2017-1-Aula2-características_gerais_da_madeira

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Estruturas de madeira:
características gerais
Prof. Maria Regina L. S. Sarro
160 
unidades 
Construção 
de alumínio
16 
unidades
Construção 
de aço
1 unidadeConstrução de 
madeira
Justificativa de uso da madeira para fins estruturais:
É o material de construção que menos energia consome para a produção do edifício.
6 
unidades
Construção de 
concreto armado
Nada sustentável.
Pouco sustentável.
Mais sustentável.
Bastante sustentável.
Justificativa de uso da madeira para fins estruturais:
Vantagens
• Um dos materiais de construção mais antigos, disponível na
natureza e de fácil manuseio.
• Apresenta uma excelente relação resistência/peso.
• Possui facilidade de fabricação de diversos produtos 
industrializados e um ótimo isolamento térmico.
Desvantagens
• Sujeita à degradação biológica por ataques de fungos, etc. e
também à ação do fogo.
• Pode apresentar inúmeros defeitos, como nós e fendas,
interferindo em suas propriedades mecânicas.
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Material ρ (t/m3) f(MPa) f/ρ
Madeira à tração 0,5 – 1,2 30-110 60-90
Madeira à compressão 0,5 – 1,2 30-60 50-60
Aço à tração 7,85 250 32
Concreto à compressão 2,5 40 16
Comparação de propriedades de alguns materiais estruturais
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6
Cerne:
região de células inativas, 
com boa resistência. 
Madeira mais indicada 
para uso estrutural. 
Alburno ou 
branco:
região de células vivas, 
com média resistência 
estrutural e grande 
quantidade de seiva. 
Deve ser usada com 
restrições para fins 
estruturais, porque 
apresenta grande 
possibilidade de 
deterioração por 
organismos vivos. 
Medula: 
Parte morta da árvore, 
sujeita ao ataque de 
fungos, sem interesse de 
aplicação. É comumente 
removida no 
beneficiamento do tronco.
Casca:
Sem utilidade na 
construção civil.
Aneis de 
crescimento: 
Crescem 
anualmente e 
determinam a idade 
da árvore. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Madeira#/media/File:Taxus_wood.jpg
Aneis de 
crescimento:
não crescem de 
forma uniforme ao 
longo do ano, 
variando conforme a 
disponibilidade de 
luz, calor e água.
Região mais 
escura: 
região menos 
porosa, crescida em 
condições de menor 
luz, calor e água 
(outono e inverno).
Região mais clara: 
região mais porosa, 
crescida em 
condições favoráveis 
de luz, calor e água 
(primavera e verão). 
As árvores crescem 
mais nestas 
estações.
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Madeiras em geral 
duras, escuras, 
pesadas
Regiões tropicais 
e quentes
Madeiras mais 
claras, não tão 
duras e pesadas
Regiões 
temperadas
Madeiras mais 
esbranquiçadas, 
fibrosas e mais 
leves
Regiões 
frias
Estrutura, resistência e peso específico das árvores: 
dependem da região onde elas se reproduzem e crescem.. 
Tração paralela 
às fibras
Ensaios mecânicos feitos na madeira
Compressão 
paralela às 
fibras
Ensaios mecânicos feitos na madeira
Flexão estática
Cisalhamento 
paralelo 
às fibras
Ensaios mecânicos feitos na madeira
Compressão 
perpendicular
às fibras
Fendilhamento
Resistência ao impacto: para análise 
do comportamento sob cargas 
dinâmicas
Dureza
Característica importante na aplicação da 
madeira. Madeiras muito úmidas ou muito secas 
podem ser inadequadas ao uso. 
Umidade
Alteração nas dimensões da peça provocada 
pela perda ou ganho de umidade. A maior 
alteração ocorre na direção transversal às 
fibras, sendo praticamente desprezível na 
direção longitudinal. 
Retração
É diferente nas diversas direções da madeira. 
As dilatações térmicas perpendiculares às fibras 
são bem maiores que as paralelas, chegando 
até a 20 vezes mais. 
Dilatação 
térmica
Características físicas da madeira
Não apresenta as mesmas características 
físicas em todas as direções. As características 
na direção das fibras longitudinais são muito 
diferentes das que se observam na direção 
normal a elas. 
São consideradas três direções principais: 
longitudinal, radial e transversal.
L = longitudinal
R = radial
T = transversal
Anisotropia
A diferença de propriedades entre as direções radial e tangencial raramente tem importância
prática, bastando diferenciar as propriedades na direção das fibras principais (direção
longitudinal) e na direção perpendicular às mesmas fibras.
Anisotropia: justifica a análise da madeira a partir de três direções 
principais: radial, longitudinal e transversal. 
• Na madeira, a variação dimensional é caracterizada pelas propriedades de retração e de
inchamento.
• Em razão das especificidades anatômicas, estes fenômenos referem-se às três direções
principais: axial (ou longitudinal), radial e tangencial.
•
• A estabilidade dimensional está diretamente relacionada à presença da água no interior da
madeira.
A relação entre contração tangencial (CT), contração radial (CR), contração 
longitudinal (CL) e contração volumétrica (CV), com o teor de umidade, é 
aproximadamente linear, conforme cada caso: 
Cálculo exemplo de contração da madeira devido à secagem
Defeitos da madeira
As peças de madeira utilizadas em construção podem apresentar uma
série de defeitos que prejudicam a resistência, o aspecto ou a sua
durabilidade.
Esses defeitos podem ter origem da constituição do tronco ou do
processo de preparação das peças.
Imperfeições da madeira nos pontos dos troncos onde existiam
galhos.
Galhos ainda vivos durante o abate da árvore produzem nós
firmes, enquanto galhos mortos originam nós soltos, que
podem cair durante o corte com a serra, produzindo orifícios
na madeira.
Quando isso ocorre, as fibras longitudinais sofrem desvios
de direção, ocasionando redução na resistência à tração.
Nós
Defeitos da madeira
Fotografia de nó vivo (a) 
e morto (b).
(a) (b)
Aberturas nas extremidades das peças, produzidas pela
secagem mais rápida da superfície. Ficam situadas em
planos longitudinais radiais, atravessando os anéis de
crescimento.
Como evitar: secagem lenta e uniforme da madeira.
Fendas
• Fendas periféricas 
• e fendas no cerne.
Separação entre os anéis de crescimento, provocada por
secagem inadequada ou pela ação de intempéries.
Gretas
• Gretas parciais 
e greta completa
1
1 2
Curvaturas nas direções transversal e longitudinal da
peça, provocadas por secagem inadequada.
Abaulamento 
e arqueadura
Fungos, cupins, moluscos e crustáceos marinhos são 
exemplos de agentes biológicos que se instalam na 
madeira para se alimentar de seus produtos. 
Causam descoloração, desintegração e furos na 
madeira. 
Deterioração 
por fungos e 
insetos
• Exemplo de madeira 
atacada por fungos.
A vulnerabilidade da madeira ao ataque biológico depende de:
• camada do tronco de onde foi extraída a madeira – o alburno é mais sensível à biodegradação
do que o cerne;
• espécie da madeira – algumas espécies são mais resistentes;
• condições ambientais – caracterizadas pelos ciclos de reumidificação, pelo contato com o solo,
com água doce ou salgada.
Pode ser combatida através da aplicação de 
tratamentos químicos (preservativos).
• Preservativos oleosos - aqueles cuja natureza é
oleosa.
• Preservativos oleossolúveis - aqueles que são
dissolvidos em algum tipo de solvente orgânico.
• Preservativos hidrossolúveis - aqueles cujo
dissolvente é a água.
Deterioração 
por fungos e 
insetos
• Apesar de serem combustíveis, as peças de madeiras podem ter ótimo
desempenho em situações de fogo, desde que bem projetadas e
construídas.
• Peças robustas de madeira se oxidam mais lentamente devido à baixa
condutividade de calor, guardando um núcleo de material íntegro
(propriedades mecânicas inalteradas) por um longo período de tempo.
Vigas de madeira e aço após um incêndio: a
estrutura em aço se deformoucompletamente, enquanto que a viga de
madeira ainda sustenta sua carga mesmo
após o contato com o fogo em altas
temperaturas.
Resistência ao fogo pela madeira
- Evitar a presença de muita umidade, dando declividade no terreno ou 
elevando a área a ser construída.
- Sempre que possível, manter os apoios de pilares a uma distância mais 
ou menos 15 cm do piso.
- Remover entulhos da obra.
- Blocos de concreto com pilares embutidos, não devem apresentar fissuras 
ou trincas e possuir um sistema de drenagem na sua parte inferior, para 
evitar o armazenamento de água.
- Utilizar tintas ou produtos impermeabilizantes incolores.
- Verificar a qualidade da madeira, evitando a presença de alburno, 
rachaduras e sinais de ataque de fungos e insetos.
- Fazer uso de beirais grandes para proteção de chuva e sol.
- Manter um espaço entre o forro e a telha para ventilação ou colocar uma 
manta impermeabilizadora.
- Utilizar espécies de madeira que apresentem a durabilidade natural 
necessária para o uso em questão.
- Usar sistema construtivo que apresente uma certa facilidade na 
substituição de peças, que elimine a possibilidade de acúmulo de água e que 
permita a maior ventilação possível. 
Cuidados recomendados no uso da madeira
Devido a organização estrutural do
tecido, que retém pequenos
volumes de ar em seu interior, a
madeira impede a transmissão de
ondas de calor ou frio, tornando-se,
assim, um mau condutor térmico
(baixa condutividade térmica),
isolando calor ou frio.
Condutividade térmica
No Brasil, a madeira dura é proveniente de árvores
frondosas (com folhas achatadas e largas). São de
crescimento lento, como a peroba, o ipê, a aroeira e o
carvalho, entre outras.
As madeiras duras e de melhor qualidade são chamadas
madeiras de lei. Isso porque quando os portugueses
chegaram ao Brasil, perceberam que já havia uma retirada
indiscriminada de madeira de boa qualidade das florestas, e
por interesses econômicos, baixaram uma lei que proibia a
sua retirada sem autorização.
Madeiras 
duras
Tipos de madeira para construção
No Brasil, as madeiras macias são provenientes de árvores 
coníferas (folhas em forma de agulha). Apresentam 
crescimento rápido, como os pinheiros. 
A dureza está mais relacionada à estrutura celular, do que à 
resistência em si. Algumas árvores frondosas produzem 
madeiras de resistência baixa. 
Madeiras pesadas são sempre mais resistentes. 
Madeiras 
macias
Aquelas isentas de nós, com pouquíssima tolerância a 
outras defeitos. São muito caras e usadas em situaçõe
especiais. 
Madeiras de 
primeira 
categoria
Classificação comercial de madeira para construção
Aquelas que apresentam pequena incidência de nós: os 
que ocorrem, devem ser firmes. Podem apresentar 
outros defeitos. São as mais usadas com função 
estrutural e para a construção civil em geral. 
Madeiras de 
segunda 
categoria
Aquelas que apresentam nós em ambas as faces e 
maior frequência de outros defeitos. Não são 
recomendadas para uso estrutural. 
Madeiras de 
terceira 
categoria
Corte 
da árvore
Processamento da madeira (beneficiamento)
Retirada 
da casca
Corte de 
toras de 5 a 6 
metros
Desdobra-
mento em 
pranchas
Secagem
Cortes posteriores
34
36
• Tora de madeira para desdobramento
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Produz material menos homogêneo, mas é mais 
barato que o desdobramento radial. 
Desdobramento 
(ou tangencial) 
paralelo das 
toras
http://grandpacliff.com/Science/Thinking.htmhttp://guitarra99.blogspot.com.br/2012_08_01_archive.html
Produz material mais homogêneo, mas é mais caro 
que o desdobramento paralelo. 
Desdobramento 
radial das toras
http://guitarra99.blogspot.com.br/2012_08_01_archive.html
Uma vez seca, a madeira recebe novo 
desdobramento para que atinja medidas comerciais 
conhecidas. Ocorre normalmente na serraria / 
madeireira / carpintaria. O aparelhamento de peças 
é feito a partir deste processamento.
Processamento 
secundário
É composta por: 
• Água livre: preenche os poros
• Água de impregnação: adere às células
• Água de constituição: faz parte da química da madeira, 
nunca é eliminada.
Madeira verde: tem cerca de 30% de umidade. 
Madeira meio seca: tem grau de umidade acima de 23%
Madeira comercial: tem umidade entre 18 e 23% - aceita-se grau a partir e 15%.
A madeira estrutural deve ter um grau de umidade compatível com o meio 
ambiente onde ela será usada. Caso contrário, a madeira irá ceder ou retirar 
umidade do meio ambiente. 
Consiste em se eliminar: 
• Água livre
• Água de impregnação
Secagem da 
madeira
Umidade da 
madeira
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É feita ao ar livre, pelo empilhamento da madeira 
na horizontal e elevada do piso, com sarrafos de 
madeira seca como separadores. É feita em área 
coberta e aberta nos lados, para que o vento, a 
temperatura e umidade do ar ambiente se 
encarreguem de secá-la até atingir a umidade de 
equilíbrio do local. A função dos separadores é 
permitir que a circulação do ar entre as peças retire 
a umidade da madeira. 
Pode levar de 1 a 3 anos, dependendo do tipo 
de madeira.
Secagem natural 
da madeira
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É bem mais rápida que a natural e permite um maior 
controle dos defeitos de secagem e a obtenção de 
teores de umidade bem inferiores à umidade de 
equilíbrio regional. Consta de uma câmara fechada 
com dispositivos para fornecer calor, umidade e 
ventilação, dentro da qual a madeira vai passando. 
A umidificação é feita através da injeção de vapor de 
água a baixa pressão e a circulação do ar através de 
ventiladores. 
Demora de dez a trinta dias por polegada de 
espessura da prancha. 
Secagem 
artificial 
da madeira
• Equipamento de 
• secagem de madeira
São as madeiras com seção transversal composta por uma
peça de madeira, que pode ser bruta, falquejada ou serrada.
Madeiras 
maciças
Classificação de peças estruturais
• Bruta ou roliça – troncos, e servem para estacas,
escoramentos, colunas, etc.
• Falquejada - tem as faces laterais aparadas a machado,
formando seções maciças, quadradas ou retangulares.
• Serrada – é o produto estrutural de madeira mais utilizado. O
tronco é cortado em serrarias, em dimensões padronizadas para
o comércio, passando depois por um período de secagem.
Serrada
Falquejada
Bitolas comerciais de madeiras serradas
Produto estrutural muito utilizado nos países da Europa e
América do Norte. A madeira selecionada é cortada em
lâminas, de 15mm a 50mm de espessura, que são coladas
sob pressão, formando grandes vigas, em geral de seção
retangular.
Madeira 
laminada 
e colada
Classificação de peças estruturais
Processo Produtivo da MLC
Fonte: 
http://madeiralaminadacolada.com/processo-
producao.php
http://madeiralaminadacolada.com/
Emendas em peças de madeira laminada e colada
Tração paralela 
às fibras
Ensaios mecânicos feitos nas emendas de madeira
Compressão 
paralela às 
fibras
Flexão estática
Cisalhamento 
paralelo 
às fibras
Compressão 
perpendicular
às fibras
Fendilhamento
• REBELLO, Yopanan. Bases para projeto estrutural na Arquitetura. 
São Paulo: Zigurate Editora, 2007.
• QUOIRIN, N. S. R. Diagnóstico de Defeitos em Madeira por 
Tomografia de Raios X. Dissertação de Mestrado em Engenharia de 
Materiais e Processos , Universidade Federal do Paraná. Curitiba, 
2004. Disponível em: 
http://www.aneel.gov.br/biblioteca/trabalhos/trabalhos/Dissertacao_Nil
ton.PDF. Acessado em 26/08/2012.
• Melo, Julio Eustaquio de. Sistemas estruturais em madeira. 
Universidade Federal de Brasília, 2013.
• Melo, Julio Eustaquio de. Boletim 1: Informações básicas sobre a 
aquisição e utilização da madeira serrada. 
Referências
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