Madeiras

• Generalidades
– Mais antigo material de construção (palafitas);
– Facilidade de obtenção;
– Facilidade de adaptação.
Abdul Espelhado - Europa

Vantagens
• Na flexão resiste tanto a esforços de tração como de
compressão;
• Baixo peso próprio e grande resistência mecânica;
• Grande capacidade de absorver choques;
• Boas características de isolamento térmico e acústico;
• Grande variedade de padrões;
• Facilidade de ser trabalhada;
• Ligações fáceis e simples
• Custo de produção reduzido Þ reservas renováveis.

Desvantagens
• Material heterogêneo e anisotrópico;
• Formas limitadas: alongadas e de seção
transversal reduzida;
• Deterioração fácil;
• Combustível;
• Variações volumétricas x Variação de
umidade

Utilização das madeiras para
fins energéticos
Madeiras
Gaseificação
Hidrogenação
Carvão
vegetal
Carbonização
Hidrólise
sacarificação
Biodigestão
Combustão
Óleo
combustível Metanol
Madeira
combustível Gás
metano
Etanol

Derivados da madeira
Madeira
Madeira
para fibra
Madeira
roliça
Chapa
de fibra
Celulose
e papel
Árvore
em pé
Resinagem
Breu Terebentina
Laminação
Compensado
Serraria
Obtenção de
cavacos
Madeira
serrada
Aglomerados

Ponte de madeira roliça

Estruturas em madeira laminada

Classificação das árvores
• Fanerógamas (vegetais superiores)
• Endógenas/monocotiledoneas
– Germinação interna (desenvolvimento se processa
de dentro para fora)
– Bambu
– Palmeiras
Abdul Rendado - Europa

Classificação das árvores
•Exógenas/dicotiledoneas
–Germinação externa (desenvolvimento se processa
pela adição de novas camadas concêntricas de
células)
–Coníferas (Resinosas ou Gimnospermas)
•Sementes descobertas, folhas aciculares
–Frondosas (Folhosas ou Angiospermas)
•Sementes em frutos, folhas chatas

Utilização de bambu em
estruturas

Classificação das madeiras
• Classificação tecnológica
– Madeiras finas ® marcenaria: Louro, Cedro
– Madeiras duras ou de lei ® construção: Cabriúna,
Grápia;
– Madeiras resinosas ® construções provisórias:
Pinho;
– Madeiras brandas ® pequena durabilidade:
Timbaúva.
Bubinga - África

Crescimento das árvores
• Raiz
• Caule
• Copa
Carvalho Liso - EUA

Carvalho Liso - EUA

Bosque petrificado
Carvalho Liso - EUA

• Casca
– Protege as árvores contra agentes externos
• Camada cortiçal, líber ou floema (transporta a seiva
elaborada)
• 6CO2 + 12H2O + 647 cal Þ C6H12O6 + 6H2O + 6O2
Carvalho Liso - EUA

• Câmbio
– Tecido merismático (em constante transformação)
• Açúcares e amidos; e
• Celulose e lignina (anéis de crescimento)
• Lenho
– Parte resistente das árvores
• Alburno ou branco, células atuantes, conduzem a seiva
bruta
• Cerne, células impregnadas de lignina, resinas e taninos,
mais denso
Carvalho Liso - EUA

• Medula
– Miolo central, mole
– Vestígio do vegetal jovem
• Raios medulares
– Transportam e armazenam a seiva
• São desenvolvimentos transversais e radiais
• Realizam uma amarração transversal das fibras
• Inibem em parte a retratilidade
Carvalho Liso - EUA

Estrutura fibrosa do lenho
Microestrutura ® Células
Ébano - Europa

• Frondosas
– Fibras
– Vasos
– Raios medulares (multiserriados)
– Parênquima
Ébano - Europa

• Coníferas
– Traqueídeos
– Canais resinosos
– Raios medulares (uniserriados)
– Parênquima
Ébano - Europa

Composição química
• Celulose ® 60%
• Lignina ® 28%
• Outras substâncias ® 12%
Imbuia Pomolé - Brasil

Identificação
• Vulgar ® Pinho do Paraná
• Botânica ® Araucaria angustifolia
• Botânica tecnológica ® exame de lâminas no
microscópio
Laurel Rosa - Chile

Produção
Exploração racional de reservas florestais
• Corte
– Realizado no inverno
• Maior durabilidade
– Secagem lenta
– Paralisação vegetativa
– Ferramentas
• Machado
• Traçador
• Máquinas de derrubar
Louro Faia Lavado - Brasil

Produção
• Toragem
– Facilidade de transporte (5
a 6m)

Produção
• Falquejo
– Seção aproximadamente retangular

Produção
• Desdobro
– Obtenção de peças estruturais de madeira
maciça

Desdobro
• Peça de maior seção transversal (maior
volume, maior quadrado inscrito na seção
da tora)
– b = d 2
• Peça de maior momento resistente
– b = 0,57d h = 0,82d

Aparelhamento ou bitolagem
Nomenclatura de peças de madeira serradas
Nome Espessura (cm) Largura (cm)
Pranchão > 7,0 > 20,0
Prancha 4,0 - 7,0 > 20,0
Viga >4,0 11,0 - 20,0
Vigota 4,0 - 8,0 8,0 - 11,0
Caibro 4,0 - 8,0 5,0 - 8,0
Tábua 1,0 - 4,0 > 10,0
Sarrafo 2,0 - 4,0 2,0 - 10,0
Ripa < 2,0 < 10,0
Louro Faia - Brasil

Dimensões da madeira serrada
(cm)
• Pranchões
– 15,0 x 23,0
– 10,0 x 20,0
– 7,5 x 23,0
• Vigas
– 15,0 x 15,0
– 7,5 x 15,0
– 7,5 x 11,5
– 5,0 x 20,0
– 5,0 x 15,0
• Caibros
– 7,5 x 7,5
– 7,5 x 5,0
– 5,0 x 7,0
– 5,0 x 6,0
• Sarrafos
– 3,8 x 7,5
– 2,2 x 7,5
• Tábuas
– 2,5 x 23,0
– 2,5 x 15,0
– 2,5 x 11,5
• Ripas
– 1,2 x 5,0
Louro Faia - Brasil

Dimensões da madeira beneficiada
(cm)
• Soalho
– Seção de 2,0 x 10,0
• Forro
– Seção de 1,0 x 10,0
• Batente
– Seção de 4,5 x 14,5
• Rodapé
– Seção de 1,5 x 15,0
– Seção de 1,5 x 10,0
• Taco
– Seção de 2,0 x 7,5
Louro Faia - Brasil

Propriedades físicas e
mecânicas da madeira
A escolha e utilização de determinada
espécie para fins industriais só poderá ser
realizada com conhecimento preciso de suas
qualidades físicas e mecânicas
Marcore - África

Propriedades físicas e
mecânicas da madeira
• Ensaios de laboratório
Fatores que influenciam e determinam a variação de
resultados
– Material
• Espécie botânica da
madeira
• Massa específica
• Diferença entre
alburno e cerne
• Umidade
• Defeitos
– Condições de ensaio
• Velocidade de
aplicação da carga
• Formatos e dimensões
dos corpos de prova
• Direção do esforço em
relação às fibras
Marcore - África

Marcação dos corpos de
prova na tora - MB 26
Nogueira - Europa

Localização dos corpos de
Nogueira - Europa
prova - MB 26

Características físicas
• Umidade
– Grande importância pois todas as propriedades
mecânicas variam com o teor de umidade
A água na madeira verde:
– Água de constituição das células vivas
• Não é alterada pela secagem;
– Água de adesão ou impregnação
• Satura as paredes da célula
– Água de capilaridade ou livre
• Enche os canais do tecido lenhoso
Nogueira - Europa

Características físicas
• Ponto de Saturação das Fibras (PSF)
– É o ponto onde a madeira perdeu toda a água livre
– Não existe água livre mas as paredes e os tecidos
estão saturados e inchados
– A remoção da água livre não causa alteração de
volume
PSF @ 30% (variável em função da espécie)
Nogueira - Europa

Madeira seca ao ar
• Fazendo-se a secagem por exposição ao ar, começa a
evaporar a água de impregnação ou adesão, até um
ponto de equilíbrio entre a umidade do ar e a da madeira
• A remoção da água de adesão é acompanhada de
variações volumétricas
– Teor de umidade da madeira seca ao ar - 12 a 18%
• Referência para determinação das características físicas
e mecânicas:
– Teor de umidade normal internacional igual a 15%
Nogueira - Europa

A umidade na madeira
Denominação Teor de umidade
Madeira verde h > 30%
Madeira comercialmente
seca
18 < h < 23%
Madeira seca ao ar 12 < h < 18%
Madeira dessecada h < 12%
Abaixo de 23% de umidade pode-se considerar que a madeira
está ao abrigo do ataque dos agentes de destruição (fungos e
bactérias)
Nogueira - Europa

Retratilidade
Retratilidade
É a propriedade da madeira de alterar suas
dimensões e o volume quando o seu teor de
umidade varia entre o estado anidro e o
estado de saturação (impregnação) dos
tecidos celulósicos.
Volumétrica
Linear
Axial
Radial
Tangencial
Olho de Passarinho - EUA

Retratilidade
• Contração volumétrica total
• perda % em volume, quando a madeira
passa do estado verde ao estado anidro
• corpos de prova 2 x 2 x 3 cm
× 100
C = V V
v s
V
s
t
-

Retratilidade
• Contração volumétrica parcial
• perda % em volume, quando a madeira
passa de estado úmido ao estado anidro
× 100
C = V V
h s
V
s
h
-

Retratilidade
10 20 30 Umidade, %
15
Coeficiente de retratilidade volumétrica
% de variação do volume para a variação de 1% da umidade
η = Ct = C
h
h
PSF
acirt é mul ov oãçart noC
10
5

Retratilidade linear
Corpos de prova 2 x 2 x 3 cm com pequenos pregos
fixados segundo as direções tangencial, axial e radial
× 100
C = L L
h s
L
s
l
-
• Contração axial é quase desprezível
• Contração tangencial = 2 x contração radial
• Cont. volumétrica=S(Cont. axial, tangencial e radial)
• A madeira se contrai aproximadamente a metade do total
ao estabilizar sua umidade com o meio ambiente

Ilustração da retratilidade
sofrida durante a secagem

Retratilidade de madeiras
Retratilidade Verde a 0% Verde a 15%
Linear tangencial 4 - 14 2 - 7
Linear radial 2 - 8 1 - 4
Linear axial 0,1 - 0,2 0,05 - 0,1
Volumétrica 7 - 21 3 - 10

Retratilidade
total (%) Qualificação Exemplos
15 a 20 Forte Toras com grandes fendas de secagem.
Devem ser rapidamente desdobradas.
10 a 15 Média
Toras com fendas médias de secagem.
Podem ser conservadas e usadas em
forma cilíndrica (galerias de minas,
pontaletes). Resinosas em geral.
5 a 10 Fraca Toras com pequenas fendas, aptas para
marcenaria e laminados.

Tipo de construção Teor de umidade
correspondente
Tipo de secagem
a realizar
Construções submersas, pilotis,
pontes, açudes, etc
30% - Madeira saturada
de água, acima do ponto
de saturação das fibras
Construções expostas a umidade,
não coberta e não abrigadas:
cimbres, torres, etc
18 a 23% - Madeiras
úmidas, ditas
“comercialmente secas”
Parcial no canteiro de
obras.
Construções abrigadas em local
coberto mas largamente aberto:
hangares, entrepostos, telheiros.
16 a 20% - Madeiras
relativamente secas
No canteiro ou artificial
sumária
Construções em locais fechados e
cobertos: carpintaria de telhados
13 a 17% - Madeiras
“secas ao ar”
Natural ou artificial até @
15%
Locais fechados e aquecidos 10 a 12% - Madeiras bem
secas
Artificial
Locais com aquecimento artificial 8 a 10% - Madeiras
dessecadas
Artificial

Espécie Radial
(%)
Tangencial
(%)
Volumétrica
(%)
Coeficiente
Açoita-cavalo 3,04 7,29 11,93 0,44
Cabriúva 2,75 6,12 10,03 0,47
Canela preta 2,90 7,16 14,51 0,46
Cedro 2,96 5,40 11,81 0,38
Eucalipto
6,46 17,10 23,24 0,56
tereticornis
Louro 3,42 7,78 10,30 0,41
Pinho 3,50 6,76 13,10 0,51
Peroba-rosa 3,70 6,90 12,20 0,55

Massa específica aparente
• É o peso por unidade de volume aparente da
madeira, a um determinado teor de umidade
D = P
h
h V
h
• Obtido pela pesagem e determinação do
volume aparente de C.P. 2 x 2 x 3 cm, retirado
de todo o diâmetro e comprimento da tora
Pau Brasil - Brasil

• Peso, massa específica e volume estão
intimamente ligados
• A definição da massa específica deve ser em
um teor de umidade padronizado
– Umidade normal = 15%
( 15 ) 15 D = D - d × h - h
Pau Brasil - Brasil

* d - coeficiente de variação da massa
específica para a variação de 1% de umidade
abaixo do PSF
( )( )
ù
úû
d D h D D h
h h h
é - - - = ÷ø
1 1 15
êë
= ´æ 1
-
ö çè
100
100
15
Massa específica aparente - responsável
pelas propriedades e mecânicas da madeira
Pau Brasil - Brasil

Classificação das madeiras pela
massa específica
Madeira Resinosas Frondosas
Muito leves 0,4 t/m3 0,5 t/m3
Leves 0,4 – 0,5 t/m3 0,5 – 0,65 t/m3
Semi pesadas 0,5 – 0,6 t/m3 0,65 – 0,8 t/m3
Pesadas 0,6 – 0,7 t/m3 0,8 – 1,0 t/m3
Muito pesadas > 0,7 t/m3 > 1,0 t/m3
Pau Brasil - Brasil

Massa específica aparente de algumas
espécies nacionais, h = 15%
Espécie t/m3
Açoita-cavalo 0,62
Cabriúva 0,89
Canela-preta 0,63
Cedro 0,49
Eucalipto tereticornis 0,89
Louro 0,69
Peroba-rosa 0,76
Pinho 0,56
Pau Brasil - Brasil

Propriedades mecânicas das
madeiras
• Esforços principais, exercícios no sentido das fibras,
relacionados com a coesão axial do material:
– Compressão, tração, flexão estática, flexão
dinâmica e cisalhamento
• Esforços secundários, exercidos transversal-mente
às fibras, relacionados com a sua coesão transversal:
– Compressão, torção, fendilhamento e tração.
Pau Ferro - Brasil

Compressão axial de peças
MB-26: C.P. 2 x 2 x 3 cm:
• Seco ao ar
• Verde
Pau Ferro - Brasil
curtas

curtas
• Coeficiente de correção da resistência em
função da umidade (de teor “h” para
15%):
( 15) 15 = +C h - h s s
• Relação entre a massa específica e a
resistência à compressão axial:
m
c s =XD
Pau Ferro - Brasil

curtas
• O módulo de elasticidade à compressão é
calculado para o valor limite de
proporcionalidade da curva experimental
(tensão x deformação unitária).
• MB 26: corpos de prova de 6 x 6 x 18 cm
(madeira verde).
Pau Ferro - Brasil

Pau Ferro - Brasil
curtas
ep
s
sp
e
sc
ec
E = sp/ep
sp =
2/3 sc

longas (flambagem)
"sfl = resistência à compressão afetada pelo
fenômeno da flambagem.
• Índice de esbeltez da peça:
Pau Paraíso - Brasil
l=l
i
l = comprimento da peça
i = raio de giração mínimo
i=J
S
Pcrít
S
fl s =

longas (flambagem)
• Trecho I: Para valores de l < 40, a tensão crítica de
flambagem sfl é igual à tensão limite da resistência à
compressão sc, colunas curtas, condicionadas ao
comportamento em regime de deformações plásticas
da madeira.
sfl = sc

longas (flambagem)
sfl
40 l
s Trecho I fl=sc

longas (flambagem)
• Trecho II: valores 40 < l < l0, correspondem a colunas
intermediárias, condicionado ao compor-tamento da
madeira no regime de deformação elasto-plásticas, onde
verifica-se flambagem inelástica, isto é, com tensões
superiores ao limite de proporcionalidade:
sp < sfl < sc
– A NB-11 considera o trecho, em favor da segurança, retilíneo,
com a seguinte equação empírica:
ù
úû
é
s s l fl c
= ´ - ´ -
1 1
êë
40
-
40
3
0 l

longas (flambagem)
sfl
Trecho II
40 l
s Trecho I c
l0
sp

longas (flambagem)
• Trecho III: Colunas longas (l > l0), a ruptura
acontece dentro do domínio das deformações
elásticas da madeira, por flambagem, isto é, com
tensões inferiores ao limite de proporcionalidade.
sfl < sp
• A curva é a hipérbole de Euler
2
2
l
P =p ´
EJ crít
2
l
s p E
= ´ ou
2
fl

longas (flambagem)
Trecho III
sfl
Trecho I
Trecho II
40 l0 l
sc
sp

longas (flambagem)
• Pela experiência temos sp @ 2/3sc podemos
determinar o valor de l0, ou seja, o limite de
aplicação da fórmula de Euller:
2
E E
2
s = s = p ´ l = ´ p
´
s
c
2
fl c
2 0
0
l
3
2
3
• Nova expressão da fórmula de Euller em
função de l0:
2
E E E
l p c fl fl c
s s l
çè
0
ö 2
2
p s l s p
2
0
2
2
2
2
3
2
0 2
3
3
÷ø
= ´ = ´ = = ´ æ
l
l
s
c

Tração axial
• Estrutura fibrosa da madeira presta-se
particularmente aos esforços de tração axial
(raramente rompe por tração pura)
st = (2 a 4) x sc
Pinho de Riga - Alemanha Finlândia

Flexão estática
• MB-26: Corpo de prova Þ 2 x 2 x 30 cm
• Madeira verde e seca ao ar
• Carga aplicada diretamente por um cutelo, no
centro do vão biapoiado, de 24 cm,
tangencialmente aos anéis de crescimento
Rádica de Vavona - Europa

M
M = P× L
4
Flexão estática
P L
s = × ×
3
b h
f ×
L/2
M
L/2
P
2 2
W
f s =
12 2
3
W J = ×
b h
2 6
b h
h
y
×
= =

Flexão estática
• Módulo de elasticidade à flexão
• MB-26: corpos de prova de madeira verde de
6 x 6 x 100 cm, carregados no centro do vão
L = vão livre, L = 84 cm
P = limite de proporcionalidade
f = flecha no centro do vão
b = base de seção transversal
h = altura da seção transversal
3
3
E = L ×
P
4 × f × b ×
h

Flexão estática
f
Carga
P
Flecha

Flexão dinâmica (resiliência)
• A resiliência é o trabalho necessário para
romper um corpo de prova mediante a
aplicação de um choque
• Caracteriza a fragilidade do material
• O esforço é realizado por um choque aplicado
no centro do vão, com um pêndulo de Charpy
Raiz de Nogueira - EUA

Flexão dinâmica (resiliência)
10 = × ×
W k b h 6kgm
k = coeficiente de resiliência
0,12 – 0,60 resinosas e as frondosas brandas
0,40 – 1,50 frondosas duras
Cota dinâmica = K/D2, onde D é a massa específica
k

Classificação das madeiras pela
resiliência
Categoria Cota
Dinâmica
Utilização
Madeiras frágeis < 0,8
Madeira inadequada ao
emprego em construções
móveis
Madeiras
medianamente
resilientes
0,8 a 1,2
Peças submetidas a choques
e vibrações: vagões,
carrocerias, transversinas,
caixaria
Madeiras
resilientes > 1,2 Madeira para aviação, cabo
de ferramentas, esquis, etc.

Compressão transversal
• Aplicação do esforço de compressão no
sentindo normal as fibras da madeira:
– Limite de elasticidade
– Limite de resistência
– Módulo de elasticidade.
Sapeli Pomeli - Europa

Tração normal às fibras
• Ao esforço normal das fibras opõe-se somente
a aderência mútua das mesmas, esta
aderência é fraca e o deslocamento das fibras
não exige um grande esforço
• Aderência é função somente da composição
química das substâncias de ligação entre as
fibras
Zebrano - África

Fendilhamento
• É um esforço de tração transversal, aplicado
na extremidade de uma peça entalhada a fim
de deslocar as fibras

Cisalhamento
• Esforços que provocam o deslizamento de um
plano sobre outro

Dureza
• Resistência à penetração localizada
• Dureza Janka
– Corpo de prova de 6 x 6 x 18 cm
– Esfera com superfície média de 1 cm2
– Mede-se a força necessária para cravar a esfera na
madeira
Bubinga - África

Defeitos
1. De crescimento:
• Nós vivos
• Nós mortos
• Desvio do veio; e
• Vento
Carvalho Liso - EUA

Defeitos
2. De produção:
• Desdobro mal conduzido
3. De secagem:
• Rachaduras, fendas e fendilhamento; e
• Abaulamento, arqueamento, curvatura e
curvatura lateral
Carvalho Liso - EUA

Defeitos
4. De deterioração:
• Apodrecimento;
• Bolor; e
• Furo de inseto
Carvalho Liso - EUA

Classificação estrutural das
peças de madeira
Cálculo e execução de estruturas de madeira
NB 11 - Item 49
• Devem atender as especificações da ABNT
• Peças de 2a categoria
– Os defeitos máximos permitidos devem ser
fixados de forma que a resistência da peça seja
igual a 60% da resistência obtida em pequenos
c.ps. isentos de defeitos
Ébano - Europa

Classificação estrutural das
peças de madeira
Cálculo e execução de estruturas de madeira
NB 11 - Item 49
• Peças de 1a categoria
– peças que apresentam resistência igual a pelo
menos 85% da resistência obtida em pequenos
c.ps. isentos de defeitos
Ébano - Europa

Norma alemã - DIN
Classificação Defeitos
Alta resistência Diâmetro de nós
Resistência comum Quantidade de nós
Baixa resistência Inclinação do veio
Imbuia Pomolé - Brasil

Tensões admissíveis
• Ensaios estruturais em laboratório oficiais
• Ensaios em pequenos corpos de prova isentos
de defeitos
• Correlações entre massa específica e
características mecânicas
Laurel Rosa - Chile

Ensaios estruturais em
laboratórios oficiais
• NB 11 - Item 49b
Descrição Coeficiente
de segurança
Perda de resistência devido a defeitos 3/4
Duração das cargas
sobre as peças
Compressão 3/4
Flexão estática 9/16
Variabilidade dos
resultados
Desvio padrão 3/4
Coeficiente de
3/variação
4
Possibilidade de sobrecargas 2/3
Laurel Rosa - Chile

Ensaios em pequenos corpos de
prova isentos de defeitos
• NB 11 - Item 49c
– As tensões são baseadas no valor médio da série
verde
– Os valores aplicam-se às peças de 2a categoria
– Para as peças de 1a categoria majorar em 40% os
valores das peças de 2a categoria
• Item 51 - Compressão axial de peças curtas
c c l £ 40Þs = 0,20×s
Laurel Rosa - Chile

• Item 52 - Compressão axial de peças esbeltas
a) 40 < l < l0
b) l > l0
ù
úû
é
s s l fl c
= × - -
1 1
êë
40
-
40
3
0 l
s l
s p
= ×
2
fl c
c
E
E
l p
s
ö l
çè
l
= × ×
÷ø
= × ×æ
×
2
0
2
0
2
2
3
8
3
4
Laurel Rosa - Chile

• Item 53 - Tração axial
t f s = 0,15×s
• Item 54 - Flexão simples
f f s = 0,15×s
Laurel Rosa - Chile

• Item 59 - Cisalhamento paralelo às fibras
– Longitudinal em vigas
– Em ligações
t = 0,10×t
t = 0,15×t
• Item 60 - Compressão normal às fibras
s = 0,06×s ×g ` n c
g` Þ função da área de atuação da carga
Laurel Rosa - Chile

• Item 61 - Compressão inclinada em relação às fibras
s = s ×
s c n
q .cos2 + ×
sen2 c n
s q s q
• Item 62 – Influência da umidade
• Coeficiente de umectação: gh (para peças submersas)
• Compressão paralela Þ 0,8
• Flexão simples e tração paralela Þ 0,8
• Compressão normal Þ 0,6
Laurel Rosa - Chile

Tensões admissíveis em função
da massa específica
• NB 11 item 47b
– Para espécies reputadas de boa qualidade que ainda
não tenham sido estudadas em laboratórios, admite-se
que suas características mecânicas são iguais a
¾ dos valores correspondentes à sua massa
específica a 15% de umidade, obtidos nas curvas
constantes no Boletim n.º 31 do IPT.
Laurel Rosa - Chile

• Resistência à compressão paralela às fibras
sc = -1,04 + 663.D15
• Flexão estática
sf = -331,8 + 1619.D15
• Módulo de elasticidade
E = 2570 + 144500.D15
• Cisalhamento paralelo às fibras
t = -25,5 +180×D15
Obs: Tensões em kgf/cm2
Massa específica (D) em g/cm3
Laurel Rosa - Chile

Laurel Rosa - Chile

Deterioração e preservação das
madeiras
• Deterioração
– Putrefação ou podridão - 60%
• Fungos e bactérias
• Condições ambientais
– Ar Þ oxigênio atmosférico
– Umidade Þ h > 20%
– Temperatura Þ 20ºC < t < 30ºC
– Ação de insetos xilófagos - 10%
• Térmitas, cupins ou carunchos
Marcore - África

madeiras
• Deterioração
– Ação de moluscos e crustáceos de água salgada -
5%
• Teredos e liminória
– Ação do fogo - 20%
• Decomposição da madeira em CO2, vapor de água e
cinzas
– Ação mecânica do vento e ação de agentes químicos
- 5%
Marcore - África

madeiras
• Preservação
– Tratamento prévio
• Remoção das cascas
• Secagem
– Natural
– Artificial Þ estufas
• Desseivamento
– Injeção de vapor de água saturado em estufas
Marcore - África

madeiras
• Processos de preservação
– Processos superficiais
• Pintura
• Imersão simples
• Carbonização incipiente
– Processos de impregnação sem pressão Þ à
pressão atmosférica
• Imersão em tanque com preservativo a 100oC Þ 1 a 2 hs
• Resfriamento no tanque; ou
• Transferência para outro tanque com preservativo frio Þ
processo dos dois tanques
Marcore - África

madeiras
– Processos de impregnação sob pressão Þ auto
claves
• Processo BETHELL ou das células cheias
– Vácuo Þ 560 mm de Hg
– Admissão de preservativo a quente sob pressão Þ 8 a 14
kgf/cm2
– Vácuo para facilitar a secagem
• Processo RUEPING ou das células vazias
– Injeção de ar comprimido Þ 1,5 a 7 kgf/cm2
– Admissão do preservativo a quente sob pressão maior
– Vácuo
Marcore - África

madeiras
• Eficiência do tratamento
– Penetração
• Testes colorimétricos
• Observação direta
– Absorção
• Consumo de preservativo
Marcore - África

madeiras
• Ensaios de controle de deterioração
– Avaliação da eficiência da preservação
– Determinação do valor impeditivo
• Dosagem mínima de preservativo
– Campos de prova
• Terrenos abertos
• Estacas preservadas
– De 2 x 2 x 50 cm
– De 5 x 10 x 50 cm
• Comparação da vida útil com estacas testemunho Þ
sem tratamento
Marcore - África

madeiras
• Ensaios de controle de deterioração
– Ensaios acelerados
• Pequenos c.ps. isentos de defeitos
• Contato com cultura de fungos
• Avaliação da perda de:
– Peso
– Resistência mecânica
Marcore - África

madeiras
• Produtos tóxicos
– Soluções salinas de sais inorgânicos
• Cloreto de zinco
• Cromato de zinco
• Fluoreto de sódio Þ sal de WOOLMANN
• Cloreto de mercúrio
• Sulfato de cobre
• Sais de arsênio
• Pentaclorofenol, etc.
Marcore - África

madeiras
• Produtos tóxicos
– Óleos preservativos
• Creosotos
• Carbolíneos
– Soluções oleosas
• Substâncias tóxicas mais óleo de baixa
viscosidade como veículo
Marcore - África

madeiras
• Produtos impermeabilizantes
– Óleo crus
– Tintas
– Vernizes
• Qualidades de um preservativo
– Toxidez
– Permanência
– Alta penetração
– Segurança à saúde e ao fogo
– Não ser corrosivo a metais
Marcore - África

madeiras
Marcore - África

Secagem da madeira
• Secagem natural
– A metade da umidade é evaporada em 30 dias
– Atinge-se o equilíbrio higrométrico em 90 a 150 dias
• Secagem artificial Þ em estufas
– Vantagens
• Rapidez de secagem
– Menores imobilizações de estoque e de capital
• Teor de umidade final homogêneo
• Menor perda de material
• Esterilização do material Þ fungos e insetos
Nogueira - Europa

Mecanismo de perda de
umidade
• Água de capilaridade
• Água de impregnação
– Diferença entre a tensão de vapor de água saturante
que impregna as paredes celulares na temperatura
em que se encontram e a tensão de vapor de água do
ambiente na temperatura em que se encontra
– Parcela de água em combinação coloidal com a
própria substância da madeira
• Evaporação superficial x difusão da umidade
– Equilíbrio higroscópio
– Curvas de secagem
Nogueira - Europa

Estufas de secagem
• Fonte de calor
• Dispositivo de umidificação
• Dispositivo de circulação de ar
• Esquema de funcionamento
– Determina se o teor de umidade da madeira
– Regulam-se a temperatura e a umidade da estufa
para uma umidade de equilíbrio higroscópio
imediatamente inferior
– Repetem-se as operações sucessivamente
Nogueira - Europa

Classificação das madeiras em
função da secagem
Tipo de secagem Madeira
Fácil secagem Cedro, guarapuruvú, caixeta e
tamboril
Média secagem
Pinho do Paraná, peroba rosa,
cabriúva, ipê, pau marfim, feijó,
açoita cavalos,jequitibá
Difícil secagem Imbuia, canela, amendoeira, caviúna,
aroeira, jatobá, faveiro
Nogueira - Europa

Estufas de secagem
• Defeitos de secagem
– Colapso
• Achatamento das células devido à rápida retirada da
água dos poros celulares
– Empenos
– Fendas
Nogueira - Europa

Estufas de secagem
Nogueira - Europa

Madeira transformada
• Transformação na estrutura fibrosa
– Correção de características negativas
• Madeira reconstituída
• Madeira aglomerada
• Madeira compensada

Madeira transformada
• Vantagens
– Homogeneidade na composição e isotropia no
comportamento físico e mecânico
– Tratamentos de preservação e ignifugação mais
eficientes
– Melhoria de características físicas e mecânicas
– Execução de chapas, blocos e formas moldadas
para aplicação diversas
– Aproveitamento integral do lenho

Madeira reconstituída
• Desfibramento do tecido lenhoso
– Moega
– Autoclave Þ processo MASON
• União das fibras por prensagem
– Baixa pressão Þ soft board
– Alta pressão Þ hard board
• Ligantes
– Lignina
– Fenol, uréia, caseína, resinas sintéticas
Pau Brasil - Brasil

Madeira aglomerada
• Pequenos fragmentos de madeira
– Lascas, virutas, maravalhas e flocos
• Ligante
– Mineral
• Cimento Portland, gesso e magnésia Sorel
– Orgânico
• Uréia-formaldeido, uréia-melanina-formaldeido, fenol-formaldeido,
etc.
• Prensagem
– A quente
– A frio
Pau Ferro - Brasil

Pau Ferro - Brasil
Madeira aglomerada

Madeira compensada
• Patente de 1886 Þ WITIKOWSKI
• Finas folhas de madeira coladas entre si
– Disposição perpendicular das fibras de uma folha
em relação às fibras da outra folha
– Número ímpar de folhas Þ 3, 5, 7...
– Extração da folha
• Descascador Þ 1 mm < e < 6 mm
• Faqueadeira Þ e = 1 mm

Madeira compensada
• Colagem
– Cola de ossos
• Caseína
– Resina sintética
• Prensagem Þ 15 kgf/cm2
– A frio
– A quente Þ 1500C

Madeira compensada

Chapa de carpinteiro
(contraplacado)
• Sarrafos de madeira justapostos e
recobertos
– Lâminas de madeira
– Chapa de madeira aglomerada
Pinho de Riga - Alemanha Finlândia

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