A MADEIRA NATURAL E PRODUTOS TRANSFORMADOS
1-INTRODUÇÃO
A madeira é um dos materiais de construção mais antigos. Ela é largamente utilizada
devido a alguns aspectos, tais como:
-Disponibilidade na natureza;
-Facilidade de manuseio;
-Facilidade de fabricação;
-Bom isolamento térmico;
-Excelente relação resistência /peso, como mostra a tabela abaixo:
Material
Peso
Específico
t/m3
Resistência
(MPa)
Resistência/peso
Madeira à tração
Madeira à
compressão
Aço à tração
Concreto à
compressão
0,5-1,2
0,5/1,2
30-110
30-60
60-90
50-60
7,85
2,5
250
40
32
16
Como desvantagens da utilização da madeira pode- se apontar os seguintes fatos:
-A madeira está sujeita a degradação biológica por ataque de fungos,
brocas, etc;
-A madeira está sujeita a ação do fogo;
-Por ser um material natural apresenta inúmeros defeitos. Porém estes
aspectos desfavoráveis podem ser superados com o uso de produtos
industriais de madeira, convenientemente tratados.
2-CLASSIFICAÇÃO DAS MADEIRAS
As madeiras utilizadas na construção são obtidas de troncos de árvores, dividem-se
em:
Madeiras duras: provenientes de árvores frondosas (dicotiledôneas, que possuem
folhas achatadas e largas), de crescimento lento. Ex: ipê, aroeira,carvalho, etc.
Madeiras macias: provenientes em geral das coníferas (com folhas em forma de
agulhas ou escamas), de crescimento rápido. Ex: pinheiro-do-paraná, pinheiros europeus, etc.
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3-ESTRUTURA E CRESCIMENTO DAS MADEIRAS
As árvores produtoras de madeira de construção são do tipo exogênico, que crescem
pela adição de camadas externas, sob a casca. A seção transversal de um tronco de árvore
possui as seguintes camadas:
Casca- proteção externa da árvore, formada por uma camada externa morta, de
espessura variável com a idade e as espécies, e uma fina camada interna, de tecido vivo e
macio, que conduz o alimento preparado nas folhas para as partes em crescimento.
Alburno ou branco- camada formada por células vivas que conduzem a seiva das
raízes para as folhas.
Cerne ou durâmen - com o crescimento, as células vivas do alburno tornam-se
inativas e constituem o cerne, de coloração mais escura, passando a ter apenas função de
sustentar o tronco.
Medula- tecido macio em torno do qual se verifica o primeiro crescimento da
madeira, nos ramos novos.
As madeiras de construção devem ser retiradas de preferência do cerne, a madeira do
alburno é mais higroscópica que a do cerne, sendo mais sensível do que esta última à
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decomposição por fungos, mas aceita melhor a penetração por agentes protetores, como
alcatrão e certos sais minerais.
Os troncos de árvores crescem pela adição de anéis em volta da medula; os anéis são
formados por divisão de células em uma camada microscópica situada sob a casca,
denominada câmbio ou líber, que também produz células da casca.
As células da madeira, denominadas fibras, são como tubos de paredes finas
alinhados na direção axial do tronco e colados entre si. As fibras tem a função de conduzir a
seiva por tensão superficial e capilaridade através dos canais formados pelas cadeias de
células. A figura abaixo ilustra seções muito ampliadas do tecido celular de uma conífera:
em a apresenta-se a seção transversal e em b a seção tangencial
4- PROPRIEDADES FÍSICAS DAS MADEIRAS
Anisotropia : A madeira apresenta 3 (três) direções principais longitudinal, radial e
tangencial. Para o dimensionamento importam as propriedades nas direções das fibras
principais e na direção perpendicular a elas.
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Umidade: A umidade da madeira tem grande importância sobre as suas propriedades.
O grau de umidade é o peso da água contida na madeira expresso como uma percentagem do
peso da madeira seca em estufa. A quantidade de água retida nas células das madeiras recém
cortadas ou verdes varia muito com as espécies e estações do ano. A umidade é cerca de 50%
nas madeiras mais resistentes podendo chegar a 100% nas muito macias.
A umidade na madeira verde se apresenta sob três formas: água de constituição
(fixada no protoplasma das células vivas); água de impregnação ou de adesão (que satura a
parede das células); água livre ou de capilaridade (que enche os canais do tecido lenhoso).
Exposta ao meio ambiente, a madeira perde umidade continuamente até atingir um
ponto de equilíbrio, que depende da umidade atmosférica, assim é chamada seca ao ar. A
madeira seca ao ar apresenta teores de umidade entre 10% e 30%. Inicialmente é evaporada a
água livre ou de capilaridade, o fim da evaporação da água de capilaridade é chamado de
ponto de saturação PS, nesta etapa a madeira mantém somente a água de impregnação e de
constituição. O ponto de saturação, em geral, corresponde a teores de umidade entre 20% e
30%. Após o PS, a evaporação prossegue com menor intensidade até atingir o nível de
umidade de equilíbrio UE, que é função da temperatura e da umidade ambiente, no Brasil
adota-se como condição padrão de referência para as propriedades de resistência e rigidez a
umidade de equilíbrio de UE=12%
Retração da madeira : A madeiras sofrem retração ou inchamento com a variação
da umidade, o fenômeno é mais importante na direção tangencial, sendo , na direção radial,
cerca de metade da tangencial. Na direção longitudinal a retração é menos pronunciada. A
variação volumétrica é aproximadamente igual a soma das três retrações lineares ortogonais.
Dilatação linear: O coeficiente de dilatação linear das madeiras, na direção longitudinal,
varia de 0,3.10-5 0,45.10-5 oC, assim é 1/3 menor do que o coeficiente de dilatação do aço. Na
direção tangencial ou radial o coeficiente fica na ordem de 4,5.10-5 oC.
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Deterioração da madeira : Como já mencionamos a madeira está sujeita a ação de ataques
biológicos e a ação do fogo. A vulnerabilidade da madeira de construção ao ataque biológico
depende da camada do tronco onde foi extraída a madeira, da espécie da madeira, pelas
condições ambientais, contato com o solo e água. Utilizando-se tratamento químico pode-se
aumentar a capacidade da madeira aos ataques biológicos. Por
ser
combustível
é
frequentemente considerada um material de pequena resistência ao fogo, porém quando
corretamente projetadas e construídas, apresentam ótimo desempenho à ação do fogo. As
peças robustas de madeira, possuem excelente resistência ao fogo, pois se oxidam lentamente
devido à baixa condutividade de calor, guardando um núcleo de material íntegro. As peças
esbeltas de madeira e as peças metálicas das ligações requerem proteção contra a ação do
fogo.
5-DEFEITOS DAS MADEIRAS
As peças de madeira podem apresentar defeitos tais como:
Nós- Imperfeições nos pontos onde existiam galhos. Os galhos vivos na época
do abate da árvore produzem nós firmes e os galhos mortos produzem nós soltos, estes
últimos podem cair durante a serragem da peça produzindo furos. Nos nós, as fibras
longitudinais sofrem desvios de direção o que baixa a resistência à tração.
Fendas – Aberturas nas extremidades das peças, produzidas pela secagem
mais rápida da superfície. Podem ser evitadas mediante a secagem lenta e uniforme da
madeira.
Gretas ou ventas – Separação entre os anéis anuais, provocada por
tensões internas devidas ao crescimento lateral da árvore, ou por ações externas, como flexão
devida ao vento.
Abaulamento – Encurvamento na direção da largura da peça.
Arqueadura – Encurvamento na direção longitudinal, isto é, do comprimento
da peça.
Fibras reversas – Fibras não paralelas ao eixo da peça, podem ser provocadas
por causas naturais ou serragem. As causas naturais devem-se a proximidade de nós ou ao
crescimento das fibras em forma de espiral. A serragem da peça em plano inadequado pode
produzir peças com fibras inclinadas em relação ao eixo. As fibras reversas reduzem a
resistência da madeira.
Esmoada ou quina morta – Canto arredondado, formado pela curvatura
natural do tronco. A quina morta significa elevada proporção de alburno.
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6- TIPOS DE MADEIRA DE CONSTRUÇÃO
As madeiras utilizadas na construção podem classificar-se em duas categorias:
Madeiras maciças:
-madeira bruta ou roliça- empregada em forma de tronco,
servindo para estacas, escoramentos, postes, colunas.
-madeira falquejada- tem as faces laterais aparadas a machado,
formando seções maciças, quadradas ou retangulares, é utilizada
em estacas, pontes e etc
-madeira serrada- é o produto natural mais utilizado. O tronco é
cortado nas serrarias, em dimensões padronizadas para o
comércio, passando depois por um período de secagem. Apresenta
limitações geométricas tanto em termos de comprimento quanto
em dimensões da seção transversal.
Madeiras industrializadas:
-madeira compensada- é o produto mais antigo, formado pela
colagem de lâminas finas alternadamente ortogonais.
-madeira laminada e colada- é o produto estrutural de madeira
de mais importante nos países da Europa e da América do Norte.
A madeira selecionada é cortada em lâminas, de 15mm a 50mm de
espessura, que são coladas sob pressão, formando grandes vigas.
-madeira recomposta- sob esta denominação encontram-se
produtos na forma de placas desenvolvidos a partir de resíduos da
madeira em flocos, lamelas ou partículas. Em geral não são
consideradas materiais de construção devido a baixa resistência e
durabilidade, sendo muito utilizadas na indústria de móveis
6.1 MADEIRA ROLIÇA
É utilizada mais frequentemente em construções provisórias, os roliços de uso mais
freqüente no Brasil são o pinho-do-paraná e os eucaliptos. Estas madeiras, que não passaram
por um período longo de secagem, ficam sujeitas a retração transversal que provoca
rachaduras nas extremidades. Para evitar rachaduras nas extremidades, recomenda-se revestir
as seções de corte com alcatrão ou outro impermeabilizante.
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6. 2 MADEIRA FALQUEJADA
Obtida de troncos por corte com machado. No falquejamento do tronco, as partes
laterais cortadas constituem em perda. Podem ser obtidas seções maciças falquejadas de
grandes dimensões, como, por exemplo 30X30 ou mesmo 60X60.
6.3 MADEIRA SERRADA
As madeiras serradas são vendidas em seções padronizadas, com bitolas nominais em
centímetros ou polegadas. As dimensões mínimas especificadas pela norma brasileira NBR
7190 encontram-se na tabela a seguir.
Espessura
mínima
(cm)
Peças principais
Seções simples
Peças principais
Peças
componentes de
peças múltiplas
Peças
secundárias
Seções simples
Peças
secundárias
Peças
componentes de
seções múltiplas
Área
mínima
(cm)
5
50
Seção mínima
de menor
espessura
(cmxcm)
5x10
2,5
35
2,5x14
2,5
18
2,5x7,5
1,8
18
1,8x10
As madeiras serradas são vendidas em seções padronizadas, com bitolas nominais em
centímetros ou em polegadas. A tabela abaixo apresenta os principais perfis, obedecendo a
nomenclatura da ABNT.
Pranchão 15x23
Caibro 7,5x5,0
Pranchão 10x20
Caibro 5,0x7,0
Pranchão 7,5x23
Caibro 5,0x6,0
Viga
15x15
Sarrafo 3,8x7,5
Viga
7,5x15
Sarrafo 2,2x7,5
Viga
7,5x11,5
Tábua 2,5x23
Viga
5,0x20
Tábua 2,5x15
Viga
5,0x15
Tábua 2,5x11,5
Caibro
7,5x7,5
Ripa
1,2x5,0
a
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6.4 MADEIRA COMPENSADA
É formada pela colagem de três ou mais lâminas, alternando-se as direções das fibras
em ângulo reto. Os compensados podem ter três, cinco ou mais lâminas, sempre em número
impar.
As madeiras compensadas apresentam uma série de vantagens em relação as madeiras
maciças.
a- Podem ser fabricadas em folhas grandes, com defeitos limitados;
b- Apresentam menor retração e inchamento, graças a ortogonalidade de direção das
fibras nas camadas adjacentes
c- São mais resistentes na direção normal as fibras
d- Apresentam menos trincas na cravação de pregos.
6.5 MADEIRA LAMINADA E COLADA
A madeira laminada e colada é um produto estrutural, formado pela associação de
lâminas de madeira selecionada, coladas com adesivos e sob pressão. A espessuras das
lâminas variam de 1,5 a 5 cm. As lâminas podem ser emendadas com cola nas extremidades,
formando peças de grande comprimento. O processo de fabricação consiste na secagem das
lâminas, execução de juntas de emendas, colagem sob pressão, acabamento e tratamento
preservativo. De particular importância são as emendas das lâminas, alguns tipos de emendas
são ilustrados abaixo. As emendas são geralmente distribuídas ao longo da peça de forma
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desordenada. As emendas denteadas são mais eficientes do que as emendas com chanfro,
além de serem mais compactas. Os produtos estruturais industrializados de madeira laminada
e colada são fabricados sobre rígidos padrões de qualidade. Em relação à madeira maciça
este material apresenta as seguintes vantagens.
a- É mais homogênea, pois os nós são partidos e distribuídos mais aleatoriamente.
b- Permite a confecção de peças de grandes dimensões.
c-Permite melhor controle de umidade das lâminas, reduzindo defeitos
provenientes de secagem irregular
d- Permite a seleção de lâminas de qualidade nas regiões de maiores tensões
e- Permite a construção de peças de eixo curvo.
6.6 PRODUTOS DE MADEIRA RECOMPOSTA
NA FORMA DE PLACAS
Estes produtos são fabricados com resíduos de madeira serrada e compensada
convertidos em flocos e partículas colados sob pressão. Em geral não são considerados
materiais estruturais devido a pouca resistência e durabilidade, porém são muito utilizados na
indústria de móveis. Já o produto OSB (Oriented Strand Board) é utilizado em aplicações
estruturais, como painéis diafragma, almas de vigas I, revestimentos de pisos e coberturas.
Estes painéis são feitos com finas lascas de madeira coladas sob pressão e alta temperatura,
nas camada superficiais as lascas são alinhadas com a direção longitudinal dos painéis e nas
camadas internas são dispostos aleatoriamente. O peso desta placas fica em torno de 550 a
750kg/m3.
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