Propriedades Físicas e Comportamento da Madeira

Comparação entre Folhosas e Resinosas

De uma maneira geral, as folhosas (madeiras duras) são mais duráveis e mais resistentes do que as resinosas (madeiras moles).

As folhosas possuem tipos especializados de células:

• Fibras: para a resistência mecânica.
• Vasos: para a condução de nutrientes.
• Parênquima: para o armazenamento de energia.

Microestrutura da Célula Lenhosa e Retratilidade

Descrever a microestrutura de uma célula lenhosa e suas consequências na retratilidade.

Uma célula lenhosa é composta por celulose, hemicelulose e lignina:

• Celulose: É cristalina e possui estruturas retas e alongadas, dispostas em cadeias.
• Hemicelulose: É pequena e semi-cristalina.
• Lignina: É grande e amorfa. É impermeável, pouco elástica, possui boa resistência mecânica e é insensível à umidade e a temperaturas normais.

Definições de Teor de Umidade

Ponto de Saturação das Fibras (PSF)

O Ponto de Saturação das Fibras representa o teor de umidade da madeira quando ela é colocada num ambiente com 100% de umidade. Fisicamente, é o 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.

Teor de Umidade da Madeira Seca ao Ar (Teor de Equilíbrio)

É o teor de umidade registrado quando se atinge o equilíbrio das tensões de vapor de água da madeira e do ambiente.

Ensaio de Medida da Retratilidade Linear

Descrição do Ensaio

Este ensaio é realizado com corpos de prova de 2 x 3 x 5 cm, em relação à principal direção das fibras, onde cada dimensão corresponderá a uma das 3 direções principais. As variações nas dimensões dos corpos de prova são medidas quando estes passam do estado saturado para seco em estufa, e do estado saturado para seco ao ar.

Explicação da Diferença entre Retratilidade Longitudinal e Transversal

Para uma madeira dada, a retratilidade longitudinal medida foi de 0,3%, enquanto a retratilidade transversal foi de 6%. Essa diferença ocorre devido à orientação das microfibras, fazendo com que a variação na dimensão axial (longitudinal) seja a menor.

Teor de Umidade Aproximado para Diferentes Usos

Dar o teor de umidade aproximado no emprego das madeiras:

1. Para uso em construções submersas: 23% a 30%.
2. Para uso em locais fechados e aquecidos: 8% a 10%.
3. Para uso em locais fechados e cobertos: 13% a 17%.

Definições de Concentração Volumétrica e Retratilidade

1. Concentração Volumétrica Total (Ct): É a variação percentual de volume quando a madeira passa do estado saturado (verde) para o estado de seca em estufa.

   Fórmula: Ct = (Vsat – V0) x 100 / Vsat

2. Concentração Volumétrica Parcial (Ch): É a variação percentual de volume quando a madeira passa do estado saturado para seca ao ar.

   Fórmula: Ch = (Vsat – Vh) x 100 / Vsat

3. Coeficiente de Retratilidade Volumétrico (v): É a variação percentual no volume para uma variação de 1% no teor de umidade da madeira.

   Fórmula: v = Ch / h (onde h = teor de umidade da madeira seca ao ar)

Comportamento da Madeira ao Fogo vs. Aço

Comportamento da Madeira

A madeira tem baixa condutividade térmica. Mesmo com as áreas superficiais em contato com o fogo, o interior da peça permanece relativamente frio. A seção residual não sofre dilatação, e as propriedades mecânicas são mantidas. Assim, uma peça de madeira exposta ao fogo sofre mais perda da seção resistente (carbonização) do que perda das propriedades mecânicas.

A madeira natural pega fogo espontaneamente por volta de 275°C. Nessa temperatura, forma-se uma camada de carvão (cortiça), que é dura, frágil e possui baixa condutividade térmica. Se o fogo for alimentado, essa camada de carvão vai se espessando, protegendo o núcleo da peça.

Comparação com o Aço

Em um incêndio, se as temperaturas atingirem até 1000°C, o aço perde drasticamente sua resistência (cerca de 80% aos 500°C). Nota-se, muitas vezes, que a madeira sustenta sua capacidade portante por mais tempo, enquanto o aço se deforma e colapsa rapidamente devido à perda de resistência em altas temperaturas.