Aula 09 - MADEIRAS - MACRO ESTRUTURA

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MADEIRAS
Ministério da Educação
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Gerência de Ensino e Pesquisa
Departamento Acadêmico de Construção Civil
Curso de Engenharia Civil
MADEIRAS
http://professor-josimar.blogspot.com.br/2010/01/historia-da-pre-historia.html
arquiteturanaweb.blogspot.com
Características da madeira
a) A madeira é um material leve, de boa resistência mecânica e fácil de ser
trabalhada.
b) É um dos materiais de construção mais usados, seja como elemento provisório ou
permanente.
c) É um recurso renovável e seu processamento industrial requer baixo custo de
energia.
d) A madeira é um material que resiste à esforços de tração e compressão. A rede
cristalina é a celulose com elevada resistência à tração. A matriz amorfa é a lignina
que possui alta resistência à compressão.
e) Chama-se madeira o produto vegetal proveniente do lenho dos vegetais
superiores, na maioria das vezes, do caule das árvores, excluída a casca.
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a) Coberturas: residenciais, comerciais, industriais, construções rurais...
b) Cimbramentos (para estruturas de concreto).
c) Transposição de obstáculos (pontes, viadutos e passarelas).
d) Armazenamento (silos).
e) Linhas de transmissão (torres para energia elétrica e telefonia).
f) Obras portuárias.
g) Como componentes para as edificações: painéis divisórios, portas,
caixilhos, lambris, forros, pisos...
Madeiras: principais empregos
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a) Pode ser trabalhada com ferramentas simples e ser reempregada várias
vezes.
b) Pode ser obtida em grandes quantidades a preço relativamente baixo.
c) É um material renovável.
d) Pode ser produzida em peças com dimensões estruturais e podem ser
desdobradas em peças de pequenas dimensões.
e) Foi o primeiro material utilizado pelo homem capaz de resistir tanto à
compressão como à tração.
Madeira: vantagens
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f) Permite realizar emendas e ligações entre si.
g) Não estilhaça quando submetida a choques bruscos.
h) Apresenta uma baixa massa especifica e elevada resistência mecânica.
i) Apresenta boas condições de isolamento térmico e absorção acústica.
j) No seu aspecto natural apresenta variados padrões.
Madeira: vantagens
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3 a) É fundamentalmente um material heterogêneo e anisotrópico.
b) É combustível.
c) Sujeito ao ataque de agentes destruidores naturais.
d) Mesmo depois de transformada a madeira é sensível à umidade.
Madeira: desvantagens
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3 e) Falta de homogeneidade nas propriedades mecânicas.
f) Dificuldades com relação a sua classificação e seleção.
g) É bastante vulnerável aos agentes externos – durabilidade limitada
quando desprotegida.
h) Variação de propriedades x umidade.
Madeira: desvantagens
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Material 
(t/m³)
s
(MPa)
s/
Madeira à 
compressão
0,5 – 1,2 30 - 60 50 - 60
Concreto à 
compressão
2,5 40 16
Madeira à 
tração
0,5 – 1,2 30 - 110 60 - 90
Aço à 
tração
7,8 250 32
= massa específica s = resistência característica
Madeira: propriedades
MADEIRAS
MACRO ESTRUTURA 
DAS ÁRVORES
Botanicamente, as árvores pertencem ao ramo dos fanerógamos ou
espermatófitos, que são vegetais completos: dotados de raiz, caule,
folhas e flores.
As árvores reproduzem-se por sementes e conforme sua germinação e
crescimento classificam-se em:
a) Endógenas: germinação interna, com desenvolvimento de dentro
para fora. São as árvores tropicais, monocotiledôneas de pouco
interesse para fins estruturais. Ex.: palmeira, bambu, palmito.
Classificação das árvores
b) Exógenas: germinação externa. O desenvolvimento da árvore se
processa pela adição de novas camadas concêntricas (anéis de
crescimento) de fora para dentro. As coníferas e as frondosas fazem
parte deste grupo.
Coníferas: resinosas ou gimnospermas. Não produzem frutos, sementes
descobertas, folhas aciculares (em forma de agulha) e lenho de madeira
branca.
Frondosas ou folhosas: são árvores de madeira dura (madeira de lei).
As angiospermas têm sementes encerradas em frutos, folhas achatadas,
largas (latifólios) e caducas.
Classificação das árvores
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O termo surgiu no século XVIII, ainda no Brasil Colônia, quando as árvores
que produziam madeira nobre, de boa qualidade, só podiam ser
derrubadas pelo governo  PAU BRASIL
Atualmente, essa classificação está mais relacionada ao valor comercial do
que às propriedades fisiológicas.
Exemplos atuais:
Cabreúva: assoalhos, esquadrias, vigas e caibros
Cedro: Móveis finos, esculturas, molduras e instrumentos musicais
Jatobá: Mobília, peças tornadas, engenhos, tonéis, carrocerias e vagões
Mogno: Móveis de luxo, instrumentos musicais e artigos de decoração
Jacarandá: Móveis de luxo, peças decorativas e instrumentos musicais
Classificação das árvores
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gimnosperma angiosperma
Anatomia da madeira
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gimnosperma angiosperma
Anatomia da madeira
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• As células são formadas por paredes de membranas celulósicas
permeáveis.
• Parede primária: aos poucos se cobre de lignina.
• Parede secundária: deixa falhas permeáveis e pontoações.
• A celulose é a estrutura de sustentação das paredes celulares.
• A lignina é o material aglomerante que liga as células umas às outras.
• Celulose e lignina são responsáveis por todas as propriedades da
madeira como: higroscopicidade, dilatação térmica e massa específica.
Composição química das árvores
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A composição química da madeira é em média:
60% celulose
28% lignina
12% outras substâncias
A madeira seca contém em média:
49% de carbono
44% de oxigênio
6% de hidrogênio
1% de traços de muitos íons metálicos
Composição química das árvores
Formada a partir do tecido lenhoso/xilemático dos vegetais superiores.
Localizada, em geral, no tronco e nos galhos das árvores.
Comercialmente: árvores superiores a 6 metros de altura.
Formação da madeira
Medula
Lenho (cerne e alburno)
Raios medulares
Câmbio ou camada geratriz
Casca (epiderme, líber e camada suberosa)
Estrutura da
árvore
a) Medula:
• É a parte central da tora, é mole, seu tecido é esponjoso e de cor
escura.
• Não aumenta de tamanho durante toda a vida da árvore.
• É por onde circula a seiva, no sentido ascendente e descendente.
• Não possui resistência mecânica e durabilidade. Sua presença na tora
desdobrada constitui um defeito.
Macroestrutura da árvore
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Macroestrutura da árvore
b) Lenho: parte situada entre a casca e a medula.
Subdivide-se em :
Cerne: situa-se entre a medula e o alburno. É formado por células mortas
e possui melhor resistência mecânica, maior peso, compacidade, dureza,
durabilidade e é mais escura.
Alburno: situa-se entre a casca e o cerne. É formado por células vivas
que veiculam a seiva. A alteração do alburno vai ampliando e formando o
cerne. Durante esta alteração, as paredes das células ficam mais ou
menos impregnadas por taninos, resinas e materiais corantes que
obstruem os vasos e conferem ao cerne uma cor mais escura. O alburno
é o “branco” da madeira.
Macroestrutura da árvore
c) Raios medulares:
• Ligam as diferentes camadas entre si e têm a função de transportar e
armazenar a seiva.
• O efeito de amarração transversal inibe em parte, a retração que
ocorre por variações de umidade.
Macroestrutura da árvore
d) Câmbio: camada invisível à olho nu,
situada entrea casca e o lenho.
Formada pelo tecido meristemático.
• O crescimento da árvore ocorre diametralmente, pela adição de novas
camadas provenientes da diferenciação do câmbio.
• Cada camada de tecido lenhoso formada anualmente constitui um anel
de crescimento.
• O anel formado na primavera possui cor clara, tecido brando, células
de paredes finas.
• O anel formado no outono tem cor escura, células pequenas e tecido
compacto. A contagem dos anéis permite contar a idade da árvore.
Macroestrutura da árvore
Os anéis de crescimento também podem ser chamados de camadas
concêntricas.
Pode ocorrer a formação de falsos anéis por motivo de seca ou ataque
de insetos, interrompendo o desenvolvimento normal da árvore. Podem
formar-se na mesma estação, dois ou mais anéis.
Macroestrutura da árvore
e) Casca: parte externa da árvore
e elemento protetor contra agentes externos.
 A parte externa da casca é chamada de epiderme, cortiça ou camada
cortical.
 A parte interna da casca é chamada de líber.
 Entre o líber e a epiderme encontra-se a camada suberosa que é
esponjosa, gelatinosa.
 Em algumas espécies como a corticeira a camada suberosa é bem
desenvolvida.
Macroestrutura da árvore
• Anéis mais próximos, maior densidade da madeira.
• Para o uso na construção civil são preferíveis madeiras
em que o lenho inicial e o lenho tardio tenham quase a
mesma largura.
Seção transversal do tronco
Madeira menos 
resistente
Madeira 
mais dura
Seção transversal do tronco
Fatia com cerne
Seção transversal do tronco
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A madeira adulta, é mais concentrada e mais resistente.
O cerne é formado com o aumento da idade da árvore. Ocorre um
enrijecimento (ressecamento) dos vasos mais internos, próximos à
medula, que geralmente mudam de cor para uma tonalidade mais
escura do que o restante do tronco e formam madeira muito mais
resistente (dura).
Como a madeira “Pau Preto” (ébano), em que o cerne é usado como
material para as teclas pretas dos sustenidos do piano.
Seção transversal do tronco
a) Por observação.
b) Contagem dos verticilos.
c) Contagem dos anéis de
crescimento.
Estimativa da idade
a) Por observação
Análise visual do tamanho e aparência geral.
Requer muita prática e experiência, pois o mensurador tem de estar
familiarizado com as peculiaridades de crescimento de cada espécie e o
ambiente em que ela se insere.
Método inexato.
Muito utilizado para o agrupamento de árvores em classes de idades
(em intervalos de 10, 15 ou 20 anos, por exemplo).
Estimativa da idade
b) Contagem dos verticilos
 Verticilo: local de inserção do galho.
 Somente em árvores de crescimento monopodial (um eixo) lançam
galhos ao redor do eixo (espécies coníferas).
Crescimento monopodial Crescimento simpodial
Estimativa da idade
b) Contagem dos verticilos
• Em geral, cada verticilo representa um
ano de idade.
• No Brasil, a única espécie que cresce
com esse tipo de hábito é a Araucária
angustifólia.
• Pouco utilizado em áreas tropicais.
• É impreciso pois é comum os verticilos
inferiores caírem com o passar do
tempo, tornando difícil a sua contagem.
Estimativa da idade
c) Contagem dos anéis
Anéis de crescimento: resultantes da
deposição sucessiva de camadas de
tecidos lenhosos no tronco.
A cada ano é formada mais uma
camada do tecido, estruturando o
material lenhoso.
Estimativa da idade
Contagem dos anéis: O anel de crescimento é o conjunto da faixa
clara (lenho primaveril) mais a faixa escura (lenho outonal) e não
somente a faixa escura como muitos pensam.
anel de crescimento
lenho outonal
lenho primaveril
Estimativa da idade
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Este instrumento de origem sueca
(“increment borer”) serve para extrair
amostras cilíndricas do lenho das árvores.
O instrumento consta de três componentes:
o trado propriamente dito,
o suporte tubular cilíndrico
e a colher-estilete.
Trado de Pressler
Estimativa da idade
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O Trado de Pressler é um instrumento muito
empregado para obter amostras que
permitem a contagem dos anéis de
crescimento em árvores em pé.
Para extrair uma amostra de madeira deve-se
primeiro introduzir o trado no tronco,
perpendicularmente ao eixo vertical da árvore
(em direção à medula) e, logo em seguida,
com o extrator, tira-se a amostra de madeira,
também denominada de rolo de incremento.
Estimativa da idade
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Estimativa da idade
Contagem dos anéis:
Nas regiões mais quentes, o que diferenciará a formação do lenho
primaveril do lenho outonal será a umidade, no caso da região norte do
Brasil por exemplo, o período primaveril será também no verão, onde
ocorre bastante chuva e a árvore cresce mais.
Lenho primaveril ou inicial
Faixa mais clara do anel de crescimento
Formado em período quente
Período úmido com muita chuva
Madeira menos densa
Cresce rapidamente
Lenho outonal ou tardio
Faixa mais escura
Formado em período frio
Período seco
Madeira mais dura
Cresce menos
Estimativa da idade
• Dendron: árvore
• Kronos: tempo
• Logos: conhecimento
“A árvore como um documento histórico”
• Através do estudo dos anéis de
crescimento.
• Anéis indicadores: padrão diferenciado dos
demais; presença de marcas ou cicatrizes.
• Descobrir cicatrizes, tudo que acontece na
árvore, fica marcado. Se atingir o cambio,
marca!
Dendrocronologia
Sabedoria Popular
Lua Minguante: menor circulação de seiva
no tronco, madeira mais seca, mais
resistente a parasitas, ideal para o corte
pois cicatriza mais rápido. Seiva mais
concentrada na raiz.
Lua Cheia: Ponto máximo de influência
sobre a terra, seiva concentra-se na copa
(folhas e ramos), evitar cortes.
Influência da lua
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• Transversal: no sentido do raio.
• Radial: no sentido do eixo do tronco.
• Tangencial: tangente aos anéis.
Seções de corte da árvore
MADEIRAS
Ministério da Educação
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Gerência de Ensino e Pesquisa
Departamento Acadêmico de Construção Civil
Curso de Engenharia Civil