Cap.2_madeira

Prévia do material em texto

GOVERNO DO ESTADO DO PARÁ 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO PARÁ 
CENTRO DE CIENCIAS NATURAIS E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL 
DISCIPLINA: PROPRIEDADE DOS MATERIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Newton Figueiredo 
 
 
 
 
 
Altamira-PA 
2012 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 1 de 29 
2.1. CLASSIFICAÇÃO DAS ÁRVORES 
 
 
Pela Botânica as árvores são classificadas como vegetais superiores, denominados 
de fanerógamas, que apresentam complexidade anatômica e fisiológica. Elas são 
subdivididas em gimnospermas e angiospermas. 
O termo gimnospermo vem do grego gymno, „nu‟, „descoberto‟, e sperma, „semente‟. 
As árvores gimnospermas não apresentam frutos. 
A principal ordem das gimnospermas são as coníferas, cujas flores são „cones‟ ou 
„estróbilos‟. A maioria possui folhagem em forma de agulha, denominadas como 
aciculifoliadas e raízes pivotantes. Essas árvores apresentam madeira mole e são 
designadas internacionalmente por softwoods. Aparecem principalmente no hemisfério 
norte, constituindo grandes florestas plantadas e fornecem madeiras empregadas na 
indústria e na construção civil. Na América do Sul destacam–se o pinus e a araucária 
(Figura 1). A gimnosperma tipicamente brasileira é o pinheiro-do-Paraná (Araucaria 
angustifolia). 
 
 
 
Figura 1: Gimnosperma, Araucária. REPRODUÇÃO..., 2003. 
 
O termo angiosperma também vem do grego: aggeoin significando „vaso‟ ou „urna‟ e 
sperm, „semente‟. São vegetais mais evoluídos. Possuem raiz (tuberosa na maioria), caule, 
folhas (latifoleadas), flores e frutos. Os frutos protegem as sementes e fornecem substâncias 
nutritivas que enriquecem o solo onde as sementes germinarão (Figura 2). 
De acordo com o número de cotilédones existentes nas sementes, as angiospermas 
são divididas em duas grandes classes: as monocotiledôneas e as dicotiledôneas. O 
cotilédone é a folha seminal ou embrionária, a primeira que surge quando da germinação da 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 2 de 29 
semente, e cuja função é nutrir a planta quando jovem nas primeiras fases de seu 
crescimento. 
 
Figura 2: Angiosperma, Jatobá. ÁRVORES..., 2003. 
 
Na classe das monocotiledôneas encontram-se as palmas e gramíneas. As palmas 
são madeiras que não são duráveis, mas podem ser empregadas em estruturas temporárias 
como escoramentos e cimbramentos. Nas gramíneas destaca-se o bambu, que tendo boa 
resistência mecânica e pequeno peso específico, tem aplicação como material estrutural. 
As dicotiledôneas são designadas como madeira dura e internacionalmente 
denominada de hardwoods. Nesta categoria encontram-se as principais espécies utilizadas 
na construção civil no Brasil. 
 
 
2.2. FISIOLOGIA DA ÁRVORE 
 
 
Fisiologia é a parte da biologia que investiga as funções orgânicas, processos ou 
atividades vitais como o crescimento, a nutrição, a respiração, etc. Nesta seção são 
apresentadas as principais informações sobre os processos vitais das árvores. 
 A árvore cresce inicialmente no sentido vertical. Em cada ano há um novo 
crescimento vertical e a formação de camadas sucessivas vai se sobrepondo ao redor das 
camadas mais antigas. Num corte transversal do tronco, essas camadas aparecem como 
anéis de crescimento, porque as características das células do fim de cada aumento e do 
início do próximo são suficientes para diferenciar as camadas anuais de crescimento. 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 3 de 29 
Cada anel de crescimento é formado por duas camadas. A madeira formada no 
período de primavera-verão tem coloração mais clara, com células dotadas de paredes mais 
finas. Nessa fase, dá-se o crescimento rápido da madeira. A madeira formada no período de 
outono-inverno tem coloração escura, células pequenas e crescimento lento. É possível 
avaliar a idade da árvore contando os anéis de crescimento. 
 
 
Figura 3: Seção transversal do tronco de uma árvore (LEPAGE, 1986) 
 
 
 
Figura 4 - Seção de um tronco de árvore: Ponto Central - Medula; Região Escura - Cerne; Coroa 
Clara - Alburno. 
 
Observando uma seção transversal (Figura 3 e 4) do tronco percebem-se as 
seguintes partes: casca, lenho, medula, e raios medulares. 
A casca protege a árvore contra agentes externos e é dividida em duas partes: 
camada externa (camada cortical), composta de células mortas e camadas internas, 
formadas por tecidos vivos moles úmidos. 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 4 de 29 
O lenho é a parte resistente do tronco, apresenta as seguintes partes: alburno e 
cerne. O alburno é formado de madeira jovem, mais permeável, menos denso, e mais 
sujeito ao ataque de fungos apodrecedores e insetos e com menor resistência mecânica, 
enquanto que o cerne é formado das modificações do alburno, onde ocorre a madeira mais 
densa mais resistente que a do alburno. 
A medula é parte central que resulta do crescimento vertical, onde ocorre madeira de 
menor resistência. 
Os raios medulares ligam as diferentes camadas entre si e também transportam e 
armazenam a seiva. 
Entre a casca e o lenho existe uma camada delgada, visível com o auxílio de lentes, 
aparentemente fluida, denominada câmbio. Ela é a parte viva da árvore. Todo o aumento de 
diâmetro da árvore vem dela, por adição de novas camadas e não do desenvolvimento das 
mais antigas. 
 O processo de nutrição da árvore está esquematizado na Figura 5. 
 
 
Figura 5: Nutrição da árvore. (RODRIGUES apud HELLMEISTER, 1983). 
 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 5 de 29 
A seiva bruta retirada do solo sobe pelo alburno até as folhas, onde se processa a 
fotossíntese. Durante a fotossíntese é produzida a seiva elaborada que desce pela parte 
interna da casca, o floema, até as raízes. Parte desta seiva elaborada é conduzida 
radialmente até o centro do tronco por meio dos raios medulares. 
A madeira apresenta o radical monossacarídeo CH2O como seu componente 
orgânico elementar, formado a partir da fotossíntese que ocorre nas folhas pela combinação 
do gás carbônico do ar com a água do solo e absorção de energia calorífica: 
 
CO2 + 2H2O + 112,3 Cal ⇒ CH2O + H2O + O2 
 
Na sequência, ocorrem reações que originam os açúcares que formam a maioria das 
substâncias orgânicas vegetais. A madeira apresenta três componentes orgânicos principais 
que são: celulose, hemicelulose e lignina. O teor de cada um desses elementos na madeira 
varia de acordo com a espécie da árvore (Tabela 1). 
 
Tabela 1: Composição orgânica das madeiras (HELLMEISTER, 1983) 
Substância Coníferas Dicotiledôneas 
Celulose 48% a 56% 46% a 48% 
hemicelulose 23% a 26% 19% a 28% 
Lignina 26% a 30% 26% a 35% 
 
A celulose é um polímero constituído por várias centenas de glucoses. É encontrada 
nas paredes das fibras, vasos e traqueídes. Já a lignina age na madeira como um cimento 
ligando as cadeias de celulose dando rigidez e dureza ao material. 
As substâncias não utilizadas como alimento pelas células são lentamente 
armazenadas no lenho. A parte do lenho modificada por essas substâncias é o cerne. 
 
2.3. ANATOMIA DO TECIDO LENHOSO 
 
 
A madeira é constituída principalmente por células de forma alongada apresentando 
vazio interno, tendo tamanhos e formas variadas de acordo com a função. São encontrados 
nas madeiras os seguintes elementos: traqueídeos, vasos, fibras e raios medulares (Figura 
6) (BRUGER e RICHTER, 1991). 
 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 6 de 29 
 
Figura 6: Planos fundamentais da madeira: (P1) Plano transversal, (P2) Plano tangencial, (P3) Plano 
radial. (LEPAGE, 1986). 
 
As coníferas são constituídas principalmente por traqueídeos e raios medulares 
(Figura 7a), já as dicotiledôneas são constituídas principalmentepor fibras, parênquima, 
vasos e raios (Figura 7b). 
 
 
Figura 7: Estrutura das madeiras: (a) Coníferas, 1- canal resinífero, 2- madeira primavera-verão, 3- 
madeira outono-inverno, 4- anel de crescimento, 5- raio medular e (b) Dicotiledôneas, 1- poros, 2- 
madeira primavera- verão, 3- madeira outono-inverno, 4- anel anual, 5- raio medular, 6- seção 
transversal, 7- seção radial, 8-seção tangencial. (LEPAGE, 1986). 
 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 7 de 29 
Os traqueídeos são células alongadas, fechadas e pontiagudas e têm comprimento 
de 3 a 4 mm e diâmetro de 45 µ. Entre traqueídeos adjacentes formam-se válvulas especiais 
que regulam a passagem da seiva de uma célula para a seguinte. Essas válvulas são 
denominadas como pontuações areoladas. 
Os vasos aparecem nos cortes transversais como poros na fase inicial de vida são 
formados de células alongadas fechadas, na fase final ocorre a dissolução das paredes. 
Podem ser simples ou múltiplos e ter diâmetros de 20 µ até 500 µ. 
As fibras são formas de células com paredes grossas e pequenos vazios internos 
conhecidos como lúmen. O comprimento das fibras pode variar de 500 µ a 1500 µ. 
Os raios medulares são compostos de células de mesmo diâmetro ou de 
paralelepipedais, que contém pontuações simples. Tem função de armazenagem e 
distribuição de substâncias nutritivas. 
 
2.4. ALGUNS TIPOS DE DEFEITOS DA MADEIRA 
 
Quando se trata da madeira, é pouco provável a obtenção da matéria-prima isenta 
de defeitos, que por fim possa ser aproveitada em sua totalidade. Por ser um material 
biológico, este guarda consigo uma carga genética que determina suas características 
físicas e mecânicas e, como muitos seres vivos, possui particularidades que são acentuadas 
ou abrandadas conforme as condições ambientais. A Figura 8 ilustra um caso comum em 
florestas onde há a formação da madeira de reação quando uma árvore, em busca da 
irradiação solar, é suprimida por outras, crescendo de maneira excêntrica. Este fenômeno 
ocorre devido à reorientação do tecido lenhoso para manter a árvore em posição favorável a 
sua sobrevivência. Em uma parte do tronco é formada uma madeira mais resistente a 
esforços de compressão e a outra, a esforços de tração, como ilustra a Figura 9. Assim, 
pode-se obter na mesma tora, pranchas com propriedades bem distintas, aumentando as 
chances de problemas futuros de secagem ou mesmo na sua utilização pela construção 
civil. 
 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 8 de 29 
 
Figura 8: Formação de madeira de reação. (WILCOX et al.,1991). 
 
 
 
Figura 9: Seção transversal de um tronco com madeira de compressão distinta. (WILCOX et al.,1991). 
 
Um dos defeitos constantes em muitas espécies de madeira é a presença de nós 
(Figura 10). É imprescindível um controle sistemático da poda para a redução desse 
problema. O corte de galhos durante o crescimento da árvore diminui o surgimento de nós, 
sendo estes, gradualmente incorporados da superfície ao centro do tronco. A sua existência 
dificulta o processo de desdobro, aplainamento, colagem e acabamento, propiciando assim 
o surgimento de problemas patológicos, como por exemplo, fissuras em elementos 
estruturais de madeira. 
 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 9 de 29 
 
 Nó de pinho (vista frontal) Nó de carvalho (vista lateral) 
Figura 10: Aparência de um nó em formação dentro de um tronco. (WILCOX et al.,1991). 
 
Um manejo bem planejado e executado produz madeira com um grau satisfatório de 
homogeneidade de suas propriedades, tornando menores as chances de defeitos em etapas 
futuras do seu beneficiamento e utilização. Não obstante, fraturas, fendas, machucaduras e 
cantos quebrados podem igualmente ocorrer por ocasião do desdobro. MENDONÇA, 
SANTIAGO e LEAL (1996) definem desdobro como a etapa que consiste na transformação 
das toras em peças de madeira com dimensões previamente definidas, normalmente 
conhecidas como pranchões sendo executado normalmente em serrarias com o auxílio de 
serras-fita. Esta fase, como as demais, merece cuidados, principalmente com as 
ferramentas que devem sempre estar afiadas. 
A correta identificação botânica de árvores retiradas de florestas nativas é também 
importante, pois permite o conhecimento das características biofísicas da madeira 
associadas à sua espécie. Este conhecimento é fundamental para a especificação técnica 
deste material na construção. No Brasil, devido à grande diversidade de espécies florestais 
e a similaridade entre muitas destas, é comum acontecer a utilização de outra madeira do 
que aquela especificada no projeto. Este fato pode acarretar uma deficiência no 
desempenho da construção, já que a madeira empregada não correspondente à 
especificação em projeto. 
As deficiências ocasionadas por variações dimensionais significativas na madeira 
são relativamente frequentes na construção civil, assumindo com maior gravidade em 
caixilharias. 
Sendo um material higroscópico, a madeira tem capacidade de reagir às condições 
termo-higrométricas ambientais, procurando sempre manter um teor de equilíbrio. 
Dado que o ambiente é geralmente variável, em maior ou menor grau dependendo 
da situação de aplicação, pode ocorrer alterações graves nas dimensões e deformações dos 
elementos (Figura 11). A deficiente especificação do material, concepção e fabrico elevam 
as chances do aparecimento de fendas. 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 10 de 29 
 
 
 
Figura 11: Características de retração e distorção de peças de madeiras afetadas conforme 
posicionamento dos anéis de crescimento. (WILCOX et al.,1991). 
 
Para CRUZ, MACHADO e NUNES (1994) estas condições conduzem a alteração do 
teor de umidade das madeiras. Na hipótese dos materiais obterem um teor de água muito 
superior ao previsto para seu funcionamento em obra e, se a secagem da madeira 
empregada não se processar rapidamente, além das conseqüentes variações dimensionais, 
podem conduzir a degradação da madeira por agentes biológicos, levando, por exemplo, ao 
desenvolvimento de bolores ou fungos manchadores e/ou apodrecedores, depreciando o 
material. 
 
2.5. PROPRIEDADES ORGANOLÉTICAS DA MADEIRA 
 
As propriedades organoléticas da madeira são aquelas que impressionam os órgãos 
sensitivos, sendo elas: cheiro, cor, gosto, grã, textura e desenho que se apresentam no 
material, e são diretamente ligadas ao seu valor decorativo e ornamental. 
 
 
2.5.1. Cor 
 
A cor da madeira é originada por substâncias corantes depositadas no interior das 
células que constituem o material lenhoso, bem como impregnadas nas suas paredes 
celulares. Entre estas substâncias podem-se citar resinas, gomas, goma- resinas, derivados 
tânicos e corantes específicos, muitos dos quais ainda não foram suficientemente estudados 
sob o ponto de vista químico. 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 11 de 29 
A Tabela 2 abaixo apresenta algumas espécies de madeira e as respectivas 
substâncias responsáveis pela coloração conferida à madeira. 
 
Tabela 2 Espécies de madeira e substâncias que conferem a sua coloração 
NOME COMUM NOME CIENTÍFICO SUBSTÂNCIA CORANTE 
Pau Brasil Guilandina echinata Brasilina 
Pau Campeche Haematoxylum campechianum Hematoxilina 
Ipê Gênero Tabebuia (Bignoniacea) Lepachol 
 
 
A região periférica do alburno, juntamente com a do câmbio, apresenta coloração 
mais clara que a madeira de cerne, situado na região mais interior do fuste de uma árvore. 
Alguns dos produtos depositados no interior das células e das paredes celulares, 
responsáveis pela coloração da madeira, podem ser tóxicos a agentes xilófagos, os quais 
conferem a várias madeiras de coloração escurauma alta durabilidade em situações de uso 
que favorecem a biodeterioração. 
De forma geral, madeiras mais leves e macias são sempre mais claras que as mais 
pesadas e duras. Por outro lado, em regiões quentes predominam as madeiras com cores 
variadas e mais escuras que em regiões de clima frio; nestas últimas predominam as 
madeiras denominadas “madeiras brancas”. 
A cor da madeira é de grande importância no ponto de vista prático, pela influência 
que exerce sobre seu valor decorativo. Adicionalmente, substâncias corantes, quando 
presentes em altas concentrações na madeira, podem ser extraídas comercialmente e 
utilizadas na tingidura de tecidos, couros e outros materiais. Como exemplo de espécies 
comerciais para esta finalidade temos o Pau Brasil e o Pau Campeche, apresentadas na 
Tabela 2, e a Taiúva (Chlorophora tinctoria). 
A cor da madeira varia com o teor de umidade e normalmente ela se torna mais 
escura quando exposta ao ar, pela oxidação das substâncias orgânicas contidas no material 
lenhoso. Tal efeito é promovido pela elevação da temperatura, como pela exposição da 
madeira a radiação solar. Outras formas de alteração da cor natural da madeira dizem 
respeito às situações em que este material se encontra em contato com metais ou por ação 
de micorganismos (fungos e/ou bactérias). 
Com o propósito de aumentar o valor comercial de algumas espécies de madeira, 
pode-se causar a modificação artificial da cor da madeira por meio de tinturas, 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 12 de 29 
descolorações ou outros meios, como alterações na cor por tratamentos com água ou vapor 
d‟água. 
Para escurecer madeiras recém cortadas no sentido de dar-lhes um aspecto 
envelhecido, e obviamente aumentar o seu valor comercial, utiliza-se com sucesso o 
tratamento de corrente contínua de ar quente carregado com ozônio, o que produz, 
simultaneamente, a secagem e o envelhecimento artificial da madeira, por evaporação 
d´água e por oxidação das substâncias existentes no material lenhoso. 
 
2.5.2. Cheiro 
 
O cheiro é uma característica difícil de ser definida. O odor típico que algumas 
espécies de madeira apresentam deve-se à presença de substâncias voláteis, concentradas 
principalmente na madeira de cerne. Por consequência ele tende a diminuir com o tempo 
em que a superfície da madeira fica exposta, mas pode ser realçado com a raspagem da 
sua superfície, produzindo-se cortes ou umedecendo o material a ser examinado. 
O odor natural da madeira pode ser agradável ou desagradável, valorizando-a ou 
limitando-a quanto a sua utilização. Contudo ela também pode ser inodora, característica 
que a qualifica para inúmeras finalidades, em especial na produção de embalagens para 
chás e produtos alimentícios. 
Como exemplo do emprego de espécies de madeira em função de seu odor 
característico, pode-se citar a confecção de embalagens para charutos, uma vez o sabor 
melhora quando estes são armazenados em caixas de madeira de Cedro (Cedrela sp.). 
Outras espécies, devido a seus aromas agradáveis, são normalmente exploradas 
comercialmente para a fabricação de artigos de perfumaria, como o Cedro-rosa (Santalum 
album), usada como incenso no Oriente, e o Cinamomo- cânfora (Cinnamomum camphora), 
empregado na confecção de baús para o armazenamento de lãs e peles pela sua 
propriedade de repelir insetos. 
Em contraste às madeiras valorizadas pelo odor agradável, existem as que têm 
saponinas em suas células e, quando trabalhadas no estado seco, desprendem pó que 
irritam as mucosas nasais. Entre algumas espécies que apresentam este inconveniente, 
estão a Enterolobium contortisiliquum, Tabebuia sp. e a Myrocarpus frondosus. Também 
existem as que apresentam toxicidade ao homem, com efeitos como irritação da pele, dos 
olhos ou nariz, alergias, dores de cabeça, etc. 
Além dos efeitos já apresentados, relacionados às substâncias incluídas na madeira 
e responsáveis pelo odor e efeitos nocivos ao homem, muitas espécies de madeira 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 13 de 29 
possuem substâncias especiais em suas células que podem ser problemáticas, 
caracterizando-se como defeitos, caso danifiquem as serras e equipamentos empregados 
no desdobro e na usinagem, como o carbonato de cálcio na madeira de Baitoa 
(Phyllostemon brasiliensis), ou o elevado teor de sílica nas madeiras de Maçaranduba 
(Manilkara elata) e Itaúba (Mazilaurus itauba). 
 
A Tabela 3. A seguir apresenta algumas espécies de madeira tidas como prejudiciais 
à saúde humana, bem como os respectivos efeitos causados pelas substâncias depositadas 
no interior de suas células: 
 
Tabela 3. Espécies de madeira e efeitos negativos a humanos 
 
NOME COMUM 
 
NOME CIENTÍFICO 
 
EFEITOS NEGATIVOS SOBRE 
HUMANOS 
Caviúna Machoerim scleroxylon Dermatite, asma, tonturas, ânsia, etc 
Jacarandá-da-bahia Dalbergia nigra Dermatite 
Peroba-amarela Paratecoma peroba Dermatite 
Jacareúba Calophyllum brasiliense Tonturas 
 
 
2.5.3. Gosto Ou Sabor 
 
Gosto ou sabor é uma propriedade intimamente relacionada com o odor, por todos 
eles serem originados das mesmas substâncias. 
Na prática, somente de forma excepcional o gosto da madeira contribui para a 
identificação e distinção entre espécies. Por esta razão esta determinação está 
definitivamente em desuso, pois, além da possibilidade de reações alérgicas ou de 
intoxicação ao se tentar determinar o gosto da madeira, ele é muito variável e pouco 
contribui. Contudo ele pode excluir certas espécies de madeira para algumas utilizações, 
como no caso de embalagens para alimentos, palitos de dente, de picolés e de pirulitos, 
brinquedos para bebês, utensílios para cozinhas, etc. 
 
2.5.4. Grã 
 
O termo grã refere-se à orientação geral dos elementos verticais constituintes do 
lenho, em relação ao eixo da árvore ou de uma peça de madeira. Esta orientação é 
decorrente das mais diversas influências em que a árvore é submetida durante o seu 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 14 de 29 
processo de crescimento, culminando em grande variação natural no arranjo e na direção 
dos tecidos axiais, o que origina vários tipos de grãs, a saber: 
- Grã direita ou reta: Tipo de grã considerada normal, apresentando os tecidos axiais 
orientados paralelamente ao eixo principal do fuste da árvore ou de peças confeccionadas 
de madeira. 
Este tipo de grã é apreciado na prática por contribuir para uma elevada resistência 
mecânica, ser de fácil desdobro e processamento e não provocar deformações indesejáveis 
por ocasião da secagem da madeira. Contudo, no ponto de vista decorativo as superfícies 
tangenciais e radias da madeira se apresentarão com aspecto bastante regular e sem 
figuras ornamentais especiais, a exemplo da madeira de Araucaria angustifolia. 
- Grãs irregulares: Tipos de grãs cujos tecidos axiais apresentam variações na orientação, 
em relação ao eixo principal do fuste da árvore ou de peças de madeira. Dentre os tipos de 
grãs irregulares distinguem-se: 
- Grã espiral: Determinada pela orientação espiral dos elementos axiais constituintes da 
madeira, em relação ao fuste da árvore. Em árvores vivas, sua presença pode ser muitas 
vezes visualizada pela aparência espiralada da casca, podendo, no entanto, estar oculta sob 
uma casca de aspecto normal. 
A existência deste tipo de grã traz sérias consequências para a utilização da 
madeira, como a diminuição da resistência mecânica, aumento das deformações de 
secagem e dificuldade para se conseguir um bom acabamento superficial. 
Além das consequências supracitadas, quando ocorrer uma volta completa dos 
elementos axiais em menos de 10 m de comprimento do fuste, a madeira apresenta sérias 
limitações quanto a sua utilização, sobretudo para fins estruturais. 
- Grã entrecruzada: A existência deste tipode grã ocorre especialmente quando a direção 
da inclinação dos elementos axiais se altera de período de crescimento para período de 
crescimento da árvore. Este tipo de grã não reduz em demasia a resistência mecânica da 
madeira, mas é responsável por um aumento das deformações de secagem e da dificuldade 
para se conseguir um bom acabamento superficial. 
Apesar dos problemas supracitados, madeira que contém grã entrecruzada poderá 
ser valorizada sob o ponto de vista estético, pelo desenho e variação no brilho apresentados 
na sua superfície. 
- Grã ondulada: Neste tipo de grã os elementos axiais do lenho alteram constantemente 
suas direções, apresentando-se na madeira como uma linha sinuosa regular. Suas 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 15 de 29 
superfícies longitudinais apresentam faixas claras e escuras, alternadas entre si e de belo 
efeito decorativo. 
As consequências para a utilização prática da madeira são as mesmas da grã 
entrecruzada. 
- Grã inclinada, diagonal ou oblíqua: Tipo de grã que ocorre pelo desvio angular dos 
elementos axiais, em relação ao eixo longitudinal de uma peça de madeira. Neste caso, as 
peças de madeira são provenientes de fustes excessivamente cônicos, de crescimento 
excêntrico, etc. 
Este tipo de grã afeta significativamente as propriedades tecnológicas da madeira, 
sendo que, quanto maior o desvio, menor a resistência mecânica e mais acentuada a 
ocorrência de deformações por efeito da secagem. 
 
 
2.5.5. Textura 
 
 Ao termo textura refere-se o efeito produzido na madeira pelas dimensões, 
distribuição e porcentagem dos diversos elementos estruturais constituintes do lenho, no 
seu conjunto. Nas angiospermas este efeito é determinado principalmente pelos diâmetros 
dos vasos e pelas larguras dos raios, enquanto nas gimnospermas o efeito se dá pela maior 
ou menor nitidez, espessura e regularidade dos anéis de crescimento. Os seguintes tipos de 
textura são apresentados, de acordo com o grau de uniformidade pela madeira: 
- Textura grossa ou grosseira: apresentada em madeiras com poros grandes e visíveis a 
olho nu (diâmetro tangencial maior que 250 µm), parênquima axial abundante ou raios 
lenhosos largos. 
- Textura fina: apresentada em madeiras cujos elementos têm dimensões muito pequenas e 
se encontram distribuídos principalmente na forma difusa no lenho, parênquima escasso e 
tecido fibroso abundante, conferindo à madeira uma superfície homogênea e uniforme. 
- Textura média: situação intermediária entre a textura grossa e a textura fina. 
 No caso das gimnospermas, quando o contraste entre as zonas do lenho inicial e do 
lenho tardio é bem marcante, a madeira tem constituição heterogênea e é classificada como 
de textura grossa, como no caso da madeira de Pinus elliottii, por outro lado, se o contraste 
for pouco evidente ou indistinto, a sua superfície será uniforme e a classificação será de 
textura fina, como é o caso do Pinheiro-bravo (Podocarpus lambertii). 
 
 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 16 de 29 
2.5.6. Brilho 
 
O brilho da madeira é causado pelo reflexo da luz incidente sobre a sua superfície. 
Porém, como este material é constituído de forma heterogênea, ocorre variação em brilho 
entre as três faces anatômicas. Dentre elas a face radial é sempre a mais reluzente, por 
efeito de faixas horizontais do tecido que forma os raios da madeira. 
A importância do brilho é principalmente de ordem estética, e sob o ponto de vista de 
identificação e distinção de madeiras esta propriedade é considerada irrelevante. 
 
2.5.7. Desenho 
 
O termo desenho é usado para descrever a aparência natural das faces da madeira, 
resultante das várias características macroscópicas (cerne, alburno, cor, grã) e, 
principalmente, dos anéis de crescimento e raios da madeira. 
Desenhos especialmente atraentes têm sua origem em certas anormalidades da 
madeira, como grã irregular, fustes bifurcados, nós, crescimento excêntrico, deposições 
irregulares de substâncias corantes, etc. 
 
2.6 PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA 
 
 
O conhecimento das propriedades físicas da madeira é de grande importância, uma 
vez que tais propriedades podem influenciar, de modo significativo, o desempenho e a 
resistência da madeira utilizada estruturalmente. 
Entre os diversos fatores que podem influenciar as características físicas da madeira, 
podem ser destacados: 
i) classificação botânica; 
ii) solo e clima da região de origem da árvore; 
iii) fisiologia da árvore; 
iv) anatomia do tecido lenhoso; 
v) variação da composição química. 
Devido à diversidade de fatores, os valores numéricos das propriedades das 
madeiras, mesmo quando se trata de uma mesma espécie, oscilam apresentando uma 
ampla dispersão que pode ser adequadamente representada pela distribuição de Gauss. 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 17 de 29 
Portanto, é de fundamental importância, para a adequada utilização da madeira 
como material de construção, o conhecimento das seguintes propriedades físicas: umidade; 
densidade; retratibilidade; resistência ao fogo; durabilidade natural e resistência química. 
Além desses fatores, deve-se considerar o fato de que a madeira é um material 
ortotrópico, ou seja, com comportamentos diferentes em relação à direção de crescimento 
das fibras (Figura 12). Em outras palavras, devido à orientação das fibras e à sua forma de 
crescimento, as propriedades variam de acordo com 3 eixos ortogonais: longitudinal, radial e 
tangencial. 
 
 
 
Figura 12: Planos em direção ao crecimento 
 
Nas direções radial e tangencial as diferenças das propriedades são 
relativamente menores, quando comparadas com a direção longitudinal. 
 
 
2.6.1 Teor de Umidade 
 
A umidade da madeira é determinada pela seguinte expressão: 
1 2
2
100
m m
w(%) x 
m


 
Onde m1 é a massa úmida; m 2 é a massa seca e w é o teor de unidade (%). 
A água é de suma importância para o crescimento e desenvolvimento da árvore, 
constituindo-se em uma grande porção da madeira verde e apresentando-se como água 
livre (nas cavidades das células) e como água impregnada (nas paredes das células). 
Após o corte a árvore tende a perder, rapidamente, a água livre e, a seguir, a água 
de impregnação, mais lentamente, produzindo-se o equilíbrio com a umidade e a 
temperatura do ambiente (Figura 13). 
 
 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 18 de 29 
 
Figura 13: Perda de água da madeira 
 
O teor de umidade correspondente ao mínimo de água livre é denominado “ponto de 
saturação das fibras”, correspondente a 25% para as madeiras brasileiras. 
Este ponto é atingido sem a ocorrência de problemas para a estrutura da madeira, 
mas a perda adicional da água é acompanhada de retração (redução das dimensões) e 
aumento da resistência. Por este motivo, devem ser tomados cuidados especiais para evitar-
se problemas na madeira. 
É importante destacar, ainda, que a umidade exerce uma grande influência na 
densidade da madeira e que, para fins de aplicação estrutural e de classificação de 
espécies, a NBR 7190 especifica a umidade de 12% como referência para a realização de 
ensaios destinados à obtenção de valores de resistência a serem utilizados nos cálculos. 
 
2.6.2 Densidade 
 
A norma brasileira apresenta 2 definições: 
a) densidade básica: massa específica convencional, ou seja, a razão entre a 
massa seca e o volume saturado; 
b) densidade aparente: determinada para a umidade padrão de referência (12%), 
utilizada para classificação da madeira e nos cálculos de estruturas. 
Para a determinação da densidade, assim como para a determinação da umidade, a 
NBR 7190 estabelece que os corpos de prova devem ter forma prismática, com seção 
retangular de 2,0cm x 3,0cm de lado e comprimento,ao longo das fibras, de 5,0cm. 
Entretanto, se a distância radial entre os anéis de crescimento for superior a 4mm, é 
necessário que a seção transversal do corpo de prova seja aumentada para abranger, pelo 
menos, cinco anéis de crescimento. 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 19 de 29 
2.6.3 Retratibilidade 
 
É definida como a redução das dimensões de uma peça de madeira, devida à perda 
de água de impregnação, assumindo diferentes porcentagens nas direções tangencial, radial 
e longitudinal. 
A maior retração ocorre na direção tangencial, com até 10% de variação dimensional, 
o que pode causar problemas de torção nas peças de madeira. 
Na direção radial a variação dimensional pode atingir 6%, ocasionando rachaduras 
nas peças, enquanto a menor variação ocorre na direção longitudinal, assumindo valores da 
ordem de 0,5%. 
A figura 13 abaixo apresenta uma ilustração qualitativa da retração nas peças de 
madeira. 
 
 
 
Figura 14: Retração das peças 
 
Pode ocorrer ainda o processo inverso, denominado “inchamento”, devido à 
exposição da madeira a condições de alta umidade, verificando-se a absorção de água e o 
consequente aumento nas dimensões das peças. 
 
 
2.6.4 Resistência ao Fogo 
 
A madeira, erroneamente, é considerada um material de baixa resistência ao fogo 
mas, quando bem dimensionada, pode apresentar um comportamento razoavelmente 
favorável. 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 20 de 29 
Uma peça de madeira, exposta ao fogo, torna-se um combustível para a propagação 
das chamas. Com o tempo, porém, ocorre a carbonização da camada mais externa, que 
mantém as chamas, mas esta camada auxilia na contenção do incêndio, tornando-se um 
isolante térmico, desprendendo-se da peça não afetada pelas chamas e evitando que toda a 
peça seja destruída. 
A proporção de madeira carbonizada varia de acordo com a espécie e 
Propriedades Mecânicas da Madeira 
As propriedades mecânicas são as responsáveis pela resposta do material quando 
solicitado por ações externas, sendo classificadas como propriedades de resistência e de 
elasticidade. 
A NBR 7190/97 apresenta os métodos e procedimentos de ensaio para a 
determinação dos valores das propriedades representativas da resistência e rigidez da 
madeira. 
 
2.6.5 Propriedades Elásticas 
 
Elasticidade é a capacidade do material retornar à forma inicial, após cessada a ação 
externa que o solicitava, sem apresentar deformação residual. 
Apesar de não ser um material elástico ideal, a madeira pode ser considerada como 
tal para a maioria das aplicações estruturais. 
A exemplo de outros materiais, as propriedades elásticas da madeira são 
descritas por 3 constantes: o módulo de elasticidade longitudinal (E), o módulo de 
elasticidade transversal (G) e o coeficiente de Poisson (v). Como a madeira é um material 
ortotrópico, as propriedades de elasticidade variam de acordo com a direção das fibras em 
relação à direção de aplicação das ações externas. 
 
2.6.5.1 – Módulo de elasticidade (E) 
 
A norma brasileira adota 3 valores para o módulo de elasticidade: o módulo de 
elasticidade longitudinal (E0), determinado através do ensaio de compressão paralela às 
fibras da madeira; o módulo de elasticidade normal (E90), que pode ser representado como 
uma fração do módulo de elasticidade longitudinal ou ser determinado em laboratório e o 
módulo de elasticidade na flexão (EM), que também pode ser determinado de acordo 
com o método de ensaio apresentado pela NBR 7190/97 e pode ser relacionado com o 
valor de E, de acordo com as expressões abaixo apresentadas: 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 21 de 29 
- E
90 = E0 / 20 
- E
M = 0,85 E0 , para coníferas 
- E
M = 0,90 E0 , para dicotiledôneas 
 
2.6.5.2 – Módulo de elasticidade transversal (G) 
 
De acordo com a norma brasileira, o módulo de elasticidade transversal pode ser 
estimado como igual a 5% do valor do módulo de elasticidade longitudinal, ou seja: 
- G = E
0 / 20 
 
 
2.6.5.3 – Coeficiente de Poisson 
 
Considerando-se que os valores dos módulos de elasticidade normal, na flexão e 
transversal já são definidos e função de percentuais do valor do módulo de elasticidade 
longitudinal, a NBR 7190/97 não traz, em seu texto, nenhuma especificação a respeito dos 
valores do coeficiente de Poisson para a madeira. 
 
2.7 PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA 
 
Da mesma forma como exposto anteriormente, as propriedades de resistência da 
madeira, que representam os valores das resistências últimas do material quando 
submetido a ações externas, também diferem segundo os 3 eixos principais, embora com 
valores muito próximos nas direções tangencial e radial. Assim, as propriedades de 
resistência são analisadas, geralmente, segundo 2 direções: paralela e normal às fibras. 
 
2.7.1 – Compressão 
 
Sob ações de compressão, devem ser analisadas as situações de solicitação normal, 
paralela e inclinada em relação às fibras. 
Para uma peça de madeira solicitada por compressão paralela às fibras, as forças 
agem paralelamente à direção do comprimento das células as quais, atuando em conjunto, 
conferem uma grande resistência à madeira. 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 22 de 29 
No caso de solicitação normal às fibras, a madeira apresenta menores valores de 
resistência, uma vez que as fibras, solicitadas por forças normais ao seu comprimento, 
apresentam baixa resistência. 
 
2.7.2 – Tração 
 
Em peças de madeira podem ocorrer duas situações distintas de solicitação à 
tração: paralela ou perpendicular às fibras, observando-se uma considerável diferença 
nos respectivos valores de resistência. 
A ruptura, por tração paralela às fibras, pode ocorrer por deslizamento entre as 
células ou por ruptura das paredes das mesmas, apresentando, em ambos os casos, 
baixos valores de deformação e elevados valores de resistência. 
Para tração normal às fibras a madeira apresenta baixos valores de resistência, 
devendo-se evitar tal situação em projeto. 
A figura 15 abaixo apresenta, de modo esquemático, a ação de esforços de tração 
nas duas situações mencionadas, observando-se que, para tração perpendicular à direção 
das fibras, os esforços tendem a separá-las, alterando significativamente a integridade 
estrutural da madeira. 
 
 
 
Figura 15: Esforços aplicados a madeira 
 
2.7.3 – Cisalhamento 
 
Podem ocorrer 3 tipos de cisalhamento em peças de madeira: cisalhamento vertical, 
cisalhamento horizontal e cisalhamento perpendicular (“rolling”). 
O cisalhamento vertical ocorre quando o esforço externo atua no sentido 
perpendicular às fibras, não mostrando-se crítico para a madeira, uma vez que primeiro 
ocorrerão problemas devido à compressão normal às fibras (Figura 16). 
 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 23 de 29 
 
Figura 16: Cisalhamento 
 
Os outros dois tipos referem-se, respectivamente, às ações aplicadas na direção 
longitudinal das fibras e na direção perpendicular às linhas dos anéis de crescimento. 
O caso mais crítico é o do cisalhamento horizontal, que pode levar à ruptura pelo 
escorregamento entre as células da madeira, enquanto o cisalhamento perpendicular produz 
uma “rolagem” das células, umas sobre as outras, na direção transversal à direção das 
fibras (Figura 17). 
 
 
 
 
Figura 17: Tipos de cisalhamento 
 
2.7.4 – Flexão simples 
 
Quando a madeira é solicitada à flexão simples ocorrem 4 tipos de esforços: 
i) compressão paralela às fibras; 
ii) tração paralela às fibras; 
iii) cisalhamento horizontal; 
iv) compressão normal às fibras na região dos apoios. 
A ruptura (Figura 18) ocorre pela formação de minúsculas falhas de compressão, 
seguidas pelo desenvolvimento de macroscópicos enrugamentos,também de 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 24 de 29 
compressão. Este fenômeno gera o aumento da área comprimida na seção e a redução da 
área tracionada, o que pode acarretar, eventualmente, ruptura por tração. 
 
 
Figura 18: Ruptura 
2.7.5 – Torção 
 
As propriedades, para este tipo de solicitação, são pouco conhecidas. A NBR 
7190/96 recomenda evitar a torção em peças de madeira, uma vez que pode ocorrer 
ruptura por tração normal às fibras, decorrente da atuação de um estado múltiplo de 
tensões. 
 
2.7.6 – Resistência ao choque 
 
É a capacidade de absorver, rapidamente, a energia dissipada pela deformação 
produzida. A madeira é considerada como um material de ótima resistência ao choque, 
prevendo-se, na NBR 7190/96, o ensaio de flexão dinâmica, embora existam várias formas 
de quantificar este tipo de resistência. 
 
2.8 FATORES DE INFLUÊNCIA 
 
Sendo a madeira um material de origem biológica, ela está sujeita a variações 
em sua estrutura que podem acarrear mudanças nas suas propriedades, decorrentes, 
principalmente, de fatores anatômicos, ambientais e de utilização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 25 de 29 
2.8.1 – Fatores anatômicos 
 
Dentre os fatores anatômicos, destacam-se (Figura 19): 
i) Densidade: quanto maior a densidade, maior é a quantidade de madeira por volume 
e, como consequência, a resistência também aumenta. Alguns cuidados devem ser tomados 
na determinação e utilização dos valores da densidade, uma vez que a presença de nós, 
resinas e extratos pode aumentar a densidade sem, contudo, contribuir para uma melhoria 
efetiva da resistência. 
ii) inclinação das fibras: refere-se ao desvio da orientação das fibras da madeira, em 
relação à borda da peça, exercendo, a partir de certos valores, significativa influência sobre 
as propriedades da madeira. 
iii) nós: são originários dos galhos existentes nos troncos. Tanto os nós soltos quanto os 
firmes reduzem a resistência pelo fato de interromperem a continuidade e/ou a direção das 
fibras, podendo causar efeitos localizados de concentração de tensões, com maior 
influência na tração; 
iv) falhas naturais da madeira: entre os principais tipos de falhas que podem ocorrer 
devido à natureza da madeira, destacam-se: 
a) o encurvamento do tronco e dos galhos durante o crescimento da árvore, o que produz 
alteração do alinhamento das fibras e influencia a resistência; 
b) a presença de “alburno” (camada entre a medula e o cerne) que, por suas próprias 
características físicas, apresenta menores valores de resistência. 
 
 
Figura 19: Falhas estruturais 
v) presença de medula: provoca diminuição da resistência mecânica e facilidade de ataque 
biológico, proporcionando o aparecimento de rachaduras, devidas a tensões internas 
decorrentes do processamento; 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 26 de 29 
vi) faixas de parênquima: as parêquimas são células esféricas ou cúbicas de substâncias 
não absorvidas que, quando depositadas em faixas, reduzem a capacidade de resistência 
mecânica (compressão) e podem causar a ruína da peça por separação dos anéis. 
2.8.2 – Defeitos por ataques biológicos 
 
Os defeitos por ataques biológicos constituem-se no principal fator ambiental de 
influência nas propriedades da madeira (Figura 20). Esses defeitos podem ser devidos à 
ação de fungos ou insetos, estes últimos causando perfurações (pequenas ou grandes) e os 
primeiros introduzindo manchas azuladas e podridões. 
 
 
 
a) Podridão branca b) Podridão parda 
 
 
 
 
 
c) Ataque de insetos 
Figura 20: Ataque biológico da madeira 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 27 de 29 
2.8.3 – Defeitos de secagem 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 21: Ataque biológico da madeira 
 
Esses defeitos (figura 21) são provenientes da deficiência dos sistemas de secagem 
e armazenamento das peças, podendo ocorrer encanoamento, encurvamento, arqueamento, 
torcimento e/ou rachaduras. 
 
2.8.4 – Defeitos de processamento da madeira 
 
São originados na manipulação, transporte, armazenamento e desdobragem da 
madeira, podendo ocasionar arestas quebradas e/ou variação da seção transversal, como 
mostrado na figura 22. 
 
 
Figura 22: Ataque biológico da madeira 
 
É necessário frisar-se, ainda, que a durabilidade da madeira também deve merecer 
cuidados, uma vez que a exposição prolongada a fatores de deteriorização, podem também 
afetar as propriedades mecânicas. 
Capítulo 2 – Madeira Maio/2012 
 
Prof. Glauber Epifanio Loureiro, M. Sc. Eng Página 28 de 29 
EXERCÍCIO 
 
1. Comente a diferença entre cerne e albúmen. 
2. Quais os principais defeitos que podem acometer o aproveitamento da madeira para fins 
comerciais e industriais? 
3. Qual importância da secagem para a madeira 
4. Comente o comportamento da madeira quando submetida a esforços de tração. 
Compressão e cisalhamento. 
5. Uma maior quantidade de nós da estrutura da madeira é favorável ou não para a sua 
trabalhabilidade como lixamento, aplainamento, furação, destopo, dentre outros.