• 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 flc 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 2/3c podemos determinar o valor de 0, ou seja, o limite de aplicação da fórmula de Euller: 2 2E 3 2E 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 PL M 4 b h3 2 J b h 12 W h y 6 2 L/2 3 PL f 2 2 bh 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
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