Espigas e seu uso (1/2)

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.

Figura 1: As partes de uma espiga.

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.

Figura 2: Espiga dupla à esquerda e espiga central com haunchs  à direita.

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 espiga haunched, 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.

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.

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.

Figura 5: Compressão.

Quem faz resistência contra a compressão são as abas da espiga.

Figura 6: Cisalhamento.

Quem oferece resistência ao cisalhamento são as faces da espiga. Quanto mais comprida a espiga, maior a resistência.

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).

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.

Figura 9: Tração.

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.

Na próxima postagem vou colocar as variações mais comuns desse encaixe. Até mais!