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CÁLCULO CARGAS TELHADO HISTÓRICO

Fui provocado por uma analista para informar as cargas que foram utilizadas para as verificações e o módulo de elasticidade da madeira, quando fiz as especificações e os encargos para a restauração do telhado de uma igreja do século XVIII em Recife, Pernambuco. No caso, ela se referia às madeiras e detalhes técnico-construtivos para a substituição e próteses a serem executadas nas estruturas de telhados, forros e assoalhos da edificação.

Tesoura canga-de-porco
Estrutura de telhado com tesouras canga-de-porco

Para contextualizar e facilitar a compreensão, iniciei remarcando que, o projeto não tratou de uma edificação contemporânea em estrutura de madeiras, pois a Igreja objeto do projeto é uma edificação remanescente do século XVIII, época em que as construções eram feitas de maneira tradicional, tempo, inclusive, em que os registros dos modos e procedimentos do construir eram segredos e a divulgação era severamente punida. Naquela época, ainda prevaleciam os ditames das corporações de ofícios mecânicos no qual aquela igreja era sede da Corporação dos Carpinas-Marceneiros. Com isto quero dizer que, não se tem como saber se existiram métodos de cálculo de cargas para se dimensionar as madeiras, porque nada foi registrado pela História e, se foi, se perdeu. Saber se as edificações e seus componentes e elementos construtivos foram ou não foram, bem ou mal, “calculados” e dimensionados, é bastante se observar os edifícios “sobreviventes” daquele passado, ou seja, aqueles que receberam o “selo de qualidade” do Tempo!

Feita a necessária digressão, restou-me, nas formulações de intervenções do projeto, valer-me do conhecimento acumulado na área da conservação e restauração de monumentos históricos. Conhecimento construído em base de pesquisas, estudos e bibliografias no âmbito dos ofícios tradicionais da construção. Para uma resposta mais direta e objetiva possível, informei que:

1. No período Colonial, as madeiras usadas nas estruturas teriam de ser a Maçaranduba, a Sucupira, o Pau-ferro, o Ipê, a Tatajuba e outras consideradas “madeira de lei” – “de lei” porque a Coroa Portuguesa estabeleceu leis para regulamentar a exploração de determinadas espécies de árvores, consideradas valiosas para a construção naval e para exportação. (leia-se SOUZA, Gabriel Soares em: <https://www2.senado.leg.br /bdsf/item/ id/242787>. Ressalte-se que, em Pernambuco, no século XVIII, todas essas e outras madeiras de grande dureza, alta densidade, na faixa de 1.000 a 1.200 kg/m³ (quilogramas por metro cúbico) eram abundantemente disponíveis para a lavra.

2. No caso dos telhados a trama (caibros e ripas) também tinham origem na mata nativa. Os caibros com bitolas de litro e além-de-litro eram de paus roliços como o Cocão, a Sucupira, a Imbiriba, a Sapucaia, o Pau-de-mangue, todas de grandes resistências às deteriorações; as ripas eram feitas em embiras retiradas da Imbiribeira (árvore de grande porte da família Dasmyrtaceas).

3. As telhas eram do tipo canudo, atualmente, conhecidas como capa e canal, fabricadas de maneira tradicional. Sobre elas, leia-se: TINOCO, Jorge Eduardo Lucena, em: TELHADOS TRADICIONAIS - Patologias, reparos e manutenção.

4. Por experiencia própria deste projeto, corroborado pelo inventário realizado em 2003, pela arquiteta Renata Lopes (na época formanda em Arquitetura) Estruturas de Coberta da Arquitetura Religiosa em Pernambuco no Período Colonial, as seções das estruturas de tesouras do tipo “canga-de-porco” variavam, conforme a largura do ambiente (nave ou capela mor), mas raramente eram inferiores à bitola de 7”x 8” (±17,5 x 20,0cm), sendo os frechais, terças e cumeeiras normalmente em seção de 6”x 6” (±15,0 x 15,0cm). O que, ao se observar o madeiramento da igreja in focoli, estaria dentro desse parâmetro.

5. A conduta deste projetista foi de especificar madeiras de lei como a Maçaranduba, recomendando, inclusive, as de reuso, totalmente sãs, em razão de se encontrarem secas e isentas de ações de cupim.

Estrutura telhado com tesouras canga-de-porco
Tesoura canga-de-porco linha alta

6. Então, sobre o “módulo de elasticidade” da madeira indicada no projeto, a Maçaranduba, tem-se que, quando seca é frequentemente encontrada na faixa de 12.000 a 18.000 MPa (Mega-Pascal), refletindo sua alta rigidez e resistência à flexão. Não é por acaso que, no passado como ainda hoje, essa madeira tem largo uso em estruturas de edificações. Sobre o assunto, recomendo a leitura de três fontes bibliográficas importantes, a saber: Tropical Timbers of the World, publicado pelo United States Department of Agriculture (USDA), um manual que fornece informações detalhadas sobre as características e usos de madeiras tropicais, incluindo a Maçaranduba; Wood Handbook: Wood as an Engineering Material, publicação do Forest Products Laboratory, USDA, que é uma boa fonte de informações sobre as propriedades da madeira e seu comportamento como material de construção, incluindo dados sobre densidade, módulo de elasticidade e outras propriedades físicas e mecânicas; Properties and Use of Tropical Woods, embora antigo, esse livro oferece uma visão detalhada das madeiras tropicais, incluindo suas propriedades físicas e aplicações; também, os autores S. Y. Zhang e R. Moya têm trabalhos focados em madeira detalhando as propriedades mecânicas das madeiras, incluindo módulos de elasticidade, resistências à compressão e à tração, entre outros.

7. Quanto às cargas admissíveis, os valores de resistência à compressão da Maçaranduba podem variar de acordo o método de teste e as condições específicas da amostra (como umidade e direção da força em relação à grã. De maneira geral, segundo os autores acima citados, a resistência à compressão paralela à grã do lenho da Maçaranduba seca está na faixa de 60 a 80 MPa (Mega-Pascal). Esses valores altos indicam que essa madeira pode suportar cargas significativas sem sofrer deformação permanente, o que a torna ideal para uso em situações estruturais, como em pilares, vigas, pontes, e outras aplicações em que a resistência à compressão é crucial.

8. Já a resistência da Maçaranduba aos esforços de tração varia de acordo com diversas condições, incluindo a direção da grã, o nível de umidade da madeira e a metodologia do teste. De uma maneira geral, a resistência paralela à grã seca pode variar significativamente, mas os valores típicos estão numa faixa de 90 a 140 MPa (Mega-Pascal).

9. Finalizando, registro que, a resistência ao cisalhamento da Maçaranduba seca ao ar encontra-se na faixa de 11 a 15 MPa (Mega-Pascal), sendo valores que refletem a capacidade dessa madeira suportar cargas de cisalhamento sem falhar, tornando-a uma escolha popular para componentes estruturais, elementos de união (veja aqui: Mão-de-amigo e grampo) e outras aplicações onde a integridade estrutural sob cargas de cisalhamento é crítica.

No telhado, foi considerada a carga de 212,275kg por metro quadrado, sendo assim configurada: telhas (28un/m2) = 103,60kg + ripamento Maçaranduba (0,0045m3/m2) à 1.150kg/m3) = 5,175kg/ m2 + caibros (0,0225m3/m2) à 1.150kg/m3) = 25,875 kg + cumeeira e terças (0, 0675m3/m2) à 1.150kg/m3) = 77,625kg/m2.

A carga de 212,27 kg por metro quadrado aplicada a uma peça de madeira com dimensões de 17,5 cm x 20,0 cm corresponde a uma pressão de aproximadamente 0,0595 (MPa).

telhado tradicional século XVIII
Telhado com tesouras canga-de-porco


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2 Comments


Excelente artigo Tinoco! Você já utilizou os cálculos para estruturas de telhado do Manual de Instrução Profissional do João Emílio Segurado?

Abraço.

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Bom dia Lia. Não, não utilizei. Usei as minhas anotações de aulas de 1971/72.

Mas, tenho esse Manual. Vou dar uma olhada.

Valeu pela dica!!!😃

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