1676676788759_Aula de Propriedades Térmicas da Madeira

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GEF 108 – Propriedades Físicas e Mecânicas da Madeira 
José Reinaldo Moreira da Silva 
Propriedades Térmicas da Madeira 
Lavras/MG - 2023 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 OBJETIVOS: 
1. Isolamento térmico na Construção Civil Espuma Acústica 
Entrada 
de ar 
Ventilação 
inferior 
Saída 
do ar 
Fonte: Acosta, M. S. et al. Construcción en madera con tecnología canadiense adaptada a 
Argentina. INTA, Concordia, 2015 
Propriedades Térmicas da madeira (continuação...) 
- 4°C 11°C 
+ 36°C 25°C 
Frio Quente 
ΔT = 14°C 
ΔT = 32°C 
3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS (continuação...) 
2. Uso da madeira como combustível 
Espuma Acústica  Características da 
matéria prima 
Fonte: http://docplayer.com.br/68484510-
Propriedades-termicas-da-madeira.html 
Foto: Dodora Moreira (2020) 
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OBJETIVOS (continuação...) 
3. Produção de Carvão Vegetal 
 Processos artesanais e industriais 
https://aperambioenergia.com.br/forum-sobre-carvao-vegetal-recebe-mais-de-100-
trabalhos-de-pesquisa/ 
Forno RAC 700 – tecnologia da Aperam BioEnergia 
http://www.florestaemadeira.ufes.br/conteudo/dia-de-
campo-sobre-produ%C3%A7%C3%A3o-sustent%C3%A1vel-
de-carv%C3%A3o-vegetal 
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Produção de Carvão Vegetal (continuação...) 
Espuma Acústica 
 Pesquisas em Energia 
da Biomassa 
 https://www.researchgate.net/figure/Figura-10-Curvas-de-massas-finais-e-
de-cinetica-de-carbonizacao-dos-componentes-da_fig6_237039555 
http://ambientesst.com.br/efeitos-temperatura-madeira/ 
http://docplayer.com.br/68484510-Propriedades-termicas-da-
madeira.html 
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 Dilatação térmica 
 
 Tipos: 
1. Linear 
2. Superficial 
3. Volumétrica Vf 
Fonte: https://www.slideshare.net/LaraLdia1/dilatao-trmica-dos-slidos-72813310 
 Quando a temperatura do corpo aumenta  os átomos 
presente vibram mais intensamente  ocorre o afastamento 
dos mesmos  Dilatação do corpo 
Propriedades Térmicas da madeira (continuação...) 
Vo 
7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dilatação Linear 
Dilatação térmica (continuação...) 
Fonte: https://www.slideshare.net/LaraLdia1/dilatao-trmica-dos-slidos-72813310 
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 Gráfico da Dilatação Linear 
Dilatação Térmica (continuação...) 
Temperatura (oC) 
Dimensão linear (m) 
Fonte: https://www.slideshare.net/LaraLdia1/dilatao-trmica-dos-slidos-72813310 
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 Considerações da Dilatação Linear 
Dilatação Térmica (continuação...) 
} Madeiras de Coníferas e Folhosas Leves 
} Madeiras de Folhosas Pesadas 
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Dilatação Térmica (continuação...) 
 Maior quantidade de lignina nas paredes tangenciais 
Presença das pontoações nas paredes radiais 
Lume 
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 Vantagens da baixa dilatação linear da madeira 
Dilatação Térmica (continuação...) 
 Segurança das casas de madeira em incêndios 
 Redução de desabamentos 
Fonte: Wood Handbook 
 
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Vantagens da Baixa Dilatação Linear da madeira (continuação...) 
 
Cura da resina  100 a 120oC  Ureiaformaldeido 
 130 a 150oC para Fenolformaldeido 
Fonte: https://docplayer.com.br/87596213-Principios-de-construcao-tipos-de-paineis-compensados-e-
classificacao-metodos-de-aplicacao-do-adesivo-pre-prensagem-e-prensagem-temperatura.html 
 Fabricação de compensados 
 Baixas variações dimensionais 
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 A transferência de calor pode acontecer de três formas: 
 Radiação 
colisão entre os átomos e moléculas 
Condução 
ocorre por meio de ondas eletromagnéticas 
movimentos ascendente e descendente do fluido 
Ar quente Ar quente 
Ar frio 
 Fonte: http://docplayer.com.br/68484510-Propriedades-termicas-da-
madeira.html 
Propriedades Térmicas da madeira (continuação...) 
Convecção 
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 Fonte: http://docplayer.com.br/68484510-Propriedades-termicas-da-madeira.html 
 CALOR ESPECÍFICO 
 É a quantidade de energia (Kcal ou KJ) para aumentar em 1oC a temperatura 
do corpo com massa de 1 kg 
Substância Calor Específico (Cal /g*
oC) 
Água 1,000 
Ar 0,240 
Carbono 0,120 
Hidrogênio 3,400 
Ouro 0,032 
Vidro 0,160 
Madeira 0,420 
 O calor específico da madeira depende da temperatura e da umidade 
 Independe da densidade 
Propriedades Térmicas da madeira (continuação...) 
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 Fonte: http://docplayer.com.br/68484510-Propriedades-termicas-da-madeira.html 
 Vantagens da calor especifico da madeira 
 Os cabos de utensílios de cozinha são feitos de madeira por serem 
maus condutores e porque se aquecem muito menos. 
 Com aumento da umidade da madeira o seu calor específico é 
aumentado 
Fonte: https://br.freepik.com/fotos-premium/utensilios-de-cozinha-de-madeira-talheres_8140904.htm 
Propriedades Térmicas da madeira (continuação...) 
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 Fonte: http://docplayer.com.br/68484510-Propriedades-termicas-da-madeira.html 
 CONDUÇÃO TÉRMICA 
Representa a velocidade com que o calor se transporta em 
materiais submetidos a gradientes de temperatura 
 COEFICENTE DE CONDUTIBILIDADE TÉRMICA 
Quantidade de calor conduzida através de 1 m3 de material, 
quando existe diferença de 1oC entre a temperatura entre as 
faces interna e externa 
Propriedades Térmicas da madeira (continuação...) 
(X + 1)oC X
oC 
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O coeficiente de condutibilidade térmica da madeira é 
relativamente baixo  λ = 0,12 
Coeficiente de condutibilidade térmica (continuação...) 
 
Madeira é isolante térmico 
Estrutura anatômica: presença do Lume  Ar 
 λparalelo às fibras é 2,25 a 2,75 vezes maior que λperpendicular 
λradial é 5 a 10% maior que λtangencial 
Alinhamento das células do Raio 
Estrutura Física: Parede – Parede – Parede 
Parede – Lume – Parede 
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 Fonte: http://docplayer.com.br/68484510-Propriedades-termicas-da-madeira.html 
 O valor de λ aumenta com aumento da umidade 
 
Coeficiente de condutibilidade térmica (continuação...) 
 0,30 
 
 
 0,25 
 
 0,20 
 
 0,15 
 
 0,10 
 
 0,05 
 
 
co
n
d
u
ti
b
ili
d
ad
e 
té
rm
ic
a 
(λ
) 
Umidade (%) 
 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 
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 Fonte: http://docplayer.com.br/68484510-Propriedades-termicas-da-madeira.html 
 Valores dos coeficientes de condutibilidade térmica de materiais 
Material λ 
Vácuo 0,0000 
Ar 0,0216 
Poliestireno Expansível (EPS) - Isopor 0,035 
Lã de vidro (20 kg/m3) seca 0,035 
Ochroma lagopus (Pau Balsa) 0,054 
Aglomerado 0,07 a 0,12 
Araucária angustifolia 0,12 
Tijolo 0,4 
Água 0,5 
Concreto armado 1,75 
Cobre 50 
Ferro 330 
Coeficiente de condutibilidade térmica (continuação...) 
20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Função dos coeficientes de condutibilidade térmica 
Coeficiente de condutibilidade térmica (continuação...) 
 Calcular o coeficiente de transmissãotérmica (K) 
 Calcular o coeficiente de resistência à transmissão térmica (1/K) 
Satisfazer as exigências térmicas de edificações 
 Para tetos entre apartamentos (1/K = 0,55) 
 Para tetos de porões ou pisos (1/K = 0,75) 
21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
coeficiente de resistência à transmissão térmica (continuação...) 
22 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
coeficiente de resistência à transmissão térmica (continuação...) 
 Exercício: 
Calcule o coeficiente de resistência a transmissão térmica em uma 
parede divisória que é composta por 10,0 cm de tijolo; 2,0 cm de 
chapa isolante (EPS - Poliestireno Expansível - Isopor) e um lambri 
de madeira de araucária, com 2,4 cm, sabendo-se que os 
coeficientes de transmissão térmica entre o ar e a parede são de 7 
e 20, para a superfície interna e externa, respectivamente. Calcule 
também a contribuição (em oC) de cada camada no isolamento, 
considerando que existe uma diferença de temperatura de 20oC 
entre o interior e exterior. 
23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
coeficiente de resistência à transmissão térmica (continuação...) 
 Resolução do Exercício: 
Exterior Interior 
10 cm 2,0 2,4 
1. Cálculo do coeficiente de resistência à transmissão térmica 
24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
coeficiente de resistência à transmissão térmica (continuação...) 
2. Cálculo da contribuição de cada camada 
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coeficiente de resistência à transmissão térmica (continuação...) 
3. Considerações e exemplos 
 Diferentes materiais  λ diferentes 
 Diferentes espessuras 
 Uso do ar  Estufas de secagem da madeira 
 Portas de entradas dos estabelecimentos 
 Uso do vácuo  Garrafa térmica 
 Fogão a lenha Versus fogão a gás ou elétrico 
Fonte: https://blogdescalada.com/wp-content/uploads/2018/09/garrafa-termica-trekking-1.jpg 
26 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
coeficiente de resistência à transmissão térmica (continuação...) 
Interior 
X cm 2,0 2,4 
EP
S 
- 
Is
o
p
o
r 
La
m
b
ri
 d
e 
A
ra
u
cá
ri
a
 
Tijolo 
10 cm 
Camada de ar 
Faça comentários tecno-econômicos sobre o uso da camada de ar. 
Exterior 
Tijolo 
10 cm 
1) Calcule o coeficiente de resistência a transmissão térmica das paredes divisórias 
que é composta por camada dupla de tijolo (10,0 cm cada), intercalando uma camada 
de ar, que terá 10 ou 20 cm (2 paredes distintas) e no seu interior uma camada de 2,0 
cm de EPS (Poliestireno Expansível - Isopor) e finalmente um lambri de madeira de 
araucária, com 2,4 cm. Os coeficientes de transmissão térmica entre o ar e a parede 
são de 7 e 20, para a superfície interna e externa, respectivamente. Calcule também a 
contribuição (em oC) de cada camada no isolamento, em cada tipo de parede, 
considerando que o ambiente interno está a 25oC e o ambiente externo está a 40oC. 
27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exercícios propostos (continuação...) 
Interior 
Camada de ar 
Exterior 
X cm 2,0 2,4 2,0 2,4 
Faça comentários tecno-econômicos sobre a alteração das camadas de tijolo 
por Lambri + isopor, mantendo a camada de ar com espessuras diferentes. 
EP
S 
- 
Is
o
p
o
r 
La
m
b
ri
 d
e 
A
ra
u
cá
ri
a
 
EP
S 
- 
Is
o
p
o
r 
La
m
b
ri
 d
e 
A
ra
u
cá
ri
a
 
2) Utilizando os mesmos valores dos coeficientes de resistências à transmissão 
térmica obtidos no exercício anterior, calcule os valores das novas espessuras 
das camadas de ar, da parede divisória apresentada na Figura abaixo. 
28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Transmissão térmica 
Propriedades Térmicas da madeira (continuação...) 
 É a medida do tempo (rapidez) com que o material pode 
absorver calor 
 É representada pela relação da condutibidade térmica e o 
produto do calor específico e da densidade da madeira. 
 Fonte: Moreschi, 2005l 
29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Troca de calor entre materiais 
Propriedades Térmicas da madeira (continuação...) 
 Ocorre entre líquidos e gases, gases e sólidos, .... 
 Fonte: Moreschi, 2005l 
30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Referências bibliográficas 
1) Kollmann, F.F.P.; Cote,Jr, W.A. Principles of wood science and technology. V1, Solid wood. 
Springer Verlag, New York, 1968, 502 p 
2) Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT. Normas técnicas NBR 7190 - Projetos de 
estruturas de madeira. Rio de Janeiro, ABNT, 107 p, 1997. 
3) Acosta, M. S.; Mastrandrea, C.; Zakowicz,N. Lachance, D. Construcción en madera con 
tecnología canadiense adaptada a Argentina. INTA Concordia, 2015 
4) Moreschi, J. C. Propriedades da Madeira. Apostila UFPR, 2005. 194p. 
5) http://ambientesst.com.br/efeitos-temperatura-madeira/ 
6)https://blogdescalada.com/wp-content/uploads/2018/09/garrafa-termica-trekking-1.jpg 
7) http://docplayer.com.br/68484510-Propriedades-termicas-da-madeira.html 
8) https://aperambioenergia.com.br/forum-sobre-carvao-vegetal-recebe-mais-de-100-
trabalhos-de-pesquisa/ 
9) https://br.freepik.com/fotos-premium/utensilios-de-cozinha-de-madeira-
talheres_8140904.htm 
10) https://br.pinterest.com/pin/555420566535302771/ 
?nic_v1=1aP3c5BQPl3FPu4rYVcpkFZ7q8zVKNv5Dw4t1f0qeUC3CmOLa8KcWp3dTZodfS%2FPeC 
11) https://docplayer.com.br/87596213-Principios-de-construcao-tipos-de-paineis-
compensados-e-classificacao-metodos-de-aplicacao-do-adesivo-pre-prensagem-e-prensagem-
temperatura.html 
12) https://www.maisbolsas.com.br/enem/fisica/dilatacao 
13) https://www.researchgate.net/figure/Figura-10-Curvas-de-massas-finais-e-de-cinetica-de-
carbonizacao-dos-componentes-da_fig6_237039555 
14) https://www.slideshare.net/LaraLdia1/dilatao-trmica-dos-slidos-72813310 
Propriedades Térmicas da Madeira (Continuação...)