna os edifícios com estrutura de madeira mais resistentes aos terramotos
Dizemos sobre as casas com estrutura de madeira são mais resistentes aos terramotos do que o betão ou o tijolo, porque a madeira é elástica. Isto significa que tem a capacidade de voltar à sua forma original quando cessa a força que actua sobre ela (força sísmica, no caso das casas), desde que esta não ultrapasse o limite elástico. A elasticidade da madeira não é infinita. Cada espécie tem um limite para além do qual a madeira cede e a deformação torna-se permanente. A elasticidade da madeira é expressa por módulo de elasticidade que é medida em N/m² e é diferente consoante a orientação da fibra, longitudinal ou transversal, e a força atuante - tração, compressão, flexão ou torção.
Uma madeira elástica absorve melhor o choque e amortece melhor o impacto. É esta propriedade que está na origem da escolha de certas espécies para os artigos de desporto (bordo, faia ou bambu para tacos de basebol) ou cabos de ferramentas (carpa). Uma propriedade derivada da elasticidade é resistência à flexão. Por exemplo, em relação ao peso específico, resinoso têm uma resistência à flexão muito maior do que fagul. Por conseguinte, as madeiras macias são utilizadas para as estruturas de suporte das casas e a faia para o mobiliário.
Plasticidade
Talvez se lembrem Cadeira Thoneta peça de mobiliário mais vendida de todos os tempos. É uma cadeira simples, mas muito elegante, feita de elementos cilíndricos curvos de madeira de faia. A plasticidade é a propriedade subjacente ao mobiliário curvo. É a capacidade de os materiais manterem a sua forma depois de cessada a força que sobre eles actua. De facto, a madeira curvada é uma combinação da elasticidade e da plasticidade da madeira. Não parece muito possível, porque a plasticidade é o inverso da elasticidade e, segundo os princípios matemáticos, deveriam anular-se mutuamente. E, no entanto, não se anulam, complementam-se.
Normalmente, a madeira é elástica e, a partir de um certo limite, cede, é quebradiça. Quanto mais elástica for, mais se deforma sem rachar. A faia é uma madeira deste tipo. Quando submetida a diversos tratamentos - vapor, produtos químicos, correntes de alta frequência (CIF) - torna-se ainda mais elástica e pode ser moldada sem quebrar. Quando fixada num molde, toma a forma desejada e conserva-a mesmo após o fim do tratamento, graças à plasticidade adquirida pelo tratamento.
As espécies que se curvam bem são também frasinul e ulmul. E quanto mais jovem for, mais facilmente se dobra, pois a lenhificação leva ao endurecimento.
Resistência à compressão
A compressão é a força mais importante na construção porque actua sobre a estrutura de resistência de uma casa. No caso de casas com estrutura de madeira, os postes e as paredes estruturais devem ser capazes de descarregar esta força, dada pelo peso próprio da casa e por forças adicionais que possam ocorrer (cobertura de neve espessa no telhado), até à fundação e ao nível do solo sem afundamento ou deformação. Para que isto aconteça, a resistência à compressão dos elementos de madeira deve ser superior à força de compressão exercida.
A compressão pode ocorrer paralelamente à fibra ou transversalmente (radialmente ou tangencialmente aos anéis anuais). Nas casas com estrutura de madeira, a compressão ao longo da fibra é suportada pelas vigas e transversalmente pela sola da casa no contacto entre a sola e a viga. A resistência à compressão da madeira na direção transversal é apenas 15-201TPTP3T da resistência à compressão na direção longitudinal. A resistência à compressão aumenta com o aumento da densidade e diminui com o aumento do teor de humidade da madeira. Por exemplo, um aumento do teor de humidade da madeira em 1% pode levar a uma diminuição da sua resistência à compressão em 4%.
As espécies com boa resistência à compressão são as madeiras macias, carvalhofreixo, freixo, carpa, carpa, ulmeiro. LariceleO carvalho-roble, considerado como o carvalho dos carvalhos resinosos, tem uma resistência à compressão na direção longitudinal ainda maior do que a do carvalho. A carpa tem a maior resistência à compressão, tanto longitudinal como transversal.
Resistência à tração ou resistência à tração
Neste caso, a madeira é sujeita a forças que a querem alongar, aumentar as suas dimensões. É basicamente o inverso da compressão. Também neste caso, a resposta é diferente consoante a direção da fibra, longitudinal ou transversal, mas a resistência à tração transversal é rara nas aplicações da madeira. E é bom que assim seja, porque a resistência à tração na direção transversal é fraca. A resistência à tração longitudinal aumenta com o aumento da densidade e diminui com o aumento do teor de humidade.
A madeira é muito resistente à tração longitudinal, que é praticamente a mais elevada de todas as suas resistências mecânicas. É o dobro da resistência à compressão na mesma direção. A resistência mais elevada verifica-se nas madeiras duras de elevada densidade e dureza (carvalho, acáciaA resistência diminui se defeitos como nós ou fibras torcidas.
Resistência à flexão
É a resposta da madeira às forças de flexão. Resistência à flexão estática determina o nível de força com que a madeira se parte. Muito importante é a forma como a madeira parte. Quanto mais a rotura for feita com um rasgo grande e irregular das fibras, mais forte é a madeira. A resistência à flexão estática está associada à elasticidade, quanto mais elástica for a madeira, mais forte é. As espécies e os defeitos influenciam o nível de resistência à flexão estática.
Nas casas com estrutura de madeira, a encurvadura é a força exercida quando as forças laterais eólicas ou sísmicas actuam sobre vigas ou postes que não estão em estruturas contraventadas e estão rigidamente fixados ao chão. Como resultado destas acções, o elemento é deformado em relação ao seu eixo longitudinal.
Um tipo especial de resistência à flexão é resiliência, Em função da sua resistência à flexão dinâmica, as espécies dividem-se em resilientes (ou resistentes) e frágeis. As espécies resilientes são as recomendadas para a construção e para áreas onde podem ocorrer choques e vibrações (artigos de desporto, cabos de ferramentas). As espécies resilientes são os freixos, abetoO lariço, o larício, o ulmeiro e o frágil castanheiro ou choupo. Defeitos de crescimento ou processamento reduzem consideravelmente a resistência da madeira. O freixo é uma das espécies mais resistentes ao choque.
Resistência ao cisalhamento
O cisalhamento é outra força que ocorre principalmente na construção. A força de corte actua num determinado plano. Dependendo da combinação da forma como a força actua e do plano, existem 3 tipos de cisalhamento: transversal (a força e o plano são transversais à fibra), longitudinal paralelo à fibra (a força e o plano são paralelos à fibra) e longitudinal perpendicular à fibra (a força está ao longo da fibra e o plano é transversal).
A resistência ao cisalhamento aumenta com a densidade e é mais elevada com um teor de humidade da madeira de 10%. Alguns defeitos, tais como a fibra crepada, aumentam a resistência ao cisalhamento, outros (fibra torcida, fendas) diminuem-na. A resistência ao cisalhamento é 8-10 vezes inferior à resistência à tração longitudinal e 6-8 vezes inferior à resistência à compressão paralela à fibra. A faia e o carvalho são 50-75% mais resistentes ao cisalhamento do que o abeto ou a pícea.
Dureza
É a resistência com que a madeira responde quando um corpo duro tende a penetrar nela. A dureza divide as espécies em duras e moles e indica-nos a facilidade com que trabalham, como se comportam quando os pregos ou os parafusos penetram, até que ponto podem ser lixadas, até que ponto resistem ao desgaste.
Em valores absolutos, existem a dureza Janka e a dureza Brinell, consoante o método de determinação. A dureza mais elevada encontra-se na secção transversal, e a dureza na secção radial é comparável à dureza tangencial. De acordo com a dureza, o abeto, o choupo e o salgueiro são espécies moles, bétula e lariço espécies médias, e carvalho e acácia espécies duras.
Resistência à fissuração
É uma propriedade que nos ajuda a escolher a madeira certa para o fabrico de aduelas, tábuas, telhas ou que nos indica a dificuldade de rachar a lenha. É a resistência da madeira à força de fender as fibras na direção longitudinal. Esta força não corta as fibras, mas apenas as separa. A resistência também é importante na construção, aquando da montagem de componentes. Os parafusos grossos utilizados para fixar postes, por exemplo, podem provocar a fratura da madeira.
A madeira divide-se mais facilmente no plano axial, o plano dos raios medulares. Mais uma vez, tal como no caso do cisalhamento, depende do plano em que a força actua. A resistência no plano radial é menor do que no plano tangencial, pelo que a fendilhação ocorre axialmente, na direção radial. Defeitos como a fibra torcida, a fibra crevical, nós aumentam a resistência à fendilhação, enquanto que as fendas a diminuem. A resistência à fendilhação é a resistência mecânica mais baixa da madeira.
Muito pode ser dito sobre as propriedades mecânicas da madeira, mas fico-me por aqui. Queria apenas mostrar porque é que nem todas as madeiras podem ser utilizadas em todo o lado e como se pode explicar a utilização predominante de uma espécie numa determinada área. Quaisquer adições são bem-vindas, especialmente se houver exemplos de utilização de espécies diferentes. E se perdeu um projeto por ter escolhido a madeira errada, partilhe connosco a sua experiência, será muito útil. Quem tiver dúvidas ou perguntas pode deixá-las, como de costume, no espaço dedicado. Eu responderei com certeza.
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