a madeira natural e produtos transformados _2
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A MADEIRA NATURAL E PRODUTOS TRANSFORMADOS<br />
1-INTRODUÇÃO<br />
A <strong>madeira</strong> é um dos materiais de construção mais antigos. Ela é largamente utilizada<br />
devido a alguns aspectos, tais como:<br />
em:<br />
-Disponibilidade na natureza;<br />
-Facilidade de manuseio;<br />
-Facilidade de fabricação;<br />
-Bom isolamento térmico;<br />
-Excelente relação resistência /peso, como mostra a tabela abaixo:<br />
Material Peso<br />
Específico<br />
t/m3<br />
Resistência<br />
(MPa)<br />
Resistência/peso<br />
Madeira à tração 0,5-1,2 30-110 60-90<br />
Madeira à<br />
compressão<br />
0,5/1,2 30-60 50-60<br />
Aço à tração 7,85 250 32<br />
Concreto à<br />
compressão<br />
2,5 40 16<br />
Como desvantagens da utilização da <strong>madeira</strong> pode- se apontar os seguintes fatos:<br />
-A <strong>madeira</strong> está sujeita a degradação biológica por ataque de fungos,<br />
brocas, etc;<br />
-A <strong>madeira</strong> está sujeita a ação do fogo;<br />
-Por ser um material <strong>natural</strong> apresenta inúmeros defeitos. Porém estes<br />
aspectos desfavoráveis podem ser superados com o uso de <strong>produtos</strong><br />
industriais de <strong>madeira</strong>, convenientemente tratados.<br />
2-CLASSIFICAÇÃO DAS MADEIRAS<br />
As <strong>madeira</strong>s utilizadas na construção são obtidas de troncos de árvores, dividem-se<br />
Madeiras duras: provenientes de árvores frondosas (dicotiledôneas, que possuem<br />
folhas achatadas e largas), de crescimento lento. Ex: ipê, aroeira,carvalho, etc.<br />
Madeiras macias: provenientes em geral das coníferas (com folhas em forma de<br />
agulhas ou escamas), de crescimento rápido. Ex: pinheiro-do-paraná, pinheiros europeus, etc.<br />
Tópicos Especiais – Estruturas de Madeira - Prof a . Silvia Maria Baptista Kalil
3-ESTRUTURA E CRESCIMENTO DAS MADEIRAS<br />
As árvores produtoras de <strong>madeira</strong> de construção são do tipo exogênico, que crescem<br />
pela adição de camadas externas, sob a casca. A seção transversal de um tronco de árvore<br />
possui as seguintes camadas:<br />
Casca- proteção externa da árvore, formada por uma camada externa morta, de<br />
espessura variável com a idade e as espécies, e uma fina camada interna, de tecido vivo e<br />
macio, que conduz o alimento preparado nas folhas para as partes em crescimento.<br />
Alburno ou branco- camada formada por células vivas que conduzem a seiva das<br />
raízes para as folhas.<br />
Cerne ou durâmen - com o crescimento, as células vivas do alburno tornam-se<br />
inativas e constituem o cerne, de coloração mais escura, passando a ter apenas função de<br />
sustentar o tronco.<br />
Medula- tecido macio em torno do qual se verifica o primeiro crescimento da<br />
<strong>madeira</strong>, nos ramos novos.<br />
Tópicos Especiais – Estruturas de Madeira - Prof a As <strong>madeira</strong>s de construção devem ser retiradas de preferência do cerne, a <strong>madeira</strong> do<br />
alburno é mais higroscópica que a do cerne, sendo mais sensível do que esta última à<br />
. Silvia Maria Baptista Kalil
decomposição por fungos, mas aceita melhor a penetração por agentes protetores, como<br />
alcatrão e certos sais minerais.<br />
Os troncos de árvores crescem pela adição de anéis em volta da medula; os anéis são<br />
formados por divisão de células em uma camada microscópica situada sob a casca,<br />
denominada câmbio ou líber, que também produz células da casca.<br />
As células da <strong>madeira</strong>, denominadas fibras, são como tubos de paredes finas<br />
alinhados na direção axial do tronco e colados entre si. As fibras tem a função de conduzir a<br />
seiva por tensão superficial e capilaridade através dos canais formados pelas cadeias de<br />
células. A figura abaixo ilustra seções muito ampliadas do tecido celular de uma conífera:<br />
em a apresenta-se a seção transversal e em b a seção tangencial<br />
4- PROPRIEDADES FÍSICAS DAS MADEIRAS<br />
Anisotropia : A <strong>madeira</strong> apresenta 3 (três) direções principais longitudinal, radial e<br />
tangencial. Para o dimensionamento importam as propriedades nas direções das fibras<br />
principais e na direção perpendicular a elas.<br />
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Umidade: A umidade da <strong>madeira</strong> tem grande importância sobre as suas propriedades.<br />
O grau de umidade é o peso da água contida na <strong>madeira</strong> expresso como uma percentagem do<br />
peso da <strong>madeira</strong> seca em estufa. A quantidade de água retida nas células das <strong>madeira</strong>s recém<br />
cortadas ou verdes varia muito com as espécies e estações do ano. A umidade é cerca de 50%<br />
nas <strong>madeira</strong>s mais resistentes podendo chegar a 100% nas muito macias.<br />
A umidade na <strong>madeira</strong> verde se apresenta sob três formas: água de constituição<br />
(fixada no protoplasma das células vivas); água de impregnação ou de adesão (que satura a<br />
parede das células); água livre ou de capilaridade (que enche os canais do tecido lenhoso).<br />
Exposta ao meio ambiente, a <strong>madeira</strong> perde umidade continuamente até atingir um<br />
ponto de equilíbrio, que depende da umidade atmosférica, assim é chamada seca ao ar. A<br />
<strong>madeira</strong> seca ao ar apresenta teores de umidade entre 10% e 30%. Inicialmente é evaporada a<br />
água livre ou de capilaridade, o fim da evaporação da água de capilaridade é chamado de<br />
ponto de saturação PS, nesta etapa a <strong>madeira</strong> mantém somente a água de impregnação e de<br />
constituição. O ponto de saturação, em geral, corresponde a teores de umidade entre 20% e<br />
30%. Após o PS, a evaporação prossegue com menor intensidade até atingir o nível de<br />
umidade de equilíbrio UE, que é função da temperatura e da umidade ambiente, no Brasil<br />
adota-se como condição padrão de referência para as propriedades de resistência e rigidez a<br />
umidade de equilíbrio de UE=12%<br />
Retração da <strong>madeira</strong> : A <strong>madeira</strong>s sofrem retração ou inchamento com a variação<br />
da umidade, o fenômeno é mais importante na direção tangencial, sendo , na direção radial,<br />
cerca de metade da tangencial. Na direção longitudinal a retração é menos pronunciada. A<br />
variação volumétrica é aproximadamente igual a soma das três retrações lineares ortogonais.<br />
Dilatação linear: O coeficiente de dilatação linear das <strong>madeira</strong>s, na direção longitudinal,<br />
varia de 0,3.10 -5 0,45.10 -5 o C, assim é 1/3 menor do que o coeficiente de dilatação do aço. Na<br />
direção tangencial ou radial o coeficiente fica na ordem de 4,5.10 -5 o C.<br />
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Deterioração da <strong>madeira</strong> : Como já mencionamos a <strong>madeira</strong> está sujeita a ação de ataques<br />
biológicos e a ação do fogo. A vulnerabilidade da <strong>madeira</strong> de construção ao ataque biológico<br />
depende da camada do tronco onde foi extraída a <strong>madeira</strong>, da espécie da <strong>madeira</strong>, pelas<br />
condições ambientais, contato com o solo e água. Utilizando-se tratamento químico pode-se<br />
aumentar a capacidade da <strong>madeira</strong> aos ataques biológicos. Por ser combustível é<br />
frequentemente considerada um material de pequena resistência ao fogo, porém quando<br />
corretamente projetadas e construídas, apresentam ótimo desempenho à ação do fogo. As<br />
peças robustas de <strong>madeira</strong>, possuem excelente resistência ao fogo, pois se oxidam lentamente<br />
devido à baixa condutividade de calor, guardando um núcleo de material íntegro. As peças<br />
esbeltas de <strong>madeira</strong> e as peças metálicas das ligações requerem proteção contra a ação do<br />
fogo.<br />
5-DEFEITOS DAS MADEIRAS<br />
As peças de <strong>madeira</strong> podem apresentar defeitos tais como:<br />
Nós- Imperfeições nos pontos onde existiam galhos. Os galhos vivos na época<br />
do abate da árvore produzem nós firmes e os galhos mortos produzem nós soltos, estes<br />
últimos podem cair durante a serragem da peça produzindo furos. Nos nós, as fibras<br />
longitudinais sofrem desvios de direção o que baixa a resistência à tração.<br />
Fendas – Aberturas nas extremidades das peças, produzidas pela secagem<br />
mais rápida da superfície. Podem ser evitadas mediante a secagem lenta e uniforme da<br />
<strong>madeira</strong>.<br />
Gretas ou ventas – Separação entre os anéis anuais, provocada por<br />
tensões internas devidas ao crescimento lateral da árvore, ou por ações externas, como flexão<br />
devida ao vento.<br />
Abaulamento – Encurvamento na direção da largura da peça.<br />
Arqueadura – Encurvamento na direção longitudinal, isto é, do comprimento<br />
da peça.<br />
Fibras reversas – Fibras não paralelas ao eixo da peça, podem ser provocadas<br />
por causas naturais ou serragem. As causas naturais devem-se a proximidade de nós ou ao<br />
crescimento das fibras em forma de espiral. A serragem da peça em plano inadequado pode<br />
produzir peças com fibras inclinadas em relação ao eixo. As fibras reversas reduzem a<br />
resistência da <strong>madeira</strong>.<br />
Esmoada ou quina morta – Canto arredondado, formado pela curvatura<br />
<strong>natural</strong> do tronco. A quina morta significa elevada proporção de alburno.<br />
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6- TIPOS DE MADEIRA DE CONSTRUÇÃO<br />
As <strong>madeira</strong>s utilizadas na construção podem classificar-se em duas categorias:<br />
Madeiras maciças:<br />
-<strong>madeira</strong> bruta ou roliça- empregada em forma de tronco,<br />
servindo para estacas, escoramentos, postes, colunas.<br />
-<strong>madeira</strong> falquejada- tem as faces laterais aparadas a machado,<br />
formando seções maciças, quadradas ou retangulares, é utilizada<br />
em estacas, pontes e etc<br />
-<strong>madeira</strong> serrada- é o produto <strong>natural</strong> mais utilizado. O tronco é<br />
cortado nas serrarias, em dimensões padronizadas para o<br />
comércio, passando depois por um período de secagem. Apresenta<br />
limitações geométricas tanto em termos de comprimento quanto<br />
em dimensões da seção transversal.<br />
Madeiras industrializadas:<br />
-<strong>madeira</strong> compensada- é o produto mais antigo, formado pela<br />
colagem de lâminas finas alternadamente ortogonais.<br />
-<strong>madeira</strong> laminada e colada- é o produto estrutural de <strong>madeira</strong><br />
de mais importante nos países da Europa e da América do Norte.<br />
A <strong>madeira</strong> selecionada é cortada em lâminas, de 15mm a 50mm de<br />
espessura, que são coladas sob pressão, formando grandes vigas.<br />
-<strong>madeira</strong> recomposta- sob esta denominação encontram-se<br />
<strong>produtos</strong> na forma de placas desenvolvidos a partir de resíduos da<br />
<strong>madeira</strong> em flocos, lamelas ou partículas. Em geral não são<br />
consideradas materiais de construção devido a baixa resistência e<br />
durabilidade, sendo muito utilizadas na indústria de móveis<br />
6.1 MADEIRA ROLIÇA<br />
É utilizada mais frequentemente em construções provisórias, os roliços de uso mais<br />
freqüente no Brasil são o pinho-do-paraná e os eucaliptos. Estas <strong>madeira</strong>s, que não passaram<br />
por um período longo de secagem, ficam sujeitas a retração transversal que provoca<br />
rachaduras nas extremidades. Para evitar rachaduras nas extremidades, recomenda-se revestir<br />
as seções de corte com alcatrão ou outro impermeabilizante.<br />
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6. 2 MADEIRA FALQUEJADA<br />
Obtida de troncos por corte com machado. No falquejamento do tronco, as partes<br />
laterais cortadas constituem em perda. Podem ser obtidas seções maciças falquejadas de<br />
grandes dimensões, como, por exemplo 30X30 ou mesmo 60X60.<br />
6.3 MADEIRA SERRADA<br />
As <strong>madeira</strong>s serradas são vendidas em seções padronizadas, com bitolas nominais em<br />
centímetros ou polegadas. As dimensões mínimas especificadas pela norma brasileira NBR<br />
7190 encontram-se na tabela a seguir.<br />
Peças principais<br />
Seções simples<br />
Peças principais<br />
Peças<br />
componentes de<br />
peças múltiplas<br />
Peças<br />
secundárias<br />
Seções simples<br />
Peças<br />
secundárias<br />
Peças<br />
componentes de<br />
seções múltiplas<br />
Espessura<br />
mínima<br />
(cm)<br />
Área<br />
mínima<br />
(cm)<br />
5 50 5x10<br />
2,5 35 2,5x14<br />
2,5 18 2,5x7,5<br />
1,8 18 1,8x10<br />
Seção mínima<br />
de menor<br />
espessura<br />
(cmxcm)<br />
As <strong>madeira</strong>s serradas são vendidas em seções padronizadas, com bitolas nominais em<br />
centímetros ou em polegadas. A tabela abaixo apresenta os principais perfis, obedecendo a<br />
nomenclatura da ABNT.<br />
Pranchão 15x23 Caibro 7,5x5,0<br />
Pranchão 10x20 Caibro 5,0x7,0<br />
Pranchão 7,5x23 Caibro 5,0x6,0<br />
Viga 15x15 Sarrafo 3,8x7,5<br />
Viga 7,5x15 Sarrafo 2,2x7,5<br />
Viga 7,5x11,5 Tábua 2,5x23<br />
Viga 5,0x20 Tábua 2,5x15<br />
Viga 5,0x15 Tábua 2,5x11,5<br />
Caibro 7,5x7,5 Ripa 1,2x5,0<br />
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6.4 MADEIRA COMPENSADA<br />
É formada pela colagem de três ou mais lâminas, alternando-se as direções das fibras<br />
em ângulo reto. Os compensados podem ter três, cinco ou mais lâminas, sempre em número<br />
impar.<br />
As <strong>madeira</strong>s compensadas apresentam uma série de vantagens em relação as <strong>madeira</strong>s<br />
maciças.<br />
a- Podem ser fabricadas em folhas grandes, com defeitos limitados;<br />
b- Apresentam menor retração e inchamento, graças a ortogonalidade de direção das<br />
fibras nas camadas adjacentes<br />
c- São mais resistentes na direção normal as fibras<br />
d- Apresentam menos trincas na cravação de pregos.<br />
6.5 MADEIRA LAMINADA E COLADA<br />
A <strong>madeira</strong> laminada e colada é um produto estrutural, formado pela associação de<br />
lâminas de <strong>madeira</strong> selecionada, coladas com adesivos e sob pressão. A espessuras das<br />
lâminas variam de 1,5 a 5 cm. As lâminas podem ser emendadas com cola nas extremidades,<br />
formando peças de grande comprimento. O processo de fabricação consiste na secagem das<br />
lâminas, execução de juntas de emendas, colagem sob pressão, acabamento e tratamento<br />
preservativo. De particular importância são as emendas das lâminas, alguns tipos de emendas<br />
são ilustrados abaixo. As emendas são geralmente distribuídas ao longo da peça de forma<br />
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desordenada. As emendas denteadas são mais eficientes do que as emendas com chanfro,<br />
além de serem mais compactas. Os <strong>produtos</strong> estruturais industrializados de <strong>madeira</strong> laminada<br />
e colada são fabricados sobre rígidos padrões de qualidade. Em relação à <strong>madeira</strong> maciça<br />
este material apresenta as seguintes vantagens.<br />
a- É mais homogênea, pois os nós são partidos e distribuídos mais aleatoriamente.<br />
b- Permite a confecção de peças de grandes dimensões.<br />
c-Permite melhor controle de umidade das lâminas, reduzindo defeitos<br />
provenientes de secagem irregular<br />
d- Permite a seleção de lâminas de qualidade nas regiões de maiores tensões<br />
e- Permite a construção de peças de eixo curvo.<br />
6.6 PRODUTOS DE MADEIRA RECOMPOSTA<br />
NA FORMA DE PLACAS<br />
Estes <strong>produtos</strong> são fabricados com resíduos de <strong>madeira</strong> serrada e compensada<br />
convertidos em flocos e partículas colados sob pressão. Em geral não são considerados<br />
materiais estruturais devido a pouca resistência e durabilidade, porém são muito utilizados na<br />
indústria de móveis. Já o produto OSB (Oriented Strand Board) é utilizado em aplicações<br />
estruturais, como painéis diafragma, almas de vigas I, revestimentos de pisos e coberturas.<br />
Estes painéis são feitos com finas lascas de <strong>madeira</strong> coladas sob pressão e alta temperatura,<br />
nas camada superficiais as lascas são alinhadas com a direção longitudinal dos painéis e nas<br />
camadas internas são dispostos aleatoriamente. O peso desta placas fica em torno de 550 a<br />
750kg/m3.<br />
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