• 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  reservas renováveis.
Abdul Espelhado - Europa
Desvantagens
• Material heterogêneo e anisotrópico;
• Formas limitadas: alongadas e de seção
transversal reduzida;
• Deterioração fácil;
• Combustível;
• Variações
volumétricas
x
Variação
de
umidade
Abdul Espelhado - Europa
Utilização das madeiras para fins
energéticos
Carvão
vegetal
Óleo
combustível
Metanol
Hidrogenação
Carbonização
Gaseificação
Madeiras
Hidrólise
sacarificação
Combustão
Biodigestão
Madeira
combustível
Etanol
Gás
metano
Abdul Espelhado - Europa
Derivados da madeira
Madeira
roliça
Laminação
Compensado
Serraria
Obtenção de
cavacos
Madeira
Árvore
em pé
Madeira
para fibra
Resinagem
Chapa
de fibra
Celulose
e papel
Breu
Terebentina
Madeira
serrada
Aglomerados
Abdul Espelhado - Europa
Ponte de madeira roliça
Abdul Espelhado - Europa
Ponte de madeira roliça
Abdul Espelhado - Europa
Ponte de madeira roliça
Abdul Espelhado - Europa
Ponte de madeira roliça
Abdul Espelhado - Europa
Ponte de madeira roliça
Abdul Espelhado - Europa
Ponte de madeira roliça
Abdul Espelhado - Europa
Estruturas em madeira laminada
Abdul Espelhado - Europa
Estruturas em madeira laminada
Abdul Espelhado - Europa
Estruturas em madeira laminada
Abdul Espelhado - Europa
Estruturas em madeira laminada
Abdul Espelhado - Europa
Estruturas em madeira laminada
Abdul Espelhado - Europa
Estruturas em madeira laminada
Abdul Espelhado - Europa
Estruturas em madeira laminada
Abdul Espelhado - Europa
Estruturas em madeira laminada
Abdul Espelhado - Europa
Estruturas em madeira laminada
Abdul Espelhado - Europa
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
Abdul Rendado - Europa
Utilização de bambu em
estruturas
Abdul Rendado - Europa
Utilização de bambu em
estruturas
Abdul Rendado - Europa
Utilização de bambu em
estruturas
Abdul Rendado - Europa
Utilização de bambu em
estruturas
Abdul Rendado - Europa
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
Crescimento das árvores
Carvalho Liso - EUA
Bosque petrificado
Carvalho Liso - EUA
Crescimento das árvores
• Casca
– Protege as árvores contra agentes externos
• Camada cortiçal, líber ou floema (transporta a seiva
elaborada)
• 6CO2 + 12H2O + 647 cal  C6H12O6 + 6H2O + 6O2
Carvalho Liso - EUA
Crescimento das árvores
• 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
Crescimento das árvores
• 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
Estrutura fibrosa do lenho
• Frondosas
– Fibras
– Vasos
– Raios medulares (multiserriados)
– Parênquima
Ébano - Europa
Estrutura fibrosa do lenho
• 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
Exploração racional de reservas florestais
• Toragem
– Facilidade de transporte (5 a
6m)
Louro Faia Lavado - Brasil
Produção
Exploração racional de reservas florestais
• Falquejo
– Seção aproximadamente retangular
Louro Faia Lavado - Brasil
Produção
• Desdobro
– Obtenção de peças estruturais de madeira
maciça
Louro Faia Lavado - Brasil
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
Louro Faia Lavado - Brasil
Aparelhamento ou bitolagem
Nomenclatura de peças de madeira serradas
Nome
Pranchão
Prancha
Viga
Vigota
Caibro
Tábua
Sarrafo
Ripa
Espessura (cm)
> 7,0
4,0 - 7,0
>4,0
4,0 - 8,0
4,0 - 8,0
1,0 - 4,0
2,0 - 4,0
< 2,0
Largura (cm)
> 20,0
> 20,0
11,0 - 20,0
8,0 - 11,0
5,0 - 8,0
> 10,0
2,0 - 10,0
< 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
• Tábuas
– 2,5 x 23,0
– 2,5 x 15,0
– 2,5 x 11,5
• Ripas
– 1,2 x 5,0
– 3,8 x 7,5
– 2,2 x 7,5
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
prova - MB 26
Nogueira - Europa
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
Madeira verde
Madeira
comercialmente
seca
Madeira seca ao ar
Madeira dessecada
Teor de umidade
h > 30%
18 < h < 23%
12 < h < 18%
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
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
Retratilidade
Axial
Linear
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
Vv - Vs
Ct =
× 100
Vs
Olho de Passarinho - EUA
Retratilidade
• Contração volumétrica parcial
• perda % em volume, quando a madeira
passa de estado úmido ao estado anidro
Vh - Vs
Ch =
× 100
Vs
Olho de Passarinho - EUA
Contração volumétrica, %
Retratilidade
15
10
5
10
20
30
Umidade, %
Coeficiente de retratilidade volumétrica
% de variação do volume para a variação de 1% da umidade
Ct
Ch
η=
=
PSF
h
Olho de Passarinho - EUA
Retratilidade linear
Corpos de prova 2 x 2 x 3 cm com pequenos pregos
fixados segundo as direções tangencial, axial e radial
Lh - L s
Cl =
× 100
Ls
• 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
Olho de Passarinho - EUA
Ilustração da retratilidade sofrida
durante a secagem
Olho de Passarinho - EUA
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
Olho de Passarinho - EUA
Retratilidade de madeiras
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.
Olho de Passarinho - EUA
Retratilidade de madeiras
Tipo de secagem
a realizar
Tipo de construção
Teor de umidade
correspondente
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
Locais com aquecimento artificial
10 a 12% - Madeiras bem
Artificial
secas
8 a 10% - Madeiras
dessecadas
Artificial
Olho de Passarinho - EUA
Retratilidade de madeiras
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
tereticornis
6,46
17,10
23,24
0,56
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
Espécie
Olho de Passarinho - EUA
Massa específica aparente
• É o peso por unidade de volume aparente da
madeira, a um determinado teor de umidade
Ph
Dh 
Vh
• 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
Massa específica aparente
• Peso,
massa
específica
e
volume
estão
intimamente ligados
• A definição da massa específica deve ser em
um teor de umidade padronizado
– Umidade normal = 15%
D15  Dh  d  (h  15 )
Pau Brasil - Brasil
Massa específica aparente
* d - coeficiente de variação da massa
específica para a variação de 1% de umidade
abaixo do PSF
 1  
 1   h  15
d  Dh  
  D15  Dh 1 

100
 100 


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
curtas
MB-26: C.P. 2 x 2 x 3 cm:
• Seco ao ar
• Verde
Pau Ferro - Brasil
Compressão axial de peças
curtas
• Coeficiente de correção da resistência em
função da umidade (de teor “h” para
15%):
 15   h  C (h  15)
• Relação entre a massa específica e a
resistência à compressão axial:
 c  XD
m
Pau Ferro - Brasil
Compressão axial de peças
curtas
• O módulo de elasticidade à compressão é
calculado
para
o
valor
proporcionalidade
da
curva
limite
de
experimental
(tensão x deformação unitária).
• MB 26: corpos de prova de 6 x 6 x 18 cm
(madeira verde).
Pau Ferro - Brasil
Compressão axial de peças
curtas

c
E = p/ep
p
p = 2/3 c
ep
ec
e
Pau Ferro - Brasil
Compressão axial de peças
longas (flambagem)
• fl = resistência à compressão afetada pelo
fenômeno da flambagem.
• Índice de esbeltez da peça:
l
 
i
l = comprimento da peça
i = raio de giração mínimo
i 
Pcrít
 fl 
S
J
S
Pau Paraíso - Brasil
Compressão axial de peças
longas (flambagem)
• Trecho I: Para valores de  < 40, a tensão crítica de
flambagem fl é igual à tensão limite da resistência à
compressão c, colunas curtas, condicionadas ao
comportamento em regime de deformações plásticas
da madeira.
fl = c
Pau Paraíso - Brasil
Compressão axial de peças
longas (flambagem)
fl
flc
Trecho I
40

Pau Paraíso - Brasil
Compressão axial de peças
longas (flambagem)
• Trecho II: valores 40 <  < 0, 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:
p < fl < c
– A NB-11 considera o trecho, em favor da segurança, retilíneo,
com a seguinte equação empírica:

fl

1
  40 
  c  1  

3 0  40 

Pau Paraíso - Brasil
Compressão axial de peças
longas (flambagem)
fl
c
Trecho I
Trecho II
p
40
0

Pau Paraíso - Brasil
Compressão axial de peças
longas (flambagem)
• Trecho III: Colunas longas ( > 0), a ruptura
acontece dentro do domínio das deformações
elásticas da madeira, por flambagem, isto é, com
tensões inferiores ao limite de proporcionalidade.
fl < p
• A curva é a hipérbole de Euler
Pcrít 
  EJ
l
2
 E
 fl 
2

2
2
ou
Pau Paraíso - Brasil
Compressão axial de peças
longas (flambagem)
fl
c
Trecho I
Trecho II
p
Trecho III
40
0

Pau Paraíso - Brasil
Compressão axial de peças
longas (flambagem)
• Pela experiência temos p  2/3c  podemos
determinar o valor de 0, ou seja, o limite de
aplicação da fórmula de Euller:
2
2E
3 2E
 fl   c 
 0 

2
3
0
2
c
• Nova expressão da fórmula de Euller em função
de 0:
3  E
2
 E
2
 0 
2
2
  
 E    c 0  fl  2  fl    c  
2 c
3

3

2
2
2
2
0
Pau Paraíso - Brasil
Tração axial
• Estrutura
fibrosa
da
madeira
presta-se
particularmente aos esforços de tração axial
(raramente rompe por tração pura)
t = (2 a 4) x c
Pinho de Riga - Alemanha Finlândia
Flexão estática
• MB-26: Corpo de prova  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
Flexão estática
L/2
M
f 
W
P
M
PL
M
4
b  h3
2
J
b

h
12 
W 
h
y
6
2
L/2
3 PL
f  
2
2 bh
Rádica de Vavona - Europa
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 P
E
3
4 f b h
3
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
Rádica de Vavona - Europa
Carga
Flexão estática
P
f
Flecha
Rádica de Vavona - Europa
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 kgm
6
k = coeficiente de resiliência
k
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
Raiz de Nogueira - EUA
Classificação das madeiras pela
resiliência
Categoria
Madeiras frágeis
Madeiras
medianamente
resilientes
Madeiras
resilientes
Cota
Dinâmica
Utilização
< 0,8
Madeira inadequada ao
emprego em construções
móveis
0,8 a 1,2
> 1,2
Peças submetidas a choques e
vibrações: vagões, carrocerias,
transversinas, caixaria
Madeira para aviação, cabo de
ferramentas, esquis, etc.
Raiz de Nogueira - EUA
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
Abdul Espelhado - Europa
Cisalhamento
• Esforços que provocam o deslizamento de um
plano sobre outro
Abdul Rendado - Europa
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 lateral
curvatura
e
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
Coeficiente
de segurança
Descrição
Perda de resistência devido a defeitos
3/
4
Duração das cargas sobre
as peças
Compressão
3/
4
Flexão estática
9/
Desvio padrão
3/
4
Coeficiente de
variação
3/
4
2/
3
Variabilidade dos
resultados
Possibilidade de sobrecargas
16
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
  40   c  0,20   c
Laurel Rosa - Chile
Ensaios em pequenos corpos de
prova isentos de defeitos
• Item 52 - Compressão axial de peças esbeltas
a) 40 <  < 0
 fl
b)  > 0
 fl
 1   40 
  c  1 

 3 0  40 
 E
2
 0 

  c  

2
4
3
  
0 
2
3 2 E

8
c
2
Laurel Rosa - Chile
Ensaios em pequenos corpos de
prova isentos de defeitos
• Item 53 - Tração axial
 t  0,15   f
• Item 54 - Flexão simples
 f  0,15   f
Laurel Rosa - Chile
Ensaios em pequenos corpos de
prova isentos de defeitos
• Item 59 - Cisalhamento paralelo às fibras
– Longitudinal em vigas
– Em ligações
  0,10 
  0,15 
• Item 60 - Compressão normal às fibras
 n  0,06   c   `
`  função da área de atuação da carga
Laurel Rosa - Chile
Ensaios em pequenos corpos de
prova isentos de defeitos
• Item 61 - Compressão inclinada em relação às fibras
 c  n
 
2
2
 c . cos    n  sen 
• Item 62 – Influência da umidade
• Coeficiente de umectação: h (para peças submersas)
• Compressão paralela  0,8
• Flexão simples e tração paralela  0,8
• Compressão normal  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, admitese 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
Tensões admissíveis em função da
massa específica
• Resistência à compressão paralela às fibras
c = -1,04 + 663.D15
• Flexão estática
f = -331,8 + 1619.D15
• Módulo de elasticidade
E = 2570 + 144500.D15
• Cisalhamento paralelo às fibras
  25,5  180  D15
Obs: Tensões em kgf/cm2
Massa específica (D) em g/cm3
Laurel Rosa - Chile
Tensões admissíveis em função da
massa específica
Laurel Rosa - Chile
Deterioração e preservação das
madeiras
• Deterioração
– Putrefação ou podridão - 60%
• Fungos e bactérias
• Condições ambientais
– Ar  oxigênio atmosférico
– Umidade  h > 20%
– Temperatura  20ºC < t < 30ºC
– Ação de insetos xilófagos - 10%
• Térmitas, cupins ou carunchos
Marcore - África
Deterioração e preservação das
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
Deterioração e preservação das
madeiras
• Preservação
– Tratamento prévio
• Remoção das cascas
• Secagem
– Natural
– Artificial  estufas
• Desseivamento
– Injeção de vapor de água saturado em estufas
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
• Processos de preservação
– Processos superficiais
• Pintura
• Imersão simples
• Carbonização incipiente
– Processos de impregnação sem pressão  à pressão
atmosférica
• Imersão em tanque com preservativo a 100oC  1 a 2 hs
• Resfriamento no tanque; ou
• Transferência para outro tanque com preservativo frio 
processo dos dois tanques
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
– Processos de impregnação sob pressão  auto
claves
• Processo BETHELL ou das células cheias
– Vácuo  560 mm de Hg
– Admissão de preservativo a quente sob pressão  8 a 14
kgf/cm2
– Vácuo para facilitar a secagem
• Processo RUEPING ou das células vazias
– Injeção de ar comprimido  1,5 a 7 kgf/cm2
– Admissão do preservativo a quente sob pressão maior
– Vácuo
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
• Eficiência do tratamento
– Penetração
• Testes colorimétricos
• Observação direta
– Absorção
• Consumo de preservativo
Marcore - África
Deterioração e preservação das
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 
sem tratamento
Marcore - África
Deterioração e preservação das
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
Deterioração e preservação das
madeiras
• Produtos tóxicos
– Soluções salinas de sais inorgânicos
• Cloreto de zinco
• Cromato de zinco
• Fluoreto de sódio  sal de WOOLMANN
• Cloreto de mercúrio
• Sulfato de cobre
• Sais de arsênio
• Pentaclorofenol, etc.
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
• Produtos tóxicos
– Óleos preservativos
• Creosotos
• Carbolíneos
– Soluções oleosas
• Substâncias tóxicas mais óleo de baixa viscosidade
como veículo
Marcore - África
Deterioração e preservação das
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
Deterioração e preservação das
madeiras
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
Marcore - África
Deterioração e preservação das
madeiras
Marcore - África
Deterioração e preservação das
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  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  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
Estufas de secagem
Nogueira - Europa
Madeira transformada
• Transformação na estrutura fibrosa
– Correção de características negativas
• Madeira reconstituída
• Madeira aglomerada
• Madeira compensada
Olho de Passarinho - EUA
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
Olho de Passarinho - EUA
Madeira reconstituída
• Desfibramento do tecido lenhoso
– Moega
– Autoclave  processo MASON
• União das fibras por prensagem
– Baixa pressão  soft board
– Alta pressão  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, fenolformaldeido, etc.
• Prensagem
– A quente
– A frio
Pau Ferro - Brasil
Madeira aglomerada
Pau Ferro - Brasil
Madeira aglomerada
Pau Ferro - Brasil
Madeira aglomerada
Pau Ferro - Brasil
Madeira compensada
• Patente de 1886  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  3, 5, 7...
– Extração da folha
• Descascador  1 mm < e < 6 mm
• Faqueadeira  e = 1 mm
Pau Paraíso - Brasil
Madeira compensada
• Colagem
– Cola de ossos
• Caseína
– Resina sintética
• Prensagem  15 kgf/cm2
– A frio
– A quente  1500C
Pau Paraíso - Brasil
Madeira compensada
Pau Paraíso - Brasil
Chapa de carpinteiro
(contraplacado)
• Sarrafos
de
madeira
justapostos
e
recobertos
– Lâminas de madeira
– Chapa de madeira aglomerada
Pinho de Riga - Alemanha Finlândia