sábado, 10 de outubro de 2015

Concreto Permeável (1/2)



Seguimento do texto de título O Concreto Permeável ou Poroso (1/1)

O Concreto Permeável ou Poroso (1/2)
Texto adaptado por Érica de Vargas

FUNCIONAMENTO

Como já dito a função permeabilizante somente funciona quando associado à base e sub-base granular. A água da chuva desce pelo concreto poroso onde precisa ser armazenada nessa estrutura granular de pedras ou britas com grande volume de vazios.
Depois que a chuva para, a água que ficou armazenada nos vazios pode seguir dois caminhos: ou vai para o subsolo, quando o subleito é propício para promover esse caminho até o aquífero, ou pode ir para um sistema de drenagem. Aí ela segue para os bueiros e bocas de lobo da cidade ou fica em piscinas de armazenagem ou reservatórios, a partir de onde pode ser reutilizada em espaços sanitários ou jardins.
As normas americanas dizem que, quando o solo é propício, em até 72 horas a água é absorvida e lançada no aquífero. Se o subsolo é compactado e impermeável (argiloso, por exemplo), no entanto, a água que fica na base e na sub-base não consegue ir rapidamente para o lençol freático e fica acumulada no reservatório granular. Nesse caso, as camadas de pedra da estrutura podem encher e transbordar pela superfície, voltando para cima do concreto poroso.

fotos: Divulgação abcp
Estacionamento na sede do Environmental Protection Agency (EPA), em New Jersey (EUA)
Por isso, a recomendação é fazer o cálculo para a espessura do projeto é baseado em duas premissas: a própria resistência do concreto e a quantidade de chuva, e o cálculo hidrológico, com referência a uma chuva de exceção que aconteça em um intervalo de 10, 25, 50 ou 100 anos. Em São Paulo, por exemplo, a normatização para microdrenagem tem como base períodos de retorno de dez anos.
A base e a sub-base são executadas com pedras de no máximo 3/8 de diâmetro, primeiro as pedras maiores, depois as pedras menores e por último pedrisco. Faz-se uma camada de 10 cm a 15 cm de britas, por onde passa o rolo compactador vibratório, e mais outra camada. Grandes profundidades não são necessárias, pois "O pavimento ganha na área, armazena água como uma piscina. Rasinho, mas uma piscina", explica Virgiliis, que experimentou o sistema de drenagem com blocos intertravados de concreto poroso em um projeto de estacionamento construído na USP que descreveremos a seguir.
O concreto tem que ser aplicado com cuidado, não podendo ser jogado nem alisado, e deve ficar rugoso. Também não pode ser desempenado, para não fechar as possibilidades de a água entrar.

ECONÔMIA E DURAÇÃO

O concreto permeável ou poroso, especificamente, pode ser produzido de duas formas: moldado in loco ou em peças pré-moldadas. Virgiliis aconselha cuidado na hora da aplicação em ambos os métodos. Se for a massa jogada em cima da base granular, a regularização pode ser feita com régua. Se forem blocos, eles não devem ser colocados em disposição aleatória, a fim de terem resistência a deformações e não possuírem irregularidades longitudinais.
O sistema pode durar até dez anos com a parte estrutural íntegra, mas é preciso tomar cuidado com a colmatação (entupimento das camadas superiores por sujeira). Estudos indicam que nos primeiros dois anos, a tendência é o concreto poroso perder 50% da capacidade de permeabilização, e continuar perdendo o resto gradativamente até fechar sete anos, quando os vazios estariam entupidos na superfície.
No caso de concreto permeável moldado in loco, a manutenção é feita com a retirada de 3 cm ou 4 cm da camada mais externa, que é substituída por uma nova.
Se o sistema for de blocos, as opções são trocar os blocos por novos ou arrancá-los cuidadosamente e trocá-los de lado. A face externa vira para a estrutura interna e é como se fosse criada uma retro lavagem.
Devido ao tamanho dos grãos, as peças de concreto permeável, são mais caras do que as convencionais. O sistema inteiro de pavimentação chega a custar 35% a mais. Mariana, da ABCP, alerta, porém, que o custo de cada projeto deve ser pensado levando em conta que o concreto permeável tem a função de pavimento e também drenagem respeitando a permeabilização exigida pelos órgãos públicos.

concreto-permeavel-blog-da-engenharia
Existiriam três fases diferentes de infiltrações da água no solo - Foto: Divulgação/Tarmac
ESPECIFICAÇÃO

Para especificar o sistema de drenagem com concreto permeável deve se fazer primeiramente um orçamento-base, indicando quantos metros quadrados de pavimento drenante terá a obra, quantos centímetros terá cada camada, quanto de material cada metro quadrado terá e qual será a composição.

BRASIL

Por enquanto, a presença do concreto permeável no Brasil é tímida, com iniciativas isoladas em estacionamentos de shoppings centers e condomínios.
Em 2009, uma pesquisa na USP levou à construção de um estacionamento de 1.600 m² dividido em dois: de um lado foi feito um sistema de drenagem com asfalto permeável, camada porosa de atrito (CPA), e do outro foram usados blocos intertravados de concreto poroso.
Os blocos permeáveis absorviam a maior parte da água, mas o rejunte usado para unir as peças também tinha propriedades de drenagem. O projeto foi patrocinado pela Prefeitura de São Paulo, a Secretaria de Infra-estrutura Urbana e Obras, em conjunto com o Centro Tecnológico de Hidráulica da USP, e foi tema da dissertação de mestrado de Afonso Virgiliis, "Os dados continuam sendo coletados; e o concreto poroso está dando alguns probleminhas de colmatação", explica o engenheiro. As camadas de base e sub-base foram feitas com 35 cm como margem de segurança. O experimento está localizado em uma região onde ocorre grande volume de chuvas.

REFERÊNCIAS

Escrito por Marina Lira - Concreto permeável promete ser a solução para enchentes, em 28/09/2015;

Escrito por Caroline MazzonettoConcreto permeável, Edição 13 em Abril/2011;

Escrito por Altair Santos Pavimento permeável contra enchente, entrevista Mariana Marchioni, engenheira da ABCP, em 30/03/2011;

quinta-feira, 8 de outubro de 2015

Asfalto de Plástico

Ainda são poucas as pesquisas realizadas nesse meio, mas empresas de pavimentação estão experimentando alternativas plásticas nesse meio. Plásticos usados em itens comuns, como sacolas de lixo, estão sendo recicladas em grades, pastilhas e até pedras de plástico.

Asfalto com revestimento de Plástico
Texto adaptado por Érica de Vargas

            Todos nós entendemos a importância dessa inovação para o meio ambiente em que vivemos, vamos ver agora três inventos da aplicação do plástico como pavimento, o quanto ele é vantajosa, favorável e um projeto recentemente iniciado pela empresa VolkerWessel da Holanda.
Exemplo de um projeto de asfalto de plástico - Foto: Divulgação/VolkerWessels
SISTEMA DE GRADES DE PLÁSTICO - Esse sistema usa uma rede de cilindros conectados que formam uma malha contínua. Coloca-se essa rede em uma superfície nivelada e, depois, preenche-se com um agregado de rochas ou cascalho. A malha plástica formada permite a drenagem de água na rodovia, prevenindo poças na superfície. Em adição a isso, ela cria uma rua capaz de sustentar o tráfego de veículos e pedestres sem precisar de grandes quantidades do asfalto usual derivado do petróleo.

PASTILHAS DE PLÁSTICO - Outra diferente alternativa seriam as pastilhas. Plástico reciclado é um produto versátil, que pode ser transformado em quase qualquer formato quando derretido. Podendo juntar várias pastilhas de plástico em um agregado de pavimentação de rodovias. De acordo com a Rural Conservation Alliance, 7% de um agregado de pavimentação são pastilhas de plástico. Elas adicionam mais estabilidade à mistura, além de proverem uma textura levemente porosa para o escorrimento de água.

PAVIMENTOS DE PLÁSTICO - Uma alternativa decorativa são os pavimentos de plástico. As mais comuns são pequenas pedras achatadas que são colocadas como tijolos na superfície das rodovias. Esses pavimentos geralmente são usados no lugar de grandes blocos de concreto, já que têm menor tendência a rachar com o tempo.
Pavimentos de plástico oferecem a mesma resistência a rachaduras graças ao polietileno de alta densidade (HDPE). A aparência dos pavimentos de plástico também pode imitar a aparência de pedra ou concreto para um visual natural.


PREOCUPAÇÕES AMBIENTAIS E SOLUÇÕES

O asfalto e concreto são superioridade como agregados para a pavimentação de estradas, garagens e estacionamentos. Apesar disso, são recursos naturais que estão sendo lentamente esgotados do Planeta Terra.
Usar plástico nas rodovias ajuda a diminuir consideravelmente o volume desses materiais em aterros, já que infelizmente, muitos plásticos não são reciclados e acabam por lotar os mesmos. Conforme a demanda por alternativas de plástico aumentam, as companhias de lixo podem redirecionar itens de plástico de suas estações de processamento para centros de reciclagem locais.

POSSÍVEL PIONEIRO

            Holanda pode ser o primeiro país a usar a nova técnica. O modelo, batizado de PlasticRoad foi desenvolvido por uma subdivisão da empresa holandesa VolkerWessels e usa apenas material reciclado como matéria-prima para a produção das seções da estrada, que podem ser pré-fabricadas.
Para aqueles que acham que a ideia só poderia mesmo ser adotada no frio dos países que ficam mais distantes do Equador, a empresa garante que o material pode resistir a temperaturas mais elevadas, de até 80°C.
Material seria até três vezes mais duráveis do que o asfalto - Foto: Divulgação/VolkerWessels
Entre as vantagens prometidas estão menos manutenção e até três vezes mais durabilidade, o que significa menos obras e, e igualmente menos engarrafamentos. A construção também seria mais rápida, reduzindo de meses para semanas o tempo necessário.

VANTAGENS

“As PlasticRoads têm várias vantagens quando comparadas às estradas convencionais em termos de construção e manutenção”, explica a construtora. O uso de plástico para a fabricação do pavimento abre portas a outros segmentos da engenharia civil: instalação de células para geração de energia, superfícies silenciosas e um interior oco para a instalação de cabos e canos são outras das possibilidades vislumbradas pela construtora estrangeira.
A ideia ainda é um conceito, mas a VolkerWessels espera concluir a primeira via pública totalmente pavimentada com plástico reciclado em um prazo de três anos, de acordo com o jornal "The Guardian".
Estrutura oca permite a passagem de cabos de energia ou tubulação de esgoto ou água - Foto: Divulgação/VolkerWessel
Mas, antes de podermos passar em ruas feitas de plástico, é preciso produzir e testar o projeto, por isso à empresa responsável pela ideia está à procura de parceiros. A cidade de Roterdã já se mostrou interessada e disponibilizou uma espécie de laboratório para que a PlasticRoads seja testada.
As estradas de plástico serão ainda testadas pelos laboratórios da VolkerWassels, permanecendo apenas uma previsão do tempo mínimo como descrito de três anos, onde poderá vir a ser parte realmente do nosso cotidiano.
REFERÊNCIAS

Escrito por Amy Rodriguez | Traduzido por Eduardo Chagas - Alternativas de plástico para pavimentação, sem data;

Fonte: O Globo - Holanda estuda substituir asfalto por plástico na pavimentação das ruas, Publicado em14/07/15;

Fonte: Tecmundo, Geeky Gadgets/Roland Hutchinson e VolkerWesselsEngadget/Jon Fingas - Pavimentação de plástico que geram energia podem ser o futuro,  Publicado por Engenharia é, em 20/07/2015;




sábado, 3 de outubro de 2015

Asfalto de Borracha

Já pensou em uma forma mais econômica para conservar as rodovias e, ainda, reciclar toneladas de pneus usados arranjando ele como um material para pavimentação de vias públicas?


Asfalto com revestimento de Borracha

Texto adaptado por Érica de Vargas

Ainda falamos de futuro, pois no Brasil seu emprego é adotado, mas ainda demasiadamente. A nova tecnologia reduzirá os custos de manutenção e aumentará a vida útil das estradas e vai se constituindo numa alternativa para o uso de pneus consumidos. Diversos países já utilizam esse processo habitualmente, em boa parte da malha rodoviária. São eles: Estados Unidos, África do Sul, China, Austrália, Suécia, Holanda, Espanha, França, Japão, Colômbia, Chile.
Apesar de existir no mundo diversas pesquisas e o uso desta inovação usualmente, temos que dar tremenda significância aos estudos e colocações por mais que sejam delongadas dessas ações sustentáveis no nosso país. Para o doutor em geotecnia, Luiz Rodrigues de Mello, respondendo a primeira pergunta, a forma seria o asfalto borracha. Autor da tese O Estudo do Dano em Meio Contínuo no Estudo da Fadiga em Misturas Asfálticas, ele explica. “A inclusão da borracha na mistura modifica as características químicas e físicas do ligante. Essas alterações fazem com que o asfalto tenha maior resistência a fadiga e ao envelhecimento. Essas duas propriedades são primordiais para pavimentos mais duradouros”, explica.
O revestimento de vias públicas e de estradas sofre um processo de envelhecimento e desgaste devido o uso contínuo e principalmente por causa da oxidação provocada pelo contato com outros produtos, exigindo substituição após dez anos.

O PROCESSO

No processo de reciclagem, a mistura já existente da produção do asfalto, geralmente em condição deteriorada, é raspada (fresada) e adicionada a novos agregados e ligantes, permitindo o amolecimento do material envelhecido e a formação de uma massa homogênea. Pode-se usar ainda um agente rejuvenescedor (AR) derivado do petróleo que pode repor tais propriedades que forem perdidas no processo.
O processo de obtenção desse pavimento é semelhante ao aplicado na fabricação de asfalto convencional, variando apenas a temperatura necessária para compactar a massa. Para Melo, durante os testes do asfalto borracha utilizou 20 % de borracha moída de pneus usados, essa seria mais uma opção para os pneus inservíveis.


 Figura retrada de: http://src.odiario.com/Imagem/2010/08/25/g_164835912.jpg                        

AÇÃO ECONÔMICA E SUSTENTÁVEL

Dados divulgados ainda em 2010 pela Reciclanip criada para atender ao Programa Nacional de Coleta e Destinação de Pneus Inservíveis – mostraram que a entidade coletou e destinou de forma ecologicamente correta 311, 5 mil toneladas de pneus que não seriam utilizados. Segundo Melo o asfalto de borracha “Seria uma das soluções para o destino de milhões de pneus usados, numa extensão de 1 km numa faixa de 3,5m de largura, pode­ se usar até 625 pneus
Citações um pouco antigas, porém importantes ainda servem de alerta, elas nos mostram que nos últimos quatro anos antes de 2010, o governo federal investia anualmente R$ 3,5 bilhões na conservação, restauração e manutenção rodoviária (CREMA). Segundo o Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes (DNIT), para 2011 estavam previstos R$ 5 bilhões. “Caso houvesse a adesão do asfalto borracha em rodovias ao longo do Brasil, aliado a uma boa pavimentação, certamente estaríamos com menos buracos e teríamos acréscimo de vida útil no pavimento”, garante Mello.
A tecnologia faria com que os investimentos em programas de recuperação de estradas fossem menores, já que após cinco anos de uso, o asfalto borracha ainda não apresenta fissuras, segundo o pesquisador. Entre as principais vantagens do novo produto estão: redução de antioxidantes e do carbono da borracha; aumento da flexibilidade, causada pela elevada concentração de elastômeros (polímeros com propriedades semelhantes à borracha); aumento de até 17º C no ponto de amolecimento, garantindo maior resistência à deformação e baixa suscetibilidade a variações térmicas.

PIONEIRO NACIONAL

No Brasil, em 2001 foi aplicado o primeiro asfalto de borracha. O projeto foi realizado na rodovia BR 116, entre Guaíba e Camaquã, km 319 no estado do Rio Grande do Sul. Dois anos depois, o asfalto de borracha tornou-­se objeto de pesquisa pela Área de Pesquisas e Testes de Pavimentos, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Por meio disso testes foram realizados em duas pistas experimentais, uma com asfalto comum, o conhecido CAP 20 (Cimento Asfáltico de Petroléo) e outra com o asfalto de borracha.
Os cientistas submeteram as pistas a uma carga de eixo de 10 toneladas e simularam 98 mil repetições nas pistas, depois dos testes, o asfalto comum estava completamente trincado, enquanto o de borracha dano algum. Somente depois de 300 mil repetições, o trincamento na pista de borracha foi apontado e com um grau de incidência muito baixo.

Trecho experimental – BR 116/RS – 3 anos – Asfalto convencional     Trecho experimental – BR 116/RS – 3 anos – Asfalto borracha
Imagem retirada de um texto de Armando Morilha Junior – Diretor Técnico do Grupo Greca Asfaltos

FALTA DE INCENTIVO
Conforme Mello, infelizmente ainda não há no Brasil incentivo oficial para a incorporação da borracha na composição das misturas do asfalto. “Falta conhecimento da técnica e vontade administrativa para que projetistas, de obras de construção de pistas nas ruas e estradas, comecem a usar esse processo no país”
            No Brasil ainda não há projeto de lei tramitando no Congresso Nacional que obrigue a inclusão da borracha no cimento asfáltico. Existe apenas uma resolução do CONAMA (n°258/99) que determina que as empresas fabricantes e as importadoras de pneumáticos são obrigadas a coletar e dar um destino ambientalmente adequado aos pneus inservíveis.
Segundo Luciana Nogueira a chefe do Laboratório de Asfalto do Instituto de Pesquisas Rodoviárias (IPR/DNIT) “em 2009 foi aprovada uma norma com configurações específicas para o uso do asfalto borracha nas obras de estradas”, mas “muitos projetistas fizeram o projeto antes da norma ser aprovada. Outro entrave é que precisa ter um controle tecnológico para realizar a mistura”.

CONCLUSÃO

A reciclagem desse material é de estima importância tanto ambiental como social, se levarmos em conta que a não reutilização pode acarretar em diversos maléficos. Vou dar apenas um exemplo de produção exorbitante desse material que é por parte das montadoras de automóveis, onde são incorporados ao mercado cerca de 60 milhões de pneus ao ano (5 peças por veículos).
Por isso, todos nós somos responsáveis por boa parte dos pneus descartados de forma inadequada na natureza. Essa deposição irregular contribui para a proliferação de vetores de doenças, como a dengue, a queima dos pneus velhos a céu aberto emitindo uma série de gases venenosos, aumentando o risco de incêndios, poluindo o ar e contaminando o lençol freático.

REFERÊNCIAS

Fonte: Camila Cotta - Asfalto reciclado com pneus velhos ajuda reduzir impacto ambiental, sem data;

Fonte: Agência Brasil - Pneus usados são transformados em asfalto no Rio Grande do Sul, Publicado por Equipe Eco Viagem em 04/08/2003;

Fonte: Com Agência T1 - Asfalto feito com pneu dura mais e é sustentável, Publicado pela Redação em 04/03/2011;

sexta-feira, 16 de janeiro de 2015

Entulhos das Construções (resíduos)

Relata-se que no Brasil ocorre sim a reciclagem de entulhos, mas é bastante escassa e insuficiente para a quantidade do mesmo sendo, mas praticamente todo esse resíduo pode ser reciclado sem muitos problemas ou custo. 

O que fazer com entulhos de construção?
Texto adaptado por Érica de Vargas

Enquanto na Holanda o índice de reaproveitamento de sobras na construção civil chega a 80% (o melhor do mundo), no Brasil o objetivo é alcançar pelo menos 5% (mixaria), segundo informações da revista Téchne, especializada em engenharia civil.
Para alcançar esse número, o poder público e entidades empresariais buscam regulamentar e estimular o processamento do entulho e a reutilização do material, no intuito de implantar uma cadeia produtiva para o reaproveitamento dos resíduos, inclusive com o desenvolvimento de métodos de controle tecnológico.
De acordo com as experiências e estudos já feitos, praticamente todo o resíduo de construção pode ser processado, desde que respeitadas às recomendações para o processo de separação e processamento.
A revista Téchne listou como cada material deve ser tratado no canteiro de obra para que seja possível o reaproveitamento. São essas as medidas:

PLÁSTICOS

Origem do resíduo: fiações, tubulações e diversos.
Reciclagem e cuidados: os materiais são encaminhados para indústrias especializadas nesses compostos que, após processar o material, podem recolocá-lo no mercado, inclusive em outras utilizações, como embalagens.

Fig. 1 - Produtos de PVC

MATERIAIS CIMENTÍCIOS

Origem: argamassas, concretos e blocos para alvenaria.
Reciclagem e cuidados: os materiais são britados e reaproveitados como agregado. Deve-se tomar cuidado para não deixar gesso no entulho, pois compromete o desempenho do material reciclado. Quando finalmente dividido, pode ser empregado como material pozolânico. Eventualmente, pode ser misturado com material cerâmico, desde que mantida a homogeneidade. Nesse caso, o desempenho é inferior àquele verificado com o emprego exclusivo de material cimentício.

MATERIAIS CIMENTÍCIOS

Origem: argamassas, concretos e blocos para alvenaria.
Reciclagem e cuidados: os materiais são britados e reaproveitados como agregado. Deve-se tomar cuidado para não deixar gesso no entulho, pois compromete o desempenho do material reciclado. Quando finalmente dividido, pode ser empregado como material pozolânico. Eventualmente, pode ser misturado com material cerâmico, desde que mantida a homogeneidade. Nesse caso, o desempenho é inferior àquele verificado com o emprego exclusivo de material cimentício.

MATERIAIS CERÂMICOS

Origem: blocos, telhas, pisos e pastilhas de revestimentos.
Reciclagem e cuidados: os materiais são britados e reaproveitados como agregado não estrutural. Quando finamente dividido, é recomendado como aditivo pozolânico. Eventualmente, pode ser misturado com material cimentício, desde que mantida a homogeneidade. Nesse caso, o desempenho pode melhorar.


METAIS

Origem: tubulações, esquadrias, fôrmas, ferramentas.
Reciclagem e cuidados: são encaminhados como sucata para depósitos de ferro-velho ou siderúrgicas. Atualmente, 95% do aço dos vergalhões produzidos no Brasil vêm de reaproveitamento de sucata, oriunda, sobretudo de navios antigos.

Fig. 5 - Esquadrias de alumínio
OUTROS

Origem: gesso, tecidos e papéis.
Reciclagem e cuidados: podem ser processados nas indústrias especializadas em cada tipo de material. No caso do gesso, deve-se tomar cuidado para não misturar com resíduos cimentícios, pois a mistura expande em contato com a água e prejudica o desempenho do material. No caso de revestimento de gesso em paredes de alvenaria, a proporção de gesso é inferior ao limite de comprometimento. O maior cuidado deve ser tomado com paredes e forros de gesso acartonado.

Fig. 6 - Gesso acartonado
REFERÊNCIAS

Fonte: Eco Desenvolvimento – O que fazer com entulhos de construção, Publicado pela Redação EcoD em 12 de março de 2013;


quarta-feira, 14 de janeiro de 2015

Madeira em arte



Procurando saber algo mais sobre os encaixes de madeiras por meio dos nossos queridos marceneiros, encontrei por meio do blog do Tomazelli que se diz um apaixonado por madeira de verdade e marcenaria tradicional, um interessante post em que relata por meio de um artigo o uso da espiga e fura para obter a união das peças de madeira.

Espigas e seu uso
Texto adaptado por Érica de Vargas


Esse artigo vai para aqueles que gostam de marcenaria. É um pequeno artigo cujo conteúdo é muito comum de ser encontrado em livros e revistas em inglês. Mas, como toda informação sobre marcenaria, é algo raramente encontrado em português.
A espiga e fura é um dos métodos mais usados para unir peças de madeira, é também um dos mais antigos, sendo encontrado em sarcófagos do Egito. Primeiro vamos ver a nomenclatura das partes do encaixe. Como não tenho nenhuma literatura em português, traduzi livremente os termos usados em inglês.


A regra básica para as medidas de uma espiga é de que a espessura dela deve ter em torno de um terço da espessura da peça da fura. Se a espiga for mais fina, ficará fraca; enquanto que se a espiga for mais grossa, as paredes laterais da fura ficarão fracas. Na prática é uma questão de escolher a ferramenta que mais se aproxime dessa medida de um terço: caso a fura seja feita a mão, o formão com largura mais próxima; caso seja feita a máquina, a fresa ou broca mais próxima.
O comprimento da espiga tem uma regra básica de ser pelo menos cinco vezes a espessura da espiga. Na prática, quanto mais comprida a espiga mais resistência dará. Então, caso a espiga não seja vazada, o ideal é fazer a fura o mais profunda possível, deixando ainda uma sobra razoável de madeira do lado oposto a fura, para que não fique muito fraca e quebre facilmente.
espigas

Já a altura da espiga é um pouco mais complicado. Geralmente ela não deve ser muito maior do que o comprimento, pois caso fosse iria dar pouca resistência contra flexão. Uma alternativa caso a espiga seja muito alta, é dividi-la em duas ou mais. Ou fazer uma espigahaunched, com a espiga central comprida, e os haunchs em cima e em baixo, que darão uma maior resistência contra torção, conforme a figura 2.
Lembrando que essas regras são um ponto de partida, não uma verdade absoluta. Cabe ao marceneiro decidir as medidas finais. Alguns projetos sofrem mais forças em um sentido do que em outro, assim o marceneiro pode e deve estudar seu projeto, decidindo as medidas ideais da espiga para dar mais resistência nesse ou naquele sentido.
Agora a nomenclatura da fura. Veja que os nomes mudam da espiga para a fura, a altura da espiga equivale ao comprimento da fura, enquanto a espessura da espiga equivale à largura da fura.
desenho de fura
Figura 3: A fura


Uma espiga deve entrar justa no comprimento da fura, não em sua largura. Se entrar apertada na largura da fura, ela pode abrir os veios da madeira. Já no comprimento da fura, a espiga encontra a madeira da fura de topo, como está marcado na figura 3. Como a espiga encontra a madeira de topo, não há perigo de abrir ou rachar a peça da fura. Uma maneira de verificar se a espiga está entrando macia na largura é inclinando a espiga, conforme a figura 4.
espiga e fura
Figura 4: Teste para verificar se a espessura da espiga está correta


A espiga deve entrar facilmente na fura dessa forma, apenas com a mão e sem ser necessário forçar. Porém não deve entrar com folga, deve entrar macia, facilmente, mas deve haver uma sensação de leve atrito. Já quando for encaixar a espiga totalmente, ela deve entrar bem justa, sendo necessário força para entrar. Se entrar facilmente, apenas com a mão, o encaixe está folgado.
O encaixe por si só já oferece resistência contra compressão, cisalhamento, flexão e torção. A única força contra a qual ele não oferece resistência é a tração, ou seja, ao ato de se separar o encaixe. Porém, há variantes do encaixe que oferecem resistência contra tração, além disso, a cola usada hoje em dia também oferece uma ótima resistência contra tração.

FORÇAS QUE ATUAM SOBRE O ENCAIXE
Vamos ver um pouco sobre essas forças, ter uma noção geral das forças é importante para poder entender alguns tipos de encaixes.
compressão
Figura 5: Compressão
Quem faz resistência contra a compressão são as abas da espiga.
cisalhamento
Figura 6: Cisalhamento
Quem oferece resistência ao cisalhamento são as faces da espiga. Quanto mais comprida a espiga, maior a resistência.
flexao
Figura 7: Flexão



A flexão é como o nome indica um movimento parecido com o flexionar de um braço. É um movimento que tende a tirar as duas peças do esquadro. Quanto maior o comprimento da espiga, maior a resistência contra a flexão.
Na verdade, o que mais conta para dar resistência é a relação entre altura e comprimento da espiga. Se a espiga for muito alta e pouco comprida, ela não irá dar resistência contra flexão. Por isso quando o trabalho exige uma espiga muito alta, é comum vermos duas espigas em vez de apenas uma, como já foi comentado antes (figura 2).
torcao
Figura 8: Torção
A torção é um movimento de rotação da peça da espiga no seu eixo longitudinal. Para resistir à torção, quanto mais alta a espiga melhor.
A última força é a tração. Em uma espiga simples, somente a cola oferece resistência contra tração. Felizmente na maioria dos casos, por conta da disposição dos encaixes, a força de tração vai ser pouca. Além disso, algumas variações oferecem resistência mecânica contra a tração, como a espiga com cunha, espiga com cavilha, etc.

tracao
Figura 9: Tração

TIPOS DE ESPIGA MAIS USADOS NA MARCENARIA

Espiga e fura cega (Blind mortise and tenon)
Blind mortise and tenon
Figura 10: Espiga e fura cega
É a mais comum das espigas, onde a fura não atravessa para o outro lado, por isso chamada de espiga cega. Também é chamada simplesmente de espiga.

Espiga haunched (Haunched mortise and tenon)

Esse é um tipo de espiga usado sempre na borda das peças. Se fôssemos fazer uma espiga normal no canto da peça, ficaria uma quantidade pequena de madeira no topo da peça da fura. Com pouca madeira no topo (Fig. 11) , qualquer esforço faria rachar o topo da peça da fura.


Uma alternativa é recuar a espiga, deixando um pouco mais de madeira no topo da peça da fura (Fig. 12). Porém, abaixando a espiga diminuímos sua altura e diminuímos junto a resistência contra torção.
Uma alternativa melhor nesses casos é a espiga haunched (Fig. 13). Essa espiga ainda mantém uma boa quantidade de madeira no topo da peça da fura, para evitar rachar, e incorpora um pequeno segmento, o haunch, até a borda de cima. Esse segmento extra vai conferir mais resistência contra torção.
haunched mortise and tenon
Figura 13: Espiga haunched
Esse tipo de espiga também é muito usado na construção de painéis com moldura, onde as peças tem um rasgo interno para encaixar o painel (Fig. 14). Assim podemos fazer o rasgo para o painel de fora a fora nas peças, já que a espiga irá tampar esse rasgo.
haunched mortise and tenon in frame and panel
Outra variação ainda é essa, quando não podemos ou não queremos que o segmento (haunch) apareça no topo da peça. Em fez de deixar o seguimento reto, deixamos ele em ângulo (Fig. 15), assim por fora não irá aparecer nada. Esse encaixe oferece um pouco menos de resistência contra torção.
angled haunched mortise and tenon

Espiga e fura aberta (open mortise and tenon)

É uma espiga usada no canto da peça também. A vantagem é que ela pode ser feita facilmente na serra de bancada. Por ser totalmente aberta, não oferece resistência contra flexão e deve ser usada com cautela, apenas em locais onde não haverá esforços de flexão. Uma cadeira, por exemplo, sofre grande esforço de flexão quando encostamos no espaldar.
Para essa espiga aberta ter resistência contra flexão, podemos colocar uma ou duas cavilhas, fazendo uma espiga aberta com reforço de cavilhas, como vamos ver mais abaixo na espiga com reforço de cavilha.
open mortise and tenon
Espiga e fura vazada (through mortise and tenon)

É a mesma coisa de uma espiga cega, porém a espiga atravessa a peça totalmente. A vantagem é que a espiga é mais comprida, oferecendo maior resistência.
through mortise and tenon
Figura 17: Espiga e fura vazada
Espiga e fura vazada com cunha (wedged through mortise and tenon)

É uma variação da espiga vazada. A diferença é que a parte de fora da fura é inclinada, um pouco mais aberta, e a espiga recebe dois cortes por onde serão inseridas duas cunhas.
wedged through mortise and tenon

A figura 19 mostra o detalhe de como a fura é levemente inclinada na parte de fora. Assim quando as cunhas forem inseridas, irão fazer com que a espiga abra, formando uma espécie de rabo de andorinha dentro da fura. Os dois furos na espiga, no final dos cortes, servem para que a espiga não rache quando inserirmos as cunhas.
wedged through mortise and tenon
Figura 19: Espiga e fura vazada com cunha: detalhe interno do encaixe

É um encaixe muito resistente. Era muito usado antigamente, pois as colas não tinham tanta resistência quanto as colas de hoje em dia. Além disso, essa espiga era muito usada em encaixes externos, pois não havia cola resistente à água. Eu vi muitas espigas assim em móveis chineses, alguns realmente antigos, com mais de cem anos, e outros que são reproduções de móveis antigos.
Usando cunhas da mesma madeira fica um encaixe discreto, onde quase não irá aparecer as cunhas. Já usando madeiras em uma cor contrastante, o encaixe adquire um tom decorativo também.


Espiga e fura com cavilha (pegged or pinned mortise and tenon)

É uma espiga comum, pode ser tanto cega quando vazada, onde é inserida uma cavilha que irá manter o encaixe firme, mesmo que a cola venha a falhar ou que não seja usada cola. Também é um encaixe muito usado antigamente, inclusive em obras externas onde a cola de antigamente não oferecia nenhuma resistência contra água.
pegged or pinned mortise and tenon
Há duas formas de se fazer:

Primeiramente colar normalmente, aplicando cola e grampos para unir o encaixe. Depois que estiver já prensado nos grampos, fazemos um furo que passe pela espiga e inserimos a cavilha.
Outra forma é fazer o furo um pouco deslocado na espiga, conforme a figura 22. Fazendo o furo deslocado assim, não precisamos usar grampos, pois quando formos inserir a cavilha ela irá puxar a espiga para dentro, mantendo o encaixe firme no local.

Espiga e fura vazada com dente (tusk mortise and tenon)

É uma espiga que atravessa totalmente a fura e sai um pedaço ainda para fora. Nesse pedaço que sai para fora há uma outra fura por onde é introduzida uma cunha no formato de dente de leão, daí vem o seu nome em inglês: tusk tenon.
tusk mortise and tenon

É um encaixe muito usado em pés de mesa, pois como não usa cola, pode ser facilmente separado. Além disso, é um encaixe muito forte, que pode ser reapertado apenas batendo o dente mais para dentro.  Depois de pronto e montado, é um encaixe que oferece uma bela decoração ao móvel (Fig. 24). Como a espiga fica bem para fora do encaixe, nem sempre pode ser usado.
tusk mortise and tenon

Na confecção do encaixe há um pequeno segredo (Fig. 25), o rasgo inclinado por onde irá ser inserido o dente deve ficar um pouco deslocado para dentro da fura. Assim quando inserirmos o dente ele irá tracionar a espiga, a fazendoela ficar bem firme no local.
tusk mortise and tenon

Espigas gêmeas (twins mortise and tenon)

As espigas gêmeas ou espigas duplas são mais usadas em peças largas, quando a união é face com face. Também são sempre usadas no meio da peça, pois se fosse usadas no canto iriam ser um encaixe endentado.
Podem ser vazadas como na figura 26 ou cegas. Se forem vazadas ainda podem receber uma cunha para deixar o encaixe mais justo.
twins mortise and tenon
                                                                                     Figura 26; Espigas gêmeas


REFERÊNCIAS

Artigo: Handbook of joinery (The Art of Woodworking). Editor: Time-Life Books, 1993. IBSN 0-8094-9942-8 e 0-8094-9942-X. 144 páginas.

Blog: Tomazelli Woodwoorking. Postado por Tomazelli.