INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA AT073 Introdução a Eng. Ind. Madeireira DETF- UFPR Prof. Umberto Klock

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1 INTRODUÇÃO AO ESTUDO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DA MADEIRA AT073 Introdução a Eng. Ind. Madeireira DETF- UFPR Prof. Umberto Klock

2 A árvore. Estrutura - Função

3 A árvore. Estrutura - Função Árvores crescem em altura para interceptar a luz do Sol Precisa suportar grande peso: biomassa e água Problemas da altura Movimento da água/seiva em grande distância contra a gravidade Estrutura exposta ao vento, muitas vezes forte.

4 Resistência exigida pela estrutura da Árvore prevenir colapso das células sob grande tensão da água, ser bastante flexível para curvar-se, reduzindo a área de resistência ao vento, resistir a propagação de rachaduras, ter resistência para suportar o peso da copa, bem como das forças geradas pelo vento

5 A árvore. Estrutura - Função

6 A madeira

7 Fontes Florestais

8 Tipos de Lenhos

9 Tipos de Lenhos

10 Forças (cargas) podem produzir mudanças no tamanho e forma. Deformação = mudança na dimensão original Se a força aplicada for pouca e por pouco tempo, geralmente a deformção é totalmente recuperada.

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12 Tipos de esforços Compressão - força que pode causar a redução nas dimensões. Flexão - força que pode causar o alongamento nas dimensões. Cisalhamento - escorregamento em sentido contrário de duas partes de um corpo

13 Curva Carga/Deformação [ Teste de Compressão paralela a grã] Carga na Ruptura Carga * Limite Proporcional Inclinação da reta = carga/deformação MOE Deformação

14 Curva Carga/Deformação [ Teste de Compressão paralela a grã] Carga na Ruptura Carga * A partir do LP a deformação é irreversível No trecho reto a deformação é reversível Deformação

15 MÓDULO DE ELASTICIDADE (MOE) Mede a resistência a flexão, relacionada a rigidez de uma viga. Fator importante na resistência de uma coluna longa MOE paralelo a grã (Módulo de Young) Medida da resistência ao alongamento ou no encurtamento de um corpo de prova sob tensão ou compressão uniforme.

16 MÓDULO DE ELASTICIDADE (MOE)

17 Flexão estática

18 Flexão estática Carga em kgf Deformação - mm -2

19 Compressão da madeira Perpendicular Paralela

20 Cisalhamento

21 Máquinas de Ensaios

22 Densidade Teor de Umidade Temperatura Direção da aplicação da força Duração da aplicação da força

23 Relação entre a Resistência a Compressão Longitudinal e o Teor de Umidade Resist. Máxima a Compressão (N/mm2) Dados para Pinus 0 PSF Teor de Umidade %

24 TEMPERATURA Problemas são os extremos Aquecimento acima de 110 ºC causa perda de resistência em função de hidrólise de celulose. Congelamento de madeira saturada desenvolve rachadura e fissuras Amolecimento da madeira a alta temperatura e alto teor de umidade - vantagem em alguns processos.

25 Resistência a Compressão e a Flexão Maiores no sentido paralelo que perpendidular a grã. Isto é relacionado a anatomia e orientação das fibras. Paralelo à Grã Photo Courtesy W.C. Brown Center, SUNY.

26 As propriedades de resistência e elasticidade diferem drasticamente nas direções paralela versus perpendicular à grã Nas direções radial vs. Tangencial, normalmente diferem pouco Paralela à Grã Photo Courtesy W.C. Brown Center, SUNY.

27 A RESISTÊNCIA decresce proporcionalmente ao tempo em que a carga é aplicada. Exemplo: resistência à flexão Tempo Carga de Ruptura 1 min kgf 5 min kgf 1 ano 5350 kgf

28 Quanto mais a carga (esforço) é suportado, menor é a carga a ser aplicada. A madeira pode deformar ou defletir lentamente se exposta a esforço constante. Exemplo usual: Estante de livros deforma com o tempo se cheia de livros pesados.

29 Os Elementos longitudinais (traqueóides, fibras, vasos) São são paralelos ao eixo axial da árvore, mas sim dispostos em espiral à direita ou à esquerda.

30 Mais comum em madeira juvenil Angulos são maiores próximo a medula

31 A Orientação dos Elementos longitudinais Muda da direita para a esquerda, ou esquerda para a direita sucessivamente.

32 Uma boa fonte de Consulta: Wood Handbook Wood as an Engineering Material