Teoria dos Materiais: Madeiras

teoria dos materiais

Wagner Rezende 2h semanais – 2° semestre 2014

Faculdade de Artes Visuais / UFG

Design de Ambientes

madeiras

3a aula

qualidades da madeira

excelente relação resistência/peso

bom isolamento térmico

produção industrial diversificada

fontes renováveis / reciclável / biodegradável

permite projetos econômicos

vantagens

degradação biológica por ataque de fungos

crescimento depende de cuidados especiais

baixa resistência ao fogo

grande variação dimensional devido à umidade

acabamento superficial e texturas variáveis

desvantagens

árvores

madeiras duras:

provenientes de árvores frondosas da classe angiosperma.

plantas com flor, com folhas achatadas e largas, de crescimento

lento. peroba, ipê, aroeira, andiroba, jatobá, roxinho, parajú.

as madeiras duras de melhor qualidade são conhecidas

como “madeiras de lei”

madeiras macias:

provenientes em geral das árvores coníferas da classe

gimnosperma e alguns tipos de eucalipto. folhas em forma de

agulhas ou escamas e sementes agrupadas em forma de cones.

de crescimento rápido. pinheiro do paraná, pinus eliotis,

eucalipto citriodora.

composição do tronco

alburno ou branco :

camada formada por células vivas que conduzem a seiva das raízes para as

folhas; tem espessura variável conforme a espécie,

geralmente de 3 a 5 cm

crescimento da árvore

casca:

proteção externa da árvore, formada por

uma camada externa morta, de espessura variável e

uma fina camada interna, de tecido vivo e macio, que conduz o alimento preparado nas folhas

para as partes em crescimento

cerne ou durâmen :

com o crescimento,

as células vivas do alburno tornam-se inativas e formam

o cerne, de coloração mais escura, passando a ter apenas função de

sustentar o tronco

medula:

medula – tecido macio,

em torno do qual se verifica o crescimento

inicial da madeira, nos ramos novos.

células de uma árvore

propriedades da madeira

anisotropia

devido à orientação das células, a madeira é um material anisotrópico, apresentando três direções principais: longitudinal, radial e tangencial. a diferença de propriedades entres as direções radial e tangencial raramente tem importância pratica, bastando diferenciar as propriedades na direção das fibras principais (direção longitudinal) e na direção perpendicular às mesmas fibras.

umidade

a umidade da madeira tem grande importância sobre as suas propriedades físicas e mecânicas. O grau de umidade U é o

peso de água contido na madeira expresso como uma porcentagem do peso da madeira seca em estufa Ps. a umidade está presente na madeira de duas formas: 1- água no interior da cavidade das células ocas (fibras) e 2- água absorvida nas

paredes das fibras. o valor padrão de U=12%.

retração/inchamento

as madeiras sofrem retração ou inchamento com a variação da umidade entre 0 e o ponto de saturação das fibras (30%), sendo a variação dimensional aproximadamente linear. o fenômeno é mais importante na direção tangencial; para a

redução da umidade de 30% a 0, a retração tangencial varia de 5% a 10% da dimensão verde, conforme as espécies. a retração na direção radial é cerca da metade da direção tangencial. Na direção longitudinal, a retração é menos pronunciada, valendo

apenas 0,1% a 0,3% da dimensão verde.

dilatação

o coeficiente de dilatação linear das madeiras, na direção longitudinal, varia de 0,3 X 10E-5 a 0,45 X 10E-5 por °C, sendo, pois, da ordem de 1/3 do coeficiente de dilatação

linear do aço. na direção tangencial ou radial, o coeficiente de dilatação varia com o peso específico da madeira, sendo da

ordem de 4,5 X 10E-5 °C para madeiras duras e 8,0 X 10E-5 °C para madeiras macias.

cor, brilho, textura, grã

clara

escura

avermelhada

cor

fosca

semi-brilho

alto brilho

brilho

fina

média

grossa

textura

grã direita: mais resistente e mais fácil de cortar. Desenhos

simplificados.

grã ondulada: boa resistência, desenhos variados e boa

produção de peças.

grã reversa: rica em desenhos. baixa resistência.

grã

produção industrial de madeira

madeira

maciça

madeira

bruta

madeira

serrada

madeira

falquejada

painéis de

madeira

aglomerado

mdf

composto

polímero de

madeira

compensado

osb

é empregada em forma de tronco (servindo para estacas, escoramentos, postes, colunas, etc.). os troncos mais utilizados no Brasil são: pinho-do-

paraná e eucaliptos. os troncos devem ser abatidos na época da seca, quando se tem o menor teor de umidade. retirando-se a casca e deixando secar o tronco, evapora-se primeiro a água contida no interior das células ocas; a madeira chama-se, então, meio seca, sendo seu teor de umidade cerca de 30%. Continuando-se a secagem, a madeira atinge um ponto de

equilíbrio com a umidade atmosférica, chamando-se, então, seca ao ar . (as madeiras devem ser utilizadas nestas duas condições).

madeira bruta (toras)

as árvores devem ser abatidas de preferência ao se atingir a maturidade ( quando o cerne ocupa a maior percentagem do tronco ) , resultando, então, em madeira de melhor qualidade. (a melhor época do abate é a

estação seca). o desdobramento do tronco em peças deve ser feito o mais cedo possível após o corte da árvore, a fim de se evitar defeitos

decorrentes da secagem da madeira. O comprimento das toras é limitado por problemas de transporte e manejo, geralmente de 4m a 6m.

madeira serrada

corte radial corte plano

métodos de secagem: ar e estufa resultado da secagem: contração / redução de peso

aumento da resistência mecânica / estabilidade dimensional

secagem de madeira

as dimensões na tabela abaixo são nominais. as medidas reais podem variar devido ao aparelhamento, umidade relativa do ar e

propriedades específicas da madeira.

dimensões comerciais

madeira transformada

tábuas e pranchas

laminados

partículas e fibras

geometria básica madeira transformada aplicações

lascas

madeira bruta – toras

peças aparelhadas de madeira maciça

compensados sarrafeados, comuns e estruturais, falqueados e radicas

aglomerados, mdf, eucatex, papelão,

madeira reconstituída

osb

toras de madeira maciça

construção civil, divisórias, portas, móveis

construção civil, pisos, telhados

construção civil, postes, cercas

móveis, divisórias, construção civil, naval, carrocerias,

revestimentos decorativos

móveis, divisórias, embalagens, Brinquedos, construção

madeira maciça – pranchas estruturais

madeira laminada

madeira laminada

placa osb (oriented strand board)

mdf

fim