madeiras - PET · Engenharia Civil

MADEIRAS
COMO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
+ CARACTERÍSTICAS ECONÔMICAS
+ CARACTERÍSTICAS ESTÉTICAS
DIFICILMENTE SE ENCONTRAM EM OUTRO MATERIAL EXISTENTE
CARACTERÍSTICAS POSITIVAS DAS MADEIRAS:
-
Resistência mecânica tão na compressão do que na tração na flexão; 1o
material de construção a ser utilizado em colunas e vigas.
-
Resistência mecânica elevada (superior aos concretos convencionais)
com peso reduzido (densidade)
-
Resistência elevada a choques e esforços dinâmicos (tenacidade)
-
Boas características de isolamento térmico e absorção acústica (seca)
-
Fogo: demora para queimar
- Facilidade de afeiçoamento e simplicidade de ligações:
podem ser trabalhadas com ferramentas simples
fácil para transportar
- Custo baixo de produção...
-
Abundante, renovável, reaproveitável: eco-material
-
Durabilidade com manutenção adequada
- No estado natural: estético e decorativo
1
CARACTERÍSTICAS NEGATIVAS: problemas com as madeiras no estado
natural
-
Existe mais de 30000 espécies diferentes de árvores
⇒ Alta variação nas propriedades
“REMÉDIO”: BOA CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-MECÂNICA
- Degradação das propriedades e surgimento de tensões internas
devido a alterações da sua umidade
“REMÉDIO”: - SECAGEM ARTIFICIAL CONTROLADO
- IDENTIFICAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE DE EQUILÍBRIO
- Deterioração devido a predadores
“REMÉDIO”: TRATAMENTOS DE PRESERVAÇÃO
-
Heterogeneidade (defeitos e imperfeições), anisotropia (estrutura fibrosa
orientada), limitação de suas dimensões
“REMÉDIO”: PROCESSOS DE TRANSFORMAÇÃO
- Fogo (combustível)
“REMÉDIO”: TRATAMENTOS E PROCESSOS DE TRANSFORMAÇÃO
- Isolamento acústico
“REMÉDIO”: USO EM PAREDES SANDUÍCHE
FLUXOGRAMA DE RENDIMENTO INDUSTRIAL
MADEIRA ROLIÇA
↓
MADEIRA SERRADA : peças estruturais (+MLC)
↓
LÂMINAS : chapas de madeira compensada
↓
APARAS : chapas de madeira aglomeradas
↓
FIBRAS : chapas de madeira reconstituída (MDF)
CELULOSE
LIGNINA
↓
Resinas
Polpa: papel
Taninos
↓
Moléculas: raiom (seda artificial)
↓
Compostos químicos: açucares, álcoois, resinas, etc.
2
TODA A MADEIRA DE UMA ÁRVORE: TRONCO, GALHARIA, RAÍZES

REDUZIDA EM APARAS OU FLOCOS

REAGLOMERAÇÃO

GRANDE VARIEDADE DE NOVOS MATERIAIS HOMOGÊNEOS E
ISOTROPOS

“CHAPAS E ARTEFATOS DE MADEIRA TRANSFORMADA”
ORIGEM, ESTRUTURA E PRODUÇÃO DAS MADEIRAS
CLASSIFICAÇÃO DAS ÁRVORES
MADEIRA NATURAL

Produto do lenho dos vegetais superiores (árvores e arbustos lenhosos)
Todas as características com material de construção são decorrentes
dessa sua origem de seres vivos e organizados
⇓
Para o conhecimento do material é necessário considerar os diferentes
tipos de árvores e as diferenças no tecido lenhoso
BOTÂNICA VEGETAIS SUPERIORES  FANERÓGAMAS EXÓGENAS
→ Vegetais completos com raízes, caule, copa, folhas, flores e sementes
GERMINAÇÃO E CRESCIMENTO EXTERNO ⇒ ANÉIS DE CRESCIMENTO
3
Angiospermas ou Dicotiledôneas
Frondosas, FOLHOSAS (hardwood)
“árvores de madeira de lei”
- Perdem as folhas no inverno
- Não resinosos
- Representam 65% das espécies
conhecidas
- São1500 espécies úteis
(50% tropicais, 15% temperadas)
Ginospermas
Coníferas, RESINOSAS (softwood)
- Não produzem frutos, tem suas sementes
(pinhas) descobertas
- Tem folhas geralmente perenes em forma de
agulhas, folhas aciculares
- Geralmente lenho de madeira branca
- Com resina
- Representam 35% das espécies conhecidas
- São 400 espécies industrialmente úteis
4
FISIOLOGIA E CRESCIMENTO DAS ÁRVORES
Estrutura de uma árvore: - RAIZ - COPA - TRONCO OU CAULE
1) A CASCA
 protege o lenho
 veículo da seiva elaborada das folhas para o lenho do tronco
* CASCA EXTERNA: CORTIÇA ou camada cortical  Tecido morto
* CASCA INTERNA: LÍBER ou floema  Tecido vivo (seiva elaborada)
2) O CÂMBIO
É A “USINA” DE MADEIRA (tecido merismático)

Transformação dos AÇÚCARES E AMIDO em CELULOSE E LIGNINA

ANÉIS ANUAIS DE CRESCIMENTO  Refletem as condições de
desenvolvimento da árvore
5
Zona temperada
LENHO INICIAL
(Earlywood)
LENHO TARDIO
(Latewood)
Lenho de primavera
Lenho de verão
Zona subtropical e
tropical
Lenho de primaveraverão
Lenho de outonoinverno
CONSEQÜÊNCIA  ANISTROPIA DA MADEIRA
⇓
a) DIREÇÃO TANGENCIAL: transversal tangencial aos anéis de crescimento
b) DIREÇÃO RADIAL: transversal radial aos anéis de crescimento
c) DIREÇÃO AXIAL OU LONGITUDINAL: longitudinal ao caule, no sentido das
fibras
6
FALSOS OU DESLOCAMENTOS DE ANÉIS DE CRESCIMENTO (Interrupção
de crescimento - Estiagens - Ataques de pragas - Abalos sofridos pela planta)
3) O LENHO
 Núcleo de sustentação e resistência da árvore
 Seção útil do tronco par a construção civil
7
ALBURNO EXTERNO (SAPWOOD) madeira branca
Pode ser considerado como uma madeira “inacabada” ou “imperfeita”
- Formado de células vivas e atuantes
- Dá resistência à árvore
- É condutor de seiva bruta (ascendente)
CERNE INTERIOR (HEARTWOOD) (mais escuro que o alburno)
- Formado por células mortas e esclerosadas
- Vem do espessamento das paredes das células (do alburno)
provocados por sucessivas impregnações de lignina, resina, tanino e corante.
COMPARADO COM O ALBURNO, O CERNE TEM:
Maior densidade e compacidade
Maior resistência mecânica,
Maior durabilidade
Menor umidade e permeabilidade
RETIRAR TODO O ALBURNO COMO IMPRESTÁVEL PARA A
CONSTRUÇÃO?
4) MEDULA
- Miolo central da seção transversal do tronco (vestígio do vegetal jovem)
- Tecido frouxo, mole e esponjoso, até apodrecido
- Não tem resistência mecânica e durabilidade
- Sua presença em peças de madeira serradas constitui um defeito
5) RAIOS MEDULARES
- Desenvolvimentos transversais radiais de células lenhosas
- Transporte e armazenamento de nutrientes na seção transversal
- Efeito estético e decorativo
- Amarram transversalmente as fibras impedindo que elas “trabalham”
exageramente frente às variações do teor de umidade da madeira
8
ESTRUTURA FIBROSA DO LENHO
ESTRUTURA ANATÔMICA CELULAR
⇓
COMPORTAMENTO FÍSICO-MECÂNICO HETEROGÊNEO E
ANISOTRÓPICO
Desempenho desigual de peças proveniente de espécies diferentes ou
diversamente localizadas na mesma tora
LENHO NAS FOLHOSAS

LENHO NAS RESINOSAS

9
AS RESINOSAS apresentam:
Crescimento rápido;
Densidade inferior à das folhosas (no entanto, têm boa resistência);
Baixa retração e inchamento limitado;
Facilidade de trabalho com ferramentas e maquinas;
Facilidade de tratamento de preservação.
Madeiras geralmente macias: pinheiro do Paraná (Araucária), pinus (elliottii)
pinheiros europeus e norte americanos.
Usadas em construções internamente e externamente, em laminadacolada, pisos, revestimentos, esquadrias, portas, etc.
AS FOLHOSAS, quando comparadas com as resinosas, apresentam:
Crescimento mais lento;
Maior densidade e dificuldade de trabalho;
Resistência maior;
Retração e inchamento maior;
Maior durabilidade natural.
Exemplos: peroba, ipê, aroeira, carvalho, etc.
Usadas em construções internamente e externamente, estruturas,
elementos de construção expostos às intempéries.
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA MADEIRA
C (50%), O (42%), H (6%), N (1%), outros (1%)
REPARTIDOS EM
CELULOSE - HEMICELULOSE - LIGNINA
Outros compostos (0-1%): óleos, resinas, açúcares, amidos, taninos,
substâncias nitrogenadas, sais orgânicos, ácidos orgânicos.
Molécula de CELULOSE (cadeia):
A PAREDE DA CÉLULA: UM COMPÓSITO COM FIBRAS
Composta por:
- MICROFIBRAS (ou microfibrilas) constituídas por 100 até 2000 cadeias
celulósicas; serão as “fibras”
- LIGNINA E HEMICELULOSE são os ligantes das microfibras; serão os
componentes da “matriz”
10
Camada S2:
- 75% da espessura da parede celular
- Microfibras formam um ângulo em volta de 15 o em
relação ao eixo principal do tubo
 Consequência importante em “engenharia de madeira”:
 ANISOTROPIA NAS VARIAÇÕES DIMENSIONAIS
A MADEIRA: UM DUPLO COMPÓSITO COM FIBRAS
1) LENHO DO TRONCO: composto por pequenos tubos (“fibras”) colados
entre si por lignina (“matriz”)
2) PAREDE DO TUBO: composto por microfibras de celulose (“fibras”)
coladas entre si por uma mistura de hemicelulose e lignina (“matriz”)
IDENTIFICAÇÃO BOTÂNICA DAS ESPÉCIES LENHOSAS
1) IDENTIFICAÇÃO VULGAR  Nome vulgar da espécie que é geralmente
relacionado a uma característica predominante
Ex: - Açoita-cavalo revela uma resistência dinâmica elevada (tenacidade)
- Pau-ferro revela uma grande resistência mecânica
- Pau-marfim revela uma aparência homogênea do lenho
11
2) IDENTIFICAÇÃO BOTÂNICA  Identificação do gênero e da espécie do
exemplar pelo nome botânico
Ex: - Peroba-rosa: aspidosperma polyneuron
- Peroba dos campos: paratecoma peroba
- Pinho do paraná: araucária augustrifolia
3)
IDENTIFICAÇÃO
BOTÂNICA-TECNOLÓGICA

Identificação
cientificamente exata, baseada no estudo comparado da estrutura
anatômica do lenho: observação no microscópio da estrutura do lenho
PRODUÇÃO DE MADEIRAS
A exploração de reservas florestais deve ser realizada com racionalização
para conseguir um aproveitamento econômico ecológico adequado
1) O CORTE
Em épocas apropriadas: meses de inverno
2) A TORAGEM
A árvore é desgalhada e traçada em tora de 5 a 6 m (transporte)
Pode ser descascada (descortiçada) e “falquejada” (retirar 4 costaneiras)
12
3) O DESDOBRO (OU DESDOBRAMENTO)
Obtenção de pranchões ou “couçoeiras” com espessura superior a 7,0 cm
e largura superior 20,0 cm.
13
4) O APARELHAMENTO DAS PEÇAS
Obtenção de peças nas bitolas comerciais por serragem e resserragem
das pranchas
A nomenclatura e as dimensões da madeira serrada estão fixadas na PB5
da ABNT: Madeira Serrada e Beneficiada
14
ENSAIOS FÍSICOS E MECÂNICOS DAS MADEIRAS
FATORES DE ALTERAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS
Escolha da espécie lenhosa determinada para emprego determinado
ECONOMIA E SEGURANÇA 
Conhecendo os valores médios que definem seu comportamento físico e
sua resistência às solicitações mecânicas
⇓
Realização de numerosos ENSAIOS DE QUALIFICAÇÃO que devem levar
em conta todos os fatores de alteração das características do material
OS FATORES NATURAIS
- Espécie botânica da madeira
- Localização da peça no lenho
- Umidade
- Massa específica aparente
- Presença de defeitos
OS FATORES TECNOLÓGICOS
Procedimentos na execução dos ensaios de qualificação:
- Forma e dimensões dos corpos de prova,
- Orientação das solicitações em relação aos anéis de crescimento
- Velocidade de aplicação das cargas nas solicitações mecânicas
ENSAIOS NORMALIZADOS
Os corpos de provas para ENSAIOS DE QUALIFICAÇÃO devem ser:
- De dimensões reduzidas
- Extraídos de todas as zonas de seção e altura das toras
- Ensaiados em condições convencionais de:
• Teor de umidade
• Orientações das solicitações em relação à direção das fibras
• Velocidade de carregamento
AMOSTRAGEM (MADEIRA SERRADA) - NBR 7190/1997
- Cada lote não deve ter volume superior a 12 m 3.
- Do lote, extrair uma amostra representativa da totalidade deste.
- Retirar somente um corpo de prova (cdp) por peça.
- Os cdp devem ser isentos de defeitos e retirados de regiões afastadas
das extremidades das peças
Número mínimo de corpos-de-prova:
a) caracterização simplificada: 6 cdp;
b) caracterização mínima de espécies pouco conhecidas: 12 cdp.
15
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DAS MADEIRAS
UMIDADE - RETRATILIDADE - DENSIDADE - RESISTÊNCIA AO FOGO CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA, TÉRMICA E ACÚSTICA

Definem o comportamento do material e as alterações de seu estado
físico quando ocorrem variações (ToC e UR%) no seu ambiente de
emprego
- Classificar as madeiras sob critérios de usos e empregos recomendados
- Orientar uma escolha adequada para emprego específico
- Uma melhor utilização das qualidades de cada madeira
UMIDADE
GRAU DE UMIDADE: quantidade de água que a madeira possui em
percentagem de seu peso no estado anidro
DETERMINAÇÃO:
1) MÉTODO GRAVIMÉTRICO (cdp de 2x3x5 cm 3)
h = [(Ph - P0) / P0 ] x 100
=
[Págua / P0] x 100
2) MEDIDA DA RESISTIVIDADE
 OBSERVAÇÃO 
1) A noção de GRAU DE UMIDADE é aplicável somente com pequenas
amostras que atingiram o estado de equilíbrio homogêneo e estável; para
peças de grande dimensões, o grau de umidade varia segundo a parte
onde é efetuada a medida: superfície, extremidades ou coração da peça.
2) A UMIDADE TOTAL da madeira varia entre 60 e 200 % e, depende: do
tipo de madeira (densidade, textura, etc.), da localização na tora (Ex.:
cerne - alburno) e da estação (devido às mudanças do estado termohigrométrico do ar).
16
AS “ÁGUAS” DA MADEIRA
ÁGUA LIVRE (água de embebição ÁGUA DE IMPREGNAÇÃO (água de
ou água de capilaridade)
adesão)
ÁGUA DE CONSTITUIÇÃO (água ligada quimicamente)
SECAGEM DA MADEIRA
Verde ou saturada
Água livre
PSF
Seca ao ar Totalmente seca
Água de impregnação
17
PONTO DE SATURAÇÃO DAS FIBRAS (PSF): entre 25 e 30 %
- Teor de umidade da madeira quando ela é colocada num ambiente
com 100% de umidade relativa (saturado)
- Teor de umidade da madeira quando as paredes das células estão
totalmente saturadas em água de impregnação sem que essa água
extravase para os vazios capilares
O PSF É MUITO IMPORTANTE EM ENGENHARIA DE MADEIRA...
TEOR DE UMIDADE DA MADEIRA “SECA AO AR”
TEOR DE UMIDADE DE EQUILÍBRIO (entre 12 e 17 %)
Quando é atingido o equilíbrio das tensões de vapor de água, a
evaporação da umidade pára e ocorre estabilização do peso
É quando o teor de umidade da madeira entra em equilíbrio com a
umidade relativa e temperatura do ambiente no qual ela está
colocada
Usado como TEOR DE REFERÊNCIA nas determinações das
características físico-mecânicas do material
CONVENCIONALMENTE, É USADO O TEOR DE UMIDADE DE 12 %:
“TEOR DE UMIDADE NORMALIZADO” OU “TEOR DE UMIDADE NORMAL”
CLASSIFICAÇÃO DAS MADEIRAS EM FUNÇÃO DE SEU TEOR DE
UMIDADE (AMOSTRAS DE LABORATÓRIO)
Teor de umidade (h):
Madeira verde
30%
PSF
Madeira semi-seca
23%
Madeira comercialmente seca
17%
Madeira seca ao ar
12%
Madeira dessecada
0%
Madeira complemente seca (anidra)

Estado instável
SECAGEM DAS MADEIRAS AO AR DEMORADO → ESTUFAS
18
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE
A madeira é HIGROSCÓPICA ⇒ As trocas de umidade com o ambiente
são permanentes
Qualquer seja a combinação de umidade relativa e temperatura, existe um
teor de umidade da madeira pelo qual a difusão de umidade até o interior
da madeira é compensada pelas trocas com o ambiente externo; este teor
de umidade será determinado a partir das
CURVAS DE UMIDADE DE EQUILÍBRIO DA MADEIRA EM %
Umidade relativa do ar em %
Temperatura em oC
 OBSERVAÇÃO AINDA MAIS IMPORTANTE 
Raramente a madeira (em uso) está neste estado de equilíbrio por que as
condições climáticas do ambiente sempre variam.
Consequentemente, o teor de umidade de um elemento de construção em
madeira se estabiliza em volta do teor de umidade de equilíbrio
correspondente às temperatura e umidade relativa média de algumas
semanas, sem ser afetado pelos ciclos de variações de umidade e
temperatura fracos ou altos de curta duração
19
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE UMIDADE DE EQUILÍBRIO
MADEIRA EM AMBIENTE EXTERNO
Indicações da NBR 7190/1997: classes de umidade
FLORIANÓPOLIS
Verão
Outono
Inverno
Primavera
Media (p/ NBR 7190/1997)
UR%
83
84
84,2
81,5
83,17
ToC
24,2
19,4
17
20,8
H%
17
17,5
17,5
16,5
17,1
Umidade de equilíbrio: 17% (máximo = 17,5% e mínimo = 16,5%)
 ATENÇÃO: nesse caso pegar a media entre o maior e o menor
valor de H e não a media dos 4 valores de H
Pela NBR 7190/1997: 18%
GOIÂNIA
Verão
Outono
Inverno
Primavera
Media (p/ NBR 7190/1997)
UR%
81,6
72,7
55,8
75,8
71,5
ToC
22,9
20,5
21,1
23,1
H%
16,5
13,5
10
14,5
13,6
Umidade de equilíbrio: 13,25% (máximo = 16,5% e mínimo = 10%)
Pela NBR 7190/1997: 15%
20
MARSEILLE (FRA)
Verão
Outono
Inverno
Primavera
Media
UR%
60
76
79
71
71,5
ToC
23,5
16
6
13,5
H%
10,5
14
16
13
13,4
Umidade de equilíbrio: 13,25% (máximo = 16% e mínimo = 10,5%)
Se quiser uma maior precisão: pegar a media entre o maior e o menor
valor de H nos 12 meses:
21
Umidade de equilíbrio media anual Floripa pelo método super preciso:
17,2%
MADEIRA EM AMBIENTE INTERNO
FRANCE
Ambiente externo
Verão
Inverno
UR%
70
85
ToC
20
0-5
H%
13
18
Umidade de equilíbrio media anual France externo: 15-16%
Ambiente interno
Verão
Inverno
(aquecimento)
UR%
70
30
ToC
20
20
H%
13
6
Umidade de equilíbrio media anual France interno: 10%
22
BRASIL: Indicações da NBR 7190/1997: não há
Então, será que o teor de umidade de equilíbrio da madeira em ambiente
interno é o mesmo que em ambiente externo?
Teor de umidade de equilíbrio da madeira em ambiente interno em
Florianópolis (medidas de laboratório): em volta de 13%
RECOMENDAÇÃO PARA FLORIANÓPOLIS:
- Ambiente externo: 17%
- Ambiente interno: 13%
RECOMENDAÇÃO PARA OUTRAS REGIÕES:
- Ambiente externo: seguir a NBR 7190/1997 ou se quiser maior
precisão fazer o levantamento das ToC e UR% ao longo do ano
- Ambiente interno: medir...
CONCLUSÃO
As 4 CLASSES DE UMIDADE DA MADEIRA foram criadas pela NBR
7190/1997 no intuito de facilitar a vida do engenheiro na hora de
especificar a umidade da madeira que deve ser alcançada (ou perto) na
hora da aplicação das peças para evitar posterior secagem (ou absorção
de umidade) em serviço com suas consequências tais como deformações,
fissuras, descolamentos, etc.
Se o método da NBR 7190/1997 dá uma estimativa razoável do teor de
umidade de equilíbrio médio, dois problemas podem ser destacados:
1- Falta de precisão: não leva em conta a temperatura, não considera a
media dos extremos
2- Não se aplica para ambientes internos
23
RETRATIBILIDADE
Alterações de volume e de dimensões quando o teor de umidade da
madeira varia entre o ponto de saturação das fibras (25-30%) e a condição
de seca em estufa (0%)
⇓
CONTRAÇÃO, INCHAMENTO OU "TRABALHO" DAS MADEIRAS
RETRAÇÃO VOLUMÉTRICA
Determinação de volumes em 3 estágios de umidade
(Corpos de prova de 2 x 3 x 5 cm3)
- Saturado (verde) VSAT
- Seco ao ar Vh
- Seco em estufa V0
(1) CONTRAÇÃO VOLUMÉTRICA TOTAL
Ct = (VSAT - V0) 100
VSAT
(2) CONTRAÇÃO VOLUMÉTRICA PARCIAL
Ch = (VSAT – Vh) 100
VSAT
ν = Ch
h
(h = teor de umidade da madeira seca ao ar)
(3) COEFICIENTE DE RETRAÇÃO VOLUMÉTRICA
24
SIGNIFICAÇÃO FÍSICA DO COEFICIENTE DE RETRAÇÃO VOLUMÉTRICA
ν:
A CADA VARIAÇÃO DE 1% DO TEOR DE UMIDADE DA MADEIRA, HÁ UMA
VARIAÇÃO DE Ch % DO VOLUME DA MADEIRA.
RETRAÇÃO TOTAL: CLASSIFICAÇÃO DAS TORAS de espécies lenhosas e
uma orientação na escolha da madeira para empregos adequados
Retração
total %
Qualificação
Exemplos - Usos
15-20
Forte
10-15
Média
5-10
Fraca
Toras com grandes fendas de secagem; devem ser
rapidamente desdobradas
Toras com fendas médias de secagem; podem ser
conservadas e usadas em forma cilíndrica (galerias de minas,
pontaletes); resinosas em geral
Toras com pequenas fendas de secagem; marcenaria e
laminados
COEFICIENTE DE RETRAÇÃO VOLUMÉTRICA:
 CLASSIFICAÇÃO DAS PEÇAS JÁ DESDOBRADAS
Coeficiente de
retração
0,75-1
Qualificação
Exemplos - Usos
Exagerada
0,55-0,75
0,35-0,55
Forte
Média
0,15-0,35
Fraca
Madeiras dificilmente utilizáveis (algumas
variedade de eucaliptos)
Madeiras para desdobro radial
Madeiras de construção utilizáveis em
carpintaria
Madeira para marcenaria e laminados
RETRATILIDADE LINEAR
Determinação de dimensões nas 3 direções (axial, radial, tangencial) em 3
estágios de umidade (corpos de prova de 2 x 3 x 5 cm)
- Saturado (verde) LSAT
- Seco ao ar Lh
- Seco em estufa L0
25
(1) CONTRAÇÕES LINEARES TOTAIS:
CLt = (Lsat - L0) 100
Lsat
(2) CONTRAÇÕES LINEARES PARCIAIS:
CLh = (Lsat - Lh) 100
L sat
(3) COEFICIENTES DE RETRAÇÃO LINEAR:
νL = CLh
h
(h = teor de umidade da madeira seca ao ar)
Comportamento geral:
1) A retração longitudinal é “quase” desprezível
MAS CUIDADO COM AS PEÇAS COM GRANDE COMPRIMENTO 
EXEMPLO
Seja uma viga de 10 m de comprimento
Coeficiente de retração linear axial da madeira usada:
νL = 0,15/17 = 0,009 (% / 1% do teor de umidade da madeira)
Na aplicação, a umidade inicial da madeira era de 23%.
Após se equilibrar com as condições de UR% e T oC do ambiente na qual
foi colocada, ela vai passar para 13%.
Calculo da contração axial:
[(23 - 13) 0,009 /100] x 1000 = 0,9 cm !
26
CAUSA: ângulo de cerca de 15 o que fazem as microfibras de celulose das
paredes dos tubos em relação ao eixo principal destes (camada S2):
2) A retração tangencial é entre 1,5 e 3,5 vezes maior que a radial (na
prática usa-se a média da duas )
3) A retração volumétrica é a somatório das três retrações lineares
27
SIGNIFICAÇÃO PRÁTICA: Para evitar a retração depois da aplicação, a
madeira deve estar seca até um teor de umidade que estará em equilíbrio
com as condições de umidade relativa e temperatura do ambiente aonde a
peça vai se localizar.
 SENÃO, PODE OCORRER UMA RETRAÇÃO EM SERVIÇO
Perda das juntas
Folga nas conexões
Rachas na pintura
Flambagem
Delaminação de lâminas
 ANISOTROPIA DA RETRATILIDADE LINEAR
⇒ TENSÕES INTERNAS E DIFERENCIADAS
⇒ EMPENOS, RACHAS E FENDAS DE SECAGEM
28
 REPARTIÇÃO DESIGUAL DE UMIDADE DEPOIS DE COLOCAÇÃO
SOLUÇÕES PARA A ATENUAÇÃO DOS EFEITOS DA RETRATILIDADE:
- Emprego de peças de madeira com TEORES DE UMIDADE
COMPATÍVEIS COM O AMBIENTE (usar as curvas de equilíbrio
higroscópico para estimativa e, em seguida, deixar no futuro
ambiente de emprego ou secagem controlada em estufas).
- Emprego do DESDOBRO ADEQUADO
- IMPREGNAÇÃO das peças com óleos e resinas impermeabilizantes
(no entanto complicado e caro)
Onde a madeira está sujeita a GRANDES VARIAÇÕES DE UMIDADE NO
AMBIENTE DE EMPREGO, prestar atenção às variações dimensionais.
Onde ela está sujeita a VARIAÇÕES DE UMIDADE NUMA MESMA PEÇA,
prestar atenção às variações dimensionais diferenciais.
MONTE DE OBSERVAÇÕES
1) FENÔMENOS DEVIDOS À DILATAÇÃO TÉRMICA SÃO DESPREZÍVEIS
FRENTE ÀS MUDANÇAS DIMENSIONAIS DEVIDAS À RETRATILIDADE
2) AMPLITUDE DAS DEFORMAÇÕES
IMBUIA:
CRad = 2,7%; CTang = 6,3%
CANELA-SEBO:
CRad = 4,6%; CTang = 10,7%
29
3) FORMA DAS DEFORMAÇÕES
JEQUITIBÁ-ROSA:
CRad= 3,0%; CTang= 5,2%
CARVALHO-BRASILEIRO: CRad= 3,2%; CTang= 14%
4) TEMPO PARA DEFORMAR
EUCALYPTUS CITRIODORA:
PINHO-BRASILEIRO (ARAUCÁRIA):
19,4%
15%
Eucalyptus:
Araucária:
TEMPO:
t0
t1
t2
t3
t4
LEMBRE-SE
- A UMIDADE DE EQUILÍBRIO da madeira depende unicamente das
condições do ambiente (ToC e UR%) mas nunca do tipo de madeira
- A amplitude das variações dimensionais depende do tipo de madeira.
- Para EVITAR AS DEFORMAÇÕES EM SERVIÇO, deve-se usar madeiras
já secas até uma umidade próxima da umidade de equilíbrio.
- A umidade da madeira é expressa pela relação entre o peso de água e o
peso da madeira anidra
- A madeira começa retrair quando sua umidade passa abaixo de 25-30%
(PSF)
- Cada madeira tem seus próprios coeficientes de retratilidade que são
diferentes segundo a direção
- TEMOS SEMPRE: νL ≅ 0 e νT > νR
30
DENSIDADE
 MASSA ESPECÍFICA (DENSIDADE) APARENTE
 Mundo: 100 kg/m3 (balsa - ochroma pyramidale – Peru/Bolivia)
1300 kg/m3 (guaiaco – guaiacum officinale – America central)
 Brasil: 350 kg/m3 (garapuvu - schizolobium parahyba)
1100 kg/m3 (gombeira – melanoxylon brauna)
 SEMPRE REFERIDA AO TEOR DE UMIDADE:
Dh = Mh/Vh (g/cm3 ou kg/m3)
 NBR 7190/1997: densidade aparente medida para o TEOR DE UMIDADE
NORMAL de 12%
Para comparação de densidades de madeiras diferentes e calculo
estrutural.
 É UM ÍNDICE DE COMPACIDADE DA MADEIRA
Concentração de tecido lenhoso resistente por unidade de volume
aparente (massa específica da parede das células: cerca de 1500 kg/m 3).
CORRELAÇÕES COM AS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS
 VARIA DE PEÇA PARA PEÇA conforme a localização no lenho;
VARIA DE EXEMPLAR P/ EXEMPLAR conforme as condições regionais
de crescimento
31
 FOLHOSAS
densas 0,8 - 1kg/dm3
muito densas > 1 kg/dm3.
 RESINOSAS normais 0,3 - 0,6 kg/dm3
densas > 0,7 kg/dm3
OBSERVAÇÃO: DENSIDADE BÁSICA OU MASSA
CONVENCIONAL (NBR 7190/1997):
Dbásica = M0/Vsat (g/cm3 ou kg/m3)
ESPECÍFICA
Para comparação com valores apresentados na literatura internacional
CONDUTIBILIDADE ELÉTRICA
BEM SECA: isolante (resistência elétrica elevada)
ÚMIDA: condutora
PARA UM TEOR DE UMIDADE DADO, A RESISTIVIDADE DEPENDE:
- da espécie lenhosa
- da massa específica
- do sentido em relação à principal direção das fibras
Teor de umidade %
Resistividade transversal MΩ/cm
7
22000
10
600
15
18
25
0,5
Concreto: 20000 MΩ/cm
Tijolo: 2000 MΩ/cm
-11
Aço: 100.10 MΩ/cm
Vidro: 10000 MΩ/cm
RESISTIVIDADE: AVALIAÇÃO INDIRETA DO TEOR DE UMIDADE
Método não destrutivo mas pouco preciso
32
CONDUTIBILIDADE TÉRMICA
Material
K (SI) a 298 K
Material muito isolante
0,04
Madeiras leves
0,1
Madeiras densas
0,3
Alvenaria de tijolos
0,5 - 1
Pedras naturais
2-3
Vidro
1
Coeficiente de resistividade térmica; 1/K
MADEIRA: PÉSSIMO CONDUTOR TÉRMICO
CONDUTIBILIDADE TÉRMICA e
MADEIRAS:
Material
Aço
Cobre
Água
Ar
Lã de vidro
K (SI) a 298
K
50
300
0,6
0,025
0,04
- Celulose
- Ar
- teor de umidade
- densidade
- orientação das fibras
CONDUTIBILIDADE ACÚSTICA
- Contra-indicadas para isolamento acústico
- Bons materiais p/ tratamento de absorção acústica
NOÇÕES DE ACÚSTICA
SOM:
VIBRAÇÕES
OU
ONDAS
propagando-se
em
substância.
343 m/s ar;
1000 - 2000 m/s madeira;
5000 m/s aço;
40 - 150 m/s borracha.
qualquer
VELOCIDADE DO SOM: COMPRIMENTO DE ONDA X FREQUÊNCIA
20 e 20000 Hz: recepção do ouvido humano
> 20000 Hz: ultra-sons.
VIBRAÇÕES QUE CAUSAM O SOM AÉREO PRODUZEM UMA MUDANÇA
DE PRESSÃO DO AR:
Limiar de audição humana: 20 x 10 -6 Pa
Limiar de dor: 20 Pa
INTENSIDADE DO SOM: DECIBEL (dB)
i = 10 Ln(I/I0)
i = intensidade fisiológica do som (dB);
I = intensidade física do som
I0 = intensidade do som correspondente ao limiar de percepção.
33
O DECIBEL COMPARE DOIS SONS
* Limiar de percepção
* Farfalhar de folhas
* Barulho de fundo numa Biblioteca pública
* Conversação normal (1 m)
* Tráfego de uma estrada
* Decolagem de avião (747 a 100m de distância);
Limiar da dor
0 dB
10 dB
40 dB
60 dB
80 dB
120 dB
2 SONS NÃO SE SOMAM: A (60 dB) + B (60 dB) = 63 dB
A (60 dB) + B (60 dB) + C(60 dB) = 65 dB
A (60 dB) + B (65 dB) = 66 dB
ISOLAMENTO ACÚSTICO (SONS AÉREOS)
LEI DA MASSA
Atenuação do som (dB)
Massa / unidade de superfície (kg/m2)
34
EXEMPLOS:
- Parede de tijolos maciços (2000 kg/m3) de 10 cm (0,1m) de espessura
Massa/unidade de superfície = 200 kg/m 2
Atenuação acústica = 42 dB
- Parede de madeira (800 kg/m3) de 10 cm (0,1m) de espessura
Massa/unidade de superfície = 80 kg/m 2
Atenuação acústica = 35 dB
- Vidraça (2500 kg/m3) de 3 mm (0,003m) de espessura
Massa/unidade de superfície = 7,5 kg/m 2
Atenuação acústica = 22 dB
EFEITO MASSA-MOLA-MASSA
EVITAR PONTES ACÚSTICAS
Argamassa
Canalizações
Granulados
Pregos, parafusos
PROJETOS DE ISOLAMENTO ACÚSTICO:
[Nível de som exterior] – [Nível de som compatível com ambiente]
= [Queda de som a ser realizada com paredes e vedações]
MADEIRA ?
35
CONDICIONAMENTO ACÚSTICO (CORREÇÃO ACÚSTICA)
CONDICIONAMENTO ACÚSTICO
Procura-se: tempo ótimo de reverberação (eco) + boa distribuição
acústica
COEFICIENTE DE ABSORÇÃO ACÚSTICA
MEDE A PROPORÇÃO DE SOM ABSORVIDO = f(frequência do som)
Coeficiente de absorção acústica, por m 2 de parede (Ex. p/ 500 Hz)
Alvenaria rebocada
Piso cimentado
Concreto simples
Piso de madeira
Cortina leve
Chapas acústicas de fibras de madeira
0,025
0,012
0,02
0,09
0,10
0,64
De uma maneira geral, a absorção acústica depende da dureza dos
materiais e do seu estado de superfície.
ASSIM, MATERIAIS COM GRANDE DUREZA SUPERFICIAL REFLETEM O
SOM E MATERIAIS “MOLES” ABSORVEM MAIS OS SONS.
MADEIRA ?
RUÍDOS DE IMPACTO
VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO: FUNÇÃO DA HOMOGENEIDADE E DA
ELASTICIDADE (MODULO) DO MATERIAL
Material
Borracha
Madeira
Tijolo de barro
Concreto
Aço
Velocidade de propagação
(m/s)
40-150
1000-2000
2500
3500
5000-6000
Modulo de Young (GPa)
0,01-0,1
7-14 (axial)
0,5-1 (transversal)
14
20-50
207
36
COMPORTAMENTO AO FOGO
CONFORME OS MATERIAIS ENVOLVIDOS, UM INCÊNDIO NASCE, SE
PROPAGA E SE EXTINGUE
 FASE DE DESENVOLVIMENTO
Combustibilidade e capacidade de inflamação do material
Velocidade de propagação do fogo ou da chama na sua superfície
Quantidade de calor emitida por ela
 FASE DE INCÊNDIO GENERALIZADO
Manutenção da capacidade portante e resistente
Não propagação do fogo nas zonas adjacentes
MATERIAIS: CLASSIFICADOS CONFORME RESISTÊNCIA A 850°C
Extinção de um fogo: devem resistir a 850 °C.
MADEIRAS ?
MADEIRA NATURAL PEGA FOGO ESPONTANEAMENTE POR VOLTA DE
250-300°C (a ignição é função do fluxo de calor)
Velocidade de combustão: 0,4 e 0,8 mm/min (umidade e densidade)
37
A 275 °C, o fogo é superficial: forma-se uma cortiça de madeira dura e frágil,
mas com baixa condutividade térmica que protege o coração da peça.
ASSIM, DURANTE UM INCÊNDIO, OCORRE MAIS UMA REDUÇÃO DA
SEÇÃO RESISTENTE DO QUE PERDA DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS
MANTENDO A CAPACIDADE PORTANTE DA PEÇA DURANTE UM CERTO
TEMPO.
OBSERVAÇÃO:
Se a relação superfície/volume das peças aumenta, a combustão inicia
mais rapidamente e as chamas se propagam mais facilmente (Ex.: grandes
fendas são prejudicáveis).
Estrutura de aço
Estrutura de madeira
Depois de um incêndio
38
OBSERVAÇÕES:
1) PARA LIMITAR O RISCO DE IGNIÇÃO DO FOGO
Produtos ignífugos ou retardantes de ignição do fogo à base fosfatos
ou silicatos, p/ pintura superficial ou impregnação sob pressão
Aumentam a temperatura de ignição e/ou diminuem a velocidade
propagação das chamas na sua superfície.
2) PARA LIMITAR A COMBUSTÃO
Usar revestimentos protetores
39
PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS MADEIRAS
PROPRIEDADES MECÂNICAS E ESTRUTURA DO MATERIAL
ANISOTROPIA DA MADEIRA
↓
CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS PRINCIPAIS, exercidas no sentido
axial e relacionadas à coesão axial;
Compressão, tração, flexão estática e dinâmica
CARACTERÍSTICAS
MECÂNICAS
SECUNDÁRIAS,
exercidas
transversalmente às fibras e relacionadas à coesão transversal;
Compressão e tração normal às fibras, torção, cisalhamento e
fendilhamento
TODAS AS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS SÃO RELACIONADAS À
- Anisotropia
Axial: boa
Transversal: ruim
- Heterogeneidade
- Distribuição e concentração dos principais constituintes
- Capacidade de absorção da água
- Grau de umidade
PRINCIPAIS ELEMENTOS DE RESISTÊNCIA MECÂNICA

FEIXES DE FIBRAS
PONTOS FRACOS NO DESEMPENHO MECÂNICO
 Os vazios (vasos lenhosos e canais secretores)
 Os raios medulares
 Defeitos (Ex.: nós, fendas, etc.)
40
CARACTERIZAÇÃO DAS PROPRIEDADES DAS MADEIRAS
PARA PROJETOS DE ESTRUTURA
NBR 7190/97
1) CARACTERIZAÇÃO COMPLETA DA RESISTÊNCIA DA MADEIRA
SERRADA: ensaios padronizados referidos à condição-padrão
de umidade (h=12%) de:
a) resistência à compressão paralela às fibras
b) resistência à tração paralela às fibras
c) resistência à compressão normal às fibras
d) resistência à tração normal às fibras
e) resistência ao cisalhamento paralelo às fibras
f) resistência de embutimento paralelo às fibras
g) densidade básica e aparente
2) CARACTERIZAÇÃO MÍNIMA DA RESISTÊNCIA DE ESPÉCIES POUCO
CONHECIDAS: ensaios padronizados referidos à condição-padrão de
umidade (h=12%) de:
a) resistência à compressão paralela às fibras
b) resistência à tração paralela (ou resistência à tração na flexão)
c) resistência ao cisalhamento paralelo às fibras
d) densidade básica e aparente.
3) CARACTERIZAÇÃO SIMPLIFICADA DA RESISTÊNCIA DA DE
ESPÉCIES USUAIS: ensaios padronizados referidos à condição-padrão
de umidade (h=12%) de:
a) resistência à compressão paralela às fibras
Outros valores de resistências serão deduzidos a partir de
relações com a resistência à compressão paralela às fibras
Ex.: compressão normal / compressão paralela = 0,25
4) CARACTERIZAÇÃO COMPLETA DA RIGIDEZ DA MADEIRA: ensaios
padronizados referidos à condição-padrão de umidade (h=12%) de:
a) módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras
b) módulo de elasticidade na compressão normal às fibras
Admite-se que: Ecompressão paralela = E tração paralela
5) CARACTERIZAÇÃO SIMPLIFICADA DA RIGIDEZ DA MADEIRA:
ensaios padronizados referidos à condição-padrão de umidade (h=12%)
de: a) módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras
Admite-se que: Ecompressão normal = Ecompressão paralela /20
41
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AXIAL EM PEÇAS CURTAS
 NBR 7190/97: CORPOS DE PROVA DE 5x5x15 cm 3
 MEDE-SE A TENSÃO DE RUPTURA
SECA AO AR CORRIGIDA P/ A UMIDADE PADRÃO DE 12% (classe 1)
 A RUPTURA OCORRE POR:
Flambagem individual das fibras e/ou grupos de fibras seguindo
um plano de ruptura entre 50 e 65o.
EFEITO DA UMIDADE NA COMPRESSÃO AXIAL
FÓRMULA DE CORREÇÃO (NBR 7190/97) DE VALORES OBTIDOS
SECA AO AR (10<h%<20; p/ h%>20 a resistência varia muito pouco)
PARA 12%
σ
12
= σ
h
 3( h− 12 ) 
 1 + 100 


42
EFEITO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE NA COMPRESSÃO AXIAL
EFEITO DOS DEFEITOS NA COMPRESSÃO AXIAL
COEFICIENTES DE REDUÇÃO OU DE MODIFICAÇÃO DA RESISTÊNCIA
MECÂNICA DEVIDO AOS DEFEITOS (QUALIDADE DA MADEIRA)
 DESVIO DE FIBRAS OU O CARREGAMENTO OBLIQUO
Resistência (%)
Angulo das fibras em relação à direção de aplicação da carga
 NÓS E FENDAS: TAMANHOS E DA DISTRIBUIÇÃO NA PEÇA
43
O QUE FAZER ?
1) Seguir a norma NBR7190/97 ou
2) Testar com corpos de prova maiores fora de série portadores
de defeitos: nós, desvios de fibras, fendas, etc.
ELASTICIDADE (RIGIDEZ) NA COMPRESSÃO AXIAL
MATERIAL ELÁSTICO PARA TENSÕES QUE NÃO ULTRAPASSAM OS
3/4 DA SUA TENSÃO LIMITE DA RESISTÊNCIA
 MÓDULO DE YOUNG OU DE ELASTICIDADE (RIGIDEZ)
Ec0 (Eaxial) = (σ50% - σ10%) / (ε50% - ε10%)
(GPa)
44
EFEITO DA UMIDADE NA RIGIDEZ
FÓRMULA DE CORREÇÃO (NBR 7190/97) DE VALORES OBTIDOS
SECA AO AR (10<h%<25; p/ h%>25 a rigidez varia muito pouco) PARA
12%
 2( h− 12 ) 
E12 = Eh  1 +
100 

OBSERVAÇÕES
E - sentido das fibras
E – densidade
E – nós
45
RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS
 NBR 7190/97: CORPOS DE PROVA DE 5x5x10 cm 3
 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO NORMAL ÀS FIBRAS: valor
convencional determinado pela deformação específica residual de 2‰
 COMPRESSÃO PARALELA VS COMPRESSÃO NORMAL
Umidade %
> 25
Resistência à compressão paralela às fibras MPa 24,1
Resistência à compressão normal às fibras MPa 4,14
12
49,6
6,90
46
 MÓDULO DE ELASTICIDADE NA COMPRESSÃO NORMAL (RIGIDEZ):
Ec90 (Etransversal) = (σ50% - σ10%) / (ε50% - ε10%)
(GPa)
Eaxial = 7-14 GPa; Etransversal = 0,5-1 GPa
 Para a NBR7190/97, é considerado que: Etransversal = Eaxial /20
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO AXIAL
47
 MÓDULO DE ELASTICIDADE NA TRAÇÃO AXIAL (RIGIDEZ):
Et0 = (σ50% - σ10%) / (ε50% - ε10%)
(GPa)
 COMPRESSÃO AXIAL VS TRAÇÃO AXIAL
A TENSÃO DE RUPTURA EM TRAÇÃO PODE VALER ATÉ TRÊS VEZES
A TENSÃO DE RUPTURA EM COMPRESSÃO
TRAÇÃO AXIAL  as fibras resistem
COMPRESSÃO AXIAL  “afastamento das fibras” que rompem
por flambagem individual destas ou grupos destas
48
Tensão
Deformação
 Para a NBR7190/97, pode ser considerado que:
Etração axial = Ecompressão axial
 A FAVOR DA SEGURANÇA, A NORMA (NBR 7190/97) RECOMENDA O
USO DA TENSÃO LIMITE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NA FLEXÃO
ESTÁTICA COMO TENSÃO LIMITE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO PURA
DAS MADEIRAS.
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE
P/ UMA MADEIRA DADA SEM DEFEITOS:
Tração paralela = 100 MPa
Compressão paralela = 50 MPa
Tração perpendicular = 2 MPa
Compressão perpendicular = 10 MPa
APESAR DO FATO QUE A RESISTÊNCIA DA MADEIRA SEM DEFEITOS
SEJA MAIOR EM TRAÇÃO DO QUE EM COMPRESSÃO, O INVERSO SE
PRODUZ NA MADEIRA COM DEFEITOS

ISTO POR QUE A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO É MUITO MAIS SENSÍVEL
AOS NÓS, DESVIOS DE FIBRAS, FENDAS DO QUE A RESISTÊNCIA À
COMPRESSÃO

É A “TEORIA DO ELO MAIS FRACO” PARA MATERIAIS FRÁGEIS QUE
DIZ O SEGUINTE: “QUANDO UMA CADEIA É SUBMETIDA À UM
ESFORÇO DE TRAÇÃO, ELA SERÁ TÃO RESISTENTE QUANTO SEU
ELO O MAIS FRACO”.
49
RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS
 RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS É FUNÇÃO:
- da composição química do aglomerante das fibras
- da disposição relativa dos elementos celulares
Umidade %
Resistência à tração paralela às fibras MPa
Resistência à tração normal às fibras MPa
> 25
131
2,69
12
138
2,90
 MEDIDA DA “ADERÊNCIA” ENTRE AS FIBRAS
 EVITAR ESFORÇOS DESSE TIPO NAS PEÇAS EM SERVIÇO

NBR 7190/97: PARA EFEITO DE PROJETO ESTRUTURAL, CONSIDERASE COMO NULA A RESISTÊNCIA À TRAÇÃO NORMAL ÀS FIBRAS DAS
PEÇAS DE MADEIRA
 É UM ÍNDICE DE QUALIDADE DO MATERIAL: para estudos
comparativos entre diferentes espécies de madeira
50
RESISTÊNCIA À FLEXÃO ESTÁTICA
 NBR 7190/97: CORPOS DE PROVA DE 5x5x115 cm 3
 LIMITE DE RESISTÊNCIA À FLEXÃO para uma seção retangular de
altura h e largura b de materiais perfeitamente elásticos, isotropos e
homogéneos (e pequenas deformações no caso da madeira):
σf = 3PL/2bh2
MAS A MADEIRA É UM MATERIAL ANISOTRÓPICO
MAS, A RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO PODE SER ATÉ 3 VEZES
INFERIOR À RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
⇓
 PARA MADEIRAS: AJUSTE
σf = 3PL/2bhn
n: índice de forma = 10/6
 NORMAS TÉCNICAS BRASILEIRAS: USAR FÓRMULA CLÁSSICA
 A FAVOR DA SEGURANÇA
RESISTÊNCIA À FLEXÃO EM FUNÇÃO DA UMIDADE
 Mesma forma que a resistência a compressão paralela as fibras
51
MASSA ESPECÍFICA E DEFEITOS - RESISTÊNCIA À FLEXÃO
MÓDULO DE ELASTICIDADE À FLEXÃO
 MÓDULO DE ELASTICIDADE (RIGIDEZ) NA FLEXÃO ESTÁTICA
Eflexão = [(F50% - F10%) / (V50% - V10%)] . [L3/2bh3] (GPa)
Para a NBR7190/97, pode ser considerado que:
Eflexão = 0,85Ecomp. axial (resinosas)
Eflexão = 0,90Ecomp. axial (folhosas)
52
RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO
ESFORÇOS QUE PROVOCAM O DESLIZAMENTO DE UM PLANO
SOBRE O OUTRO

MADEIRA É MAL ORGANIZADA PARA RESISTIR À ESTE TIPO DE
SOLICITAÇÃO
CISALHAMENTO LONGITUDINAL
(PARALELO)
CISALHAMENTO NORMAL
53
RESISTÊNCIA A CARGAS DE GRANDE DURAÇÃO
INFLUÊNCIA DA DURAÇÃO SOBRE A RESISTÊNCIA

A RESISTÊNCIA DA MADEIRA DECRESCE COM O LOGARITMO DO
TEMPO QUANDO UMA CARGA É APLICADA
 É O FENÓMENO DE RUPTURA RETARDADA
Tensão aplicada
f (resistência de ensaio estático)
0,8f
0,72f
0,65f
0,64f
0,62f
Tempo de ruptura retardada
5 minutos
7 dias
15 dias
30 dias
45 dias
10 anos
SE CONSIDERA QUE PARA UMA CARGA DE 0,62f, UMA VIGA RESISTE
INDEFINIDAMENTE:
É A RESISTÊNCIA PERMANENTE DA MADEIRA
54
FLUÊNCIA DA MADEIRA
SOB A AÇÃO DE CARGAS DE ATUAÇÃO DEMORADA, A MADEIRA
SOFRE DEFORMAÇÃO LENTA:
É O FENÓMENO DE FLUÊNCIA OU FADIGA ESTÁTICA
 Atribuída às alterações na estrutura íntima do material carregado e
ao gradual deslizamento dos elementos celulares uns em relação aos
outros (devido aos movimentos da água contida nas fibras)
CASO 2:
CARGAS < RESISTÊNCIA PERMANENTE DA MADEIRA:
Deformação elástica imediata + deformação de fluência que se
estabiliza:
δtot = δel + δc ≅ δel(1 + ϕ)
ϕ: coeficiente de fluência (cresce com o valor da tensão aplicada)
CASO 1:
CARGAS > RESISTÊNCIA PERMANENTE DA MADEIRA:
Deformações crescem uniformemente com incremento acentuado até
próximo à ruptura.

A RUPTURA PODE OCORRER SOB TENSÕES INFERIORES À TENSÃO
LIMITE DE RESISTÊNCIA DETERMINADA NOS ENSAIOS COM CARGAS
ESTÁTICAS DE CURTA DURAÇÃO
55
 Para a maioria das espécies lenhosas, o limite de fluência coincida
com a resistência permanente da madeira: em volta de 60 % da
resistência obtida nos ensaios de curta duração:
 PEÇAS DE ESTRUTURA DEVERÃO SER DIMENSIONADAS PARA
TRABALHAR NO REGIME DE DEFORMAÇÕES ELÁSTICAS DO
MATERIAL
COM
TENSÕES
INFERIORES
AO
LIMITE
DE
PROPORCIONALIDADE A FIM DE FICAREM “PRESERVADAS” DA
RUPTURA POR FLUÊNCIA.
 PREVISÃO DA DEFORMAÇÃO:
δtotal = δelástica(1 + ϕ)
NBR 7190/97: coeficiente de fluência ϕ = f(classe de umidade)
Lembrando:
56
CLASSES DE RESISTÊNCIA
INTRODUZIDAS PELA NBR 7190/1997 COM O OBJETIVO DE
INCENTIVAR O EMPREGO DE MADEIRAS COM PROPRIEDADES
PADRONIZADAS, ORIENTANDO A ESCOLHA DAS ESPÉCIES A INDICAR
PARA A ELABORAÇÃO DOS PROJETOS ESTRUTURAIS
CONÍFERAS/RESINOSAS
Classes
C20
C25
C30
Valores da condição de referência h=12%
f c 0,k (MPa) f v 0,k (MPa)
E c 0,m (MPa)
ρ bás (kg/m³)
20
25
30
4
5
6
3.500
8.500
14.500
400
450
500
ρ 12 (kg/m³)
500
550
600
DICOTILEDÔNEAS/FOLHOSAS
Classes
C20
C30
C40
C60
Valores da condição de referência h=12%
f c 0,k (MPa) f v 0,k (MPa)
E c 0,m (MPa)
ρ bás (kg/m³)
20
30
40
60
4
5
6
8
9.500
14.500
19.500
24.500
500
650
750
800
ρ 12 (kg/m³)
650
800
950
1000
. f c 0,k : valor característico da resistência à compressão paralela às fibras
. f v 0,k : valor característico da resistência ao cisalhamento paralelo às fibras
. E c 0,m : valor médio do módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras
. ρ bás : densidade básica (M0/Vsat)
. ρ 12 : densidade aparente à umidade de referência de 12% (M 12/V12)
 O VALOR CARACTERÍSTICO USADO É O VALOR CARACTERÍSTICO
INFERIOR, MENOR QUE O VALOR MÉDIO, E É O VALOR QUE TEM
APENAS 5% DE PROBABILIDADE DE SER ULTRAPASSADO NO
SENTIDO DESFAVORÁVEL EM UM DADO LOTE DE MATERIAL.
57
RESISTÊNCIA DE CÁLCULO (NBR 7190/1997)
R
k
VALORES DE CÁLCULO: R d = k mod,i ⋅ γ
w
γ w = coeficiente de minoração das propriedades da madeira
k mod,i = coeficientes de modificação, considerando influências não
cobertas por γ w .
Exemplos de valores de γ w :
Compressão paralela, γ w = 1,4.
Tração paralela, γ w = 1,8.
Cisalhamento paralelo, γ w = 1,8.
VALORES DE COEFICIENTES DE MODIFICAÇÃO k mod,i
k mod,i = k mod,1 ⋅ k mod, 2 ⋅ k mod,3
. Valores de k mod,1
CONSIDERA A CLASSE DE CARREGAMENTO E O TIPO DE MATERIAL
EMPREGADO NA CONSTRUÇÃO DA ESTRUTURA
Classe de
carregamento
Permanente
Longa duração
Média duração
Curta duração
Instantânea
Tipos de material
Madeira serrada, madeira laminada
colada, madeira compensada
0,60
0,70
0,80
0,90
1,10
Madeira
recomposta
0,30
0,45
0,65
0,90
1,10
58
. Valores de k mod,2
CONSIDERA A CLASSE DE UMIDADE E O TIPO DE MATERIAL
EMPREGADO
Classe de
umidade
(1) e (2)
(3) e (4)
Tipos de material
Madeira serrada, madeira laminada colada,
madeira compensada
1,0
0,8
Madeira
recomposta
1,0
0,9
Lembrando:
. Valores de k mod,3
CONSIDERA A CLASSE DE QUALIDADE DA MADEIRA
(PRIMEIRA OU DE SEGUNDA CATEGORIA)
Classe
Coníferas/Resinosas
Dicotiledôneas/Folhosas
Primeira categoria
0,8
1,0
Segunda categoria
0,8
0,8
Exemplo: Madeira C30
Rk = 30 MPa (resistência à compressão paralela às fibras)
- γ w = 1,4
- carregamento permanente: 0,6 ( k mod,1 )
- classe de umidade 3: 0,8 ( k mod, 2 )
- segunda categoria: 0,8 ( k mod,3 )
Rd Compressão paralela = 0,6*0,8*0,8*30/1,4 = 8,22 MPa
59
RESISTÊNCIA À FLEXÃO DINÂMICA (OU RESISTÊNCIA AO
IMPACTO NA FLEXÃO)
RESISTÊNCIA À FLEXÃO DINÂMICA OU TENACIDADE É A
CAPACIDADE DO MATERIAL EM RESISTIR OU ABSORVER ESFORÇOS
DINÂMICOS OU CHOQUES.
 NBR 7190/97: CORPOS DE PROVA DE 2x2x30 cm 3
 MEDIDA: PÊNDULO DE CHARPY
O COEFICIENTE DE TENACIDADE será:
K= W
com W = (H - h)Q (Q: peso do martelo)
10/6
bh
H é a altura inicial e h a altura final do martelo
 COTA DINÂMICA DE TENACIDADE: K/D2
 Permite a seleção de madeiras destinadas à construções móveis
e/ou submetidas a choques
Categorias
Madeiras frágeis
Madeiras
medianamente
tenazes
Madeiras tenazes
K/D2
< 0,8
0,8 1,2
Utilização
Madeiras inadequadas ao emprego em construções móveis
Madeiras p/ peças submetidas a choques e vibrações:
vagões, carrocerias, transversinas, caixas, etc.
> 1,2
Madeiras aptas p/ as utilizações citadas acima e ainda com
capacidade p/ suportar grandes solicitações dinâmicas:
construção aeronáutica, esquis, pás de ventilador, etc.
 A TENACIDADE DAS MADEIRAS É:
- proporcional à seção das peças e é quase independente do vão das
mesmas;
- praticamente independente da umidade;
- máxima, quando o esforço é aplicado na direção radial
- mínima quando o esforço é aplicado na direção tangencial
60
RESISTÊNCIA AO FENDILHAMENTO
MEDIDA DO DESLOCAMENTO AO LONGO DAS FIBRAS PROVOCADO
POR UM ESFORÇO DE TRAÇÃO NORMAL E EXERCIDO
EXCENTRICAMENTE EM RELAÇÃO À SECÃO CONSIDERADA
 Caracterização da FISSIBILIDADE das diferentes espécies para uso
em seções compostas ou ligações pregadas (estudo comparativo
entre espécies de madeira)

PARA ESTRUTURAS DE MADEIRAS, ESSE TIPO DE SOLICITAÇÃO
DEVE SER EVITADO
 SEU EFEITO PODE SER ATENUADO COM:
- Furação prévia ou despontamento dos pregos nas ligações pregadas
- Emprego de conetores, cavilhas e blindagens
RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO E AO DESGASTE:
DUREZA SUPERFICIAL
A DUREZA MEDE A RESISTÊNCIA DE UM MATERIAL À PENETRAÇÃO,
EM SUA SUPERFÍCIE, AO RISCO E AO DESGASTE
61
 MÉTODO JANKA: NÚMERO DE DUREZA
OBSERVAÇÕES SOBRE A DUREZA
 PERMITE UMA CLASSIFICAÇÃO COMERCIAL DAS MADEIRAS
 É RELACIONADA COM ÀS DEMAIS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS
DO MATERIAL POR MEIO DE FÓRMULAS DE CORRELAÇÃO
 RESISTÊNCIA AO DESGASTE E USURA
 EMPREGO EM PAVIMENTAÇÃO: TACOS OU PARQUES

AFEIÇOAMENTO: CARACTERIZAR A TRABALHABILIDADE
ADEQUAR FERRAMENTAS E MÁQUINAS DE CORTE

MADEIRAS MAIS DURAS OPÕEM MAIS
ARRANCAMENTO DE PREGOS E CRAVOS
RESISTÊNCIA
E
AO
RESISTÊNCIA À CARGAS ALTERNADAS
 LIMITE DE RESISTÊNCIA À FADIGA: carga máxima que pode
suportar, sem romper, uma peça submetida a alternância de tração e
compressão
 ENSAIOS DE FLEXÃO COM TENSÕES REPETIDAS EM MADEIRAS:

SE A TENSÃO MÁXIMA APLICADA É INFERIOR AO LIMITE DE
PROPOCIONALIDADE, A REPETIÇÃO DE CARGAS NÃO REDUZ A
RESISTÊNCIA
ENTÃO, O EFEITO DA FADIGA NÃO PRECISA, EM GERAL, SER
CONSIDERADO NOS CÁLCULOS DE DIMENSIONAMENTO
62
COTAS DE QUALIDADE
As RELAÇÕES entre as principais PROPRIEDADES MECÂNICAS da
madeira e sua MASSA ESPECÍFICA APARENTE é quase constante em
torno de um valor médio para cada espécie lenhosa

COTAS DE QUALIDADE
 SÃO ÍNDICES DE QUALIFICAÇÃO DO MATERIAL
 PERMITEM ELIMINAR AS VARIAÇÕES DEVIDAS ÀS DIFERENÇAS DE
MASSA ESPECÍFICA APARENTE.
 COTA ESTÁTICA DE FLEXÃO
ÍNDICE INDICANDO A APTIDÃO DAS ESPÉCIES P/ VIGAMENTO
σf12 / 100D12
Entre 20 e 25: madeira é apta para vigamento
Entre 15 e 20: madeira é pouco apta para vigamento
Entre 10 e 15: madeira é inapta para vigamento
 COTA DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
(R12) / (100 x D212)
- 18 à 20 resinosas leves
- 15 à 17 resinosas densas e folhosas leves
- 9 à 14 folhosas densas.
 COTA DE ADERÊNCIA
Tpp12/100D12
(Tpp12: Resistência à tração normal)
0,15 - 0,30 → pouco aderente
0,30 - 0,45 → aderência média
0,45 - 0,60 → muito aderente
 COTA DE FENDILHAMENTO
F12/100D12
0,1 - 0,2 → baixa resistência
0,2 - 0,3 → resistência média
0,3 - 0,4 → boa resistência
 COTA DE CISALHAMENTO
CS12/100D12
63
DEFEITOS DAS MADEIRAS
SÃO ANOMALIAS QUE ALTERAM O DESEMPENHO E AS PROPRIEDADES
FÍSICO-MECÂNICAS
NAS ESPECIFICAÇÕES DE QUALIDADE DAS MADEIRAS É NECESSÁRIA
UMA NORMALIZAÇÃO DOS DEFEITOS EM TERMOS DE IDENTIFICAÇÃO,
LOCALIZAÇÃO, GRUPAMENTO E DIMENSIONAMENTO.
CLASSIFICADOS CONFORME AS CAUSAS DE SUA OCORRÊNCIA
- DEFEITOS DE CRESCIMENTO
- DEFEITOS DE SECAGEM
- DEFEITOS DE PRODUÇÃO
- DEFEITOS DE ALTERAÇÃO
DEFEITOS DE CRESCIMENTO
NÓS
RESULTANTE DE GALHOS DA ÁRVORE PRIMITIVA, VIVOS OU MORTOS,
QUE FORAM ENVOLVIDOS POR NOVAS E SUCESSIVAS CAMADAS DE
CRESCIMENTO DO LENHO
64
NÓS VIVOS
NÓS MORTOS
 A INFLUÊNCIA DOS NÓS NO DESEMPENHO DAS PEÇAS DEPENDE DO
TIPO, FORMA, DIMENSÕES E NÚMERO (% DA SEÇÃO OCUPADA); DA
SUA LOCALIZAÇÃO NA PEÇA; DO TIPO DE SOLICITAÇÃO (NORMA)
 COMPRESSÃO:  em até 30 % (dependendo da posição)
 TRAÇÃO:  em até 75% (dependendo da posição)
 FLEXÃO ESTÁTICA: evitar a zona tracionada
DESVIOS DE VEIO E FIBRAS TORCIDAS
OS DESVIOS DE VEIO E FIBRAS TORCIDAS PREJUDICAM A
RESISTÊNCIA DAS PEÇAS ACENTUANDO A ANISOTROPIA E SÃO
RESPONSÁVEIS PELOS EMPENOS EM FORMA DE ARCO OU HÉLICE
65
Inclinação das
fibras
17o
12o
10o
8o
6,6o
5,5o
5o
0o
% resistência: flexão ou
tração paralela
40
53
61
69
76
85
100
100
% resistência:
compressão paralela
56
66
74
82
100
100
100
100
MEDIDA
VENTOS(AS) OU GRETAS
DESLOCAMENTOS, SEPARAÇÕES COM DISCONTINUIDADE ENTRE
FIBRAS OU ENTRE ANÉIS DE CRESCIMENTO
1: greta parcial
2: greta completa
 GRANDE INFLUÊNCIA NO CISALHAMENTO PARALELO ÀS FIBRAS
 REDUÇÃO DA SEÇÃO RESISTENTE
66
DEFEITOS DE SECAGEM
DEVIDOS À RETRATILIDADE DA MADEIRA DURANTE A SECAGEM
 EMPENAMENTOS: qualquer desvio na forma geométrica inicial de uma
peça de madeira  DEVIDOS À ANISOTROPIA DA RETRATILIDADE
ENCURVAMENTO
ENCANOAMENTO
ARQUEAMENTO
67
TORCIMENTO
 RACHAS: grandes aberturas no topo das toras ou peças
 FENDILHADOS: pequenas aberturas ao longo ou no topo das toras ou
peças
68
 FENDAS: pequenas aberturas radiais no topo das toras ou peças
→ TRAÇÃO E COMPRESSÃO AXIAL, FLEXÃO: se fora da zona crítica,
pouco ou nenhum efeito.
Mas atenção à questão estética, ou para prevenir a penetração de
umidade e subsequente apodrecimento.
→ CISALHAMENTO: redução da seção resistente
 Depende da sua posição em relação ao plano neutro
DEFEITOS DE PRODUÇÃO
ABATE E DERRUBADA DAS ÁRVORES
FRATURAS, RACHADURAS, FENDAS, MACHUCADEIRAS.
 DESDOBRO E SERRAGEM DAS PEÇAS
CANTOS ESMAGADOS, FIBRAS CORTADAS.
DEFEITOS DE ALTERAÇÃO
ATAQUE DE PREDADORES (FUNGOS, INSETOS), AÇÃO DA LUZ E CHUVA
 TRATAMENTOS DE PREVENÇÃO E PRESERVAÇÃO:
- INSPEÇÃO REGULAR DAS PEÇAS - substituição se necessário
- VENTILAÇÃO ADEQUADA (baixar a umidade)
- PRODUTOS PRESERVADORES (impregnação, pintura)
- MADEIRAS COM ALTA DURABILIDADE NATURAL (extrativos)
69
CLASSIFICAÇÃO DE PEÇAS ESTRUTURAIS DE MADEIRA
CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO A QUALIDADE
CLASSIFICAÇÃO SEGUNDO O MÉTODO VISUAL
Exemplos (mais detalhes na norma NBR 7190/97):
Defeito
PRIMEIRA
SEGUNDA
TERCEIRA
CATEGORIA
CATEGORIA
CATEGORIA
0
0
Inclinação máxima das
8 (1:7)
12 (1:5)
180 (1:3)
fibras
% máxima da área da
25%
33%
50%
seção transversal ocupada
pelo nó
Comprimento máximo das
2 vezes a
3 vezes a
sem limitações
rachas
largura da peça largura da peça
Comprimento máximo das 1 vez a largura
1,5 vez a
1/6 do
fendas
da peça
largura da peça comprimento da
peça
Encurvamento máximo*
17 mm
22 mm
32 mm
(ex.: p/ uma peça de 2,5 m
de comp.)
Encanoamento máximo
10 mm
15 mm
30 mm
(ex.: p/ uma peça de 300
mm de larg.)
Arqueamento máximo (ex.:
6 mm
8 mm
12 mm
p/ uma peça de 3 m de
comp. e 200 mm de larg.)
Torcimento máximo (ex.: p/
25 mm
33 mm
50 mm
uma peça de 3 m de comp.
e 200 mm de larg.)
*peças com espessura máxima de 38 mm
CLASSIFICAÇÃO MECÂNICA
Realização dos ensaios de caracterização mecânica (compressão,
cisalhamento e modulo) e físicos (densidade básica e aparente)
permitindo a classificação conforme as classes de resistência C20, C25
ou C30 para as resinosas/coníferas e C20, C30, C40 ou C60 para as
folhosas/dicotiledôneas.
70
DEFINIÇÃO DO COEFICIENTE DE MODIFICAÇÃO: k mod,3
Classe
Coníferas/Resinosas
Dicotiledôneas/Folhosas
Primeira categoria,
0,8
1,0
Segunda categoria
0,8
0,8
OBSERVAÇÕES IMPORTANTES (NBR 7190/97)
- Madeira de terceira categoria não pode ser usada em estruturas
- DICOTILEDÔNEAS/FOLHOSAS:
Madeira de primeira categoria: usar método visual normalizado +
classificação mecânica (garante a homogeneidade da rigidez das peças)
NÃO É PERMITIDO CLASSIFICAR COMO DE PRIMEIRA CATEGORIA AS
PEÇAS DE MADEIRA SUBMETIDAS APENAS PELO MÉTODO VISUAL DE
CLASSIFICAÇÃO
- RESINOSAS/CONÍFERAS: em quaisquer casos, k mod,3 = 0,8.
DEVIDO AO FATO DE QUE É ALTAMENTE SIGNIFICATIVO O RISCO DA
PRESENÇA DE NÓS NO INTERIOR DAS PEÇAS ESTRUTURAIS, NÃO
DETECTÁVEIS APENAS PELA INSPEÇÃO VISUAL
- SOMENTE P/ RESINOSAS/CONÍFERAS: DENSIDADE
DESCARTAR AS PEÇAS DE DENSIDADE DE ANÉIS DE CRESCIMENTO
EXCESSIVAMENTE BAIXA, MESMO QUE ESTAS SEJAM ISENTAS DE
DEFEITOS.

PEÇAS DE MADEIRA COM MENOS DE 15% DE MADEIRA DE INVERNO
(LENHO TARDIO) MEDIDOS EM 25 MM DE UMA LINHA RADIAL
REPRESENTATIVA.
71
BENEFICIAMENTO DAS MADEIRAS
ATENUAR OS EFEITOS DAS CARACTERÍSTICAS NEGATIVAS DAS
MADEIRAS
- ALTERAÇÕES EM SUA UMIDADE: degradação de suas propriedades e
surgimento de tensões internas
- ATAQUE DE PRAGAS: diminuição de sua durabilidade
- HETEROGENEIDADE E ANISOTROPIA
- LIMITAÇÕES DAS DIMENSÕES EM PEÇAS DE MADEIRA NATURAL
SECAGEM
OBTENÇÃO DE UM GRAU DE UMIDADE NAS PEÇAS DE MADEIRA
COMPATÍVEL COM O AMBIENTE DE EMPREGO
- Diminuição do peso (bom para o transporte)
- Melhora a estabilidade dimensional e a resistência mecânica
- Aumento da resistência aos agentes de deterioração
- Facilita os processos de preservação e tratamentos ulteriores
 SECAGEM NATURAL: depende de São Pedro !
 SECAGEM ARTIFICIAL: aumento progressivo da temperatura
acompanhado da diminuição progressiva do grau de umidade: maior
controle de qualidade das peças
Exemplo de disposição das tábuas de madeira na estufa
Estufa clássica
Estufa que se desloca
72
 O IPT CLASSIFICA AS ESPÉCIES LENHOSAS EM 3 CLASSES EM
FUNÇÃO DA FACILIDADE DE SECAGEM:
Classe A: madeiras de secagem fácil (Ex.: cedro, guarapuvu, caixeta)
Classe B: madeiras de média dificuldade de secagem (Ex.: peroba-rosa,
araucária, cabriúva, ipê, pau-marfim, freijó, açoita-cavalo, jequitibá)
Classe C: madeiras de secagem difícil (Ex.: imbuía, canelas, amendoim,
caviúna, aroeiras, taiuiá e eucaliptos)
 OBSERVAÇÃO: VELOCIDADE DE SECAGEM
CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA E DA PEÇA:
É
FUNÇÃO
DAS
- Velocidade de secagem será maior no sentido axial às fibras.
- Densidade alta: menor velocidade de secagem.
- Espessura da peça maior: menor deverá ser a velocidade de secagem.
PRESERVAÇÃO DAS MADEIRAS
DURABILIDADE NATURAL

Depende da própria natureza do material e dos fatores externos
CLASSIFICAÇÃO DAS MADEIRAS EM FUNÇÃO DA DURABILIDADE
NATURAL DA MADEIRA (QUANDO EM CONTATO COM O SOLO)
- Muito pouco duráveis (até 2 anos)
- Pouco duráveis (até 6 anos)
- Mediamente duráveis (até 10 anos)
- Muito duráveis (mais de 10 anos)
 ATENÇÃO: O ALBURNO DE QUALQUER TIPO DE MADEIRA SERÁ
SEMPRE CLASSIFICADO COMO MUITO POUCO DURÁVEL
 A BAIXA DURABILIDADE NATURAL DE ALGUMAS ESPÉCIES PODE
SER COMPENSADA POR UM TRATAMENTO PRESERVATIVO
TRATAMENTOS DE PRESERVAÇÃO ↑ a vida útil entre 3 e 6 vezes ?
73
DETERIORAÇÃO
FUNGOS SE ALIMENTAM DE CELULOSE
 PREVENÇÃO DO ATAQUE DE FUNGOS
o
- Eliminar: oxigênio atmosférico, ≅ 20 C, umidade > 20 %.
- Desdobro em época apropriada
- Secagem adequada (evitar as fendas)
- Tratamento com fungicidas
BACTÉRIAS
INSETOS
- LARVAS DE CARUNCHO E DE
COLEÓPTERO (BESOURO)
- CUPINS
CRUSTÁCEOS E MOLUSCOS (FURADORES MARINHOS)
 SE ALIMENTAM DE CELULOSE EM MADEIRAS IMERSAS
LUZ SOLAR (UV)
 ESPESSURA DETERIORADA DE 1 mm EM 20 ANOS
74
CATEGORIAS DE RISCO
 MADEIRA PROTEGIDA DAS INTEMPÉRIES E DA UMIDADE E NÃO
SUJEITA À REUMIDIFICAÇÃO
SECA EM PERMANÊNCIA (h < 18%) – Classe de umidade 1 a 3 com
duração permanente:
RISCO DE ATAQUE POR INSETOS
Ex.: pisos, moveis, partes estruturais em ambiente interno
 MADEIRA PROTEGIDA DAS INTEMPÉRIES, SEM CONTATO COM O
SOLO, MAS SUJEITA À REUMIDIFICAÇÃO OCASIONAL
OCASIONALMENTE ÚMIDA (DE VEZ EM QUANDO COM H > 18%) –
Classe de umidade 1 a 3 sujeita à reumidificação de curta duração:
RISCO DE ATAQUE POR INSETOS E FUNGOS
Ex.: elementos internos da estrutura do telhado, banheiros
 MADEIRA EXPOSTA AS INTEMPÉRIES, SEM CONTATO COM O SOLO
FREQÜENTEMENTE ÚMIDA (FREQÜENTEMENTE COM H > 18%) –
Classe de umidade 4 sujeitas à reumidificação de longa duração:
RISCO DE ATAQUE POR INSETOS E FUNGOS
Ex.: janelas, portas, revestimentos externos
 MADEIRA EM CONTATO COM O SOLO OU ÁGUA NÃO SALGADA
ÚMIDA EM PERMANÊNCIA (SEMPRE COM H > 18%)
RISCO DE ATAQUE POR INSETOS E FUNGOS
Ex.: partes da estrutura em contato com o solo, cercas
 MADEIRA EM CONTATO COM A ÁGUA SALGADA
ÚMIDA EM PERMANÊNCIA
RISCO DE ATAQUE POR INSETOS, FUNGOS, CRUSTÁCEOS E
MOLUSCOS
Ex.: trapiches, cercas.
75
CLASSES DE DURAÇÃO:
AGENTES DE DETERIORAÇÃO EM FUNÇÃO DAS SITUAÇÕES DE RISCO
DE DETERIORAÇÃO DA MADEIRA:
LEMBRE-SE
1)
A CLASSE DE DURABILIDADE DEPENDE SOMENTE DO TIPO DE
MADEIRA USADA E NUNCA DA SUA UTILIZAÇÃO
2)
A CLASSE DE RISCO DEPENDE SOMENTE DA UTILIZAÇÃO DA
MADEIRA E NUNCA DA MADEIRA USADA.
76
PRINCIPIAIS PROCESSOS DE PRESERVAÇÃO
CLASSIFICADOS SEGUNDO A PROFUNDIDADE DA IMPREGNAÇÃO
TRATAMENTO PRÉVIO
 REMOÇÃO DAS CASCAS E CORTIÇAS: melhora a permeabilidade aos
impregnantes e remove o veículo preferencial dos insetos
 DESSEIVAGEM (Ex.: flutuação em rios)
 EXECUÇÃO DE RESSERRAGEM, FURACÕES E ENTALHES
 SECAGEM A UM TEOR ADEQUADO DE UMIDADE: facilita e
impregnação, evita a formação de fendas e esteriliza (estufa)
PROCESSOS DE IMPREGNAÇÃO SUPERFICIAL
PINTURAS SUPERFICIAIS (PINCELAMENTO), ASPERSÃO,
PULVERIZAÇÃO OU IMERSÃO NO IMUNIZANTE

AMBIENTES COBERTOS, PROTEGIDOS E SUJEITOS A FRACAS
VARIAÇÕES HIGROMÉTRICAS (CLASSES DE RISCO  E )
77
PROCESSOS DE IMPREGNAÇÃO SOB PRESSÃO REDUZIDA
TRATAMENTOS SUPERFICIAIS REFORÇADOS QUE APROVEITAM AS
PRESSÕES NATURAIS
ATMOSFÉRICA, HIDRÁULICA, CAPILAR E OSMÓTICA.
PROCESSO DE DOIS BANHOS OU DE BANHO QUENTE E FRIO
Processo adequado para as classes de risco  e 
PROCESSO DE SUBSTITUIÇÃO DA SEIVA
Processo adequado para as classes de risco  e 
PROCESSO DE IMPREGNAÇÃO POR OSMOSE (MADEIRA VERDE)
Processo adequado para as classes de risco  e 
PROCESSO DUPLO-VÁCUO
Processo adequado para as classes de risco ,  e 
78
PROCESSOS DE IMPREGNAÇÃO EM AUTOCLAVE
PROCESSOS MAIS EFICIENTES: IMPREGNAÇÃO EM PROFUNDIDADE DE
PEÇAS DE MADEIRA EM CONTATO PERMANENTE OU
OCASIONALMENTE COM A UMIDADE
Classes de risco , , ,  e 
 No entanto, isso é possível se a IMPREGNABILIDADE DA MADEIRA é
classe 1 ou até 2:
Classe de
impregnabilidade
1: Impregnável
2: Medianamente
impregnável
3: Pouco
impregnável
4: Não impregnável
Descrição
Fácil de tratar: a madeira serrada pode ser penetrada
totalmente com um tratamento sob pressão sem
dificuldades
Bastante fácil de tratar: penetração completa difícil, mas
após 2-3 horas de tratamento, é possível atingir 6 mm
Difícil de tratar: 3-4 horas de tratamento sob pressão não
podem levar a uma penetração de 3-6 mm
Virtualmente impossível de tratar: mesmo após 3-4 horas
de tratamento, pouca quantidade de produto foi
absorvida
79
PRINCIPAIS PRODUTOS DE PRESERVAÇÃO
PRODUTOS TÓXICOS OU DE CONTATO (FUNGICIDAS, INSETICIDAS,
ANTI-MOLUSCOS), DILUÍDOS EM UM SOLVENTE
- Alta toxicidade aos organismos xilófagos (fungos, insetos)
- Alto grau de retenção nos tecidos lenhosos
- Alta difusibilidade através dos tecidos lenhosos
- Estáveis, incorrosíveis para metais e não degradar a própria
madeira
- Segurança para os operadores
SOLUÇÕES DE SAIS HIDROSOLÚVEIS:
CCB (cromo-cobre-boro)
CCA (cromo-cobre-arsênio)
ACA (amônia-cobre-arsênio)
Etc.
SOLUÇÕES DE SAIS SOLÚVEIS EM ÓLEO: à base de zinco e cobre
diluídos em óleo; à base pentaclorofenol diluído em óleo
CREOSOTO
AS CONCENTRAÇÕES USADAS SÃO FUNÇÃO DAS CONDIÇÕES DE
SERVIÇO E DA PERMEABILIDADE DA MADEIRA
80
CONTROLES TECNOLÓGICOS DA DETERIORAÇÃO E DA PRESERVAÇÃO
 DOSAGEM E CONCENTRAÇÃO MÍNIMA INIBIDORA
 ENSAIOS NORMALIZADOS DE PENETRAÇÃO E RETENÇÃO DE
IMPREGNANTES
 O QUE DIZ A NORMA NBR 7190/1997 ?
“EM VIRTUDE DA GRANDE VARIABILIDADE DA INCIDÊNCIA DE AGENTES
BIOLÓGICOS DE DETERIORAÇÃO DA MADEIRA, BEM COMO PELA
EXISTÊNCIA DE ESPÉCIES COM BOA DURABILIDADE NATURAL,
RECOMENDA-SE, NA FALTA DE OUTRAS INFORMAÇÕES, OS
SEGUINTES PROCEDIMENTOS MÍNIMOS DE PRESERVAÇÃO:
- FOLHOSAS/DICOTILEDÔNEAS: PINCELAMENTO
- RESINOSAS/CONÍFERAS: IMPREGNAÇÃO EM AUTOCLAVE”
OBS.: CUIDADO COM O ALBURNO DE FOLHOSAS/DICOTILEDÔNEAS
PROJETO
Definição do desempenho necessário (vida útil,
responsabilidade estrutural, entre outros)
Definição da Categoria de Uso
Escolha da espécie de madeira
sim
Durabilidade
não
natural
adequada?
 Tratamento preservativo
desnecessário 
sim
Madeira
suficientemente
impregnável?
(Tratabilidade)
não
Escolha do processo de tratamento e do produto
preservativo
No entanto: NÃO É RECOMENDADO USAR MADEIRA SEM
TRATAMENTOS
81
ESCOLHA DE UM TRATAMENTO
(madeira com impregnabilidade classe 1 ou 2)
EMPREGO DA
MADEIRA
 Assoalho (piso)
 Assoalho interno
EXPOSIÇÃO À
UMIDADE
Não (risco 1)
- Banheiros (risco 2)
- Outros (risco 1)
 Portas externas,
esquadrias
 Partes do telhado
internas
 Partes do telhado
externas
 Estrutura
Sim (risco 3)
 Revestimento
externo
 Cerca
Madeira abrigada
(risco 2)
Madeira não abrigada
(risco 3)
- Partes da estrutura
em contato com o
solo, sacadas (risco 4)
- Outros (risco 2)
Externa (risco 4)
Externa (risco 4, 5)
TRATAMENTO RECOMENDADO
Inseticida: pintura, aspersão ou imersão
Inseticida e fungicida: imersão ou duplovácuo
Inseticida: pintura, aspersão ou imersão
Inseticida e fungicida: imersão ou duplovácuo
Inseticida e fungicida: imersão
Inseticida e fungicida: autoclave ou duplovácuo
Inseticida e fungicida: autoclave
Inseticida e fungicida: imersão
Inseticida e fungicida: autoclave
Inseticida e fungicida: autoclave (com
quantidade maior de produto injectada se
contato com água do mar)
82
ALGUNS EXEMPLOS DE PROTEÇÃO ARQUITETÔNICA
- Partes horizontais favorecem a estagnação da água
- Arestas vivas menos recobertas de produto (Ex.: verniz)
desgastamse mais rapidamente: arredondar
- Evitar contato direto com o solo
- Fazer pingadeiras
- Evitar formação de canais retentores de água.
83
MADEIRAS TRANSFORMADAS
ATENUAR E ATÉ ELIMINAR AS CARACTERÍSTICAS NEGATIVAS DAS
MADEIRAS REAGLOMERANDO FRAGMENTOS CADA VEZ MENORES DO
LENHO ORIGINAL
MADEIRAS LAMINADAS COLADAS
MADEIRAS LAMINADAS COMPENSADAS
MADEIRAS AGLOMERADAS
MADEIRAS RECONSTITUÍDAS
RELATIVA “HOMOGENEIDADE” DE COMPOSIÇÃO
RELATIVA “ISOTROPIA” NO COMPORTAMENTO FÍSICO-MECÂNICO
POSSIBILIDADES AMPLIADAS DE SECAGEM E TRATAMENTOS DE
PRESERVAÇÃO quando o material está ainda no estado de lâminas
finas ou fragmentos
Geralmente, AUMENTO DA DENSIDADE; DIMINUIÇÃO DA ANISOTROPIA
DA RETRATILIDADE
Geralmente, AUMENTO DA RESISTÊNCIA AO CISALHAMENTO E
FENDILHAMENTO
POSSIBILIDADE DE FABRICAÇÃO DE CHAPAS E BLOCOS DE
DIMENSÕES ADEQUADAS À TECNOLOGIA DE PRÉ-FABRICAÇÃO
MODULADA
APROVEITAMENTO DE TODO O MATERIAL LENHOSO DA ÁRVORE
MADEIRAS LAMINADAS
 QUANDO SÃO NECESSÁRIAS PEÇAS DE MADEIRA DE GRANDE
COMPRIMENTO OU COM FORMAS ESPECIAIS
SÃO TÁBUAS (15-30 mm) SOBREPOSTAS A FIO E COLADAS ENTRES SI
RETAS OU CURVAS
DE QUALQUER LARGURA E COMPRIMENTO
DE SEÇÃO CONSTANTE OU VARIÁVEL
JÁ APARELHADAS, TRATADAS E PRONTAS PARA USO
84
85
EMENDAS:
 COLAS E AGLOMERANTES
RESISTÊNCIA SUFICIENTE AOS ESFORÇOS (cisalhamento)
DURABILIDADE > MADEIRA (umidade, ToC e microorganismos)
 COLAS DE ORIGEM NATURAL (Ex.: caseína)
 RESINAS SINTÉTICAS
Aplicação
Interior
Tensões normais
Alto grau higrométrico
Exterior
Abrigado das intempéries
Exposto às intempéries
C
UF
MUF
RF
RFF
XX
O
XX
X
XX
XX
XX
XX
XX
XX
O
O
O
O
X
O
XX
XX
XX
XX
XX: cola apropriada
X: cola à usar com restrições
O: uso desaconselhado
C: caseína UF: urea-formol
MUF: melamina-urea-formol
RF: resorcina-formol
RFF resorcina-fenol-formol
 COMPARAÇÃO COM A MADEIRA MACIÇA
- FABRICAÇÃO DE PEÇAS DE GRANDES DIMENSÕES
- PERMITE A CONSTRUÇÃO DE PEÇAS DE EIXO CURVA
- MELHOR CONTROLE DA UMIDADE DAS LAMINAS
- PERMITE UMA SELEÇÃO DA QUALIDADE DA MADEIRA
- CUSTO MAIOR
86
MADEIRA LAMINADA COMPENSADA OU
CONTRAPLACADOS DE MADEIRA
COLAGEM DE LÂMINAS DE MADEIRA A FIOS (VEIO) CRUZADOS SOB
PRESSÃO COM RESINAS SINTÉTICAS PARA AMBIENTES EXTERNOS OU
COM CASEÍNA PARA AMBIENTES INTERNOS
⇒ REDUÇÃO DA ANISOTROPIA E HETEROGENEIDADE
- NA RETRATILIDADE
Maciça
Compensada
- HOMOGENEIZAÇÃO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO
87
 CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS dependem
Espécie lenhosa
Tipo e qualidade do adesivo
Número e espessura das lâminas
Tipo de solicitação
 PRINCIPAIS APLICAÇÕES: cobertura, pisos, revestimento de parede
(interno ou externo), decoração interna, almas de vigas, fôrmas p/ concreto
 MAIS CAROS QUE AGLOMERADOS
88
MADEIRAS AGLOMERADAS
AGLOMERAÇÃO DE PEQUENOS FRAGMENTOS DE MADEIRA
 Extrudado
 AGLOMERANTES
MINERAIS (cimento, gesso) ou RESINAS SINTÉTICAS (fenólica)
 CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÂNICAS dependem
Granulometria dos fragmentos
Pressão de compactação
Tipo de aglomerante
GERALMENTE, SENSÍVEIS À UMIDADE
 PRINCIPAIS USOS: móveis, esquadrias, revestimentos, pisos
89
MADEIRAS OSB (Oriented Strand Board)
PAINÉIS DE TIRAS (LASCAS) DE MADEIRA ORIENTADAS
PERPENDICULARMENTE, EM DIVERSAS CAMADAS UNIDAS COM
RESINAS APLICADAS SOB TEMPERATURA E PRESSÃO
 PROCESSO DE PRODUÇÃO:
 PRODUTO NORMALIZADO: 4 CAMADAS (2 EXTERNAS ORIENTADAS
NO SENTIDO LONGITUDINAL E 2 INTERNAS, CRUZADAS NO SENTIDO
PERPENDICULAR)
 Concorrente de compensados
90
MADEIRAS RECONSTITUÍDAS
RE-AGLOMERAÇÃO DE FIBRAS CELULÓSICAS (SEPARADAS E
DISPERSAS) EXTRAÍDAS DO LENHO COM RESINAS SINTÉTICAS OU
COM A PRÓPRIA LIGNINA SOB PRESSÃO
 PROCESSO DE PRODUÇÃO:
 PANEIS DE FIBRAS SEMI-DUROS (0,2-0,8 kg/dm3) - MDF
Revestimentos, forros, entrepisos, isolamento térmico e absorção
acústica.
PANEIS DE FIBRAS DUROS (0,8-1,6 kg/dm3) - HDF
Parede de vedação, esquadrias, mobiliário, às vezes emprego estrutural.
GERALMENTE SENSÍVEIS À UMIDADE MAS PODEM SER TRATADOS
COM RESINA
 Concorrente de compensados
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