03 PROPRIEDADES FÍSICAS
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03 PROPRIEDADES FÍSICAS


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CURSO: ENGENHARIA CIVIL
PROFESSOR: GUSTAVO DUARTE CARDOSO
DISCIPLINA: ESTRUTURAS DE MADEIRA 
\uf0d8Principais Fatores que Podem Influenciar nas
Características Físicas da Madeira:
*a classificação botânica;
*o solo e as condições climáticas;
*fisiologia da árvore;
*anatomia do tecido lenhoso;
*variação da composição química.
\u2022 A união desses faz com q/ os
valores das propriedades da
madeira, apresentem grande
dispersão.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
R
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si
st
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n
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a
 (
K
N
/c
m
2
)
Corpos-de-prova
 Eucalyptus Grandis
 Pinus Caribea
\uf0d8 Entre as características físicas da madeira cujo
conhecimento é importante para sua aplicação como
material de construção, podem-se destacar:
\uf02a a anisotropia;
\uf02a a umidade;
\uf02a a retratibilidade e o inchamento;
\uf02a a densidade;
\uf02a a resistência ao fogo;
\uf02a a durabilidade natural;
\uf02a a resistência química.
\uf0d8 Anisotropia
\uf0b7 A madeira é um material anisotrópico, com comportamentos
diferentes nas diferentes direções;
\uf0b7 Aproximação ortotrópica (diferentes propriedades nas três
direções principais):
Ortotropia 
da madeira
\u2022 As diferenças das propriedades nas direções radiais e tangenciais são
relativamente menores quando comparadas com as propriedades na
direção longitudinal;
\u2022 ft90 = 0,25 ft0
\u2022 Na prática, para fins estruturais, esta diferenciação é feita somente entre
as propriedades das direções paralela (0) e perpendicular às fibras (90).
(0)
(90)
(90)
\uf0d8 Teor de Umidade da Madeira (TU)
\u2022 A quantidade de água contida na madeira exerce grande influência nas suas
propriedades físicas e mecânicas;
\u2022 Daí a importância da determinação do TU:
*A árvore viva possui elevado TU que após o corte, tende a perdê-lo
rapidamente;
*Saída da água livre (embebição ou capilaridade) contida no interior das
fibras, vasos e traqueídes;
*Em seguida ocorre de forma mais lenta a evaporação da água de
impregnação (higroscópica), ligada nas paredes dos vasos, traqueídes e
fibras;
*A água ligada às superfícies das partículas sólidas (água de constituição)
não é considerada na determinação do TU só é eliminada através da
carbonização.
Umidade (%)
Tipos de água
0 ACQ AI AL
6
10
20
30
30 TUE
PSF
TIPOS E 
LOCALIZAÇÃO DA 
ÁGUA NA MADEIRA
SN
TIPOS DE ÁGUA CONTIDA NA MADEIRA
Coníferas Dicotiledôneas
Celulose 48 \u2013 56% 46 \u2013 48%
Hemicelulose 23 \u2013 26 % 19 \u2013 28%
Lignina 26 \u2013 30% 26 \u2013 35%
\uf0b7 A fórmula geral da celulose é n(C6 H10 O5);
H2O
H2O
H2O
\u2022 As paredes das fibras, vasos e traqueídes 
são formados p/ celulose;
\uf0b7 Cada conjunto de celulose tem 3OH- \u2192 3 H2O;
\uf0b7 As 3 H2O têm uma relação peso molecular de 1:3 (54/162), o q/ indica a %
máxima de água de impregnação* da celulose;
\uf0b7 Água de Impregnação: quantidade de água contida nas paredes dos vasos,
fibras e traqueídes após a evaporação da água livre.
http://www.friendsanbg.org.au/articles/articlesoct04.html
\uf0b7 O TU da madeira tende ao equilíbrio c/ a umidade e temperatura ambiente;
\u2022 O TU referente ao mínimo de água livre e ao máximo de água de
impregnação é chamado \u201cponto de saturação das fibras - PSF\u201d (25%-
30%);
\u2022 A partir do PSF, a perda de umidade é acompanhada de retração (redução
de dimensões) e aumento de resistência mecânica;
\u2022 A perda de umidade da madeira se dá de forma rápida apenas no início;
\u2022 Ocorre cada vez mais lentamente à medida q/ se aproxima da umidade de
equilíbrio.
http://www.friendsanbg.org.au/articles/articlesoct04.html
Umidade de Equilíbrio (EU) de Madeira x Umidade Relativa (UR)
\uf0b7 A madeira pode ser classificada em dois tipos, de acordo com seu grau de
umidade:
*Moderadamente Seca: quando atingir o ponto de saturação das fibras;
*Seca ao Ar: quando atinge uma UE com o ar, podendo chegar a este
ponto através de secagem artificial.
\uf0b7 TU da madeira (%) é determinado:
100
2
21 \uf0d7
\uf02d
\uf03d
m
mm
w
m1 é a úmida
m2 é massa seca
HIGROSCOPICIDADE DA MADEIRA
AI ALACQ
PSF
V
a
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o
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o
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ca
ACQ AI AL
R
es
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n
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a
PSF
PONTO DE SATURAÇÃO DAS FIBRAS - PSF
\uf0d8 Retratibilidade e Inchamento
\uf0b7 A redução das dimensões devido à perda de TU é a retratibilidade;
\uf0b7 A retratibilidade ocorre em percentuais diferentes nas direções radiais (R),
tangenciais (T) e longitudinais (L):
* retração tangencial com 10% de variação dimensional, q/ pode causar
problemas de torção nas peças;
* retração radial com 6% de variação dimensional, podendo causar
problemas como rachaduras;
* retração longitudinal com valores de 0,5% de variação dimensional;
\uf0b7 Defeitos mais comuns q/ ocorrem, durante a secagem de madeira, e q/
podem ser devido às diferenças entre os gradientes de umidade e as retrações
nas direções principais:
Gretas
Rachadura
Colapso
Defeitos de Secagem
Arqueadura
Encurvadura
Encanoamento
Torcedura
\u2022 Um processo inverso ao da retração é o inchamento;
\u2022 Este processo se dá quando a madeira fica exposta a condições elevadas de
umidade;
\u2022 Onde ao invés de perder ela absorve água, levando a um aumento nas
dimensões da peça.
\uf0d8 Densidade
\u2022 Depende da espécie, da árvore de onde provém, da localização dos CPs na
tora, da umidade etc. Definições da NBR 7190/97:
* A \u201cdensidade básica\u201d, é determinada p/ relação entre a massa seca /
volume saturado;
* A \u201cdensidade aparente\u201d, é determinada p/ a umidade padrão de 12%,
pode ser utilizada p/ a classificação e nos cálculos estruturais.
\uf0d8 Resistência ao Fogo
\uf0b7 A falta de conhecimento das
propriedades da madeira, quando
submetida à elevadas temperaturas,
conduz a consideração errônea de q/ o
material é pouco resistente ao fogo;
\u2022A madeira bem dimensionada pode
apresentar resistência ao fogo bastante
superior à de outros materiais.
\uf0d8 Resistência ao Fogo
\uf0d8 Resistência ao Fogo
\u2022 Outra característica da madeira, c/ relação ao fogo, é o fato da mesma não
apresentar instabilidade quando submetida a ação elevadas temperaturas, tal
como ocorre no aço, levando a ruína da estrutura.
Resistência ao fogo 
da madeira versus aço
\uf0d8 Durabilidade Natural
\uf0b7 A durabilidade da madeira, com relação a biodeterioração, também está
diretamente relacionada com a espécie e as características anatômicas;
\uf0b7 Algumas espécies como a Maçaranduba e Ipê apresentam elevada
resistência ao ataque de agentes biológicos;
\uf0b7 já outras como é o caso das espécies de Pinus e as madeiras brancas em
geral são menos resistentes;
\uf0b7 Entretanto, a baixa durabilidade de algumas espécies pode ser
compensada por tratamentos preservativos;
\uf0b7 Conferindo a estas peças de madeira durabilidade compatível com a das
espécies mais resistentes.
\uf0d8 Resistência Química
\u2022 A madeira apresenta boa resistência a ataques químicos;
\u2022 Em muitas indústrias é utilizada como material estrutural justamente por
apresentar esta característica;
\u2022 Segundo a literatura, em alguns casos, a madeira pode sofrer danos
devido ao ataque de ácidos ou bases muito fortes, provocando redução no
seu peso e resistência;
\u2022 É comum encontrar estruturas de madeira em depósitos de sal ou outros
locais onde agressividade química elevada.