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Dos abrigos Da pr-histria aos eDifcios De maDeira Do sculo XXi

Dos abrigos Da pr-histria aos eDifcios De maDeira Do sculo XXi

paulo b. loureno*1Jorge m. branco*2

1. Evoluo da morfologia da habitao Em madEira

O homem comeou por se recolher em abrigos naturais como cavernas e grutas para se proteger do clima e dos animais. Em algumas partes do pas, encontram-se abrigos com paredes de pedra, mas cuja cobertura em materiais vegetais, e que se podem tambm considerar uma forma morfolgica e cronologicamente primria de habitao Oliveira et al. 1969: 28. A evoluo das habitaes no ocorreu apenas com o passar do tempo, mas tambm sofreu influncias de outra natureza, como a modificao dos solos e do clima e a necessidade de proteo do homem face aos perigos externos. Desta forma, o homem comeou a fazer as casas com os materiais disponveis, adotando tcnicas de construo dominadas por certos grupos atravs do planeamento e da arquitetura. Desde o aparecimento do Homem, a tcnica e a arte de trabalhar a madeira tm evoludo, comeando por um processo manual e primitivo, at vasta e engenhosa indstria moderna. A madeira esteve sempre ao alcance do Homem desde os tempos remotos. A imaginao e a criatividade deste, permitiram-lhe tirar proveito para a execuo de variados objetos, produtos e abrigos (Figura 1), atravs da mescla de troncos e ramos com as peles dos animais caados. O elemento vegetal foi um dos primeiros materiais a ser utilizado pela Humanidade, para sua defesa, aquecimento, preparao de alimentos, iluminao, primeiras formas de habitao e primeiras embarcaes.

* ISISE, Dept. Engenharia Civil, Universidade do Minho, Guimares1 pbl@civil.uminho.pt2 jbranco@civil.uminho.pt

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histria Da coNstruo arQuiteturas e tcNicas coNstrutiVas

Fig. 1. Abrigos pr-histricos.

O uso da madeira decorre em cada civilizao, singular e independentemente, de acordo com as caractersticas e necessidades da mesma, at porque so alguns agentes prprios de cada poca que determinam o mtodo usado para a construo em madeira, como: o clima, os desastres naturais e a prpria evoluo, face s neces-sidades de cada comunidade. A madeira possui muitas vantagens que no passaram despercebidas. Os primeiros barcos que surgiram foram construdos com este mate-rial, uma vez que este flutua, e foram-se aprimorando com o tempo. Cada local com os seus tipos de rvores foi-se adaptando s necessidades, assim como aos recursos que se encontravam disponveis. A madeira era utilizada em bruto ou combinada com outros elementos construtivos como o barro, a palha, a pedra, o ferro, etc..

As construes modernas baseiam-se, estrutural e tecnicamente, nas antigas estruturas das casas de madeira, assim como nos seus conceitos de abrigo e prote-o. A madeira, por ser um material bastante flexvel, permite que a construo se faa em altura, como o caso da arquitetura de madeira (integral) da Nova Guin: igrejas e algumas casas tm mais de 18m de altura e 30m de comprimento.

1.1. Pr-histriaConhecem-se diversas construes que serviram de habitao ou abrigo tempo-

rrio, desde os tempos mais remotos. Alguns exemplos so a cabana (formada por uma estrutura de suporte feita com ramos e canas, com uma cobertura composta por mistura de folhas com argila, colmo ou peles de animais), a palafita ou habi-tao lacustre de madeira (elevada sobre pilotis ancorados no fundo dos lagos ou em zonas pantanosas) e os terramares, descobertos em Itlia (cabanas de madeira e argila que se encontraram em lugares pantanosos). Em qualquer lugar onde se encontrassem materiais provenientes da envolvente prxima, propcios constru-o, eram aproveitados pelas tribos primitivas para serem utilizados na construo e revestimento de abrigos.

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Algumas das palafitas (hrreos) mais notveis encontram-se em Espanha (Fi-gura 2), na regio da Galiza. Estas moradias, consideradas como pertencentes poca neoltica, tinham como propsito a defesa contra os animais selvagens e contra os agentes atmosfricos.

Fig. 2. Hrreo em Somiedo, Astrias, com telhado de palha e estrutura em madeira (http://imaginacaoativa.wordpress.com/tag/asturias/)

Em muitas partes do mundo, bastava uma armao de ramos ou de pequenos troncos, coberta com folhas ou cascas de rvores, para criar um habitculo. Estes troncos foram os precursores das estruturas de madeira atuais. Os encaixes, que se faziam na estrutura de madeira de cada casa derivavam com o tipo de ferramenta que cada tribo possua. Assim, as unies das peas de madeira eram feitas atravs do uso de cordas tecidas com as fibras das folhas e com lianas. Estas unies eram muito resistentes e possuam grande flexibilidade, resistindo a ventos fortes e a temporais. As coberturas eram feitas com materiais vegetais (folhas e ramos) que foram substi-tudos por outros, como tecidos, esteiras feitas com fibras de palmeiras. Mais tarde, estes serviram de estrutura base para a colocao de camadas de barro e argila.

1.2. idade antigaEsta poca histrica coincide com o aparecimento e desenvolvimento das pri-

meiras civilizaes. Os Mesopotmicos criaram uma rede comercial atravs dos seus rios e formaram uma hierarquizao social forte, organizada em pequenas mas poderosas cidades-estado. Habitavam reas de plancies aluviais e no tinham acesso praticamente a matrias-primas. Quase sempre o recurso era a terra, pois a madeira era escassa uma vez que o seu territrio era rido e sem florestas. A nvel

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habitacional, a casa era de planta circular ou quadrada disposta em torno de um ptio (Figura 3.8.). A disposio das habitaes encaixava sobre uma grelha orto-gonal e os recursos principais de construo eram o adobe e as vigas de madeira.

Fig. 2. Vista area (reconstituio) da cidadela de Corsabade, Assria (http://www.artehistoria.jcyl.es/v2/lugares/242.htm)

No Egipto, a arquitetura era composta por paredes e muros inclinados. As principais construes situavam-se nas margens do rio Nilo. Apenas os terraos das habitaes possuam um revestimento de troncos de palmeiras unidos. A ma-deira era usada unicamente em andaimes e assim considerava-se que no oferecia as qualidades para material de construo estrutural. Por essa razo, os edifcios eram construdos com materiais como a pedra e a argila.

Na Noruega e na Escandinvia, foram descobertos vestgios de casas de madeira que datam do sculo IV, constitudas por troncos dispostos horizontal ou vertical-mente. Os troncos horizontais eram unidos entre si nas esquinas, com diferentes sistemas de aparelhamento. A disposio horizontal foi mais usada que a vertical, pela sua maior estabilidade. Mas a disposio horizontal criava nesgas por onde se infiltravam os ventos e as guas. A estanquicidade das mesmas era conseguida atravs da calafetao por telas tecidas na cor da madeira. Nas casas mais pobres era usado o musgo, a argila ou a terra.

1.3. idade mdiaNa Europa, os princpios bsicos da construo em madeira, remontam Idade

do Bronze. As grandes pranchas, cortadas com formato quadrangular no estavam ao alcance devido inexistncia de ferramentas necessrias para a sua elaborao, e assim o sistema de troncos foi o adotado. A madeira mais usual era o Castanho.

UtilizadorSticky Note a figura 3!

UtilizadorSticky NoteFigura 3

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Durante este sculo, iniciou-se o processo de triangulao, a unio de uma madeira horizontal com uma vertical por meio de uma diagonal ou cruzadas for-mando as Cruzes de Santo Andr (Figura 3).

Fig. 3. Parede de frontal onde so visveis as cruzes de Santo Andr

A arquitetura romnica foi sobretudo religiosa, mas durante os sculos XI e XII desenvolveu-se a arquitetura civil e militar de caractersticas defensivas. As constru-es em madeira foram sendo substitudas pela pedra, devido sua precariedade.

As moradias e os palcios urbanos na arquitetura gtica, como na romnica, foram inicialmente construdos em madeira, funcionando como casas-forte. Es-tas habitaes foram-se tornando mais requintadas e elegantes, procurando-se um maior conforto, com a aplicao de novos materiais como a pedra.

Na Europa, houve uma evoluo constante, e na Escandinvia, a construo feita base de estruturas em aduela, a partir do sculo XV, foi substituda pelos troncos. Neste sculo, com o desenvolvimento de tcnicas de serragem foi possvel criar uma nova soluo para os troncos horizontais que nos seus topos ficavam a descoberto merc da deteriorao. Por conseguinte, as casas de troncos foram sendo substitudas por casas de tbuas ou troncos de seco retangular que permi-tiam uma maior estanquicidade e estabilidade s construes.

Casos como as casas da Nova Guin (Figura 4) e algumas na ndia represen-tam a tipologia de construo no alto das rvores. Estas casas tm uma altura e comprimento considerveis e a sua construo integralmente em madeira. O seu processo construtivo consiste em enterrar no solo pilares de bambu erguidos no ar, sob a forma de arcos que sustentam a cobertura do teto.

UtilizadorHighlightfigura 4

UtilizadorHighlightFig. 4.

UtilizadorSticky NoteFigura 5

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Fig. 4. Casa na rvore Korowai, Nova Guin (http://engenhariacivil dauesc.blogspot.pt/)

1.4. idade modernaNos finais da Idade Mdia, a destreza dos carpinteiros e artfices permitia cons-

truir edifcios at 5 e 6 pisos. Deste modo, muitos edifcios da Idade Mdia e Renascimento foram construdos em madeira e resistiram tanto ou mais que os construdos em pedra e tijolos. As construes sobre estacas, cravadas na terra ou nos areais dos lagos servem para proteo contra o ataque dos animais e como pro-teo contra as guas, como nas primeiras construes primitivas, as palafitas e as construes lacustres. Exemplos destas construes so as habitaes na Indonsia, Filipinas, Peru, China, frica, Amrica do Sul e Sudoeste da sia.

As paredes eram construdas enchendo simplesmente os espaos existentes en-tre os elementos em madeira, com areia e argila, que se aplicava sobre um entrela-ado de ripas e tecido firmemente preso estrutura de madeira, tanto pelo interior como pelo exterior. Quando para a estrutura do edifcio se utilizava madeira pouco seca, que sofria tores e contraes, este enchimento estalava, sendo necessrio um reenchimento posterior para solucionar este problema. Depressa, este sistema de enchimento foi substitudo pela utilizao de alvenaria e tijolos, que permitiam, alm do mais, suprimir as telas e os entrelaados de ripas.

Na Sucia e mais tarde na Holanda, para este enchimento, no princpio, ado-tou-se a alvenaria, mas logo substituda pelo tijolo que permitia efeitos decorativos

UtilizadorHighlightFig. 5.

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e originais. De salientar a Paycockes House em Coggeshall, Essex, com as suas paredes formadas por tijolos dispostos em espinha de peixe.

No caso da arquitetura nacional, mais propriamente aps o sismo de 1755, a baixa de Lisboa foi reconstruda segundo um plano de reconstruo pelo engenhei-ro militar Manuel da Maia, sob alada de Marques de Pombal. Iniciou-se em Lisboa a aplicao do sistema de gaiolas pombalinas. Com uma estrutura de madeira, as paredes tornaram-se mais leves e flexveis, em caso de sismo, ao contrrio das tra-dicionais paredes de alvenaria de pedra ou de tijolo Mascarenhas 2009: 83.

Estas estruturas so constitudas por molduras de madeira retangulares, contra-ventadas com tabuados horizontais e verticais longos, e tabuados diagonais curtos que formam as cruzes de Santo Andr. O enchimento destas estruturas era feito com alvenaria de pedra, de modo a que caso houvesse um abalo ssmico, a estrutura manter-se-ia estvel apesar do enchimento cair, no colocando em risco a vida dos moradores.

Apesar de no ser um sistema original, o objetivo desta construo era ser econmica, rpida e resistente a sismos.

2. as ligaEs na construo Em madEiraNas estruturas de madeira as ligaes entre os elementos representam, geral-

mente, os pontos mais fracos da estrutura. a que se concentram mais tenses sen-do que o seu comportamento tem influncia no desempenho global da construo. Por outro lado, a facilidade em ligar elementos de madeira constituiu desde sempre uma vantagem da construo com este material comparativamente com outros, como o beto e o ao. A leveza do material e a facilidade no seu manuseamento refletem-se diretamente na forma de executar as suas ligaes.

A forma mais simples de habitao constituda por vrias varas cravadas no solo, inclinadas de forma a cruzarem-se na extremidade superior. Naturalmente que, a utilizao de dois elementos de madeira provoca desde logo a necessidade de os ligar.

Estas ligaes so, numa fase inicial, executadas com elementos fibrosos de origem vegetal (lianas, vimes), sendo utilizado, numa fase posterior, tiras de pele.

Resultante da evoluo no domnio dos metais, o Homem desenvolve ferra-mentas que lhe permitem trabalhar a madeira, e cedo descobre que a mesma tem direes preferenciais para ser trabalhada, e que, aps a secagem se desenvolvem fendas na direo radial, facilitando a tarefa. Tudo isto provoca o aparecimento de superfcies lisas para ligar, abrindo todo um grande campo de explorao. Simul-taneamente, a possibilidade de realizar entalhes, com as ferramentas, sugere uma nova tecnologia de ligao, que tem evoludo, sem parar, at aos nossos dias.

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As ligaes por entalhes inicialmente concebidas, tinham apenas uma funo de travamento da estrutura. Transmitem os esforos por contacto essencialmente, por compresso e algumas vezes por corte. Deste modo, no so compatveis com a possibilidade de os esforos se inverterem. Nestes casos, elementos metlicos devem ser adicionados ligao tal como prtica corrente nas construes em zonas de risco ssmico, onde as ligaes so submetidas a esforos cclicos de compresso e trao.

Com a evoluo do conhecimento emprico do comportamento da madeira enquanto material de construo, vrias regras foram estabelecidas para a mate-rializao das ligaes por entalhes. Neste captulo, importa salientar o manual chins de construo, Yingzao Fashi, publicado por Li Jie no ano de 1103, durante a dinastia Song, no qual se apresentam as geometrias aconselhadas para as ligaes entalhadas (Figura 5).

Fig. 5. Ligaes tradicionais em madeira (http://en.wikipedia.org/wiki/Yingzao_Fashi)

As ligaes por entalhes so ainda hoje uma das formas mais simples e eficientes de ligar elementos de madeira. A panplia de geometrias disponveis vasta (Fi-gura 6) havendo ligaes tipificadas para cada aplicao particular. E mesmo com a evoluo dos sistemas de produo, nomeadamente com o corte dos elementos de madeira em fbrica, existe um renascer do interesse na utilizao das ligaes por entalhes.

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UtilizadorHighlightFig. 6.

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Fig. 6. Ligaes tradicionais em madeira.

Uma parte significativa dos atuais esforos de investigao centram-se na com-preenso e anlise do comportamento deste gnero de ligaes e nas possibilidades de proceder ao seu reforo para fazer frente a novas e mais exigentes solicitaes.

Em termos histricos, passada a fase da ligao por entalhes, d-se um regresso s origens, atravs do recurso a ligaes por elementos justapostos. No entanto, no incio os materiais usados para ligar eram primitivos e rudimentares (lianas, vimes). Nas ligaes modernas, os progressos no domnio das ligas metlicas, faz com que os ligadores utilizados passem a ser metlicos.

A simples justaposio de dois elementos de madeira obriga utilizao de um terceiro elemento que permita assegurar a ligao propriamente dita. Este material determinante para a transmisso do esforo, e ao mesmo tempo para garantir a estabilidade da ligao. O prego surge como a primeira tecnologia da era moder-na, resultado de uma anterior utilizao do mesmo com caractersticas resistentes determinadas de uma forma emprica, ou como elemento essencialmente aplicado para assegurar a estabilidade da ligao. Aliado a isto, o prego constitui um ligador vulgar, simples e de fcil aplicao. A partir daqui, assistiu-se a uma grande evolu-o nos ligadores. Do prego evoluiu-se para o parafuso e do parafuso procuram-se ainda hoje desenvolvimentos tecnolgicos que garantam uma maior fiabilidade no comportamento das ligaes mantendo a facilidade na sua aplicao a sua maior vantagem.

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3. a construo Em madEira no sculo XXiSe existe hoje um renascimento da utilizao da madeira para a construo de

casas isso reflete, sobretudo, a enorme variedade de solues construtivas base de madeira. A sua preferncia, no que respeita a matria-prima estrutural, deve-se sobretudo s suas propriedades fsicas e mecnicas que proporcionam, num produto final, conforto trmico e grande aptido esttica, associadas a um baixo consumo de energia (para sua transformao). De notar que neste caminho para uma construo sustentvel, a madeira surge como o nico material renovvel na natureza.

A madeira um material estrutural esteticamente aprazvel que permite de-senvolver solues criativas, inovadoras, robustas e de alta qualidade em resposta a numerosos desafios arquitetnicos e estruturais.

No repto que se coloca na busca de novos sistemas estruturais, formas arquite-tnicas, acabamentos, etc, tm surgido no mercado inmeros produtos derivados de madeira que pretendem colmatar as limitaes naturais da madeira, bem como adaptar este material a usos mais especficos, mais exigentes.

Os derivados de madeira mais relevantes e com maior aplicao so os aglome-rados de partculas orientadas (OSB); os contraplacados; o contraplacado lamelado; os aglomerados de fibras de mdia densidade (MDF); a madeira lamelada cola-da; a lamelada colada cruzada; a madeira micro-laminada; as vigas de perfil I; os duolam e ainda a madeira KVH que consiste em madeira macia constituda por elementos retos de seco retangular obtidos pela colagem topo a topo (atravs de finger-joints) de peas de madeira macia.

Estes materiais visam essencialmente a obteno de produtos de alta resistncia, baixa variao comportamental e alta tipificao, procurando uma standardizao e normalizao que permita a continuidade da crescente garantia de qualidade inerente aos produtos de madeira e derivados Branco 2005: 78-81.

Como exemplo de grandes estruturas de madeira que usaram alguns destes derivados da madeira pode-se indicar a primeira grande estrutura de madeira la-melada colada construda em Portugal Cobertura do Pavilho Atlntico e a emblemtica construo em madeira micro-laminada na praa La Encarnacin, em Sevilha Metropol Parasol reconhecida pela imprensa internacional como a maior estrutura em madeira do mundo (Figura 7).

No entanto, a madeira no exclusiva para a construo de grandes estruturas semelhantes s identificadas atrs. Os edifcios habitacionais em madeira podem ser uma excelente escolha para quem compra casa pela primeira vez, para quem deseja um domiclio para uma famlia numerosa, para templos, igrejas e mesmo empreendimentos hoteleiros.

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Fig. 7. Metropol Parasol (http://www.setasdesevilla.com/)

Relativamente s casas de madeira, quatro processos diferentes de construo usando estruturas de madeira tm vindo a ser desenvolvidos ao longo do tempo: casa de troncos, casas com estrutura pesada de madeira, casas com estrutura leve de madeira e casas em estrutura prefabricada modular.

Por outro lado, na ltima dcada tem-se observado o aumento da procura por novas solues estruturais em madeira para a construo em altura. Esta temtica possui vrios fatores de motivao, sendo o de maior importncia o perfil sustent-vel associado madeira. A madeira lamelada colada cruzada (MLCC) o material de eleio uma vez que os sistemas construtivos em painis mostram maior adequa-bilidade para este tipo de construo. Estudos e projetos recentes usam a Madeira Lamelada Colada Cruzada (MLCC) na procura de novas solues estruturais para a construo em altura. Em 2008 foi concludo o Stadthaus (9 pisos) em Londres, Reino Unido, e em 2012 iniciou-se a construo do Fort (10 pisos) em Melbournes Docklands, Austrlia, ambos construdos com um sistema estrutural integralmente em MLCC sobre um piso de beto armado.

4. conclusEsA madeira faz parte da construo tradicional em Portugal. Na verdade, desde

o incio da Humanidade que a madeira tem sido utilizada e trabalhada pelo Ho-mem. Acompanhando a evoluo, a madeira foi-se adaptando s necessidades do Homem tendo neste percurso sofrido vrios progressos tcnicos e tecnolgicos que a tornam um material de potencialidades renovadas na rea da construo. De um modo geral, Portugal, aparte de muitos pases europeus, ainda no se encontra

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UtilizadorHighlight"...madeira lamelada colada cruzada (MLCC)...."

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totalmente sensibilizado para o uso da madeira como parte integral da construo de edifcios. Num mercado fortemente tradicional no uso de alvenaria e beto, essa tendncia parece estar a mudar, gradualmente, dadas as vantagens ineren-tes ao uso da madeira. O desenvolvimento tecnolgico da indstria da madeira propiciou o aparecimento e/ou aperfeioamento de sistemas construtivos, assim como o surgimento de novos produtos derivados de madeira. O incremento das potencialidades de utilizao desta matria-prima fez com que a industrializao das construes das casas de madeira despertasse e consigo novos processos de produo surgissem.

rEfErncias bibliogrficasBranco J. M., A madeira como material de estruturas. Arte & Construo. Revista profissional

da construo e dos novos materiais. Edio Especial Madeiras. pp. 78-81, Maio 2005. Mascarenhas J., Sistemas de Construo O Edifcio de Rendimento da Baixa Pombalina

de Lisboa. Lisboa: Livros Horizonte, 2009.Oliveira E. V., Galhano F, Pereira B., Construes Primitivas em Portugal. Lisboa: Instituto

da Alta Cultura. Centro de Estudos de Etnologia, 1969.http://www.setasdesevilla.com/ (consultado em 01 de Julho de 2013)http://en.wikipedia.org/wiki/Yingzao_Fashi (consultado em 01 de Julho de 2013)http://engenhariacivildauesc.blogspot.pt/ (consultado em 14 de Junho de 2013)http://www.artehistoria.jcyl.es/v2/lugares/242.htm (consultado em 14 de Junho de 2013)http://imaginacaoativa.wordpress.com/tag/asturias/ (consultado em 14 de Junho de 2013)

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RESUMO: Desde o aparecimento do Homem, a tcnica e a arte de trabalhar a madeira tm evoludo, come-ando por um processo manual e primitivo, at vasta e atual indstria das madeiras. A madeira esteve sempre ao alcance do Homem desde os tempos remotos. O conhecimento emprico do material madeira foi evoluindo com o aparecimento de construes cada vez mais complexas que levaram necessidade de desenvolvimento de produtos e ligaes mais capazes, mais audazes. Apesar de toda a evoluo, as construes modernas baseiam-se, estrutural e tecnicamente, nas antigas estruturas das casas de madeira, assim como nos seus conceitos de abrigo e proteo.

Palavras-chave: Pr-histria; construo em madeira; tcnicas; ligaes; modernas.

ABStRAct: Since the beginning of mankind, the technology and the art of woodworking have evolved, starting from a manual and primitive process to the actual vast and ingenious modern industry. Since ancient times that wood was always available to man. The empirical knowledge of the wood ma-terial was evolved with the development of increasingly complex constructions which have led to the need for developing more efficient wood based products and joints. Despite this evolution, it is important to note that the modern buildings are based, structural and technically, on the old structures of wooden houses, as well as their concepts of shelter and protection.

Keywords: Prehistory; wood construction; techniques; connections; moderns.

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