Materiais de Construção - Madeira

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Materiais de Construção
Madeira
José Edvaldo Ferreira Alves Neto
Centro Universitário Estácio
Curso de Engenharia Civil
Disciplina: Materiais de Construção
Profª Letícia
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Objetivos
Apresentar o material madeira, utilizado na Construção Civil;
Apresentar as propriedades físicas e mecânicas da madeira;
Demonstrar os usos, aplicações, vantagens e desvantagens do uso deste material.
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Introdução
A madeira é utilizada em construções desde os tempos mais 
antigos. É um material muito importante na construção civil, sendo 
utilizada em praticamente todas as etapas de uma obra, tanto na 
parte de auxilio em andaimes e formas para concreto armado 
como na construção em si, em vigas, pilares etc. Portanto, são 
feitos ensaios que definem a umidade, resistência e vários outros 
fatores que devem ser observados para o emprego correto da 
madeira e qual tipo a ser usado.
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O que é Madeira
De acordo com Líria Alves de Souza:
A madeira pode ser definida como sendo o tecido lenhoso das árvores. Ela é o principal produto mercantil florestal, sendo obtida do corte das árvores, é preciso que a extração seja feita em florestas controladas, onde apenas uma pequena fração das árvores é cortada para evitar o desmatamento em larga escala. 
História da Madeira
As estruturas de madeira existem desde os primeiros tempos de vida do Homem. Conhecendo a pedra, e tendo provavelmente já noção das suas possibilidades de suporte ao contemplar o teto da caverna onde habitava, a primeira viga ter-se-á surgido sob a forma de um tronco de árvore caído de margem a margem de um curso de água e sobre o qual pôde passar confiadamente. A madeira, sendo leve, resistente, fácil de trabalhar, existindo em abundância, com comprimentos e diâmetros variáveis, deu ao Homem a possibilidade de abandonar a caverna, construindo inicialmente cabanas cuja estrutura seria constituída por ramos e canas sendo a cobertura realizada de folhas aglomeradas com argila ou então com peles. A mais elementar estrutura de madeira surgiu a seguir, com a forma de dois paus cravados no solo e ligados nas extremidades superiores, em forma triangular, por elementos vegetais fibrosos, como o vime, por tiras de pele ou, mais tarde, por elementos de ferro ou bronze. A necessidade de cobrir espaços cada vez mais amplos tornou a estrutura mais complexa; ou seja, as peças inclinadas exigiam um apoio intermédio, surgindo assim as escoras e o contra nível, uma peça horizontal.
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História da Madeira
Para um maior aproveitamento do espaço e maior facilidade para realizar aberturas para o exterior, as peças de suporte direto da cobertura deixaram de estar diretamente ligadas ao solo, passando ser apoiadas em elementos verticais, realizando assim o esqueleto de paredes, isto é, um conjunto de vigas e pilares. 
A arte de trabalhar a madeira é antecedente à de pedreiro, que só surge quando o homem decide dividir a pedra em blocos facilmente manuseáveis que, sobrepostos, davam longas paredes resistentes.
Durante muitos séculos foi a carpintaria foi a arte mais importante na construção dos edifícios, cuja arquitetura foi fortemente influenciada por este material. Desde as habitações às primeiras fortificações, incluindo os seus sistemas de defesa (pontes levadiças, catapultas, etc).
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Origem e classificação da madeira 
A madeira como material de construção é produto do beneficiamento do tronco de árvores, que chamaremos “lenho”. As características de anisotropia e heterogeneidade são decorrentes da sua origem. Suas características também são decorrentes das diversas espécies existentes.
Endógenas: aquela em que o desenvolvimento do caule se dá de dentro para fora como as palmeiras e bambus. E pouco aproveitada como material de construção. 
Exógenas: aquela em que o crescimento do caule se dá de fora para dentro, com adição de novas camadas em forma de anel, chamados anéis anuais de crescimento.
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Partes da madeira
O tronco: além de sustentar a copa conduz por capilaridade a seiva bruta da raiz às folhas, como a seiva elaborada das folhas para o lenho em crescimento. 
O lenho: é a parte da árvore que nos interessa como material de construção. É o núcleo do tronco, sendo portanto a parte resistente da árvore. Desta parte é retirada através de desdobro do material utilizado na construção civil.
Medula: E o miolo central do tronco, sendo esta parte constituída de tecido frouxo muitas vezes já apodrecido. Sua presença em material serrado constitui um defeito.
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Indústria da Madeira
A produção da madeira como material de construção inicia-se no corte da árvore, passando pela toragem, falquejamento, desdobro e beneficiamento.
Corte: deve ocorrer em épocas oportunas, sendo no Brasil aconselhável o processo ser efetuado nos meses de inverno. Este fato é importante na secagem do tronco por ser a mesma mais lenta provocando menos rachaduras ou fendas, além de atraírem poucos insetos por estarem com pouca seiva elaborada. 
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Toragem: é o processo de desgalhamento e corte em tamanhos de 5 a 6 metros que facilitam o transporte. Também nesta etapa são falquejadas e descascadas.
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Falquejamento: é o corte de costaneiras, ficando a seção aproximadamente quadrada o que impede o tombamento no transporte além da economia de espaço entre troncos.
Desdobro
Sistema de desdobro é processo utilizado para serrar uma tora, transformando-a em seções quadrangulares.
Com o crescimento das exigências do mercado, os sistemas de desdobro de toras tornaram-se fatores diretamente relacionados ao aspecto econômico.
O desdobro radial produz peças de melhor qualidade, tendo menor rachaduras durante a secagem, menores empenamentos e defeitos provenientes da heterogeneidade. É inconveniente devido ao alto custo de produção, sendo aconselhável somente em aplicações especiais. 
Beneficiamento
Última etapa da indústria da madeira, prepara a matéria para uso final, através de padronização de medidas e acabamento final.
Propriedades físicas da madeira
Propriedades organoléticas da madeira
 Engloba características como cor, cheiro, textura, brilho e desenho, entre outras.
 Massa específica - A massa específica constitui uma das propriedades mais importantes da madeira, pois dela dependem a maior parte de suas propriedades físicas e tecnológicas, servindo na prática como uma referência para a classificação da madeira. Em regra geral madeiras pesadas são mais resistentes, elásticas e duras que as leves. Porém, em paralelo a estas vantagens, são de mais difícil trabalhabilidade e apresentam maior variabilidade.
Umidade – teor de água dentro da madeira o controle do teor de umidade da madeira é indispensável para que possamos utilizá-la de forma adequada, evitando o desenvolvimento de defeitos como empenamentos, arqueamentos, torções, etc. 
O teor de umidade da madeira também está relacionado com as propriedades de resistência da madeira (propriedades mecânicas), com a maior ou menor facilidade em trabalhar com este material (trabalhabilidade), com seu poder calorífico, sua suscetibilidade a fungos, entre outras propriedades
Contração e inchamento
A mudança de volume da madeira ocorre devido aos processos de desorção ou de adsorção, e é considerada uma de suas propriedades físicas mais importantes, afetando e limitando consideravelmente o seu uso industrial em vários ramos de utilização. 
O aumento de volume (inchamento) deve-se principalmente à inclusão de moléculas de água nos espaços submicroscópicos da parede celular, entre as micelas (feixes formados por moléculas de celulose) e nas suas regiões amorfas, afastando-as e, conseqüentemente, alterando as dimensões da madeira. Da mesma forma, a diminuição do volume (contração) deve-se à retirada das moléculas de água dos espaços submicroscópicos mencionados, representadas
na figura 24 em cor mais clara, ocasionando a aproximação das micelas e das moléculas que as constituem e a conseqüente retração da madeira.
Propriedades térmicas
A madeira possui quatro propriedades térmicas de importância, sendo elas: 
a) Condutividade térmica: representa a medida da taxa de fluxo de calor através da madeira submetida a um gradiente de temperatura, expressa em Kcal/m.h.oC; 
b) Calor específico: representa a quantidade de energia térmica necessária para causar a troca de uma unidade de temperatura em uma unidade de massa do material, expressa em kcal/ kg .o C; 
c) Transmissão térmica: representa a medida do quão rápido um material pode absorver temperatura de suas imediações, expressa em m2 /h; e 
d) Coeficiente de expansão térmica: representa a medida da troca de dimensão causada pela troca de temperatura, expressa em mm/ o C.
Propriedades Elétricas
Quando a madeira está seca ela possui uma resistência elétrica específica ( R ) relativamente alta e, nessas condições, pode ser considerada um bom isolante elétrico.
Propriedades Acústicas
Madeira maciça não é um bom isolante acústico, mas se utilizado com outros matérias se torna um bom isolante acústico.
Propriedades mecânicas
São as características de resistência da madeira aos diversos tipos de esforços a que estão sujeitas as estruturas. Numa primeira classificação poderíamos ter as características principais e secundárias. Esta classificação é devido às propriedades anisotrópicas do material. As características principais são a resistência aos esforços no sentido axial, ou no sentido das fibras: Compressão, tração, flexão estática e dinâmica. 
As características secundárias são as que ocorrem perpendicularmente às fibras: Compressão e tração normal às fibras, torção, cisalhamento e fendilhamento. Todas as características estão diretamente ligadas às propriedades anisotrópicas, à absorção de umidade e à densidade de fibras, sendo que quanto maior for esta quantidade maior será a resistência da peça.
Normas
No Brasil, a norma que exige os ensaios para as espécies de madeira para estruturas é a NBR 7190/1997, a qual rege:
Resistência à compressão paralela às fibras;
Resistência à tração paralela às fibras;
Reseistência ao cisalhamento paralelo às fibras;
Densidade básica e aparente.
Aplicações da madeira na Construção Civil
A madeira na construção civil é aplicada de três maneiras: através de acabamentos, formas de concreto e estruturalmente. 
Acabamentos em madeira:
Formas de concreto
As fôrmas são caixas de madeira executadas em obras de construção civil, que servem para dar formato às estruturas de concreto garantindo o seu perfeito dimensionamento.
Madeira na estrutura de obras
Vantagens do uso de madeira
Alta resistência à tração e à compressão
Boa trabalhabilidade
Baixo custo
Sustentabilidade (madeira de reflorestamento)
Segurança
Acessibilidade
Grande durabilidade quando bem tratada
Desvantagens do uso da madeira
Higroscopicidade (absorve e devolve humidade)
Combustibilidade
Deterioração
Retratibilidade (alteração dimensional de acordo com absorção de humidade e temperatura)
Anisotropia (alteração das propriedades de acordo com o sentido das fibras)
Limitação dimensional (tamanhos padronizados)
Heterogeneidade estrutural
Conclusão
Com o estudo da madeira, esse componente essencial para a construção civil, indústria naval entre outras, constatamos que à primeira impressão parece ser um material frágil e de pouca durabilidade. No entanto, nesse trabalho comprova- se que, além de ser um excelente material para os mais variados tipos de construção, quando bem trabalhado, pode substituir vários outros materiais com um diferencial de acabamento. 
Possui inúmeras vantagens, é renovável, resistente, possui propriedades de isolamento acústico, flexibilidade para o seu fácil manuseio etc. No entanto, a sua exploração precisa ser consciente e sustentável. O seu uso indevido é um agravante para o desmatamento e possui um peso muito grande a sua falta no meio ambiente. 
Por fim, não podemos esquecer que esse material é de extrema necessidade para o funcionamento das obras pois quando não é utilizado como parte da estrutura, é usada para fazer formas para a estrutura em concreto.
 
 Fim!
 Obrigado!