MADEIRA aula1

Prévia do material em texto

MADEIRA
A madeira é um material orgânico, vegetal, abundante e renovável na natureza. Pela facilidade de ser trabalhada, e grande quantidade disponível, sempre foi muito utilizada na construção civil.
Em que pese o fato de que as chamadas aqui no Brasil “Madeiras de Lei”, denominação das espécies correspondentes às Dicotiledôneas, terem sido muito exploradas nas décadas passadas e hoje existirem apenas em regiões longínquas aos grandes centros consumidores, existe uma enorme quantidade de espécies reflorestadas, e que podem continuar a servir à Construção Civil.
Provavelmente, a madeira é o mais antigo material de construção, tendo antecedido à própria pedra.
VANTAGENS
a) Elevada resistência mecânica; 
b) Facilidade de ser trabalhada;
Qualquer carpinteiro pode, com ferramentas simples, construir os detalhes necessários à execução da grande maioria das estruturas usuais de madeira.
c) Ótimo isolamento térmico;
A madeira cumpre muito bem a função térmica que as construções de modo geral requerem : uma ilustração disto é a apresentação dos valores do coeficiente de condutibilidade térmica de alguns materiais conhecidos.
d) Obtenção do material em local próximo à obra :
Este é um fator comprovado mesmo em regiões consideradas remotas.
DESVANTAGENS
a) Falta de Homogeneidade :
 a.1) Anisotropia :
É a variação das propriedades físicas e mecânicas, conforme a direção considerada da peça.
a.2) Variação das propriedades físicas e mecânicas dentro da própria espécie.
a.3) Apresentação de defeitos.
b) Higroscopia :
É a variação dos volumes e das resistências mecânicas, conforme varia o teor de umidade da madeira.
c) Durabilidade limitada quando desprotegida :
Isto acontece por conta dos ataques de fungos e/ou insetos. No entanto, processos de secagem e tratamentos preservativos adequados, podem garantir durabilidade de até 50 anos, ou mais.
d) Defeitos :
A maior ou menor quantidade de ocorrências determina a qualidade das amostras (dos lotes que as amostras representam).
CLASSIFICAÇÃO
Pode-se classificar as árvores em dois grandes grupos distintos, sob o ponto de vista da utilização estrutural :
a) MADEIRAS MOLES ou CONÍFERAS, ou “SOFT WOODS”.
b) MADEIRAS DURAS ou DICOTILEDÔNEAS, ou “HARD WOODS”.
No Brasil, as madeiras Dicotiledôneas de resistência superior, costumam ser denominadas também de “Madeiras de Lei”.
BIBLIOGRAFIA
NBR 7190 – PROJETOS DE ESTRUTURA DE MADEIRA
PFEIL, Walter do Couto . Estruturas de madeira. dimensionamento segundo a Norma Brasileira NBR 7190/97 e critérios das Normas Norte-americana NDS e Européia EUROCODE 5. 6.ed. Rio de Janeiro:LTC. 2007. 223p.
BAUER, L. A. Falcão . Materiais de construção 2. [concreto, madeira, cerâmica, metais, plásticos, asfalto : novos materiais para construção civil]. 5. ed. Rio de Janeiro:LTC. 1994. 437-960 p. : il.
PROPRIEDADES FÍSICAS
Umidade:
onde : w : umidade (%); m1: massa úmida da amostra; m2: massa seca da amostra.
A determinação da umidade de amostras de madeira deve ser feita obedecendo o que prescreve a NBR-7190, no seu “ANEXO B”.
Madeira sólida : sem qualquer teor de umidade.
Água livre : contida nas cavidades das células, e fácil de ser eliminada, por secagem.
Água impregnada : contida nas paredes das células, e difícil de ser eliminada.
Ponto de Saturação das Fibras : teor de umidade correspondente ao mínimo de água livre e máximo de água de impregnação : é um teor de aproximadamente 25% nas madeiras Brasileiras.
Para fins de aplicação estrutural da madeira, a NBR-7190 especifica a umidade de 12% como Teor de Referência para Ensaios e Cálculos.
Densidade:
 
Retratibilidade:
É a redução das dimensões das peças de madeira, ocasionada pela saída da água de impregnação. Esta propriedade apresenta-se com valores diferentes de acordo com a direção considerada das fibras da madeira.
Resistência da madeira ao fogo:
Ao contrário do que se pensa, a madeira não tem baixa resistência ao fogo. A peça exposta ao fogo torna-se combustível para a propagação das chamas, porém, após alguns minutos de queima, a camada externa carbonizada torna-se um isolante térmico, retardando o efeito do incêndio.
Durabilidade Natural:
Varia de acordo com as características de cada espécie. A baixa durabilidade natural pode ser compensada por tratamentos preservativos.
Resistência Química:
A maior parte das espécies de madeira conhecidas têm boa resistência à ação química, fato pelo qual a solução é muito adotada em ambientes com agressividade química.
PROPRIEDADES MECÂNICAS
Módulo de Elasticidade Longitudinal (E):
De acordo com a NBR-7190 :
E0 = obtido do ensaio à compressão da madeira
EM = obtido do ensaio à flexão da madeira
Para as CONÍFERAS : EM =0,85 x E0 
Para as DICOTILEDÔNEAS : EM =0,90 x E0
Módulo de Elasticidade Transversal (G):
Poderá ser estimado, de acordo com a NBR-7190 :
Resistência à compressão :
Resistência à tração :
a) tração paralela às fibras : t0f :
Elevada resistência mecânica e baixa deformabilidade.
tração normal às fibras : t90f
Baixa resistência mecânica e alta deformabilidade. Esta resistência da madeira é muito baixa e difícil de determinar, devendo-se evitar a sua consideração nos projetos.
Resistência ao cisalhamento :
São três diferentes tipos de ocorrência na madeira:
a) cisalhamento vertical:
Não é crítico; muito antes da ruptura por cisalhamento, ocorre ruptura por compressão normal.
b) cisalhamento horizontal:
c) cisalhamento perpendicular:
Resistência à flexão simples:
Na flexão simples, ocorrem quatro tipos diferentes de solicitações:
a) Compressão paralela às fibras, no banzo superior, para momentos positivos.
b) Tração paralela às fibras, no banzo inferior, para momentos positivos.
c) Cisalhamento horizontal entre as fibras.
d) Compressão normal às fibras, na região dos apoios.
TIPOS DE PEÇAS DE MADEIRA
Madeira roliça ou bruta : troncos, na sua forma natural, sem casca.
Madeira serrada : seções comercialmente disponíveis, de seção retangular.
Madeira compensada : chapas produzidas com lâminas de pequena espessura, sobrepostas, coladas entre si, com a orientação das fibras alternadamente dispostas.
Madeira laminada colada : seções retangulares convencionais, de comprimentos variáveis, compostas por lâminas de espessura média (aproximadamente 2 a 3 cm), sobrepostas, coladas entre si, com a orientação das fibras paralelamente dispostas.
Madeira recomposta : chapas produzidas por fibras de madeira de comprimentos pequenos (~ até 10 cm), recompostas sem a necessidade de orientação das mesmas. São conhecidas como painéis OSB (Oriented Strand Board).
 MADEIRA ROLIÇA
 É a madeira com menor grau de processamento.
MADEIRA SERRADA
	 É obtida em unidades industriais – serrarias – onde as toras são transformadas em peças de dimensões menores.
 MADEIRA BENEFICIADA
	É obtida por usinagem das peças serradas agregando valor as mesmas.
MADEIRA EM LÂMINA
	As lâminas de madeira são obtidas por um processo de fabricação que se inicia com o cozimento de toras de madeira e seu posterior corte em lâminas. 
PAINEL DE COMPENSADO
	É composto de varias lâminas, unidas cada uma, através de adesivo ou cola, sempre em numero ímpar, de forma que uma compense a outra.
CHAPAS DE FIBRA
Chapas Duras - São chapas obtidas pelo processamento de eucalipto, de cor natural marrom, apresentando a face superior lisa e a inferior corrugada. 
MDF - Produzidas com fibras de madeira aglutinadas com resina termofixa, que se consolidam sob ação conjunta de temperatura e pressão, resultando numa chapa maciça de composição homogênea de alta qualidade. 
CHAPA DE PARTICULAS
AGLUTINADOS – É uma chapa de partículas de madeiras selecionadas de pinus ou eucalipto, provenientes de reflorestamentos.
MDP - As partículas são classificadas e separadas por camadas, as mais finas sendo depositadas na superfície, enquanto que aquelas de maiores dimensões sãodepositadas nas camadas internas. 
MADEIRA DE PARTÍCULA
OSB - Os painéis são formados por camadas de feixes de fibras com resinas fenólicas que são orientados numa mesma direção e então prensados para sua consolidação.
MADEIRA TRATADA
 Obtido através de procedimento ou conjunto de medidas que possam conferir à madeira em uso maior resistência aos agentes de deterioração, proporcionando maior durabilidade.
DEFEITOS
INSTABILIDADE
A madeira possui uma facilidade muito grande de perder e absorver água desta forma seu tamanho também varia facilmente, isto se deve a entrada e saída de água entre as moléculas de celulose da parede celular, desta forma madeiras que apresentam abundância de células de parede espessas possuirão esse fenômeno com maior frequência. 
DEFEITOS
Podemos calcular a variação de dimensões de madeiras quando postas para a secagem. Se a madeira apresentar desvio de grã ela fugira aos padrões normais de comportamento de secagem , além de apresentar deformações.
DEFEITOS DE SECAGEM 
São originados pela deficiência dos sistemas de secagem e armazenamento das peças. Podem ser: encanoamento, arqueamento, encurvamento, torcimento e rachadura.
RACHADURAS
São causadas pôr fatores diversos como injúrias mecânicas, condições climática etc. e que acontecem em regiões mais fracas da árvore. Após o corte essas rachaduras podem aparecer isso se deve a tensões internas durante o crescimento. Essas rachaduras podem ser de dois tipos: rachaduras radiais e bolsas de resina e falha de compressão. Esses problemas prejudicam o aproveitamento da tora , pois há um grande desperdício de madeira nas que apresentam rachadura.
FALHAS NATURAIS DA MADEIRA 
Dois tipos de falhas principais podem ocorrer devido à natureza da madeira. A primeira delas está relacionada com o encurvamento do tronco e dos galhos durante o crescimento da árvore, alterando o alinhamento das fibras e podendo influenciar na resistência. Outro fator a ser observado é a presença de alburno, que por suas próprias características físicas apresenta valores de resistência menores.
COMBUSTIBILIDADE
Contrariamente à ideia difundida, a madeira oferece uma excelente resistência ao fogo. Há três razões para isso : sua má condutividade térmica, seu teor de água e a crosta carbonizada que se forma, criando rapidamente uma camada isolante que freia a combustão até impedi-la.
Sendo a madeira um mal condutor de calor, a temperatura interna cresce mais lentamente, não provocando maior comprometimento da região central das peças que, desta maneira, podem manter-se em serviço, nas condições que o aço, por exemplo, já teria entrado em colapso (escoamento), mesmo não sendo inflamável.
A madeira transmite 10 vezes menos rapidamente o calor que o concreto e 250 vezes menos que o aço!
Outra característica importante da madeira com relação ao fogo é o fato de não apresentar distorção quando submetida à altas temperaturas, tal como ocorre com o aço, dificultando assim a ruína da estrutura.
O que há de bom também é que a madeira não libera gases nocivos quando queima (a não ser as tratadas em autoclave).
(Eng. Alan Dias )
TIPOS DE ESTRUTURAS
Treliças e Tesouras
Vigamentos
Arcos
Pórticos
Pontes
Escoramentos
Formas para concreto
Edifícios em geral
Utilização Temporária:
 
Instalação do Canteiro de Obra
Fôrmas
Escoras 
Andaimes
Utilização Definitiva: 
Estruturas de Cobertura
Esquadrias
Forros
Pisos
Na construção civil
A madeira tratada é recurso natural renovável e de ciclo curto. É a melhor escolha tanto do ponto de vista técnico, quanto do ambiental, como componente para uso em sistemas construtivos. Permite qualquer tipo de acabamento, desde os tradicionais até os mais avançados e protetores.
Tipos Mais Utilizados no Brasil:
 Pinus
Eucalipto
Rural
Mourões e esticadores, entre outras peças feitas com madeira de Eucalipto tratada para emprego no campo, é a melhor opção. Além do excelente desempenho físico-mecânico e durabilidade, a alternativa ajuda diminuir a pressão sobre madeiras tropicais.
Ferroviário
Dormentes de madeira tratada para atendimento ao setor ferroviário permitem melhor aproveitamento das toras no caso das madeiras tropicais, com utilização da parte branca, o alburno. Também possibilita a utilização de madeira de reflorestamento como o Eucalipto, um recurso natural renovável e de ciclo curto.
Elétrico
Postes de eucalipto preservado proporcionam melhor nível básico de isolamento (NBI), facilidade no manuseio e transporte, maiores espaçamentos entre cada poste e, consequentemente, mais economia. O que não é pouco, já que a instalação de postes representa entre 20% e 25% dos custos de implantação das redes de distribuição de energia elétrica.
Madeira Tradada
Madeira tratada industrialmente – em autoclave, pelo sistema de vácuo e pressão – é opção inteligente para engenharia, arquitetura, paisagismo e decoração. No tratamento industrial, as Usinas de Preservação de Madeiras (UPMs), contam com uma vantagem comparativa no mercado: preservativos químicos tecnologicamente avançados, seguros e de alto desempenho. Estes produtos garantem resistência e durabilidade à madeira – seja ela oriunda de floresta tropical certificada ou de reflorestamento – nas mais diversas situações e graus de agressividade a que estará exposta. 
Manutenção
 Que tipo de manutenção necessita? 
Para conseguir a conservação perfeita de uma estrutura em madeira será necessário pintar, de 3 em 3 anos, as madeiras exteriores com uma velatura que cumpre fundamentalmente três funções:
1 – Ressaltar a beleza da madeira.
2 – Economizar a manutenção ao máximo, alargando os ciclos de conservação.
3 – Manter a madeira sã.