Estruturas antigas de casquinha: avaliação do impacto do caruncho pequeno por simulação da degradação

Abstract

Devido à sua abundância na natureza e às suas características mecânicas, físicas e de durabilidade, a madeira é um dos materiais de construção mais antigos utilizados pelo homem. Recentemente, a necessidade de reabilitar o parque edificado e a criação de novos produtos de madeira levaram a uma maior utilização da madeira impulsionada também como uma opção para fixação do carbono no âmbito de uma estratégia mais vasta de combate às alterações climáticas. A utilização de madeira como material de construção traz consigo os desafios habituais da sua aplicação, entre eles a sua suscetibilidade à deterioração por agentes biológicos. Considerando em particular a ação dos insetos, no contexto português, destacam-se, pela sua capacidade de causarem danos graves em estruturas com consequente redução do seu tempo de serviço, as térmitas subterrâneas e os carunchos grandes. Os carunchos pequenos, por seu lado, representam um grande desafio, uma vez que a quantificação do seu impacto na resistência mecânica dos elementos estruturais levanta ainda muitas dúvidas. A dificuldade de avaliação do nível de degradação pode levar a muitas substituições e intervenções desnecessárias, aumentando-se os custos da reabilitação e desperdiçando tempo de vida útil das estruturas. Neste contexto, o objetivo principal do trabalho descrito nesta dissertação foi avaliar, para uma madeira com forte tradição de aplicação no país, a casquinha, a redução da resistência de ligações típicas de carpintaria com dente simples (Perna-Linha) degradadas por caruncho pequeno. Para isso, recorreu-se à simulação do ataque do caruncho e realizou-se ensaios à compressão em 60 provetes de ligações. A partir dos ensaios à compressão, procurou-se estabelecer correlações entre o nível de degradação e a redução da resistência mecânica. Em paralelo, recorreu-se à técnica de micro tomografia computadorizada de raios X (μ-XCT) para a determinação da percentagem de material lenhoso “consumido pelos carunchos”, como forma de avaliação da degradação. Adicionalmente, procurou-se validar a utilização do equipamento MATEST Digital pull-off tester E142-01 para a realização de ensaios de arrancamento de parafusos in situ, estabelecendo-se correlações entre a resistência ao arrancamento e a massa volúmica da madeira.

Due to its abundance in nature and its mechanical, physical, and durability characteristics, wood is one of the oldest building materials used by man. Recently, the development of new Engineered Wood products and buildings rehabilitation needs associated with the use of timber as an option for a broader strategy to combat climate change have led to greater use of wood. The use of wood as a building material brings the usual challenges of its application, including its susceptibility to deterioration by biological agents. Considering insects infestations, in the Portuguese context, underground termites and old house borers stand out for their ability to cause damage to structures with a consequent reduction in their service life. On the other hand, common furniture beetles are a big issue, since the quantification of their impact on the mechanical strength of structural elements still raises many doubts. The difficulty in assessing the level of degradation can lead to many unnecessary replacements and interventions, increasing rehabilitation costs and reducing the structures' service life. In this context, the main objective of the research described in this dissertation was to evaluate, for a wood species with a strong tradition of application in the country (Scots pine), the reduction of resistance of traditional single step joints degraded by woodworms. For this, resorted to the artificial simulation of the beetle attack. Also, compression tests were carried out on 60 single step joint specimens. From the compression tests, attempts to establish correlations between the level of degradation and the reduction in mechanical strength were made. In parallel, the X-ray micro-computed tomography (μ-XCT) technique was used to determine the percentage of material consumed by the woodworm, as an alternative to evaluate the degradation. Additionally, was tried to validate the use of the MATEST Digital pull-off tester E142-01 equipment to carry out in situ screw withdrawal tests, establishing correlations between pullout strength and wood density.