Como e por que a madeira racha ou empena quando seca?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/06/2023

O modelo consegue prever como uma determinada tábua ou viga de madeira irá se comportar durante e secagem e as variações ambientais.
[Imagem: Winston Mmari et al. - 10.15626/LUD.485.2023]

Como secar madeira

A madeira é um material natural, renovável e biodegradável que tem sido usado como material de construção por milênios. No entanto, seu alto teor de umidade dificulta seu uso como estruturas de suporte de carga sem um adequado processo de secagem.

A rigor, uma madeira nunca fica "seca": Ela entra em equilíbrio com o ambiente, o que significa que ela atingiu um estado de estabilidade, embora continue sujeita a variações dimensionais, a não ser que seja cuidadosamente recoberta com um material impermeável.

Portanto, o dilema com que se deparam os engenheiros - assim como os marceneiros e os carpinteiros - está em descobrir quando a madeira atingiu esse estado de equilíbrio. O que impera hoje são as famosas "regras do dedão", por exemplo, que uma tábua levará um ano para "secar" para cada polegada (2,54 cm) de espessura.

Winston Mmari, da Universidade Lineus, na Suécia, não queria saber de regras empíricas: Para que a madeira torne-se um material utilizado na indústria da construção em larga escala, ele queria saber se dá para calcular com precisão o nível de prontidão da madeira para ser colocada em uma obra com uma determinada exigência de carga e determinada tolerância dimensional.

"O objetivo principal da dissertação é desenvolver um modelo que possa prever o comportamento macroscópico da madeira sob carga mecânica enquanto também exposta a condições variáveis de umidade e temperatura", detalhou Mmari.

• Como a madeira pode ser caminho para uma vida ambientalmente amigável

As previsões são muito precisas, mas só é possível usá-las em programas de computador.
[Imagem: Winston Mmari et al. - 10.15626/LUD.485.2023]

É complicado

O pesquisador começou estudando os processos físico-químicos que governam o modo como a umidade se move na madeira. A seguir, ele incorporou como esse comportamento varia em resposta a variações nos níveis de umidade no ambiente, o que permitiu modelar as distorções que a madeira sofre no processo (empenamentos, torções etc).

Finalmente, Mmari se concentrou nos processos físicos que explicam como a madeira racha, o que precisou levar em conta até mesmo a posição em que cada tábua é retirada de um tronco.

Todas essas análises mostraram que o transporte de umidade na madeira é muito mais complexo do que os cientistas imaginavam até agora. "Não é apenas um problema multifásico dependente da temperatura, mas também envolve processos de sorção histerética associados a mudanças de fase cinética entre a umidade nas fibras da madeira e o vapor nos poros," detalhou Mmari.

O resultado final do estudo é um modelo matemático muito mais complexo do que qualquer regra do dedão: Só dá para usá-lo em programas de computador.

Mas a vantagem é clara, com um nível de previsibilidade sobre a rachadura, empenamento ou torção de uma tábua ou viga específica hoje tida como impossível de se obter.

"O modelo desenvolvido pode ser usado como uma ferramenta para análise e previsão do comportamento de elementos e estruturas de madeira. Os modelos podem ser usados para investigar e possivelmente otimizar os processos de secagem da madeira. Além disso, os resultados deste estudo ajudam a direcionar os pesquisadores para as direções certas para futuros estudos experimentais e teóricos que visem melhorar o conhecimento e a compreensão deste material ecológico," concluiu Mmari.

• Torres de madeira para turbinas eólicas entram no mercado

Mais tópicos