Madeiras - Edir dos Santos Alves Gustavo Henrique Alves Gomes de Melo

Prévia do material em texto

MADEIRAS
Edir dos 
Santos Alves
Gustavo Henrique 
Alves Gomes 
de Melo
Madeiras
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Explicar o que é madeira estrutural.
 � Reconhecer os tipos de madeiras utilizados em estruturas.
 � Identificar onde esses produtos são aplicados.
Introdução
Neste texto, você vai estudar a madeira como material estrutural. 
Quando se buscam alternativas sustentáveis, a madeira como mate-
rial de construção mostra-se muito viável, sendo um recurso natu-
ral renovável e de baixo consumo energético para sua produção. Ao 
verificar o desempenho da madeira como material estrutural, você 
irá perceber as suas vantagens, podendo ser comparável a materiais 
como o aço.
Estruturas em madeira
Em construções com madeiras é importante saber se esse material tem suas 
propriedades quase estáveis, independentemente da direção do teste. Nesse 
sentido, entre os diversos tipos e formas de madeiras, as de reconstituição são 
mais atrativas sob o ponto de vista técnico em relação aos demais tipos, com 
destaque para madeiras em toras, serradas, laminada, compensada ou ainda 
colada.
Para a escolha adequada do tipo de madeira a ser utilizada como material 
estrutural, é importante que você tenha o conhecimento necessário sobre a 
sua composição interna, em especial as propriedades mais importantes e al-
gumas metodologias de conservação.
O tronco das árvores, a parte que dá estrutura de sustentação para a ár-
vore, é a peça mais interessante para o processo industrial, no qual as ma-
deiras são beneficiadas para terem utilidades.
Desde o processo de nascimento da árvore o tronco vai se desenvolvendo 
tanto na direção vertical (longitudinal) como horizontal (radial e tangencial). 
A estrutura interna é em forma de tubos e fibras, que estão arranjados nessas 
duas direções cuja união é feita por meio da matriz chamada lignina. Os 
Materiais_Construcao_U2_C04_.indd 86 22/07/2016 16:17:19
veios ou tubos verticais transportam material da raiz para as folhas (seiva 
bruta pelas vias longitudinais) e as fibras das folhas para o centro do tronco 
(seiva elaborada pelas vias radiais e longitudinais). Os entrelaçamentos deles 
formam o tecido das árvores.
O crescimento é mais intenso no verão e de menor intensidade no inverno. 
As árvores adquirem colorações diferentes e, quando observadas na direção 
transversal do tronco, formam os anéis de crescimento que servem como in-
dicador de sua idade, especialmente nos climas tropicais.
As árvores transportam uma grande quantidade de água para atmosfera no 
verão e quando abatidas contém uma grande quantidade de água, a qual vai 
perdendo de forma natural com ar atmosférico. É considerada como seca ao 
atingir 18% de umidade o pode levar em média um ano para esse equilíbrio. 
O processo é, na maioria das vezes, forçado a atingir esse ponto de equilíbrio 
e o descontrole desse procedimento induz defeitos na madeira.
O teor da umidade de referência da madeira é de 12% e é usado para de-
finir as propriedades de resistência e rigidez. Para efeitos práticos considera-
-se que a umidade da madeira é uma função da umidade relativa do ambiente. 
Na Tabela 1, você encontrará a classificação da umidade.
Classes de umidade Umidade relativa do 
ambiente Uamb
Umidade de equilíbrio 
da madeira Uequil
1 ≤ 65% 12%
2 65% < Uamb ≤ 75% 15%
3 75% < Uamb ≤ 85% 18%
4 Uamb > 85%
Durante longos períodos
≥ 25%
Tabela 1. Classes de umidade para madeira.
Fonte: Isaia (2011).
Quanto à densidade você pode quantificá-la pela relação entre a massa 
específica e o volume correspondente sob o mesmo valor de umidade, essa 
densidade é definida como densidade aparente, e usada para finalidade de 
cálculos estruturais, cuja umidade de referência é de 12%.
A densidade básica também é conhecida e obtida pela relação entre a 
massa seca da madeira e o volume saturado, sendo as variáveis mais fáceis 
de obter.
Madeiras 87
Materiais_Construcao_U2_C04_.indd 87 22/07/2016 16:17:19
Quanto à rigidez, que é um importante parâmetro para definir a resis-
tência mecânica da madeira, ela deve ser avaliada nas três direções, ou seja, 
na direção longitudinal, radial e tangencial e de forma detalhada, represen-
tada na forma matemática por meio de uma matriz. Em termos práticos para o 
projeto de estruturas em madeira emprega-se apenas os valores da rigidez em 
relação às direções paralela e normal aos feixes das fibras.
A união mecânica de madeira é realizada pelos pinos (pregos), mas 
podem ocorrer rupturas, caso não sejam atendidos os critérios de afasta-
mento e espaçamentos mínimos recomendados. Como orientação, deve-se 
considerar a espessura da madeira e o diâmetro do prego e atender a um 
valor de uma constante, que considera tanto a resistência do prego como a 
da madeira.
Um grande salto tecnológico no uso da madeira como material estrutural 
vem sendo observado mundialmente e com grandes taxas de crescimento. Os 
produtos industrializados e a grande tecnologia agregada são o MDF (medium 
density fibreboard – chapas de media densidade de fibras) e o OSB (oriented 
strand board – chapas de partículas orientadas). Esses são produtos derivados 
da madeira em forma de chapas e seu processo de fabricação é do tipo con-
tínuo, contando com elevado grau de automação.
MDF é chapa mais versátil e sua densidade varia de 600 a 800 kg/m3 a 
fabricação se dá pela utilização de adesivos e aditivos impregnados nas fibras, 
que passam por uma prensa contínua que tem também a temperatura contro-
lada para formar o produto final (Figura 1). Em geral são comercializadas 
para aplicações em edificações nas dimensões 183 × 275 cm com espessura 
variando entre 6 e 35 mm.
Figura 1. Prensa contínua de MDF.
Fonte: Dieffenbacher (c2016).
Materiais de construção: concreto e argamassa88
Materiais_Construcao_U2_C04_.indd 88 22/07/2016 16:17:19
Tipos de madeiras
As madeiras como material estrutural são classificadas em quatro tipos: 
 � Madeira serrada.
 � Madeira laminada colada.
 � Madeira compensada.
 � Madeira recomposta.
As madeiras também podem ser classificadas segundo a sua densidade em 
madeira dura, medianamente dura e leve.
A madeira dura é a mais indicada para finalidades estruturais. Por ter 
alta durabilidade, não é exigente quanto ao tratamento. Tanto as madeiras 
mediamente duras quanto as madeiras leves precisam de tratamento, pois são 
vulneráveis aos agentes destruidores.
Para fazer uma classificação a partir da faixa de densidade, as madeiras 
são medidas para uma umidade natural de 15%. A Tabela 2 apresenta as 
classes de madeira segundo a densidade.
Classe de madeira Faixa de densidade
Dura 0,80 a 1,12 g/cm3
Medianamente dura 0,72 a 0,80 g/cm3
Leve 0,40 a 0,72 g/cm3
Tabela 2. Classes de madeira segundo a densidade.
Fonte: Isaia (2011).
A madeira serrada se obtém imediatamente após o chamado desdobro da 
tora, sendo o valor do comprimento definido pelo comprimento da tora. As 
toras são transportadas para as serrarias e são comercializadas em volumes, 
cuja unidade é o metro cúbico e depois de serradas o preço é transformado em 
valor linear para cada peça.
O desdobramento do tronco é feito em pranchas, buscando o máximo 
aproveitamento do volume comprado, sendo o processo mais empregado o 
tangencial aos anéis de crescimento, radial e o misto. O desdobramento tan-
gencial é mais fácil de trabalhar e por isso é o mais empregado nas serrarias.
Madeiras 89
Materiais_Construcao_U2_C04_.indd 89 22/07/2016 16:17:19
A nomenclatura mais empregada para identificar as peças em madeira 
estão na Tabela 3.
Nomenclatura da peça Espessura [cm] Largura [cm]
Pranchão Superior a 7 Superior a 20
Prancha 4 a 7 Superior a 20
Viga Superior a 4 11 a 20
Vigota 4 a 8 8 a 11
Caibro 4 a 8 5 a 8
Tábua 2 a 4 2 a 10
Ripa Superior a 2 Inferior a 10
Tabela 3. Nomenclatura das peças em madeira.
Fonte: Alves (2006).
Na madeira laminada colada, conforme própria nomenclatura indica, são 
feitascolagens a partir das madeiras serradas, porém não mais do que 20 
mm de espessura e comprimento máximo de 40 m pela emenda de peças em 
madeira serrada de 5 m. As exigências de qualidade das peças de madeira ser-
rada, visando um bom desempenho do adesivo traz como resultado indireto 
uma boa vida útil final.
As propriedades da madeira serrada usadas para compor o “sanduíche” 
de madeira laminada colada, que, em geral, é preferencialmente de densidade 
média, são usadas também para caracterizar a composição final do laminado 
colado.
Por meio do torneamento do tronco são retiradas as lâminas de madeira 
que servem para compor o produto final, que representa a madeira compen-
sada, e, entre as lâminas, há o preenchimento com fibras com sobreposição 
até que se obtenha uma camada de cinco lâminas, cuja espessura pode chegar 
a 20 mm. Esse material final é obtido com o uso de adesivos e apresentam 
pouca tolerância à ação da umidade e temperatura elevadas, sendo a umidade 
fora do permissível responsável pela delaminação das peças.
A madeira recomposta é o nome atribuído para classificar madeiras que 
são fabricadas pelo uso de cavacos ou fibras de madeira, sendo frequente-
mente moldadas em chapas, mas podem ser encontradas também em barras. 
Materiais de construção: concreto e argamassa90
Materiais_Construcao_U2_C04_.indd 90 22/07/2016 16:17:19
Popularmente são conhecidas como madeiras aglomeradas, mas atualmente 
a denominação de MDF já está mais conhecida. Outra madeira recomposta 
que passa ser percebida com mais frequência em obras de construção civil é 
a OSB, que em uma boa parcela está ganhando o espaço das madeiras com-
pensadas em aplicações que exigem melhor desempenho estrutural e maior 
durabilidade para aplicações em ambientes externos.
Principais aplicações das madeiras
Entre as várias justificativas para o emprego da madeira na construção civil 
cabe destacar as vantagens pela facilidade de ser industrializável, ter baixa 
densidade e adequada resistência mecânica.
Ao mesmo tempo, os inconvenientes de seu emprego são seu potencial 
como combustível sólido, não ser homogênea e ser facilmente atacada por 
fungos e bactérias.
Outra questão a ser considera é de que a madeira é tratada como um ma-
terial nobre, sua aplicação está mais restrita à materiais de acabamento, o que 
não vem impulsionando o desenvolvimento de novas concepções estruturais.
Além disso, você deve considerar a falta de aperfeiçoamento de técnicas 
para fazer emprego da madeira de forma conveniente, o que acaba voltando 
a atenção para soluções com aço e do concreto armado, as quais poderia ser 
substituída por estruturas de madeira.
A forma de exploração da madeira para o seu beneficiamento industrial 
nem sempre segue os critérios ambientais recomendados, especialmente a sua 
derrubada, que deve ser realizada no período de repouso vegetativo da árvore, 
ou seja, quando a circulação da seiva é menos intensa e contenha o mínimo de 
matérias nutritivas para atrair os insetos e as bactérias.
Para evitar o ataque de fungos, bactérias e insetos se faz necessário tratar 
a madeira com produtos que promovam a sua conservação até o momento de 
iniciar o seu processamento. Quando possível, mergulhar em água é a opção 
mais prática.
Uma das soluções de construção em madeira é o exemplo de Genebra, na 
Suíça, representada na Figura 2. A madeira, de florestas renováveis locais, 
tem baixo impacto ambiental. Deve-se ter cuidado com o detalhamento, para 
que ela não apodreça. Neste caso, um amplo beiral fornece proteção contra a 
chuva. A passarela elevada, em madeira, vista no primeiro plano, tem frestas 
entre as tábuas para assegurar boa drenagem e ventilação.
Madeiras 91
Materiais_Construcao_U2_C04_.indd 91 22/07/2016 16:17:19
Figura 2. Colunata e revestimento externo em madeira 
em uma casa de uso misto.
Fonte: Roaf, Fuentes e Thomas-Rees (2014, p. 38).
Madeiras ecológicas
Existem muitas denominações para as madeiras ecológicas, como madeira 
plástica e ecowood, sendo tecnicamente conhecida como WPC (Wood Plastic 
Composite). Para qualquer uma delas ter essa caracterização exige que em 
sua constituição contenha resíduos plásticos oriundos de pós-consumo e ou 
aparas industriais agregadas a um tipo de carga que pode ser de origem ve-
getal e mineral. O processo se diferencia pela utilização de todos os tipos 
de plásticos e cargas de forma administrada, com um resultado de produto 
ecologicamente correto, sustentável e 100% reciclável, segundo o fabricante 
gaúcho desse tipo de madeira (ecowood).
Entre os destaques para as vantagens desse tipo de “madeira” podemos 
destacar a oferta de maior durabilidade; resistência à corrosão, fungos ou bo-
lores; manutenção mínima e baixo nível de absorção de água, sendo ideal para 
várias aplicações em ambientes externos.
Materiais de construção: concreto e argamassa92
Materiais_Construcao_U2_C04_.indd 92 22/07/2016 16:17:19
Um dos exemplos de produtos mais populares obtidos dessa madeira industrial “sus-
tentável” está representado na Figura 3.
Figura 3. Banco para jardim.
Fonte: Allpex (2016). 
Exemplo
1. A umidade da madeira: 
a) Aumenta a resistência quando 
eliminada.
b) Quando eliminada não causa 
danos.
c) Geralmente demora um ano para 
atingir o patamar de saturação 
após seu corte.
d) Só pode ser eliminada natural-
mente.
e) Não influencia na retração.
2. A densidade da madeira: 
a) É o volume sobre a massa de 
material.
b) Quando aparente é medida com 
a peça seca em estufa.
c) Quando básica é medida com a 
umidade de 12%.
d) Não influencia na resistência 
mecânica.
e) Varia para cada tipo e espécie de 
madeira
3. Qual das afirmações abaixo está 
certa? 
a) A rigidez longitudinal da madeira 
é muito menor que a tangencial.
b) A rigidez radial e a tangencial são 
iguais.
Madeiras 93
Materiais_Construcao_U2_C04_.indd 93 22/07/2016 16:17:20
DIEFFENBACHER. CPS+ Das aus zwei Welten. Eppingen: [s. n], [c2016]. Disponível em: 
<http://www.dieffenbacher.de/de/unternehmen/pr/themen/cps.html>. Acesso em: 
14 jul. 2016.
Leituras recomendadas
ALLPEX. Banco de madeira plástica. São Paulo: Allpex, [2016]. Disponível em: <http://
www.madeiraplastica.allpex.com.br/banco-madeira-plastica>. Acesso em: 13 jul. 2016.
ALVES, J. D. Materiais de construção. 8. ed. Goiânia: UFG, 2006.
ISAIA, G. C. Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de material. 2. 
ed. São Paulo: IBRACON, 2011.
ROAF, S.; FUENTES, M.; THOMAS-REES, S. Ecohouse: A casa ambientalmente sustentável. 4. 
ed. Porto Alegre: Bookman, 2014.
Referência
c) A madeira é um material isotró-
pico.
d) Pode ser separada em classes de 
resistência.
e) Tem o módulo de elasticidade 
igual nas direções paralelas e 
tangenciais as fibras.
4. A madeira como material de cons-
trução NÃO é encontrada: 
a) Serrada.
b) Toras.
c) Viva.
d) Laminada e colada.
e) Madeira compensada.
5. Qual dos tipos abaixo NÃO é um tipo 
de madeira reconstituída? 
a) Aglomerada.
b) Compensado.
c) OSB.
d) MDF.
e) HDF
Materiais de construção: concreto e argamassa94
Materiais_Construcao_U2_C04_.indd 94 22/07/2016 16:17:20
http://www.dieffenbacher.de/de/unternehmen/pr/themen/cps.html
http://www.madeiraplastica.allpex.com.br/banco-madeira-plastica