Propriedades físicas da Madeira

Lenho de Reação

• Conífera – Compressão (embaixo), tanto nos galhos como nos troncos
• Angiosperma – Tração (em cima), tanto nos galhos como nos troncos

Tipos de lignina

• Conífera: guaiacil (G)
  • importante produção para carvão por causa do G, mas como a densidade é muito baixa, eu vou gerar pouco carvão
• Lenhosa: guaiacil (G), siringil (S)
  • importante pra produção de carvão (maior rendimento), porque a densidade é maior, ela é melhor pra carvão. por isso a maior parte do carvão produzido no Brasil é de eucalipto.
• Gramínea: p-cumaril (C), guaiacil (G), siringil (S)

Tilose é mais comum em árvores com stress hídrico, como Eucalipto

Avaliação trabalho

Gombeira (bem densa) – marcar no laboratório na semana do dia 16-20

• Corpo de prova ( marcar sentido CAMBIO>MEDULA)
• sendo o mais proximo do cambio 1 e o mais longe o maior número
• variacao das propriedades físicas (CAMBIO>MEDULA)
  • umidade
  • variação

• Medir

• Saturar esse material em água

Lista de exercício – prova do dia 10

• entregar até dia 09 de janeiro

Grandezas (comprimento, volume, densidade)

Característica inerente à matéria, sendo um comportamento inato quando exposto a condições ambientais diferenciadas. De acordo com a descrição macroscópica da madeira, ela é definida como um material de natureza ANISOTRÓPICA, ou seja, que apresenta reações diferentes (suas propriedades mudam) segundo a direção em que são medidas.

Isso acontece porque a madeira cresce em camadas ao redor de um eixo (o tronco), formando padrões únicos nas fibras e células. Por exemplo, a madeira é mais resistente ao longo das fibras (longitudinal) e menos resistente na direção perpendicular às fibras (radial ou tangencial).

Imagine uma pilha de folhas de papel: ela é mais fácil de rasgar ao longo das folhas (paralelo) do que atravessando todas de uma vez (perpendicular). A madeira funciona de maneira parecida, com diferentes resistências dependendo se a força é aplicada ao longo das fibras (longitudinal), na direção dos anéis de crescimento (radial) ou atravessando as fibras (tangencial).

Longitudinal (Mais Resistente – Azul): A força aplicada ao longo das fibras, como na direção do tronco, é onde a madeira apresenta maior resistência.Radial (Menos Resistente – Verde): A força que atua em direção perpendicular aos anéis de crescimento, mas através do raio do tronco.Tangencial (Mais Fraca – Vermelho): A força aplicada tangencialmente, entre os anéis de crescimento, é onde a madeira é mais vulnerável.

Sem que a composição ou integridade da substância respectiva seja afetada, uma propriedade física pode ser:

• medida ou observada
  • umidade
    • massa específica é do material (Ex: ipe, 1.2)
      • densidade pode mudar com umidade (Ex: com umidade, 1.0, 1.5, 0,8):
        • retratibilidade
          • anisotropia dimensional
    • altura
      • circunferência

Arqueamento com água quente, vapor ou térmico

Como determinar a umidade, U (%)

A diferença entre:

• massa úmida – Mu, com:
  • ÁGUA LIVRE ou de capilaridade presente nos elementos de vaso, nos lumen das fibras, entre as células tem o espaço vazio…
    • sai por gravidade, por centrifugação
    • é muito semelhante a nossa camisa (99% celulose) quando sai de um balde, primeiro pinga, depois qdo vc espreme, vai sair mais água livre, girar centrifugar para tirar a água livre…
    • influencia só na massa
    • ligação eletroestática porque a água é bipolar e cargas vao estabelecendo essas forças de TENSAO E COESÃO
  • HIGROSCÓPICA– tem ligação química com elementos da madeira / parede celular (hemiceluloses e algumas ligninas se ligam mais a água, por causa das regiões amorfas com hidroxila livre, já que a celulose é altamente cristalina e linear, ligando-se a ela mesma), na maioria da ligação de hidrogênio com os grupos hidroxila (-OH) acessíveis
    • sai por mudança de temperatura, de pressão (sauna seca e sauna úmida)
    • influencia na massa e no volume
• massa seca – Ms, sendo:
  • sem água livre (quando atinge o PSF ponto de saturação da parede celular da fibra)
  • quando começa a perder a água higroscópica, ela começa a contrair… e perder a dimensão e alterar suas propriedades mecânicas, ficando mais rígida, dura e resistente.

Passando por um processo de secagem a 105 graus.

U (%) = Mu – Ms / Ms x 100

De onde a água vai estar (vasos, espaços vazios, ou espaços cheios), isso vai afetar a propriedade da madeira

Madeira é:

A madeira é um material orgânico (carbono, C), heterogêneo, poroso, higroscópico e anisotrópico.

• carbono

Relações água-madeira

• remo, barco, palafita…

Tipos de água:

• água química presente na estrutura, nos OH dentro dos polímeros de celulose, hemis e lignina, não tem variação ao longo do tempo
• higroscópica (responsiva ao ambiente, para madeiras não secas; madeira seca é mais estável)
• livre

Polímeros — todos tem água (OH), fazendo ligações

• celulose: linha de D-Glucose
• hemicelulose: linha com ramificações e semi-cristalina (com algumas regiões cristalinas, mas também regiões amorfas)
• lignina: aleatório, sem padrão específico, totalmente amorfa

Em que momento a fibra fica saturada de água e como isso afeta o uso?

• A umidade mudou a madeira muda
  • Vou aumentar a temperatura e vou diminuir a umidade, porque a madeira vai cedendo a úmidade para o ambiente
  • A madeira altera sua umidade de equilíbrio para se adaptar ao ambiente
    • quando voce seca a madeira, voce tem que secar para a umidade onde ela vai ser usada
• Histerese

Mudanças dimensionais

• logo depois do desdobro, condição VERDE em que a madeira nao está no PSF, porque tem água livre
• retração inicial da condição VERDE – umidade máxima
• entortamento e outros defeitos
• “trabalho” em função da mudança de umidade relativa
• madeira seca está abaixo do PSF (abaixo de 30-28% da umidade)

Estabilidade dimensional

• madeira seca por 10 anos (seasoning) do violino Straussblalba

Mudanças nas propriedades mecânicas

• quanto mais seca, mais resistente (relacionado à força externa), rígida (resistente a deformação) quantidade de massa num determinado volume) e dura (relacionado à penetração) ela vai ficando
• propriedade “mecânico-sortivas” (fluência), arqueamento,

Outra observação:

• quando voce compra madeira que nao foi seca, no verão ela vai estar rachada

Susceptibilidade à biodeterioração

• menor risco de ataque a baixa umidade
• condições ótimas para alguns fungos apodrecedores: 25-30o.C, 35-50% U
• < 20% parece ser uma umidade “segura”

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