Lista de Exerccios - Madeiras COMPLETO

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Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais 
Campus VIII – Varginha
Curso de Graduação em Engenharia Civil
	Disciplina: Materiais de Construção II
	Professora: Luciana Alvarenga Santos
	Aluno/a:
	Data: 11/09/20
Lista de Exercícios – Madeiras
Questões:
1. Suponha que você tenha que escolher um tipo de material com função estrutural para usar em uma edificação. Quais os motivos te fariam escolher a madeira? 
As Madeiras são materiais altamente resistentes e dentre suas características podemos destacar a resistência mecânica a esforços de 	tração e flexão; resistência a compressão próxima a do concreto e de flexão 10 vezes maior que concreto; apresenta características de isolamento térmico; resiste a choques e esforços dinâmicos. É um material, estruturalmente falando, mais leve que concreto armado. Custo reduzido de produção. Dentre muitos outros benefícios. 
2. Considerando a questão 1, quais os cuidados, tratamentos e custos devem ser avaliados para a escolha da madeira? 
A madeira apresenta custo de produção reduzido em comparação com concretos e afins, mas para sua qualidade ser mantida deve-se cuidar para que essa não entre em contato com umidade. Predadores naturais também podem afetar sua qualidade, como cupins e outros insetos que podem se alimentar da mesma. 
Tratamentos com secagem controlada e tratamentos de preservação.	
3. Considerando ainda a questão 1, quais os fatores seriam impeditivos para a madeira como opção a outro tipo de material (concreto ou aço, por exemplo)?
Podemos levar em conta o ambiente em que será construído a estrutura. Em ambientes com muita umidade é desaconselhável usar a madeira como meio de sustentação. Quando se exige maior velocidade na instalação o aço apresenta maior vantagem, além de gerar menos resíduos.
4. Uma das principais características da madeira é a anisotropia. Explique o termo e quais as influências/alterações esta característica provoca na madeira, considerando as propriedades físicas e mecânicas?
A orientação da fibra da madeira pode afetar suas propriedades mecânicas, o que chamamos de anisotropia. Os esforços os quais estão submetidos uma peça de madeira pode evidenciar ou não sua resistência a flexão e compressão. Isso tudo se relaciona diretamente com a orientação que as fibras estão dispostas e sua dimensão. A anisotropia pode afetar como a madeira se expande ou se contrai o que está diretamente relacionado a usa resistência e o tanto de carga que pode suportar. 
5. Considerando a formação fisiológica da madeira, descreva as camadas da secção transversal de uma peça de madeira e qual a importância de cada uma delas nas propriedades avaliadas para o uso deste material na construção civil.
Casca: tem a função de proteger o lenho, divide-se em cortiça e líber A cortiça protege os tecidos mais novos dos agentes de destruição e pode apresentar propriedades termo acústicas.
Cambio: é a camada de tecidos vivos São vitais para a árvore, nele acontece as transformações dos amidos e açúcares em celulose, que é o principal constituinte do material lenhoso, que dá a resistência da madeira. 
Lenho: é o núcleo de sustentação da árvore, usadas para as peças estruturais. Divide-se em cerne e alburno. Alterações no alburno formam e ampliam o cerne. O Cerne apresenta maior densidade, compacidade, resistência mecânica e durabilidade, não é atrativa a agente de deterioração. 	
Medula: é o miolo central, não possui resistência mecânica nem durabilidade. 
6. Como a estrutura fibrosa do lenho de uma peça de madeira interfere nas propriedades físicas e mecânicas e, no processo de secagem? Explique.
	Interfere por conta da anisotropia. A orientação de suas fibras interfere nas propriedades físicas e mecânicas, e dependendo de como se seguimentam pode tornar mais difícil a evaporação da água na secagem.	
 	 	
7. Qual a importância do conhecimento das propriedades organoléticas no momento da escolha de um determinado tipo de madeira?
Essas propriedades dão as caracteristicas aparentes da madeira, como cor, brilho, cheiro, textura, grã e até mesmo o sabor (que entrou em desuso). Essas características são importantes para o acabamento, decoração e na escolha aparente da madeira a se utilizar. 
8. A ABNT NBR 11941:2003 estabelece o método para determinação da densidade básica da madeira. Pesquisa sobre o processo descrito na Norma. Qual a importância da determinação deste parâmetro?
Importante para a avaliação da qualidade e classificação da madeira. Em geral madeiras mais pesadas são mais resistentes e de maior qualidade, porém mais difíceis de serem trabalhadas.
9. O teor de umidade é um dos fatores mais importantes a serem controlados na madeira. Quais as características da madeira sofrem influencia da variação deste fator?
Sabendo-se o teor de umidade, podemos identificar as qualidades da madeira em questão. O seu controle evita o aparecimento de defeitos como empenamentos, arqueamentos e torções. Está relacionado a suscetibilidade a fungos, trabalhabilidade, teor calorífico e resistência. 		
10. Sabe-se que a retrabilidade está intimamente ligada ao teor de umidade de uma peça de madeira. Explique como se dá esta influência e quais as medidas devem ser tomadas para reduzir os danos provocados por estas propriedades.
A retrabilidade está relacionada ao teor de umidade constante na madeira. Sua variação pode influenciar a qualidade dessa madeira, suas características mecânicas e de resistência. È de fato a variação de volume dessa madeira, que pode sofrer inchamento quando saturada ou contração quando seca. Dependendo do teor isso pode ocasionar defeitos mecânicos na madeira em questão. Para que ela não afete o desempenho final da peça esta deve ser tratada de maneira que sua umidade esteja igual ou próximo àquele que ela entrará em equilíbrio. Para melhorar sua resistência é recomendado sua impermeabilização e tratadas com produtos hidrorepelentes. 		
11. Considerando os termos anisotropia, retrabilidade e teor de umidade, explique a relação entre esses fatores. 
A alteração de volume (retratibilidade) é diretamente proporcional ao teor de umidade, para que não haja ocorrência deste fenômeno as peças em questão devem estar em equilíbrio no que diz respeito ao teor de umidade, ou seja, devem estar com o mesmo teor ou o mais próximo possível. Teor de umidade esse, que por sua vez está diretamente relacionado com a anisotropia da madeira, pois é totalmente dependente das orientações de suas fibras.
12. A indústria da madeira, com o objetivo de minimizar os problemas decorrentes da heterogeneidade e anisotropia, desenvolveu vários tipos de materiais pré-fabricados. Descreva os principais materiais usados atualmente, suas principais propriedades e onde podem ser usados na construção civil.
Madeiras laminadas: tábuas de pequena espessura associadas por colagem resistente, de madeira a compor peças com seções adequadas.
Madeiras laminadas compensada: lâminas finas, coladas umas sobre as outras, de maneira que as fibras de uma se disponham normalmente às das lâminas vizinhas.
Madeiras aglomeradas: fragmentos menores de madeira aglomerados com cimentos minerais ou resinas, prensados sob pressão variada.
Madeiras reconstituída: último estágio de fragmentação mecânica, o tecido lenhoso é reduzido a uma polpa de fibras dispersas aglomerados sob pressão usando resinas como aglomerante.
13. Avaliando as propriedades térmicas das madeiras, o que a faz ser considerada um bom isolante térmico?
Sua condutividade térmica é responsável por ser considerada um bom isolante térmico. Devido à sua estrutura porosa, a madeira possui baixo coeficiente de condutividade térmica, ou seja, a quantidade de calor conduzido por unidade de volume de madeira é reduzido.
14. Como as propriedades térmicas são relacionadas com a massa específica e o teor de umidade de uma peça de madeira?
Quanto maior a sua massa especifica, menor é a proporção de ar por unidade de volume e maior a proporção do material lenhoso, logo, maior será sua condutividade térmica. Quanto maiorfor o teor de umidade da madeira, maior será a condutividade térmica deste material, uma vez que o coeficiente de condutividade térmica da água é relativamente alto.
15. O coeficiente de condutibilidade térmica da madeira (pinho) e do vidro são, respectivamente, 0,140 e 0,650. Considerando a mesma ordem, o calor específico dos materiais são, respectivamente, 0,42 e 0,16. Explique o que estes valores expressam, em termos de qualidade do material e como podem ser melhor empregados na construção civil. 
Estes valores expressam, em termos de qualidade do material, que a madeira com 0,14 de condutibilidade térmica e 0,42 de calor especifico, é um material com características de isolamento térmico, porém se aquece com mais facilidade. Pode ser melhor empregado na construção civil após passar por um tratamento térmico, onde ocorrerá uma “impermeabilização” contra o calor.
Já o vidro é uma material com características de condutividade térmica alta, ou seja, deixa passar muito calor, porém, não se aquece com facilidade. Pode ser melhor empregado na construção civil se não for utilizado em coberturas ou em lugares muito quentes, sendo usado em demasia. 
16. Explique como a orientação das fibras da madeira influencia na capacidade importante de uma peça de madeira. Cite exemplos práticos. 
Influencia nas características mecânicas principais da madeira, uma vez que estas poderão ser exercidas no sentido axial ou no sentido das fibras (compressão, tração, etc). Um exemplo prático que pode ser citado são os pilares sofrendo compressão axial as fibras podendo provocar flambagem, pontalete em coberturas sofrendo compressão normal às fibras, etc.
17. Como a resistência a compressão pode ser influenciada pelo teor de umidade e do tipo de espécie da madeira? Explique.
A relação que pode ser admitida é que quanto maior o teor de umidade de uma peça madeira menor será sua resistência à compressão, pois quando há aumento de umidade há uma tendência de se ter mais vazios em sua estrutura.
18. Como o módulo de elasticidade da madeira influencia nas características da madeira. Explique.
Quanto mais alto o módulo de elasticidade (E), maior será a resistência da madeira e mais baixa será sua deformabilidade. E quanto mais baixo o E piores serão as propriedades da madeira para fins de construção civil.
19. Sabe-se que a madeira pode apresentar variações de valores nas suas propriedades mecânicas. Quais os fatores interferem para que isso aconteça?
Os fatores que contribuem para a variação dos valores da resistência mecânica são: anisotropia, heterogeneidade, capacidade de absorver água, distribuição, variação e concentração dos seus constituintes celulares.
20. O uso da madeira como material de construção civil, apresenta uma série de vantagens e desvantagens. Cites pelo menos três de cada situação.
Como vantagens podemos citar seu rápido tempo de cultivo, baixo custo e alta trabalhabilidade. Como desvantagens temos pouca durabilidade se comparado a outros materiais, mais suscetível à intempéries e limitação nas dimensões das peças de madeira.
Desvantagens:  Degradação de suas propriedades e o surgimento de tensões internas, decorrentes de alterações em sua umidade
 deterioração ou alteração de sua durabilidade quando em ambientes que favoreçam a proliferação dos principais agentes de deterioração: fungos, insetos
 a sua marcante heterogeneidade e anisotropia, próprias do tecido lenhoso, e a limitação de dimensões nas peças de madeira natural
21. Considerando os processos para beneficiamento da madeira: secagem, processos de preservação e transformação da madeira, descreva a importância de cada um deles.
Execução de secagem natural ou artificial: para emprego do material com o mínimo teor de umidade compatível com o ambiente de emprego;
Condução de processos de preservação ou tratamento, para prevenir o ataque de agentes de deterioração;
Transformação do material, para alteração de sua estrutura fibrosa orientada e produção de peças com maiores e mais adequadas dimensões.
22. O uso da madeira seca apresenta inúmeras vantagens. Cite as principais e como este processo podem influenciar nas propriedades da madeira.
Diminui consideravelmente o peso natural do material, favorecendo o transporte e o projeto das estruturas;
A madeira seca torna-se estável: apresentará, na pior das hipóteses, um mínimo de retração em suas dimensões;
Na medida em que for sendo eliminada a água de impregnação do tecido lenhoso, a resistência do material aumentará de maneira considerável e progressiva;
A madeira seca é mais resistente aos agentes de deterioração, principalmente à ação de fungos, que necessitam de teores elevados de umidade para sobreviver;
Os produtos de impregnação nos processos de preservação das madeiras (pintura ou envernizamento), para atingirem uma penetração satisfatória, exigem determinado estágio de secagem ou, pelo menos, ausência de água livre.
23. Explique o termo equilíbrio higroscópico e como pode ser relacionado com a URA (umidade relativa do ar).
Equilíbrio higroscópico é a evaporação da água de impregnação, de forma lenta e acompanhada de contrações, até se atingir o teor de umidade ambiente. Pode ser relacionado com o URA uma vez que o ar mais seco absorve mais umidade, fazendo assim com que a madeira ‘perca’ água mais rapidamente. 
24. Explique os processos de secagem da madeira e os defeitos que podem ser provocados durante a sua realização.
Secagem ao ar livre: feito em um pátio de secagem ao ar livre, a madeira deve ser empilhada com espaçamento entre as peças feito por meio de tabiques de alta durabilidade natural ou, então, adequadamente tratados. Este espaçamento proporcionará a livre circulação do ar que permitirá a remoção da água. Alguns defeitos causados por este tipo de secagem são: fendas e rachaduras (circulação muito rápida do ar e ação muito intensa do sol); deformações (anisotropia; tabiques mal orientados); podridões e azulamentos (secagem muito lenta).
Secagem em Estufa: conduzida em estufas com temperaturas crescentes e graus higrométricos adequados. É composto por três fases: aquecimento, secagem propriamente dita e uniformização e condicionamento.
25. Existem vários tipos de microorganismos vivos que podem provocar a deterioração da madeira. Descreva os principais e os seus efeitos.
 Fungos manchadores: vivem às custas da seiva e da albumina, presente nas células de reservas nutritivas. Causam manchas superficiais que desvalorizam a madeira.
 Fungos daninhos: destroem as paredes celulares decompondo a celulose (podridão parda) ou a lignina (podridão branca), ou ambas de uma vez.
26. Explique os principais processos para preservação da madeira.
Tratamento prévio: secagem a um teor adequado de umidade, remoção de cascas e cortiças, desseivagem. Em peças estruturais, serviços de resserragem, furações, entalhes.
Processos de impregnação superficial: pinturas superficiais ou imersão de peças em preservativos adequados (sal de Wolmann diluído em água, a 4%); impregnação ocorre até 3 mm de penetração superficial. Constitui uma película de proteção contra o ataque dos insetos.
Processos de impregnação sob pressão reduzida: banho quente e frio (peças são imersas em um tonel com impregnante com aumento gradativo da temperatura até o ponto de ebulição (4 horas) e transferidas rapidamente para outro recipiente contendo o mesmo líquido frio ( 20 a 30 minutos)). Tratamento para topos de postes, moirões de cercas e aramados.
Processos de impregnação sob pressão elevada: processo de substituição da seiva (madeiras verdes). As peças são colocadas em recipiente, onde ficam imersas, até altura conveniente, em solução salina concentrada. O imunizante sobe pelo alburno substituindo a seiva e a umidade natural à medida que as mesmas evaporam. Processo demorado e depende das condições de tempo que regulam a secagem natural.
Processos de impregnação por osmose: indicado para peças de madeiras verdes, aplicação sobre a superfície das peças, acima e abaixo da linha de afloramento, uma camada espessae gelatinosa de imunizante concentrado. A zona tratada recebe uma bandagem de plástico impermeável.
Processos de impregnação por autoclave: processos mais eficientes, ajustados a necessidade da produção industrial. As peças são depositadas em autoclaves cilíndricos, de grandes dimensões e perfeita vedação que dispõem de comandos de manutenção, admissão e retirada de imunizantes líquidos sob pressões variadas.
27. Considerando a madeira transformada, quais as principais vantagens e desvantagens do seu uso. Descreva sobre as suas principais propriedades.
Vantagens:
 Satisfatória homogeneidade de composição e razoável isotropia no comportamento físico e mecânico;
 Possibilidades ampliadas de secagem e tratamentos efetivos de preservação;
 Melhoria, em relação à madeira natural, de determinadas características físicas (retratibilidade, massa específica) ou mecânicas (cisalhamento, fendilhamento, etc.) por meio de processos de fabricação;
 Fabricação de chapas e blocos com dimensões adequadas à moderna tecnologia de pré-fabricação modulada;
 Grande vantagem econômica de representar um aproveitamento integral de todo o material lenhoso da árvore.
Desvantagens: 
 Menos sustentável;
 Empena com facilidade;
 Suporta menos peso.