Fendas de secagem em vigas de madeira: causas, efeitos na capacidade resistente e métodos de reparação

Abstract

A madeira é um material higroscópico, e por isso, está em constante troca com o ambiente circundante. Sob condições de humidade relativa e temperatura constantes, a madeira tende a atingir um teor em água de equilíbrio constante. Além de higroscópica, a madeira é heterogénea, anisotrópica e retrátil. No entanto, o comportamento retrátil da madeira só se verifica, quando esta varia de teor em água para patamares inferiores ao seu ponto de saturação das fibras, ponto a partir do qual a madeira começa a perder água higroscópica contida nas paredes celulares. A heterogeneidade e a anisotropia da madeira, fazem com que a retração da madeira seja distinta para as três direções fundamentais de crescimento. A retração tangencial é cerca de 1.5 a 2 vezes superior à radial. Este diferencial nas retrações transversais da madeira, são a principal causa da ocorrência de fendas longitudinais às fibras da madeira. Estas ocorrem normalmente devido a processos de secagem não controlados, que resultam em tensões de tração internas transversais às fibras superiores às resistentes, sendo esta uma das propriedades fracas do material lenhoso. Estas fendas desenvolvem-se segundo planos radiais. Uma madeira com um coeficiente de anisotropia (relação entre a retração tangencial e radial) próximo da unidade, considera-se como sendo estável dimensionalmente, e menos propensa ao surgimento de fendas e empenos. No entanto, as condições higrotérmicas do ambiente circundante de uma peça de madeira não são constantes, fazendo com que a madeira perca e ganhe humidade em função da variação do clima circundante, sempre em busca do teor em água de equilibro. Como o transporte de humidade no interior da madeira é lento, as camadas externas de uma dada secção atingem mais rapidamente o teor em água de equilibro que as camadas internas. Esta diferente entre teores em água entre camadas adjacentes, designado como gradiente de humidade, resulta num diferencial de extensões de retração, e por conseguinte em tensões internas, que quando ultrapassam a capacidade resistente à tração transversal às fibras se libertam em forma de fenda. São vários os fatores que estão na génese do aparecimento de fendas e do modo como estas afetam a resistência dos elementos estruturais de madeira. Contudo existem métodos e técnicas de reparação especialmente desenvolvidos, para minimizar ou anular o seu efeito negativo na capacidade portante dos elementos estruturais de madeira.

Wood is a hygroscopic material, and therefore, is in continuous exchange with the surrounding environment. Under conditions of relative humidity and constant temperature, the wood tends to reach a constant water content. In addition to the hygroscopic nature, wood is heterogeneous, and anisotropic retractable. However, the behavior of wood retractable only occurs, when their water content change in a range below fibers saturation point, from which the wood begins to lose hygroscopic water contained in cell walls. The heterogeneity and anisotropy of timber, make retraction of the timber be different for the three fundamental directions. The tangential shrinkage is about 1.5 to 2 times the radial direction. This difference in transverse retraction of the timber, are the primary cause of the occurrence of longitudinal cracks on wood fibers. Is typically occurs because of uncontrolled drying processes which result in transverse internal tensile stresses higher than the resistant fibers, this being a poor property of timber. These cracks develop radial planes. With a coefficient of anisotropy (the ratio between tangential and radial shrinkage) close to the unit, is considered to be dimensionally stable, and less likely to cracks and warp. However, the hygrothermal conditions of the surrounding environment of a piece of wood are not constant, causing losses and gains of wood moisture content in function of the variation in humidity of the surrounding atmosphere, always seeking the equilibrium water content. As the moisture transport within timber is slow, the outer layers of a given section quickly reach the equilibrium water content of the outer layers. This different between water contents between adjacent layers, referred to as moisture gradient, giving rise differential shrinkage extensions, and therefore in internal stresses, which when exceed the load bearing capacity transversal to the fibers are released in the form of cracks. There are several factors that are at the origin of cracks and how these affect the resistance of structural elements of wood. However there are methods and repair techniques specifically designed to minimize or cancel its negative effect on the bearing capacity of the structural elements of wood.