pedra natural

“Pedra” é a designação popular do material natural que em ciência é chamado rocha, definido como um agregado consolidado ou não consolidado de minerais, de minerais e vidro natural, ou de minerais e matéria orgânica, que é formado por ação de processos geológicos classificados como magmáticos, sedimentares e metamórficos.

A pedra natural, tal como a madeira e o osso, foi desde o aparecimento do homem por ele utilizada. A época da pré-história conhecida como a Idade da Pedra, cujo início remonta a mais de dois milhões de anos, é subdividida em Paleolítico, Mesolítico e Neolítico, consoante o crescente aperfeiçoamento do talhe e do uso da pedra, desde o seixo afeiçoado ao seixo bifacetado, aos artefactos de lasca de pedra, aos instrumentos com lâmina de pedra, à indústria de micrólitos ao polimento da pedra e à cerâmica.

À escala nacional, a pedra natural constitui um recurso cuja importância em termos económicos tem sido acompanhada por um crescente conhecimento científico e tecnológico. À escala regional, no que respeita ao arquipélago da Madeira, os sectores extrativo, transformador e comercial de pedra natural na ilha da Madeira e, com menor expressão, na ilha do Porto Santo, têm grande importância social, cultural e económica para uma comunidade insular onde, em termos de mercado, a procura desta matéria-prima é crescente, ao contrário da oferta, que tem diminuído.

De salientar que a pedra natural pode evidenciar alguma heterogeneidade litológica e textural, nomeadamente a presença dos chamados encraves (inclusões de material pétreo distinto) que, de modo geral, funciona como um fator penalizante, desvalorizando o valor comercial da pedra natural. Os investigadores estudaram as principais características físicas, químicas e tecnológicas da pedra natural do arquipélago com o objetivo de otimizar a utilização deste recurso na construção civil, respeitando critérios de qualidade e, se possível, de quantidade.

Características Gerais e Localização das Explorações de Pedra Natural

A maioria das formações geológicas que ocorrem na ilha da Madeira é constituída por rochas do tipo extrusivo, algumas das quais são utilizadas como pedra natural, podendo ser classificadas e agrupadas em dois conjuntos bem distintos. O primeiro compreende rochas básicas a intermédias, compactas e/ou porosas e vacuolares, representadas por escoadas basálticas (sentido lato), chaminés e filões, resultantes de erupções vulcânicas efusivas essencialmente do tipo havaiano. O segundo compreende rochas piroclásticas, resultantes de erupções explosivas e/ou mistas do tipo stromboliano, mais abundantes nas zonas centrais da ilha, onde são mais grosseiras e caóticas, constituídas por uma grande variedade de materiais, ditos de projeção, desde enormes blocos a cinzas muito finas, passando por termos intermédios denominados feijoco, lapilli ou areão, de aspeto vesicular e esponjoso, entre os quais são frequentes as características bombas vulcânicas. Por vezes, estes materiais pouco consolidados apresentam o aspecto de brechas mais ou menos grosseiras e heterométricas, ou apresentam-se como tufos.

Na ilha do Porto Santo, são explorados dois tipos de pedra natural em dois maciços vulcânicos distintos. No maciço nordeste, de topografia mais acentuada e constituído por rochas de composição ácida resultantes da solidificação de lavas viscosas no interior de chaminé vulcânica, é explorada a rocha denominada de traquito. No maciço sudoeste, constituído por rochas piroclásticas (soldadas e/ou litificadas), é explorada a rocha classificada como tufo de lapilli e tufo brecha.

Segundo Gomes e Silva, as pedreiras de pedra natural existentes na ilha da Madeira são em maior número do que as que ocorrem na ilha do Porto Santo (Gomes e Silva, 1997) e localizam-se particularmente no sector ocidental da ilha (Fig. 1), mais precisamente no Complexo Vulcânico Superior CVS2. Os afloramentos explorados são de pequena a média dimensão, estão localizados, por vezes, em zonas de difícil acesso e deles são extraídos blocos de pequena cubicagem com o auxílio de explosivos, colas expansivas e máquinas com martelos pneumáticos acoplados (Fig. 2 e Fig. 3).

Fig. 1 – Mapa com a localização das principais explorações de pedra natural do Arquipélago da Madeira em 1997. Fonte: GOMES e SILVA, 1997
Fig. 1 – Mapa com a localização das principais explorações de pedra natural do Arquipélago da Madeira em 1997. Fonte: GOMES e SILVA, 1997.
Fig. 1
Fig. 2 – Fotografia de frente de desmonte da pedreira da Portela, Serra de Fora, ilha do Porto Santo. © João Baptista, 2009.
Fig. 3
Fig. 3 – Fotografia de pormenor da dimensão dos blocos de traquito com disjunção colunar prismática que é explorado na pedreira da Portela. © João Baptista, 2009.

Existe ainda outro tipo de explorações temporárias, todavia de grande importância na ilha da Madeira, localizadas no curso médio e superior de alguns cursos de água, das quais são extraídos blocos de queda de grandes dimensões que, por efeito da gravidade, deslizam das vertentes abruptas e instáveis para o leito dos referidos cursos de água (Fig. 4 e Fig. 5)

Fig 4
Fig. 4 – Fotografia de blocos de queda no curso superior da ribeira dos Socorridos. © João Baptista, 2009.
Fig 5
Fig. 5 – Fotografia de pormenor da dimensão de um bloco de queda com obstrução quase total do leito da ribeira do Cumeal, Curral das Freiras. © João Baptista, 2009.

Dos onze concelhos compreendidos na área administrativa da Região Autónoma da Madeira, o concelho de Câmara de Lobos é o que reúne, indiscutivelmente, o maior número de pedreiras e profissionais do sector. Até ao final da década de 70 do século XX, existiram em atividade mais de uma dezena de pedreiras de cantaria “rija”, localizadas na zona entre as freguesias de Câmara de Lobos e o Estreito de Câmara de Lobos. Entre estas, destacam-se as seguintes: Lourencinha, Covão, Zimbreiros, Palmeira, Canteira do Faria, Canteira do Sousa, Canteira do Dantas e Canteira do Ferraz. Estas pedreiras de cantaria “rija” foram exploradas sobre uma escoada subaérea de composição traquibasáltica pertencente ao Complexo Vulcânico Superior CVS2, que se estendeu ao longo de 2,5 km, aproximadamente, desde o sítio do Covão, localizado na freguesia do Estreito de Câmara de Lobos, até ao mar.

Na base da arriba do Cabo Girão, foram explorados, durante vários séculos, diversos tipos de cantaria “mole”. A importância das várias pedreiras existentes e o volume dos blocos de pedra extraídos para a construção de monumentos e edifícios foi de tal ordem que o rei D. Manuel I mandou construir embarcações com características específicas para o transporte de pedra desde o Cabo Girão até à cidade do Funchal. A intensa exploração das pedreiras do Cabo Girão por meio de galerias abertas em vários pontos na base da arriba provocou uma falta de apoio das formações geológicas sobrejacentes; a falta de suporte e estabilização conduziu a que acontecessem, ao longo do tempo, quedas de materiais.

A 4 de Março de 1930, ocorreu uma avalancha rochosa que se desprendeu de uma altura próxima dos 400 m e que entrou cerca de 300 m mar dentro. O volume de material desprendido provocou grande impacto no oceano, e foi de tal ordem, que deu origem à formação de duas fajãs: fajã das Bebras e Fajã dos Asnos (Fig. 6)

 

Fig 6
Fig. 6 – Fotografia de cicatriz de escorregamento da avalanche rochosa ocorrida a 4 Março de 1930, facilmente identificada pela forma côncava do local de despreendimento e pela tonalidade mais clara das formações geológicas da arriba e do depósito detrítico na base e/ou fajã. © João Baptista, 2014

A derrocada deu-se justamente por cima duma pedreira onde há longos anos se fazia a extração da chamada pedra mole, com que eram feitos fornos de cozer, filtros, pias, etc. […] Já há tempos vinham a dar-se pequenas derrocadas, consequência lógica e fatal da falta de apoio com que iam ficando os rochedos” (FREITAS, 1989, 52).

Na praia e na foz da ribeira do Vigário, localizada para nascente do local, encontravam-se cerca de cinco dezenas de pessoas, realizando diversos tipos de atividades habituais (Fig. 7). O impacto da avalancha rochosa sobre o mar deu origem a uma grande onda (tsunami), que acabou por se desenvolver frontal e lateralmente. A propagação da onda lateral viria a atingir várias pessoas que se encontravam na praia do Vigário e a causar 19 mortos, ficando esta tragédia conhecida por “A Vaga da Morte”.

Fig. 7 – Fotografia da Vila de Câmara de Lobos e pormenor da praia do Vigário em 1930. © Arquivo Foto Figueiras.
Fig. 7 – Fotografia da Vila de Câmara de Lobos e pormenor da praia do Vigário em 1930. © Arquivo Foto Figueiras.

 

Em 2009, na pedreira da Palmeira, no concelho de Câmara de Lobos, deixou de ser extraída rocha ornamental (cantaria “rija”) devido ao facto de o traçado da via rápida (cota 200 e nó da Palmeira) intercetar e ser contíguo ao depósito mineral (Figs. 8 e 9).

Fig. 8 – Fotografia de escoada lávica subaérea com a localização da Pedreira da Palmeira, Ponte dos Socorridos e cota 200. © João Baptista, 2007.
Fig. 8 – Fotografia de escoada lávica subaérea com a localização da Pedreira da Palmeira, Ponte dos Socorridos e cota 200. © João Baptista, 2007.
Fig. 9 – Fotografia de antiga exploração da Pedreira da Palmeira e armazenamento de blocos de cantaria “rija" e de cantaria “mole". © João Baptista, 2006.
Fig. 9 – Fotografia de antiga exploração da Pedreira da Palmeira e armazenamento de blocos de cantaria “rija” e de cantaria “mole”. © João Baptista, 2006.

O sector das rochas ornamentais produz grande volume de material estéril ou desperdícios. Estima-se que entre a fase de exploração e o produto final é perdida cerca de 60% da matéria-prima. Todavia, os desperdícios das cantarias podem ter um aproveitamento quase total. No que diz respeito à cantaria “rija” eles são utilizados em pré-fabricados de betão, enquanto os desperdícios de cantaria “mole”, quando moídos, são utilizados em terras de cultivo, em estufas e como inertes na produção de blocos para construção civil.

Até aos anos 80 do séc. XX, a exploração e transformação da pedra natural era realizada por processos manuais e era empregue essencialmente na arquitetura religiosa, civil e militar. A partir de então, foram introduzidos novos métodos extrativos e transformadores que permitiram maior produção, melhor qualidade e maior oferta de produtos.

Caracterização da Pedra Natural do Arquipélago da Madeira

O valor ornamental das rochas ígneas passa pela sua homogeneidade cromática e textural. Estas características condicionam em boa medida os valores ornamental e comercial. Em 2015, o valor comercial base das cantarias “rijas” ronda os 70 euros/m2, enquanto o valor comercial das cantarias “moles” ronda os 50 euros/m2, sendo estes valores comerciais superiores aos da maioria das rochas ornamentais importadas do continente, devido à sua raridade e escassez. A tonalidade apresentada pela pedra natural está, em larga medida, associada à dos minerais dominantes, à granularidade dos mesmos e ao seu grau de alteração.

As rochas piroclásticas apresentam uma grande gama de tonalidades, sendo as mais comuns: acastanhada, avermelhada, alaranjada, amarelada e esverdeada, e as menos comuns: arroxeada e rosada. Num e noutro caso, elas são predominantemente constituídas por tufos de lapilli. Por sua vez, as rochas efusivas apresentam tons de preto e cinzento mais escuro ou mais claro e são predominantemente constituídas por picrobasalto, basalto, traquibasalto, andesito, traquiandesito e traquito. A textura das rochas está relacionada com o número e o modo como se distribuem os minerais de maiores dimensões no seio duma matriz de grão mais fino que pode ser mais ou menos abundante, com pequenas fraturas, com a alteração dos minerais constituintes da rocha e ainda com o número e o tamanho dos vacúolos ou poros.

As rochas extrusivas apresentam, de um modo geral, textura afanítica ou microcristalina, e as rochas piroclásticas apresentam uma textura porosa a muito porosa, vesicular a muito vesicular e, raramente, amigdalar e brechóide. O acabamento da superfície é o aspecto que a face da pedra oferece depois de pronta e por isso se torna um elemento importante do ponto de vista estético. Os acabamentos mais comuns utilizados nas rochas vulcânicas são os seguintes: lascado, serrado, cortado, apicoado, bujardado, escacilhado e amaciado, utilizando-se para o efeito diversos tipos de equipamentos e máquinas de corte e de acabamento, ou ainda o acabamento dito lavrado manualmente, utilizando uma escoda.

Caracterização Petrográfica e Mineralógica

Grupos de investigadores do Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro e do Laboratório Nacional de Energia e Geologia estudaram as principais características físicas, químicas e tecnológicas de seis variedades de pedra natural do arquipélago da Madeira, com o objetivo de otimizar a utilização deste recurso na construção civil, respeitando critérios de qualidade e, se possível, de quantidade.

As seis amostras de pedra natural estudadas correspondem às explorações da Palmeira (traquibasalto – cantaria “rija”), do Cabo Girão (tufos de lapilli – cantaria “mole” preta-esverdeada e castanha-esverdeada), do Curral das Freiras (tufo de lapilli – cantaria “mole” cor-de-rosa), do Caniçal (tufo – cantaria “mole” vermelha) e da ilha do Porto Santo, na Serra de Dentro (traquito – cantaria branco-sujo).

A caracterização petrográfica das amostras de pedra natural foi efetuada através da observação de lâminas delgadas ao microscópio ótico de luz transmitida polarizada e ainda, nalguns casos, recorrendo à interpretação de difratogramas obtidos por aplicação da técnica de Difração de Raios X (DRX), quando a observação de alguns minerais, devido ao grau de alteração, não facilitava a respetiva identificação. Esta caracterização petrográfica constitui informação muito relevante para averiguar e justificar o comportamento tecnológico da pedra natural, assim como para detetar defeitos e outros fatores que possam penalizar a sua qualidade. As rochas piroclásticas foram classificadas de acordo com Fisher (Fisher, 1961, 1966) e Schmid (Schmid, 1981).

Apresenta-se, seguidamente, a caracterização petrográfica e mineralógica das seis amostras de pedra natural da Madeira e do Porto Santo (Figs. 10 a 15) sobre as quais incidiram os ensaios físico-mecânicos:

Traquibasalto, conhecido localmente como cantaria “rija”; rocha vulcânica efusiva de tonalidade cinzenta, de quimismo intermédio e com muitos poros de reduzidas dimensões devido à libertação de gás; apresenta textura porfírica com fenocristais de clinopiroxena e plagioclase dispersos em matriz feldspática contendo minerais opacos de óxidos e hidróxidos de ferro (Fig. 10).

Fig. 10 Cantaria “rija” – Traquibasalto
Fig. 10 Cantaria “rija” – Traquibasalto

Traquito, conhecido localmente por cantaria branco-sujo do Porto Santo; rocha vulcânica efusiva de cor cinzento-claro, de quimismo ácido, sem poros; apresenta cristais de feldspato, anfíbola e alguns opacos; por vezes, esta rocha apresenta encraves ou xenólitos de cor escura, contornos circulares e composição alcalina (Fig. 11).

Fig. 11 Cantaria “branco-sujo” – Traquito
Fig. 11 Cantaria “branco-sujo” – Traquito

Tufo de Lapilli, conhecido localmente por cantaria “mole” preta-esverdeada; rocha piroclástica de cor negra-esverdeada, muito porosa, com clastos de dimensões entre 2 e 64 mm, cristais de feldspato, olivina alterada e matriz abundante de óxidos e hidróxidos de ferro (Fig. 12).

Fig. 12 Cantaria “mole” preta-esverdeada – Tufo de Lapilli
Fig. 12 Cantaria “mole” preta-esverdeada – Tufo de Lapilli

Tufo de Lapilli, conhecido localmente por cantaria “mole” castanha-esverdeada; rocha piroclástica de cor castanha-esverdeada, muito porosa, vesicular, com clastos de dimensões entre 2 e 10 mm, numa matriz abundante de óxidos, hidróxidos de ferro e vidro (Fig. 13).

Fig. 13 Cantaria “mole” castanha-esverdeada – Tufo de Lapilli
Fig. 13 Cantaria “mole” castanha-esverdeada – Tufo de Lapilli

Tufo de Lapilli, conhecido localmente por cantaria “mole” vermelha; rocha piroclástica de cor vermelha-alaranjada, muito porosa, vesicular, com clastos de pequenas dimensões, cristais de olivina, anfíbola e piroxena, todos muito alterados, e matriz abundante em hidróxidos de ferro (Fig. 14).

Fig. 14 Cantaria “mole” vermelha – Tufo de Lapilli
Fig. 14 Cantaria “mole” vermelha – Tufo de Lapilli

Tufo, localmente conhecido por cantaria “mole” cor-de-rosa; rocha tufácea constituída por plagioclase e hematite e pelos seguintes minerais secundários: calcite, dolomite, zeólito (chabasite) e esmectite (Fig. 15).

Fig. 15 Cantaria “mole” cor-de-rosa – Tufo. © João Baptista, 2014
Fig. 15 Cantaria “mole” cor-de-rosa – Tufo. © João Baptista, 2014

Caracterização Química

Não foi possível classificar as rochas utilizadas como pedra natural no Arquipélago da Madeira utilizando a classificação de Streckeisen (Streckeisen, 1979) adotada pela International Union of Geological Sciences (IUGS), uma vez ter sido impossível calcular a moda das rochas no que respeita aos feldspatos alcalinos e aos feldspatos calco-alcalinos, devido à dificuldade de contagem de pontos nos respetivos minerais em lâmina delgada. Gomes e Silva recorreram à classificação química (Fig. 16) de Le Bas e colaboradores (Le Bas et al. 1986), aprovada pela IUGS para as rochas vulcânicas, a qual se baseia no total de alcalis (Na2O + K2O) versus sílica (SiO2), expressos em percentagem de peso (Gomes e Silva, 1997).

Pedra NaturalClassificação
Cantaria rijatraquibasalto
Cantaria branco-sujotraquito
Cantaria mole preta-esverdeadabasalto
Cantaria mole castanha-esverdeadabasalto
Cantaria mole vermelhapicrobasalto
Cantaria mole cor-de-rosapicrobasalto
Fig. 16 – Tabela de classificação química da pedra natural do Arquipélago da Madeira (Le Bas et al., 1986)

A composição química (Fig. 17) foi determinada por Fluorescência de Raios X (FRX), sendo expressa sob a forma de óxidos dos principais elementos químicos presentes.

Óxidos (%)Pedra Natural     
Cantaria rijaCantaria
branco-sujo
Cantaria mole
preta-esverdeada
Cantaria mole
castanha-esverdeada
Cantaria mole
vermelha
Cantaria mole
cor-de-rosa
SiO250,3163,7247,2347,3644,5941,39
TiO22,250,772,752,792,312,7
Al2O317,3817,8317,216,7714,812,91
Fe2O310,144,4512,7812,9412,8616.66
MnO0,170,150,180,180,170,17
MgO4,140,275,185,18118,96
CaO8,552,278,357,5410,1911.79
Na2O4,616,253,012,831,61,58
K2O1,411,670,610,70,230,79
P.R.0,191,851,722,531,86,29
Fig. 17 – Tabela de composição química dos tipos estudados de pedra natural do Arquipélago da Madeira (Gomes e Silva, 1997).

Caracterização Físico-Mecânica

Seis tipos comerciais de pedra natural do Arquipélago da Madeira foram submetidos a diversos ensaios físico-mecânicos normalizados: resistência mecânica à compressão simples, resistência mecânica à flexão, resistência mecânica à compressão simples e à flexão após teste de gelividade, massa volúmica aparente, absorção de água à pressão atmosférica normal (PAtN), porosidade aberta (ou aparente), coeficiente de dilatação linear térmica, resistência ao desgaste e resistência ao choque.

Posteriormente, estabeleceram-se relações entre aspetos salientes do comportamento físico-mecânico e algumas das características litológicas e texturais dos diferentes tipos de pedra natural. Os ensaios físico-mecânicos são cruciais na caracterização da pedra natural sempre que se pretende atribuir-lhe aplicações em pavimentos ou no revestimento de fachadas. No que respeita à homogeneidade, expressa pela distribuição e dimensão dos minerais constituintes da rocha, regra geral, e ao contrário da maioria das rochas magmáticas plutónicas, as rochas magmáticas vulcânicas em apreço não apresentam planos com diferentes aspectos ornamentais. Por isso, na realização dos ensaios tecnológicos não foi tido em linha conta o critério de escolha do plano de referência mais representativo, como é usual.

Os ensaios selecionados foram considerados suficientes para o conhecimento do comportamento de cada tipo de rocha e foram realizados segundo normas adequadas. O objetivo de cada um dos ensaios, bem como a metodologia utilizada quando não existe norma específica que o regulamente, constam do Catálogo de Rochas Ornamentais Portuguesas. Todos os resultados dos ensaios exprimem a média aritmética dos valores obtidos para o número de provetes individuais ensaiados.

Resistência mecânica à compressão simples

Este ensaio foi realizado de acordo com o disposto na norma DIN 52105 e, na parte aplicável, em conformidade com o disposto na norma NP-1040 (1974). Foram utilizados 6 provetes cúbicos com 7 cm de aresta, previamente secos até ao peso constante e sujeitos a forças de compressão gradualmente crescentes até à ruptura.

Resistência mecânica à flexão

Para a realização deste ensaio, foi seguido o prescrito na norma DIN 52112, tendo sido utilizados 6 provetes paralelepipédicos com dimensões 20 x 3 x 3 cm. O ensaio consiste na determinação da tensão máxima que um provete suporta até ser atingida a sua rotura quando submetido a um esforço de flexão.

Resistência mecânica à compressão simples e à flexão após teste de gelividade

O ensaio de gelividade foi executado de acordo com a norma DIN 52104 e consistiu em submeter 6 provetes cúbicos de 7 cm de aresta a 25 ciclos de congelação-descongelação entre as temperaturas extremas de -15ºC (em arca frigorífica) e +20ºC (por imersão em água), com permanência de 3-4 horas em cada uma destas temperaturas, em cada ciclo. Após o ensaio de gelividade, foram realizados os ensaios de compressão simples e de flexão sobre os provetes individuais. Em complemento, procedeu-se à apreciação macroscópica dos efeitos deste ensaio sobre a estrutura e a cor dos provetes.

Massa volúmica aparente

Para a execução deste ensaio, procedeu-se de acordo com o estabelecido na norma DIN 52102 e, na parte aplicável, de acordo com a especificação E-216 (1968), tendo sido utilizados 6 provetes cúbicos de 7 cm de aresta. A massa volúmica aparente representa o quociente da massa do provete pela massa de água destilada de volume igual ao do provete, incluindo o volume de todos os seus poros.

Absorção de água à pressão atmosférica normal (PAtN)

A absorção de água à pressão atmosférica normal foi determinada segundo o procedimento indicado na norma DIN 52103 e, na parte aplicável, de acordo com a especificação E-216 (1968). Este ensaio determina a massa de água destilada absorvida pelo provete à pressão atmosférica normal até saturação, e nele foram utilizados os 6 provetes cúbicos de 7 cm de aresta do ensaio anterior.

Porosidade aberta ou aparente

Este ensaio foi executado segundo o procedimento indicado na norma DIN 52103 e, na parte aplicável, de acordo com a especificação do E-216 (1968). Para o efeito, foram utilizados os mesmos 6 provetes cúbicos de 7 cm de aresta. A porosidade aberta ou aparente é definida como o volume de água absorvida pelo provete.

Coeficiente de dilatação linear térmica

Este ensaio foi realizado em dois provetes rectangulares talhados para o efeito em cada tipo de pedra natural, utilizando um dilatómetro Adamel-Lhomargy de grande precisão, depois de variar a temperatura entre 0ºC e +80ºC. O valor expresso representa o máximo coeficiente de dilatação linear obtido.

Resistência ao desgaste

Realizaram-se dois tipos de ensaio de desgaste. No primeiro, ensaio de Amsler, seguiu-se o discriminado na norma NP-309 (1962), ensaiando-se 6 provetes paralelepipédicos com dimensões 6 x 6 x 3 cm numa máquina de Amsler-Laffon. O resultado exprime a diminuição de espessura, por desgaste, dos provetes para um determinado percurso. No segundo, ensaio de Capon, procedeu-se em conformidade com a norma NF B 10-508 (1973) modificada de acordo com a proposta de prEN elaborada pelo GT 246 do CEN, ensaiando-se 6 provetes paralelepipédicos com dimensões 12 x 12 x 3 cm numa máquina de Capon. O resultado exprime também o desgaste provocado pela fricção de um disco alimentado com um abrasivo normalizado, em cada provete.

Resistência ao choque

Submeteram-se a este ensaio 4 placas paralelepipédicas de dimensões 20 x 20 x 3 cm. Cada provete é colocado sobre um leito de areia com 10 cm de espessura, posição em que sofre o impacto de uma esfera de aço de 1 kg que é deixada cair de alturas sucessivamente maiores, intervaladas de 5 em 5 cm até à ruptura. O resultado é entendido como altura mínima de queda à qual ocorre a ruptura da placa. Para os ensaios de resistência mecânica à compressão simples e à flexão, foi calculado o valor mínimo esperado, que é um parâmetro estatístico referido em anexos às respetivas pré-normas europeias (prEN) sobre a avaliação estatística de resultados dos ensaios efetuados sobre a pedra natural.

A Fig. 18 apresenta um quadro resumo dos valores obtidos para as propriedades físico-mecânicas determinadas em amostras de seis tipos de pedra natural do Arquipélago da Madeira.

EnsaioPedra Natural     
Cantaria rijaCantaria branco-sujoCantaria mole preta-esverdeadaCantaria mole castanha-esverdeadaCantaria mole vermelhaCantaria mole cor-de-rosa
Res. mecânica à compressão simples (kg/cm2)114057712896127267
- valor mínimo esperado (kg/cm2)9005009784100202
Res. mec. à comp. simples após ensaio de gelividade (kg/cm2)125059811690128246
Res. mecânica à flexão (kg/cm2)1827522263140
- valor mínimo esperado (kg/cm2)1626818172427
Res. mecânica à flexão após ensaio de gelividade (kg/cm2)1807522222839
Massa volúmica aparente (kg/m3)239822471544155718331958
Abs. de água à PAtN (% do peso)2,124,1717,3114,5314,211,38
Porosidade aberta (% do volume)5,099,3726,7322,626,0122,2
Coef. de dilatação linear térmica
- valor máximo (×10-6/ºC)
3,641,30,82,80,9
Resistência ao desgaste
- ensaio de Amsler (mm)
0,621,81,42,33,6
Resistência ao desgaste
- ensaio de Capon (mm)
16,827,323,220,627,633,2
Resistência ao choque
- altura mínima de queda (cm)
554035404040
Fig. 18 – Tabela de caracterização físico-mecânica da pedra natural do Arquipélago da Madeira (ensaios realizados no Laboratório do Instituto Geológico e Mineiro)

A interpretação dos resultados dos ensaios físico-mecânicos realizados (Fig. 18) permitiu concluir o seguinte:

As duas variedades de cantaria “rija” apresentam valores mais elevados nos ensaios de resistência mecânica do que as quatro variedades de cantaria “mole”. Dentro das cantarias “rija”, o traquibasalto apresenta valores de resistência mecânica superiores aos do traquito. Estes factos devem-se a diferenças de texturais exibidas pela pedra natural. No entanto, as amostras de mão do traquibasalto evidenciam maior porosidade do que as amostras do traquito. No que diz respeito aos quatro tipos litológicos analisados de cantaria “mole”, verifica-se que a resistência mecânica é maior no tufo do que no tufo de lapilli. Esta diferença deve-se à porosidade, à dimensão dos fragmentos vulcânicos e aos encraves.

O valor da massa volúmica aparente das cantarias “rijas” é superior ao das cantarias “moles”. Em consonância, no que diz respeito à absorção de água à PAtN e à porosidade aberta, as cantarias “rijas” apresentam valores inferiores aos das cantarias “moles”. Novamente, a porosidade, a dimensão dos clastos e os encraves contidos na pedra condicionam estes valores. As referidas características foram aproveitadas, de forma empírica, pelo homem que, ao longo de vários séculos, tem vindo a utilizar os tufos de lapilli na construção de filtros de água em tanques de rega e de filtros de água de utilização doméstica.

Em relação ao coeficiente de dilatação linear térmica, a cantaria “mole” apresenta valores mais baixos do que a cantaria “rija” devido a diferenças texturais expressas, muito particularmente, por diferenças de porosidade. A cantaria “mole” vermelha apresenta um valor superior à média das restantes rochas piroclásticas analisadas. Este facto pode estar relacionado com os encraves contidos na amostra. Estes dados demonstram a boa utilização da cantaria “mole” como refratário no fabrico de fornos e lareiras.

O traquibasalto apresenta ainda os menores valores de resistência ao desgaste determinados pelos ensaios de Amsler e Capon e a maior resistência ao choque, quando comparado com os outros tipos de pedra natural. Estas características mecânicas conferem a esta rocha grande aptidão para o revestimento de pavimentos. As variedades litológicas de cantarias “mole” e “rija” não possibilitam qualquer tipo de polimento, devido a muitos dos seus minerais terem baixa dureza, à existência de vidro nalgumas, à porosidade noutras, ao grau de alteração que algumas evidenciam e à fraca coesão entre grãos verificada noutras. Não se notou qualquer alteração quer na cor quer na estrutura dos provetes no final dos 25 ciclos de gelo-degelo (ensaio de gelividade). Considera-se que a pedra natural do Arquipélago da Madeira não é afetada pela gelividade, visto que os valores obtidos nos testes não diferiram em mais de 20% relativamente à média obtida correspondente aos ensaios de gelividade realizados em provetes no estado seco.

Nas amostras estudadas, verificou-se haver correlação linear significativa entre os resultados dos ensaios de desgaste obtidos pelos métodos Amsler e Capon.

Aplicação da Pedra Natural

Existe uma enorme variedade de aplicações da pedra natural, desde as mais primitivas e simples até às mais modernas e complexas, que no arquipélago a necessidade e o engenho do homem foi criando e recriando.

Muitas dessas aplicações desempenharam, no passado, uma função idêntica aos eletrodomésticos e a diversos tipos de utensílios e equipamentos posteriores (moinho de mão, forno, fornalha, cigano, pedra do bolo do caco, filtro de água, sanita, entre outros), passando depois a servir de peças de decoração (Figs. 19 a 24). (© João Baptista)

 

Fig. 19
Fig. 19 Moinho de mão utilizado na moagem de cereais
Fig. 20
Fig. 20 Forno de cozer pão

 

Fig, 22
Fig, 22 Pedra do bolo do caco

 

Fig. 23 Filtro de água
Fig. 23 Filtro de água
Fig. 24 Sanita
Fig. 24 Sanita © João Baptista

 

A cantaria “rija” tem uma vasta aplicação nos sectores da construção civil, obras públicas, funerária e obras de arte. Destaca-se a aplicação em chafarizes e fontanários, brasões, construção e revestimento de paredes, portas, janelas, goteiras e pavimentos (Figs. 25 a 28).

Fig. 22
Fig. 25
Fig. 23
Fig. 26

 

Fig. 24
Fig. 27

 

Fig. 25
Figs. 25 a 28 – Fachada, escadaria, balaústres, varandim e fontanário do Palácio da Justiça, com utilização de vários tipos de cantarias “rija” e “mole”; Portal do Cemitério de São Martinho, feito com cantaria “rija”; Revestimento da parede no Centro de Vulcanismo de São Vicente, utilizando blocos de cantaria “rija”; Utilização de um conjunto de oito blocos de traquito (com disjunção colunar) no monumento A Chegada e a Partida, da autoria do escultor Paulo Neves, rotunda do aeroporto Internacional do Porto Santo. © João Baptista, 2014.

Por outro lado, a cantaria “mole” é utilizada na construção de muros e nos revestimentos interiores e exteriores de imóveis e isolamentos acústicos (Fig. 18). Para além da aplicabilidade atrás referida, este tipo de rocha possui alguns géneros litológicos (tufos de lapilli e tufos brecha de tonalidades vermelha e castanha avermelhada: Fig. 14) que são muito utilizados no fabrico de fornos industriais (cal, padarias, incineração) e domésticos, e de lareiras (Figs. 29 e 30).

Fig. 26
Fig. 29 – Blocos de cantaria “mole” vermelha utilizados na construção das paredes de um forno da cal, Campo de Cima, ilha do Porto Santo. © João Baptista, 2011.

 

Fig. 27
Fig. 30 – Vários blocos de cantaria “mole” utilizados na construção da armação de uma porta, Caniço, ilha da Madeira. © João Baptista, 2014.

Alguns dos blocos de queda de pedra “mole” com dimensões apreciáveis, que ocorrem nas margens dos leitos das ribeiras do Curral das Freiras e da Serra de Água, foram escavados e utilizados como abrigo para animais, poços e moinhos de água, arrecadação e habitação. Este tipo de arquitetura popular é conhecido na ilha da Madeira por “lapas” (Figs. 31 e 32).

Fig. 28
Fig. 31 – Lapa com a função de habitação no Curral das Freiras, conhecida pela casa do senhor José “da Lapa”. © João Baptista, 2004.
Fig. 29
Fig. 32 – Lapa com função de armazenamento de produtos hortícolas e frutícolas, localizada na margem esquerda da ribeira do Cumeal, Curral das Freiras. © João Baptista, 2004.

O concelho de Câmara de Lobos mereceu o reconhecimento e o apreço por parte de instituições públicas e privadas, pela longa tradição na exploração e transformação da pedra natural. Os investimentos efetuados pela autarquia na 1.ª Semana da Pedra e no Simpósio Internacional de Escultura em Pedra (SINEP), realizados em 1997 e em 2004, respetivamente, permitiram a este concelho possuir o maior espólio de esculturas concebidas em rocha vulcânica (utilizando cantarias “moles” e “rijas”) de todo o país (Figs. 32 e 33).

Fig. 30
Fig. 32
Fig. 31
Fig. 33

A citação “Na pedra o sentido de uma vida” gravada em baixo-relevo no monumento do canteiro, pretende homenagear a pedra natural local que tem vindo ao longo dos tempos a ser aplicada profusa e sabiamente em edificações, seculares e classificadas, e homenagear também todos os profissionais que trabalham e vivem da pedra natural.

Proteção de Pedreiras com Interesse para o Património Edificado

O restauro do património exige pedra natural disponível e o acesso às pedreiras, tantas vezes já desativadas, donde teria sido extraída a pedra originalmente empregada ou a pedreiras ou locais onde ocorra pedra semelhante (no que respeita às propriedades físicas, composição mineral, textura, cor e resistência mecânica).

Em regra, tal situação entra em conflito com outras utilizações do solo ou subsolo e com a preservação de outros patrimónios e ambiente natural. Importa, por isso, transpor racionalmente os conflitos entre a preservação dos valores ambientais e a preservação dos valores do património construído. O local que possua a pedra natural original utilizada num monumento classificado deve ser preservado e qualificado como geótopo do monumento. O geótopo representará o substrato do monumento, tal como o biótopo o é, por exemplo, para uma determinada planta.

A título de exemplo, é mostrada a fachada principal da Sé do Funchal, onde são evidentes os diferentes tipos de cantarias de rocha vulcânica e de variedades cromáticas aplicadas (Fig. 34). Neste sentido, a pedreira do Cabo Girão, entretanto desativada, deverá ser considerada o geótopo da chamada cantaria “mole” aplicada na Sé do Funchal (Fig. 35).

Fig. 32
Fig. 34 – Fachada principal da Sé do Funchal. © João Baptista, 2014.

 

Fig. 33
Fig. 35 – Pedreira de cantaria “mole” do Cabo Girão desativada na década de 80 do século XX. © João Baptista, 2014.

Sendo de todo inviável proteger os geótopos da edificação, é de considerar a constituição de uma litoteca, onde os tipos litológicos mais utilizados no património classificado, em blocos ou em peças dimensionadas, estivessem depositados, classificados e resguardados, de modo a poderem estar disponíveis para ser reutilizados em eventuais intervenções de restauro. A litoteca também integrará um espaço para depósito de pedra natural de qualidade, aparelhada ou não, proveniente da demolição de edifícios urbanos ou rurais.

A identificação, o mais fina possível, dos materiais de construção utilizados na construção dum edifício, incluindo a pedra natural, permite muitas vezes identificar as pedreiras, regra geral já desativadas, de onde a pedra foi extraída e que passam a constituir sítios a proteger, bem como seguir as vias e os meios utilizados para o transporte, e pôr em evidência a escolha dos locais e da pedra a substituir.

Bibliog.: Carvalho, A. M. G. e Brandão, J. M., Geologia do Arquipélago da Madeira, Lisboa, Museu Nacional de História Natural, 1991; Costa, L. R et al., «O futuro da indústria das Rochas Ornamentais», Boletim de Minas, vol. 32, n.º 1, 1995, pp. 1-13; Feraud, J., «Pierre et patrimoine bati», Geochronique, n.º 89, 2004, pp. 19-23; Ferraz, E. et al., «Pedra Natural do Arquipélago da Madeira: Relação do Comportamento Físico-Mecânico com a Litologia», A Pedra, n.º 70, 1998, pp. 33-37; Fisher, R. V., «Proposed classification of volcaniclastic sediments and rocks», Bulletin of the Geological Society of America, vol. 72, 1961, pp. 1409-1414; Id., «Rocks composed of volcanic fragments and their classification», Earth-Science Revue, vol. 1, 1966, pp. 287-298; FREITAS, M. P. S., «A Vaga da Morte», Revista Girão, vol. II, 1.º semestre de 1989, pp. 52-54; Gomes, C. S. F., «Pedra natural e o restauro do património construído no arquipélago da Madeira», Actas do Simpósio Internacional de Escultura em Pedra – SINEP 2004, Câmara de Lobos, Câmara Municipal de Câmara de Lobos/Madeira Rochas – Divulgações Científicas e Culturais, 2004, pp. 152-154; Id. e Silva, J. B. P., Pedra natural do Arquipélago da Madeira. Importância social, cultural e económica, Câmara de Lobos, Madeira Rochas – Divulgações Científicas e Culturais, 1997; LE BAS, M. J. et al., «A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkalis-silica diagram», Journal of Petrology, vol. 27, parte 3, 1986, pp. 745-750; MOURA, A. C., «Rochas Ornamentais: Características das rochas ornamentais portuguesas e a importância do seu conhecimento actual», Geonovas, n.º 2 (Especial), 1991, pp. 123-136; Id. et al., Catálogo de Rochas Ornamentais Portuguesas, vols. I, II, III, IV, Lisboa, ed. Instituto Geológico e Mineiro, 1983-85 e 1995; Silva, J. B. P. e Gomes, C. S. F., «Pedra natural do Arquipélago da Madeira/Natural Stone of Madeira Archipelago» (póster), Aveiro, Núcleo de Geologia da Associação Académica da Universidade de Aveiro, 1995; Id., «Degradação e patologias da pedra natural», Revista Monumentos, n.º 19, Setembro 2003, pp. 100-105. Silva, J. B. P. et al. (1999), Avaliação da Degradação e das Patologias das Cantarias da Sé do Funchal, Funchal, DRAC /Madeira Rochas – Divulgações Científicas e Culturais, 1999; SILVEIRA, A. Brum da et al., Notícia Explicativa da Carta Geológica da ilha da Madeira, na escala 1:50.000, Folhas A e B, Funchal, Secretaria Regional do Ambiente e dos Recursos Naturais/Universidade da Madeira, 2010; Schmid, R., «Descriptive nomenclature and classification of pyroclastic deposits and fragments: recommendations of IUGS subcomission on the systematic of igneous rocks», Geology, vol. 9, 1981, pp. 41-43. Streckeisen, A., «Classification and nomenclature of volcanic rocks, lamprophyres, carbonatites and melilitic rocks: recommendations of the IUGS subcomission on the systematic of igneous rocks», Geology, vol. 7, 1979, pp. 331-335.

Documentos normativos: COMITE EUROPEEN DE NORMALISATION, Statistical evaluation of the test results (CEN TC 246 – WG2 – DOC 240); Id., Methods of test for natural stone units: Determination of the abrasion resistance (prEN WIO0246014); LABORATÓRIO NACIONAL DE ENGENHARIA CIVIL, Refractários. Determinação da densidade aparente, da absorção de água e das porosidades (E 216, 1968); DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG, Determination of absolute density, dry density, compactness and porosity of natural stone and mineral aggregates (DIN 52102, 1988); Id., Determination of water absorption and saturation coefficient of natural stone and mineral aggregates (DIN 52103, 1988); Id., Testing of natural stone; freeze-thaw cyclic test; methods A to Q (DIN 52104-1, 1982); Id., Testing of natural stone; freeze-thaw cyclic test; method Z (DIN 52104-2 , 1982); Id., Testing the compressive strength of natural stone (DIN 52105, 1988); Id., Testing the flexural strength of natural stone (DIN 52112, 1988); [NORMA FRANCESA], Produits de carrieres. Pierres calcaires. Essai d’usure au disque métallique (NF B 10-508, 1973); [NORMA PORTUGUESA], Ladrilhos. Ensaio de desgaste (NP-309, 1962); Id., Pedras naturais. Determinação da tensão de rotura por compressão (NP-1040, 1974).

João Baptista Pereira Silva

Celso de Sousa Figueiredo Gomes

(atualizado a 12.08.2016)