MADEIRAS Deterioração

Transcrição

1 Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná Gerência de Ensino e Pesquisa Departamento Acadêmico de Construção Civil Curso de Engenharia Civil MADEIRAS Deterioração

2 Defeitos provocados por agentes de deterioração Mofo e manchas (azulamento): O mofo e outras classes de microrganismos não afetam a resistência da madeira pois se alimentam dos conteúdos das cavidades celulares e não das paredes das células. São incapazes de atacar a madeira quando a porcentagem de umidade está abaixo do ponto de saturação das fibras (conteúdo de umidade variável, próximo a %).

3 Defeitos provocados por agentes de deterioração Mofo e manchas (azulamento)

4 Defeitos provocados por agentes de deterioração Fungos destruidores: Grupo de organismos que mudam as propriedades físicas e químicas das paredes das células ou das cavidades celulares. Quase todos atacam a madeira a partir do corte da árvore, logo que a mesma tenha caído. Existem fungos que atacam as árvores vivas, cuja condição física tenha sido debilitada por feridas ou ataque de insetos. Afetam a resistência da madeira e produzem a decomposição da madeira. São dois os tipos de fungos que podem destruir as células: Fungos de podridão branca (fibrosa). Fungos de podridão parda (cúbica).

5 Fungos de podridão branca A madeira apresenta-se mais clara e mais macia que a uma madeira sadia. A única diferença entre a podridão parda e a podridão branca é que a podridão parda provoca uma diminuição nas características mecânicas da madeira mais rapidamente que a podridão branca, mas as quedas na densidade ao final do processo são maiores na podridão branca.

6 Fungos de podridão parda A madeira apresenta-se, ligeiramente escurecida, passando a uma coloração escura. O apodrecimento pode ocorrer em proporções profundas. Sua densidade diminui e sua resistência ao impacto é rapidamente afetada.

7 Apodrecimento produzido por fungos de podridão parda

8 Insetos Os principais tipos de insetos são os cupins, brocas e carunchos. * Cupins Constroem sua residência no solo e fazem galerias até o local onde está a madeira que utilizam como alimento. Os cupins possuem em seu aparelho digestivo alguns protozoários que digerem a madeira. Eles a atacam internamente mas não perfuram para fora. Geralmente só se percebe que a madeira foi atacada quando a peça se quebra por falta de resistência ou pelo aparecimento dos seus excrementos. Eles preferem locais escuros e sem movimento.

9 Degradação da madeira - cupins Os cupins são insetos sociais, vivendo em grandes colônias. Apresentam um sistema de castas altamente desenvolvido e numa colônia pode-se encontrar indivíduos alados e indivíduos ápteros. Ciclo Os cupins perdem as asas, caem no solo, juntam-se em pares e iniciam a busca em alguma parte do ambiente humano para a construção de um novo ninho; Já estabelecidos, copulam e a fêmea realiza a primeira postura.

10 Degradação da madeira - cupins Iniciam a demonstração do fantástico potencial de organização social. Os indivíduos são morfologicamente diferenciados em operários, soldados, reis e rainhas, que irão desenvolver funções específicas. Os operários são os indivíduos encarregados da construção e da manutenção do ninho e das galerias; Os soldados são os indivíduos cuja única função é realizar a proteção do ninho e de todos os demais membros da colônia. O Rei e a Rainha são os mais importantes membros da colônia. Suas únicas funções são o acasalamento e a postura de ovos, podem viver por anos.

11 Degradação da madeira - cupins Ordem Isoptera: cupins ou térmitas Soldado: sem asas, sem olhos, e grandes mandíbulas para defender a colônia

12 Degradação da madeira - cupins Ordem Isoptera cupins ou térmitas Soldados ( superiores) e operários ( inferiores) Adulto, sem asas, sem olhos e grandes mandíbulas Soldados

13 Degradação da madeira - cupins Alado reprodutor machos e fêmeas Rainha fisiogástrica fêmea que foi alada, reprodutora, com o abdome muito desenvolvido, enorme, funciona como uma máquina produtora de ovos; não se movimenta, sendo alimentada e cuidada pelos operários que estão ao seu redor, dentro da câmara nupcial

14 Degradação da madeira - cupins OVOS OPERÁRIO SOLDADO CUPIM ALADO SUBSTITUTO RAINHA

15 Degradação da madeira - cupins Os cupins têm os mais variados hábitos de vida. Alimentam-se de exúvias e fezes de outros indivíduos, de indivíduos mortos e de substâncias vegetais (madeira e derivados). Alguns cupins vivem subterraneamente, em condições úmidas e outros, em condições secas, acima do solo. A formas subterrâneas vivem normalmente em madeira enterrada no solo ou em contato com ele. Podem invadir madeira distante do solo, porém, necessitam manter uma ligação com o mesmo, para obter umidade.

16 Degradação da madeira - cupins

17 Degradação da madeira - cupins Vídeos interessantes sobre cupins

18 Insetos - brocas e carunchos São nomes genéricos dados a uma grande quantidade de larvas e insetos adultos que atacam a madeira verde ou seca. No Brasil ocorre a espécie Lyctus brunneus, conhecido como caruncho e no exterior como powder post beetle.

19 Insetos - brocas e carunchos

20 Insetos Furos de larva: Furos provocadas por larvas ou insetos. PFEIL, Walter. Estruturas de madeira.. ed. Rio de Janeiro: LTC, 989.

21 MADEIRAS Secagem

22 Secagem de madeira Com forte presença no mercado brasileiro, a madeira serrada verde apresenta aproximadamente 7% de umidade.

23 Secagem de madeira A secagem da madeira visa a redução do teor de umidade. Os objetivos da secagem são: Reduzir a movimentação dimensional. As contrações e encolhimentos que acompanham a secagem ocorrem antes da madeira ser utilizada. Inibir os ataques de fungos apodrecedores e manchadores, os bolores e a maioria dos insetos que atacam a madeira.

24 Secagem de madeira A secagem da madeira visa à redução do teor de umidade. Os objetivos da secagem são: Melhorar a trabalhabilidade. A resistência da união feita com pregos e parafusos é maior em madeiras seca do que em madeira verde; A secagem melhora a maioria das propriedades mecânicas da madeira, tais como resistência à flexão, dureza, etc...

25 Secagem de madeira Ao ar livre Estufas com ventilação forçada (temperatura e umidade controladas)

26 Secagem de madeira ao ar livre Requisitada no mercado nacional e para exportação. A madeira seca no pátio da fábrica de 4 a 6 dias após o corte, atingindo no máximo % de umidade.

27 Secagem de madeira ao ar livre A secagem ao ar deve ser realizada em locais abertos, empilhando as tábuas espaçadas entre si de modo a permitir que o ar circule entre as peças e diminua sua umidade. A secagem ao ar é comumente utilizada em empresas para realização da pré-secagem de modo a otimizar o tempo de secagem em estufa. O ponto mais importante da secagem ao ar está na montagem da pilha de madeira que deve ser realizada com seguintes cuidados: isolamento do solo, alinhamento das peças e cobertura adequada.

28 Secagem de madeira ao ar livre O principal objetivo da secagem das madeiras ao ar livre é evaporar a maior quantidade possível de água utilizando as forças da natureza.

29 Secagem de madeira ao ar livre O empilhamento plano com separadores. Neste tipo de pilha cada camada de peças de madeira é separada da outra por tabiques. Cada camada suporta o peso das outras colocadas sobre ela, restringindo assim, o empenamento.

30 Secagem de madeira em estufa As vantagens da secagem em estufa são: Menor tempo do processo Maior controle e obtenção de teores de umidade mais baixos Desvantagens: O maior custo de implantação desse sistema e de operação do equipamento

31 Secagem de madeira em estufa A secagem em estufa é utilizada por diversas empresas da área de movelaria, painéis, esquadrias, pisos etc. Esse tipo de secagem é composto por fases distintas: Aquecimento: é quando ocorre o aquecimento gradativo da temperatura em condições de elevada umidade do ar. Secagem propriamente dita: é a etapa em que a madeira irá perder água. Nessa fase, ocorre a elevação lenta da temperatura e diminuição gradativa da umidade do ar dentro da estufa. É necessário o monitoramento para melhor controle da secagem visando a adequação ao programa previamente estabelecido, determinado pelas características da madeira que influenciam na secagem. Uniformização e condicionamento: nessa última fase, o objetivo é homogeneizar a umidade dentro e entre as peças.

32 Secagem de madeira em estufa Para a realização da secagem da madeira deve-se considerar os diversos fatores que influenciam no processo: Fatores ligados as características da madeira: a espécie o tipo de corte a espessura da peça o teor de umidade inicial a relação cerne alburno Fatores do processo de secagem: a temperatura a umidade relativa do ar e a velocidade de circulação do ar

33 Secagem de madeira em estufa Alguns modelos utilizam sistemas de pulverização de água ou névoa que ajudam a tratar a madeira. Outros utilizam ventiladores de direção para ajudar a secar a madeira, movendo o ar mais rapidamente. Alguns tipos de estufas utilizam energias renováveis, como a solar.

34 Secagem de madeira em estufa Muito requisitada tanto para o mercado nacional quanto para exportação, a madeira serrada e seca em estufa apresenta entre % e % de umidade.

35 Secagem de madeira em estufa

36 Secagem de madeira Uma investigação feita pelo grupo ambientalista Greenpeace aponta que fornos irregulares produzem o carvão com madeira da floresta amazônica.

37 Armazenamento da madeira Por ser um produto natural a madeira sofre modificações com as condições de armazenamento, temperatura e variação climática. Desde o desdobro até o seu uso final, percorre vários estágios de processamento e transporte: Descarga do material recebido; Gradear (empilhar) da forma adequada para secagem no pátio; Após secagem, remoção do pátio de secagem para os galpões de estoque, para armazenamento correto da madeira, evitando que o material sofra alteração na qualidade atingida após a secagem.

38 Defeitos de secagem Provocados pela retratibilidade do material na perda de umidade. Rachadura: abertura de grande extensão no topo da peça. Fendas: pequenas aberturas no topo da peça. Fendilhado: pequenas aberturas ao longo da peça.

39 Defeitos de secagem Provocados pela retratibilidade do material na perda de umidade. Abaulamento (encurvamento): empenamento no sentido da largura da peça. Arqueamento (encanoamento) : empenamento no sentido do comprimento da peça. Curvatura longitudinal (arqueamento): ligeiro empenamento longitudinal. Curvatura lateral (torcimento) : ligeiro empenamento transversal.

40

41

42 MADEIRAS Preservação

43 Preservação: Histórico Arca de Noé: talvez a primeira tentativa consciente de preservação. Fenícios; cartaginenses e gregos; romanos; egípcios; Alexandre, o Grande; Vasco da Gama; entre outros. Fonte: joiasdavida.com

44 Preservação: Histórico Início de 8: primeiros sucessos na preservação de madeiras, devido ao crescente desenvolvimento científico e industrial. 8: Jean Robert Bréant: patente do processo precursor dos tratamentos encontrados hoje em dia. Fonte: tokdehistoria.wordpress.com

45 Preservação: Histórico No Brasil: 87 documento de um senhor de engenho; 84 primeira ferrovia; 86 introdução do eucalipto; 889 Gabinete de Resistência de Materiais; 994 Estação Francisco Bernardino; Década de 7 - ensino de preservação de madeiras em universidades.

46 Preservação: Histórico no Paraná Em 96, foi realizado o Inventário do Pinheiro no Paraná pela Comissão de Estudos dos Recursos Naturais Renováveis do Estado do Paraná. Em 96 a área total de florestas no Paraná era de cerca de 6.. m² O estudo concluiu que, a continuar o corte anual de..m³, a reserva de madeira estaria liquidada em anos a contar do ano de 96.

47

48 Preservação das madeiras Condições para que ocorra a degradação: Presença de oxigênio; Alto volume de alburno; Temperatura entre º C e º C; Umidade alta acima de %; Contato com terra, água ou concreto úmido.

49 Preservação das madeiras Tipos de preservantes: Preservantes oleosos creosoto, derivados do alcatrão de hulha. Preservantes oleossolúveis são dissolvidos em solvente orgânico Pentaclorofenol (PCP). Hidrossolúveis são dissolvidos na água Arseniato de cobre cromatado (CCA).

50 Preservação das madeiras Os preservantes de madeira podem ser compostos puros ou misturas existindo grande variação no custo, na eficiência e no modo de usar. O preservante ideal é aquele que consegue permanecer na madeira, é tóxico aos fungos e insetos, mas que não é prejudicial aos homens e animais. Preservantes mais utilizados: Oleossolúveis - Para o tratamento de madeira a ser usada em contato direto com o solo, os mais importantes são o creosoto e o pentaclorofenol. Hidrossolúveis - São constituídos pela associação de vários sais: sulfato de cobre, bicromato de potássio ou sódio, sulfato de zinco, ácido crômico, ácido arsênico, ácido bórico e outros compostos.

51 Preservação das madeiras Existe outro processo de tratamento da madeira sem a utilização de produtos químicos, mas o mesmo não é utilizado no Brasil em escala industrial. Esse sistema, conhecido como termorretificação, utiliza o calor e consiste em expor a madeira a temperaturas elevadas ( a º C), porém que não provoquem degradação dos componentes químicos fundamentais. Em alguns estudos realizados foi comprovado que a termorretificação diminui tanto o ataque de fungos quanto a variação dimensional da madeira, porém possui como consequência a alteração da cor da madeira que se torna mais escura.

52 Preservação das madeiras Diferenciação na cor da madeira de eucalipto termorretificado.

53 Preservação das madeiras Características dos produtos preservantes: Eficientes tóxicos ao organismo xilófago; Eficácia comprovada com dados de campo; Permanência propriedades físicas e químicas satisfatórias; Custo disponível no mercado com custo compatível; Segurança não prejudicial aos operadores; Não alterar as características da madeira; Não inflamável; Não ter cheiro persistente.

54 Preservação das madeiras Processos de preservação: Com pressão autoclave. Sem pressão banho quentefrio, substituição da seiva, impregnação superficial.

55 Preservação das madeiras Carregamento de autoclave para tratamento por pressão, em usina de preservação de madeiras. Tratamento preservativo pelo método prático da substituição de seiva.

56 Preservação das madeiras Autoclave: Método mais efetivo. Consiste em um cilindro de alta pressão no qual a madeira é introduzida e depois os produtos químicos preservantes são injetados a pressões consideravelmente maiores que a pressão atmosférica. ) Introduz-se a madeira depois de seca ) Faz-se um vácuo para extrair o ar do cilindro e das cavidades celulares da madeira. ) Injeta-se o produto preservante. 4) Aplica-se pressão até a saturação da madeira. ) Retira-se o produto excedente. 6) Novo vácuo para extrair o produto da superfície.

57 Preservação das madeiras - AUTOCLAVE - A madeira seca é descascada. Logo após é feito o carregamento no Autoclave. (Madeira seca com apenas % de umidade). - É dada uma pressão a vácuo com a finalidade de abrir a raiz da fibra da madeira a ser tratada, para facilitar a absorção total do material ativo.

58 - Ainda sobre pressão, é transferido o produto Preservação das madeiras - AUTOCLAVE ativo no Autoclave. 4- Logo após é dada uma pressão de 8 kgfcm durante hora. Sob alta pressão, o produto químico é absorvido pela madeira até a saturação.

59 Preservação das madeiras - AUTOCLAVE - Vácuo final. A solução restante é transferida de volta ao tanque. 6 - Secagem. Com um rápido vácuo extrai o excesso de produto que fica na superfície da madeira.

60 Preservação das madeiras

61 Preservação das madeiras

62 Preservação das madeiras

63 Preservação das madeiras Banho quentefrio: Madeira seca e sem casca. Aquecer o produto preservante a º C e fazer a imersão total da peça por 4 h. A seguir coloca-se rapidamente a madeira no banho frio, com duração de 4 h.

64 Preservação das madeiras Substituição da seiva: Peças roliças e sem casca. Máximo 4 h após o corte. Princípio da capilaridade. As peças são colocadas verticalmente com suas bases mergulhadas na solução preservante. Conforme a seiva evapora pela parte superior da peça, ocorre uma impregnação, por absorção capilar, do produto preservante.

65 Preservação das madeiras Parte mais grossa da madeira voltada para baixo

66 Preservação das madeiras Impregnação superficial: Madeiras secas destinadas a ambientes cobertos e fracas variações higroscópicas. Consiste em uma pintura superficial ou imersão das peças em produtos preservantes. a mm de penetração.

67 MADEIRAS Deterioração, preservação e secagem