domingo, 14 de novembro de 2010

Estruturas de Madeira ou Aço - qual o material mais resistente ao fogo?

Quando pensamos em construir edifícios de madeira em Portugal é comum levantarem-se logo uma série de preocupações - algumas que noutros países parecem não existir. Pensa-se logo na sua durabilidade da madeira enquanto material de construção, mas pensa-se também no perigo de incêndio. Como associamos uma estrutura construída em madeira à lenha que queimamos nas nossas lareiras, o senso comum leva-nos a concluir que um edifício com estrutura em madeira resiste menos a um incêndio que as estruturas em elementos metálicos e de betão armado. Estas ideias podem estar muito longe da realidade, sendo que a física/química podem ajudar-nos a perceber os fenómenos associados aos incêndios em edifícios! Ora tomemos a as seguintes palavras em consideração.
Grande Incêndio de Londres - Autor desconhecido
Tal como em outros combustíveis sólidos, quando a combustão se inicia nos elementos de madeira esta decompõe-se em gases que alimentam as chamas. São as chamas que vão aquecer a madeira ainda não atingida e promover a libertação de mais gases inflamáveis. Isto continuamente até desaparecer o combustível que é a própria madeira. No entanto, ao contrário de outros materiais como o aço, a madeira tem baixa condutibilidade térmica. Esta propriedade dificulta a elevação da temperatura em zonas contíguas às que se encontram em combustão. Mas é devido à camada carbonizada (que tem cerca de 1/6 da já diminuta condutibilidade térmica da madeira maciça), que se produz quando um elemento de madeira arde, que se obtém uma extraordinária e improvável resistência destas estruturas ao fogo. A camada carbonizada impede a transmissão de calor para o interior dos elementos de madeira,  atenuando a propagação do fogo. Assim garante-se durante muito mais tempo a estabilidade estrutural dos elementos em madeira durante a deflagração de um incêndio. Seguramente que todos já vimos florestas que arderam e onde as árvores se mantiveram de , tendo sido apenas chamuscadas e ardido exteriormente. 

Então, veja-se como são afectadas e qual o comportamento dos matérias mais tradicionais  considerando a sua resistência ao fogo. Durante um incêndio, as temperaturas atingem mais do que 1000°C. Entretanto, o aço, a 500°C, já perdeu 80% de sua resistência, enquanto o betão começa já a perder resistência a partir dos 800°C. A madeira, mesmo a altas temperaturas, conserva durante algum tempo uma secção residual bem significativa que se mantêm a temperaturas baixas, mesmo a pequena distância da zona em combustão, e que conserva as propriedades físicas inalteradas. No entanto, quer o betão quer o aço podem receber tratamentos que lhe confiram propriedades de resistência ao fogo tão ou melhores que as da madeira. 
Agora que o Inverno se avizinha e que as lareira começam a queimar as primeiras madeiras, será caso para podermos constatar como algumas peças de madeira demoram horas e até mesmo dias a serem consumidas pelo fogo. Se pensarmos que esse tempo todo, caso façamos a extrapolação para um edifício, pode ser fundamental para evacuarmos os utilizadores de um determinado edifício aquando dum incêndio, podemos dizer que as estruturas de madeira podem ter, mais até que as de betão armado e metálicas correntes, grande resistência ao fogo – sendo que a resistência ao fogo se afere tendo em conta o tempo que a estrutura se mantêm estável.


Fontes: Projecto de Estruturas de Madeira - Amorim Faria e João Negrão; Apontamentos teóricos da disciplina de “Estruturas de Alvenaria e madeiras” de 2008 do curso de Engenharia Civil ministrado na ESTG - IPL

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