3. Propriedades físicas da madeira Propriedades físicas da madeira Umidade Anisotropia Densidade Retração Dilatação linear Deterioração 1
3.1. Umidade A quantidade de água existente influi grandemente nas demais propriedades da madeira. A árvore viva ou mesmo após o corte, possui significativo teor de umidade, que vai perdendo com o decorrer dos dias quando cortada. Inicialmente ocorre perda de água livre, contida no interior dos vasos ou traqueídes. A seguir ocorre evaporação da água de impregnação (ou de constituição) contida nas paredes dos vasos, fibras e traqueídes. A água livre pode circular livremente nos interstícios dos elementos anatômicos. Sua evaporação é rápida, provocando tensões capilares elevadas, sem alterar as dimensões das peças de madeira. A água de constituição está ligada às cadeias de celulose através de pontes de hidrogênio. É de evaporação mais difícil e vagarosa, seguida de variações nas dimensões da peça. 2
3.1. Umidade Definição: A quantidade de água das madeiras verdes (recémcortadas) varia muito com as espécies e com as estações do ano. 30% para madeiras duras e 130% para madeiras macias Formas em que a umidade está presente na madeira: No interior da cavidade das células ocas (fibras) Absorvida nas paredes das fibras Quando a madeira é posta para secar, primeiro evapora-se a água contida nas células ocas, atingindo o ponto de saturação das fibras (As paredes das células ainda estão saturadas, porém a água no seu interior evaporou). Neste ponto (U=30%) é madeira meio seca. Continuando a secagem, a madeira atinge ponto de equilíbrio com o ar (madeira seca ao ar). O grau de umidade desse ponto depende da umidade atmosférica. Variando entre 10 e 20% para umidade relativa do ar entre 60 e 90% a 20 C de temperatura. O grau de umidade da madeira varia diariamente ou de estação. Adotou-se como referência a umidade padrão de 12%. 3
Umidade da madeira: Umidade na árvore viva Água (Umidade) Madeira sólida Água Livre Água Impregn. Ponto de saturação das fibras (30%) Umidade de equilíbrio: Teor de umidade em que se estabiliza a madeira em contato com o ar atmosférico. É em função da temperatura ambiente e da umidade relativa do ar. No Brasil varia entre 10 e 20% Umidade zero 3.2. Anisotropia É importante diferenciar as propriedades na direção das fibras (longitudinal) e na direção perpendicular às mesmas. 4
3.3. Densidade Depende da espécie em estudo, do local de procedência da árvore, da localização do corpo de prova na tora e da umidade. O caráter higroscópico combinado com a sua estrutura anatômica e suas características fisiológicas associadas à sua permeabilidade requerem uma abordagem particular da densidade da madeira. Densidade básica: A massa seca é determinada em estufa a 103 C até que a massa dos corpos-deprova permaneça constante. O volume saturado é determinado em corpos-de-prova submersos em água até atingirem peso constante. 3.4. Retração da madeira A madeira sofre retração ou inchamento com a variação de umidade entre 0% e o ponto de saturação das fibras 30%. 5
3.5. Dilatação linear O coeficiente de dilatação linear na direção longitudinal varia de 0,3x10-5 a 0,45x10-5 por C, sendo 1/3 do coef. Dilatação linear do aço. Na direção tangencial ou radial varia como peso específico da madeira: Madeiras duras 4,5x10-5 C -1 Madeiras macias 8,0x10-5 C -1 Varia de 4 a 7 vezes o coef. Dilat. linear do aço. 3.6. Deterioração da madeira Origens da deterioração: a) Ataque biológico b) Ação do fogo 6
a) Ataque biológico: São agentes biológicos que se instalam na madeira para se alimentar de seus produtos. Fungos, cupins, moluscos e crustáceos marinhos. A vulnerabilidade da madeira depende: Da camada do tronco onde foi extraída. O alburno é mais sensível a biodegradação que o cerne. Da espécie da madeira. Algumas espécies são mais resistentes a biodegradação. Das condições ambientais. Caracterizadas pelos ciclos de reumidificação, pelo contato com o solo, com água doce ou salgada. Utilizar preservativos químicos: creosoto b) Ação do fogo: As estrutura de madeira quando adequadamente projetadas e construídas apresentam bom desempenho sob a ação do fogo. As peças robustas possuem excelente resistência ao fogo, pois se oxidam lentamente devido a baixa condutividade de calor, guardando um núcleo de material íntegro (com propriedades mecânicas inalteradas) por longo período de tempo. Peças esbeltas e as peças metálicas das ligações requerem proteção contra fogo. Utilizar retardadores de fogo. 7