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  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    1

    Propriedades Fsicas da Madeira

    APOSTILAVerso 2013

    Prof. Peterson Jaeger

    Contedo

    1. Conceitos2. Densidade da madeira3. Determinao da densidade4. Teor de umidade5. Determinao do teor de umidade6. Contrao e inchamento7. Retratibilidade e anisotropia8. Propriedades trmicas9. Propriedades acsticas

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    2

    Propriedade fsica

    Caracterstica inerente a matria. Comportamento inato do material

    quando exposto a condies ambientais diferenciadas.

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    3

    Conceito de madeira

    E um material orgnico, heterogneo, poroso, higroscpico e anisotrpico.

    Orgnico estrutura molecular baseada em cadeias de

    carbono.

    Heterogneo estrutura microscpica apresenta

    componentes de formas e tamanhos variados.

    Esses componentes possuem um arranjo.

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    4

    Poroso Alguns elementos microscpicos so

    especializados na conduo de lquidos. As fibras da madeira tambm possuem

    espaos para circulao de lquidos.

    Higroscpico Capacidade de reteno de gua. Existe reteno fsica e qumica. Exemplo da espoja.

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    5

    Anisotrpico Comportamento diferenciado nos diferentes

    planos anatmicos. Antnimo: isotrpico (metais)

    Anis de crescimento

    Regies da madeira que apresentam variao na dimenso da parede celular.

    Essa variao e proporcionada pela existncia de um perodo vegetativos mais intenso.

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    6

    Lenho inicial (ou primaveril) Corresponde ao perodo vegetativo mais

    intenso. Alto fluxo de lquidos Clulas com paredes mais finas e

    lumens grandes

    Lenho tardio (ou outonal) Perodo vegetativo menos intenso. Baixo fluxo de lquidos Clulas com paredes mais espessas e

    lumens pequenos

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    7

    Cerne e alburno

    Clulas mais prximas do centro da rvore perdem atividade fisiolgica.

    Sem circulao de seiva, h acumulo de substancias (taninos, resinas, etc.).

    Esse acumulo resulta na diferenciao da cor em algumas espcies.

    Cerne apresenta: Cor mais escura, quando verificada

    distino de cores. Menor teor de umidade. Menor permeabilidade. Maior resistncia a degradao (depois

    da madeira processada)

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    8

    Planos anatmicos

    As clulas da madeira so organizadas em diferentes direes. Plano transversal perpendicular ao eixo

    da arvore. Plano radial perpendicular aos anis de

    crescimento (ou paralelo aos raios). Plano tangencial tangenciando os anis

    de crescimento.

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    9

    Gr

    Termo que designa a orientao geral dos elementos verticais constituintes do lenho em relao ao eixo longitudinal da arvore.

    Gr direita (ou reta) Grs irregulares

    Espiral ou torcida Entrecruzada ou reversa Ondulada ou crespa Inclinada, diagonal ou obliqua

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    10

    Densidade da madeira

    Referencia para qualidade da madeira Madeira leve ou pesada

    Resultado da combinao de vrios fatores

    Valor correlacionado com outras caractersticas fsicas e mecnicas

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    11

    Densidade e a massa existente por unidade de volume de determinado material.

    volume

    massaDensidade =

    A madeira e um material higroscpico Problemas para determinao da

    densidade em funo da umidade

    Formas de expressar a densidade: Densidade aparente Densidade bsica Densidade real

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    12

    Densidade aparente

    Relao entre massa e volume, em um dado teor de umidade. 0% 12% 15%

    As condies de teor de umidade se do em ambientes com umidade do ar e temperatura controlados.

    Dificuldade em controlar o ambiente em condies de umidade e temperatura constantes. 65% UR e 20C

    )(

    )(3

    %12

    %12%12

    cmvol

    gmDAP =

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    13

    Densidade bsica

    Relao entre massa seca (0% de umidade) e volume mido (saturado).

    Principal parmetro de qualidade Importante para programao de

    secagem Caracterstica herdavel passvel de

    melhoramento gentico.

    Representa a quantidade da matria madeira existente quando a arvore for abatida.

    )(

    )(3

    cmvol

    gmD

    sat

    scB =

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    14

    Densidade real

    Representa a quantidade de material lenhoso, excludo os espaos vazios.

    Varia muito pouco entre as espcies de madeira (quase constante). DR = 1,50 a 1,56 g/cm

    3

    Exemplos de densidade

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    15

    CLASSIFICAO

    muito leve 0,39

    leve 0,4 0,55

    moderadamente pesada 0,56 0,75

    pesada 0,76 0,95

    muito pesada 0,96

    LIMITES

    Segundo o IPT, Classificam-se as madeiras segundo sua densidade bsica:

    (01) Espcie variaes da densidade ocorrem: Entre espcies diferentes Entre arvores da mesma espcie Entre partes de uma mesma arvore

    Fatores que influenciam a densidade

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    16

    (02) Teor de umidade - a gua inserida na madeira altera seu peso conforme a expresso:

    ( )tuPPU += 10Peso mido

    Peso seco

    Teor de umidade

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    17

    Alem do peso, a gua tambm altera o volume da madeira:

    ( )VVVU += 10Coeficiente de

    inchamento volumtrico

    Volume seco

    Volume mido

    ( )( )

    ( )( )V

    tuD

    VV

    tuP

    V

    PD

    U

    UU

    +

    +

    +

    +=

    1

    1

    1

    10

    0

    0

    O coeficiente de inchamento volumtrico nem sempre e conhecido.

    Para teores de umidade entre 0% e 30%, tem-se uma formula alternativa.

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    18

    ( )

    +

    +=

    tuD

    tuDDU

    0

    085,01

    1

    Densidade a 0% de umidade

    Teor de umidade

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    19

    (03) Lenho inicial e tardio a diferena de espessura da parede celular das clulas do lenho inicial e das clulas do lenho tardio promove diferenciao da densidade da madeira.

    (04) - Posio no tronco a largura dos anis de crescimento ao longo da vida da arvore se alteram, causando variao de densidade no sentido transversal.

    No sentido longitudinal, a densidade decresce da base para a copa.

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    20

    CONIFERAS

    FOLHOSAS

    (05) Fatores externos: Local

    Clima Solo Altitude Declividade

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    21

    Mtodos silviculturais Adubao Poda Desbaste

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    22

    Mtodos gravimtricos

    So mtodos que utilizam o deslocamento de lquidos. Imerso em gua Pesagem Imerso em mercrio Imerso relativa Passagem de raios

    Imerso em gua Amostra de madeira de dimenso maior; Verifica-se o deslocamento da agua em

    recipiente graduado Cada mL corresponde a 1 cm3

    Exige duas leituras: Inicial volume de gua no recipiente Final volume de gua + madeira

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    23

    )(

    )(

    mLVV

    gmDensidade

    IF =

    Volume final Volume inicial

    Massa

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    24

    A partir que a amostra de madeira entra em contato com a gua, inicia a absoro;

    Uso de revestimento na amostra (parafina).

    Mtodo de pesagem Uma amostra de madeira colocada em um

    recipiente com gua altera o peso inicial desse recipiente.

    gua tem densidade 1g/cm3; A = forca de sustentao (empuxo) A = Vu.densidade da gua A = Vu P = Vu.densidade da gua P = Vu P = A = Vu

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    25

    Duas pesagens: inicial e final Pea de madeira deve estar seca Pea de madeira deve estar suspensa

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

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    Imerso relativa Aplicado a amostras de forma alongada,

    superfcies paralelas e lisas. Divide-se a amostra em 10 partes iguais Mergulha-se da menor altura possvel em

    recipiente com gua, na posio vertical, sem tocar na parede do recipiente;

    A densidade e verificada na marca dgua deixada na amostra.

    Preciso muito baixa

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

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    Mtodos estereomtricos

    A determinao do volume da amostra de madeira e feita pelas suas dimenses. Superfcies lisas Lados paralelos Ausncia de fendas ou similares

    Exemplo

    Uma amostra de madeira tem sua massa e dimenses alteradas em funo do seu teor de umidade, conforme a tabela. Calcule a densidade aparente a 0% e 12% de umidade e a densidade bsica.

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    28

    Densidade a 0% de umidade:

    3

    0

    00 /375,0

    120

    45

    0,85,20,6

    45cmg

    V

    mD

    =

    Densidade a 12% de umidade:

    3

    0

    00 /383,0

    99,132

    51

    25,86,22,6

    51cmg

    V

    mD

    =

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    29

    Densidade bsica:

    3

    0

    00 /315,0

    82,142

    45

    33,87,235,6

    45cmg

    V

    mD

    =

  • PROPRIEDADES FSICAS DA MADEIRA

    30

    Tipos de gua existentes na madeira

    Uma rvore vivas absorve gua e mantm um fluxo interno desse liquido.

    Nesta condio, a gua preenche por completo os espaos vazios da madeira e de sua parede celular, cara

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