Slide - Estruturas Usuais de Madeira - Estruturas de Madeira - 2023-1

ESTRUTURAS USUAIS DE MADEIRA ASSUNTO 2 Prof. Luís Eustáquio Moreira Fotossíntese Composição química aproximada carbono 50% oxigênio 44 % hidrogênio 6 % A folha é uma placa fotovoltaica natural. A síntese através dos fótons, produz um carboidrato, que assume diferentes estruturações, e que vai se desdobrar nos componentes orgânicos: celulose, lignina e hemicelulose, que compõem as células da madeira. A queima da madeira inverte a reação fotossintética, liberando gás carbônico em altas taxas, responsável pelo aumento de temperatura média do planeta O primeiro produto das árvores e algas marinhas, na realidade, é a vida, o oxigênio livre 02. As florestas são prisões de gás carbônico, responsável que é por absorver parte da energia solar e aumentar a temperatura média da atmosfera. Muito do tronco de uma árvore, lenho e casca, sem água, é gás carbônico transformado em celulose. O carvão, obtido por queima da madeira sem a presença de 02, com alta temperatura, é car - bono; car - bônus! O crédito carbono é a compensação oposta à poluição, onde as empresas poluidoras são obrigadas a reflorestar, de forma que a biomassa produzida em madeira, irá aprisionar o gás carbônico lançado na atmosfera. Muitas toneladas de gás carbonico podem ser aprisionadas em um hectare de floresta plantada, em tempo relativamente curto. O aprisionamento das altas taxas de gás carbônico antes existente na atmosfera, pelas florestas, proporcionou o surgimento da vida como hoje a conhecemos. Os percentuais de carbono, oxigênio e hidrogênio para madeiras duras e moles, bem como para o bambu, são próximos. Do mesmo modo, os percentuais de celulose, lignina e hemicelulose, são também próximos A s oxidrilas do monômero de celulose, capturam moléculas de água, na parede das células, resultando no inchamento da madeira. Estando toda a celulose saturada, tem-se o ponto de saturação das fibras. Acima do PS, tem- se apenas água livre nos vasos e lumens das células.  O PS pode variar entre as espécies de madeira e bambus. O PS de bambus é da ordem de 26%. A lignina é um polímero aromático amorfo de alto peso molecular, responsável pela cimentação das paredes das células e reações de cicatrização, fornecendo rigidez à madeira e bambus. A CELULOSE “estrutura as células” sendo responsável pela resistência da madeira e bambus. O bambu tem crescimento vertical e não tem crescimento radial, não aumenta de diâmetro. Tem vasos condutores apenas no sentido longitudinal o que dificulta o tratamento de preservação com pintura, tendo ainda cera e sílica SiO2 na superficie, fazendo o papel da casca das árvores de preservação de umidade e proteção contra abrasão. As madeiras duras e moles crescem verticalmente, pela medula e lateralmente, pelo câmbio. Tem vasos e fibras no sentido longitudinal e tem também vasos no sentido radial, que conduzem seiva elaborada do floema para interior do tronco ou cerne. Dessa forma, o tratamento com pintura de preservativos, ignífugos ou tintas na superfície da peça penetra bem e forma uma camada protetora. A penetração maior ou menor depende da densidade da madeira. MACROESTRUTURA DO TRONCO DAS ÁRVORES Tecido que promove o crescimento lateral Tecido muito irrigado que transporta a seiva elaborada Tecido novo, de baixa resistência O lenho do tronco é todo o material interno à casca (cascaexterna + floema – que é a parte interna muito irrigada) O cerne é a parte do lenho sem o alburno Células responsáveis pelo crescimento axial ou longitudinal MICROESTRUTURA DAS MADEIRAS DURAS Os raios medulares, vasos condutores no sentido radial, daí o nome, levam a seiva elaborada do floema para o lenho. Facilitam assim a pintura superficial da madeira, bem como o tratamento superficial, por borrifamento , imersão ou pressão em autoclaves. Já os bambus, por não terem raios medulares, dificultam todo o tipo de tratamento superficial e pintura da superfície. Não há porosidade na superfície dos bambus, que ainda contém cera (impermeabilizante) e sílica SiO2 (para resistir ao abrasão) MICROESTRUTURA DAS MADEIRAS MOLES Os raios medulares transportam a seiva elaborada do floema para a para o lenho. Os traqueídes fazem uma seção transversal totalmente perfurada por vasos condutores que diminuem de diâmetro da parte externa para a parte interna do tronco. Há alguns métodos para se medir a dureza do material que consiste de uma medida na superfície do material, como por exemplo a maior ou menor facilidade de se penetrar uma semi esfera na superfície do material. Atualmente as espécies e variedades de plantas têm sido distintas e classificadas pela microestrutura. No caso do bambu, cada diferente variedade apresenta um desenho diferente da distribuição e quantidade de fibras, vasos condutores e tecido parenquimatoso. Sílica (retarda a ignição ) e cera (para impermeabilizar) na parede externa CARACTERIZAÇÃO DOS LOTES DE MADEIRA SERRADA 1 - Os lotes a serem caracterizados devem ser homogêneos e ter até 12 metros cúbicos 2 – Escolhe-se aleatoriamente: a) 6 (7?)peças para caracterização simplificada (espécies conhecidas) b) 12 (13?) peças para caracterização mínima (espécies pouco conhecidas) c) N peças para caracterização completa (espécies desconhecidas) 3 – Os corpos de prova, para cada tipo de teste a ser realizado, são retirados à uma distância d da extremidade de cada peça: RETIRA-SE UM CORPO DE PROVA DE CADA PEÇA PARA CADA TIPO DE TESTE PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA - CONTEÚDO DE UMIDADE - INCHAMENTO E RETRAÇÃO (estabilidade dimensional) - DENSIDADE APARENTE E DENSIDADE BÁSICA - RESISTÊNCIA AO FOGO - RESISTÊNCIA QUÍMICA - DURABILIDADE NATURAL Em termos de resistência mecânica as direções tangencial T e radial R são denominadas direções perpendidulares às fibras. Na realidade a madeira é um tipo de material que é um caso particular da anisotropia. É um material ortotrópico, que significa que tem propriedades diferentes em 3 direções mutuamente ortogonais (Tangencial, Radial e Longitudinal) A ortotropia obriga que investiguemos todas as propriedades físicas e mecânicas em 3 direções perpendiculares entre si. CONTEÚDO DE UMIDADE 1 – Pesar os corpos de prova em balança milesimal (registra até milésimos de grama) 2 – Secá-los em estufa a 103 + - 3 graus centígrados 3 – Pesar de 6 em 6 horas até que a diferença relativa entre as duas últimas pesagens seja menor que 0,5%, definindo-se assim o peso seco: Pseco (para o corpo de prova seco em estufa) Em tabelas de resistência, no caso da pesquisa, considera-se dois tipos de corpos de prova (seco ao ar – com umidade de equilíbrio) e seco em estufa ( com umidade controlada e até mesmo com umidade 0) . DIAGRAMA DE PERDA DE UMIDADE MADEIRA VERDE É A MADEIRA RECÉM CORTADA, OU SEJA, COM ALTO CONTEÚDO DE UMIDADE MADEIRA SECA É A MADEIRA COM A UMIDADE DE EQUILÍBRIO COM O MEIO TODAS AS RESISTÊNCIAS E DENSIDADES APARENTES SERÃO CORRIGIDAS PARA A UMIDADE PADRÃO IGUAL A 12% ÍNDICE DE RETRAÇÃO R% A retração é uma deformação, ou seja: PS = ponto de saturação das fibras (variável conforme a espécie de 27 a 33%) Valores médios de retração: EXERCÍCIO 1: Tábuas corridas de 20 cm de largura foram assentadas perfeitamente ajustadas com uma umidade inicial de 26 %. Supondo-se que retração média para a madeira seca seja de 11 %, estimar a abertura das frestas entre as tábuas, para uma umidade final de equilíbrio igual a 11 %. Utilize o diagrama de retração dado a seguir. Para se evitar esse defeito de retração no piso, ou o surgimento de frestas , deve-se comprar tabuas corridas secas em estufa com umidade próxima da umidade padrão, ou seja de 12% a 15% A perda de água de constituição ou impregnação, que está combinada com a celulose na parede das células, causa a retração das peças até que se alcance a umidade de equilíbrio. Dos defeitos de retração pode-se também citar: Encanoamento: Torcimento: Encurvamentos: Outros tipos de defeitos: presença do alburno nas quinas das peças serradas; presença de nós, furos, ataques de carunchos ou cupins, podridão devido a fungos,.. Não se deve utilizar peças com defeitos em estruturas permanentes. Aceita-se defeitos como presença de alburno ou mesmo de nós em estruturas temporárias, normalmente feitas de pinus (madeira de cor amarelo clara normalmente). Essas estruturas temporárias seriam: formas para concreto, gravatas para formas e cimbramentos (estruturas de suporte de formas), atualmente substituídos por perfis metálicos. Embora a madeira seja um material combustivel, tem baixa condutividade térmica, de forma que o volume interno de uma peça em chamas mantêm-se intacto em termos de resistencia mecânica. O trecho queimado , proximo ao trecho carbonizado, tem as propriedades alteradas. O trecho carbonizado dificulta a entrada de O2, retardando a ignição do miolo. O conceito de segurança em situação de incendio deve-se primeiramente focar-se no projeto arquitetônico, devendo a edificação permitir rápida evacuação, o que leva em conta o projeto arquitetônico em sí , em termos de circulação dentro da edificação, bem como no caso das estruturas de madeira, o aumento das dimensões das peças e a aplicação de pintura com líquidos ignífugos (retardantes de chamas). A inalação de gases tóxicos provenientes da queima de materiais de acabamentos e objetos utilitários dos ambientes em chamas são as principais causas de mortes em caso de incêndio. Os experimentos de queima de peças de madeira duram cerca de 1 a 2 hs. DENSIDADE APARENTE E DENSIDADE BÁSICA DIAGRAMA DE KOLLMAN Exemplo 2: corrigir a densidade aparente de um corpo de prova para o qual foi medido: r25%= 0,75 g/cm3 12% é a umidade padrão: Fungos ( surgem para umidade superficial superior a 20%) (Osmocolor: fungicida; protetor de UV; selante). Tintas acrílicas. Madeiras submersas não formam fungos devido à ausência de O2) Fungos surgem em presença de água ,e oxigênio livre, O2. Bactérias xilófagas e Xilófagos marinhos (crustáceos e moluscos) - (atacam madeiras submersas) Insetos : isópteros (cupins); coleópteros (carunchos, vespas) Compostos químicos usados em autoclave: CCB – Cromo, cobre, boro (bórax) e CCA – cromo, cobre e arsênio Proteção dos dormentes: creosoto, óleo queimado, Pentaclorofenol. Pinturas de alcatrão de hulha para postes e mourões cravados no chão ou chumbadas em fundações de concreto (piche) PRODUTOS COMERCIAIS em galões: Neutrol, piche Extra Vedacit PRINCIPAIS ORGANISMOS QUE ATACAM A MADEIRA Madeiras, fungicidas , ignífugos, protetores UV , ferramentas e máquinas para trabalhar a madeira são facilmente encontráveis no bairro Barro Preto - BH CARUNCHOS VESPAS CUPINS De um modo geral as madeiras têm maior resistência natural que os bambus ao ataque desses organismos. PINTURA DE MOIRÕES CRAVADOS NO SOLO (O PICHE É MAIS VISCOSO,PEGAJOSO) NEUTROL (MAIS FLUIDO) Há 4 tipos de tratamentos da madeira: 1. Preventivos: tratamentos rápidos feitos nas serrarias (nas matas após o desdobramento), por imersão em pentaclorofenol ou pulverização para evitar infecção por fungos ou infestação por insetos. 2. Preservativos: autoclave (vacuo-pressão) ou imersão por maior tempo e maior concentração do produto 3. Manutenção: Osmocolor 4. Curativos: feitos em peças em serviço, seja por pulverização ou injeção com seringas. OSMOCOLOR: (manutenção) Pintar a madeira com tintas acrílicas também a protege de umidade - os raios medulares facilitam a pintura e colagem das madeiras