Relatorio de Tmc madeiras

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Universidade Federal da Integração Latino-Americana 
Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestrutura e Território 
ENGENHARIA CIVIL DE INFRAESTRUTURA 
TECNOLOGIA DOS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 
 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA 
 
 
 
 
 
 
DIEGO JOSÉ LEITE DA SILVA 
ELOY PONCE SILES 
GABRIEL WERNER SIMONETO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FOZ DO IGUAÇU, 2016. 
 
 
 
DIEGO JOSÉ LEITE DA SILVA 
ELOY PONCE SILES 
GABRIEL WERNER SIMONETO 
 
 
 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA 
 
 
 
 
 
 
Relatório técnico da aula experimental em 
laboratório apresentada na UNILA curso de 
Engenharia Civil, 1º semestre 2016, para 
obtenção de nota e avaliação, na disciplina de 
Laboratório de Tecnologia de Materiais de 
Construção Civil. 
 
Orientadora: Professora Doutora Edna Possan. 
 
 
 
 
 
 
 
FOZ DO IGUAÇU, 2016. 
 
 
 
RESUMO 
 
 
O presente relatório tem como objetivo aplicar os conhecimentos adquiridos em aulas 
práticas de laboratório, tomando como base a literatura e as orientações da Professora da 
disciplina. 
 A aula prática foi realizada no Laboratório de Química do PTI onde observamos todo 
o processo de secagem de dois corpos de prova feitos de madeira, realizando o 
levantamento de dados, e analisando-os de acordo com a Norma Brasileira (NBR 7190). 
 Como base, serão apresentados os cálculos de algumas propriedades físicas da 
madeira, os procedimentos adotados, e os dados tabelados os quais foram encontrados na 
experiência a fim de uma melhor interpretação do trabalho. 
 
Palavras-chave: Secagem, Corpos de prova, Madeira. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO............................................................................................................ 5 
2. DESENVOLVIMENTO ................................................................................................ 6 
2.1 – Objetivos gerais ..................................................................................................... 6 
2.1.1 Objetivos específicos ......................................................................................... 6 
2.2 METODOLOGIA ....................................................................................................... 6 
2.3 RESULTADOS ......................................................................................................... 7 
2.3.1 Dados obtidos no laboratorio ............................................................................. 7 
2.4 Cálculos.................................................................................................................... 9 
2.4.1 Umidade ............................................................................................................ 9 
2.4.2 Densidade básica ............................................................................................... 9 
2.4.3 Densidade aparente ......................................................................................... 10 
2.4.4 Estabilidade dimensional .................................................................................. 10 
2.4.5 Variação Volumétrica ....................................................................................... 11 
3. CONCLUSÕES......................................................................................................... 12 
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Em busca de fontes renováveis e alternativas que viabilizem a diminuição dos 
problemas ambientais, a madeira é um produto com grande potencial econômico, pois 
consome menos energia quando comparado com outros materiais (ex: aço, concreto), e 
ambiental por ser um material biodegradável tal que seus resíduos gerados desse processo 
podem ser usados na produção de energia, e quando providenciada corretamente a 
respectiva reposição da árvore. 
 Apesar de alguns preconceitos referentes à madeira, de ideias que relacionam a madeira 
à devastação de florestas, e a preferência “cultural” de clientes escolherem casas de 
alvenaria ao invés de casas de madeira, o seu referido emprego é crescente na construção 
civil. 
 O conhecimento de suas propriedades físicas e mecânicas é de fundamental 
importância na escolha de um determinado tipo de madeira para uma função. Na construção 
civil, a madeira deve ser usada seca, caso contrário estará sujeita a instabilidade 
dimensional e ao ataque biológico. 
 Por essa razão, é imprescindível o processo de secagem da madeira, que pode ser 
natural (ao ar livre) ou artificial (em câmaras de laboratório), pois garante a qualidade do 
produto e o seu teor de umidade. Nele ocorre a evaporação das moléculas de água livre e 
água de impregnação, reduzindo a densidade da madeira e, ao mesmo tempo, o custo de seu 
transporte. O correto condicionamento desse processo evita defeitos que podem 
comprometer o seu uso ou restringi-lo. Tais defeitos são: encanoamento, arqueamento, 
encurvamento e torcimento da madeira. 
 Além disso, o processo de secagem da madeira a torna mais resistente contra o ataque 
de agentes xilófagos (ex: insetos e fungos), condiciona sua estabilidade dimensional, 
diminui a umidade da madeira e aumenta a sua resistência, pois isso ocorre devido as fibras 
de celulose se aglomerarem com maior densidade. 
 Nesta atividade de laboratório, realizamos a secagem de madeira do gênero Pinus 
(comumente chamada de Pinheiro), e do gênero Tabebuia (normalmente chamada de Ipê), 
com o objetivo de determinação da umidade, densidade básica, estabilidade dimensional e 
da variação volumétrica dos dois tipos de madeira. 
 
 
 
 
 
2. DESENVOLVIMENTO 
 
2.1 OBJETIVOS GERAIS 
Realizar a secagem em estufa e medições da madeira de reflorestamento do tipo Pinheiro, e 
da madeira de origem Nativa, o Ipê, para a determinação das propriedades da madeira que 
servem de parâmetro para a melhor utilização de uma dada espécie. 
 
2.1.1 Objetivos específicos 
 
Em ambas as madeiras, Pinheiro e Ipê: 
 
➢ Determinação da umidade; 
➢ Cálculo das densidades básica e aparente; 
➢ Interpretar os índices de retração e inchamento; 
➢ Analisar a variação volumétrica; 
 
 
2.2 METODOLOGIA 
 
Para a determinação das propriedades físicas da madeira nativa (Ipê) e madeira 
reflorestada (pinheiro), foram adotadas três etapas as quais são: 
Foram caraterizadas dois corpos de prova: Pinheiro e Ipê com dimensões 5x2x3 cm, tendo 
uma forma cúbica, isentos de defeitos e as direções das fibras paralela ao eixo longitudinal 
como estabelece a NBR 7190. 
Na primeira etapa os dois corpos de prova foram submersos completamente por três dias 
para deixar o corpo de prova saturado, posteriormente se mediu as massas e as dimensões 
com uma balança de precisão de 0.001 gramas e o paquímetro com uma exatidão de 
0.05mm, até obter uma constância de massa como estabelece a norma NBR 7190. Sendo a 
constância dada como a última massa medida com no máximo 0,5% de diferença da 
penúltima medida, assim obtendo a massa inicial (saturada). 
Na segunda etapa os corpos de prova foram colocados na câmara de secagem (estufa) a 103 
+/- 2ºC. Assim foram medidas as massas e as dimensões a cada 6 horas, nos turno da 
manhã e tarde por três diasconsecutivos, apesar de a norma estabelecer que deva ser feito a 
 
 
 
cada seis horas diretas e sem intervalos. Mesmo assim, foi possível obter a constância de 
massa seca e as dimensões dos corpos de prova como recomenda a norma, com os quais 
foram estimadas as características físicas das diferentes espécies da madeira, sendo elas a 
umidade, a densidade básica e aparente, inchamento, retração e variação volumétrica, já o 
valor característico não foi possível a sua obtenção por não termos a disposição necessária 
de corpos de prova para fazer sua análise e cálculos. 
 
2.3 RESULTADOS 
 
2.3.1 Dados obtidos no laboratório 
 
❏ Dados Madeira reflorestada pinheiro #4: 
 
Seco ao ar(ponto de saturação): 
Massa(g) Longitudinal(cm) Radial(cm) Transversal(cm) 
18,96 5,1 3,1 2,1 
 
Seco na estufa: 
Massa (g) Longitudinal(cm) Radial 
(cm) 
Transversal (cm) 
17,0187 5,075 3,03 2,04 
16,9751 5,06 3,03 2,03 
16,9478 5,06 3,03 2,03 
16,9334 5,06 3,03 2,03 
 
Saturado: 
Massa(g) Longitudinal(cm) Radial (cm) Transversal(cm) 
26,5555 5,10 3,13 2,11 
26,7150 5,10 3,13 2,11 
 
 
❏ Dados madeira nativa ipê #12: 
 
 
 
 
 
 
Seco ao ar(ponto de saturação): 
Massa(cm) Longitudinal(cm) Radial(cm) Transversal(cm) 
35,14 5,10 3,0 2,10 
 
Seco na estufa: 
Massa(g) Longitudinal(cm) Radial (cm) Transversal(cm) 
32,4110 5,10 2,94 2,02 
31,7263 5,10 2,92 2,00 
31,6198 5,10 2,92 2,00 
31,5628 5,10 2,90 2,00 
 
Saturado: 
Massa(g) Longitudinal(cm) Radial (cm) Transversal(cm) 
37,4154 5,10 3,07 2,11 
37,4890 5,10 3,07 2,11 
 
 
 
Figura 1: Paquímetro utilizado Figura 2: Estufa utilizada Figura 3: Balança utili- 
para fazer a medição das di- para a secagem dos corpos zada para pesar os corpos, 
mensões dos corpos, na imagem na imagem o corpo de pi- 
o corpo de ipê. nheiro. 
 
Figura 4: Corpos de prova imersos em água. 
 
 
 
2.4 CÁLCULOS 
 
Para os cálculos a seguir devem-se considerar somente os últimos valores coletados. 
 
 
2.4.1 Umidade 
 
O teor de umidade da madeira corresponde a relação entre a massa de água nela contida e a 
massa de madeira seca, dada por: 
 
U (%) = (mi – ms)/ms * 100 (1) 
 
 
 
Onde, 
 mi é a massa inicial(saturada); 
 ms é a massa seca(na estufa) ; 
 U(%) é a porcentagem de umidade. 
 
Umidade Madeira reflorestada Madeira nativa 
Saturada 57,77% 18,77% 
Ponto de saturação das fibras 11,96% 11,33% 
 
 
2.4.2 Densidade básica 
 
É a massa específica convencional definida pela razão entre a massa seca e o volume 
saturado, dada por: 
ρ = ms/Vsat (2) 
 
Onde, 
 ms é a massa seca(na estufa); 
 Vsat é o volume saturado; 
 ρ é a densidade básica. 
 
Madeira reflorestada Madeira nativa 
0,502 g/cm³ 0,955 g/cm³ 
 
 
 
2.4.3 Densidade aparente 
 
É a densidade quando o corpo estiver a 12% de umidade. 
 
Ρap = m12/V12 (3) 
Onde, 
 m12 é a massa a 12% de umidade; 
 V12 é o volume a 12% de umidade; 
 Pap é a densidade aparente a 12% de umidade. 
Massa da peça a 12% de umidade(m12): 
 
Utilizando a equação da umidade é possível encontrar a m12 com a seguinte 
derivação da equação. 
 
m12 = 1,12*ms (4) 
 
 
Madeira reflorestada Madeira nativa 
18,9654g 35,3503g 
 
 
Para encontrar a densidade aparente também é possível usar a seguinte equação. 
 
Ρap = ρ* [ (1,12) / (1+U%/100) ] (5) 
Onde, 
 ρ é a densidade básica; 
 U% é porcentagem de umidade da peça. 
Madeira reflorestada Madeira nativa 
0,358 g/cm³ 0,906 g/cm³ 
 
2.4.4 Estabilidade dimensional 
 
As deformações específicas de retração εr e de inchamento εi são consideradas como 
índices de estabilidade dimensional e são determinadas, para cada uma das direções 
preferenciais, em função das respectivas dimensões da madeira saturada (verde) e seca, 
sendo dadas por: 
 
Retração: 
εr(%) = (L1sat-L1seca/ L1sat )* 100 (4) 
 
 
 
 
Inchamento: 
εi(%) = (L1sat-L1seca/ L1seca)* 100 (5) 
 
 
Estabilidade dimensional (%) Madeira Reflorestada Madeira Nativa 
εr1 0,78 0,0 
εr2 3,19 5,54 
εr3 3,79 5,21 
εi1 0,79 0,0 
εi2 3,30 5,86 
εi3 3,94 5,50 
 
Tal que: 
- Retração (Direções) 
εr1 (longitudinal); 
εr2 (radial); 
εr3 (transversal); 
 
- Inchamento (Direções) 
εi1 (longitudinal); 
εi2 (radial); 
εi3 (transversal). 
 
 
2.4.5 Variação Volumétrica 
 
 
ΔV (%) = Vsat – Vseca / Vseca * 100 
Onde, 
 
 Vsat é o volume saturado; 
 Vseca é o volume seco. 
 
 
Madeira Reflorestada Madeira Nativa 
8,22 % 11,68 % 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. CONCLUSÕES 
 
 
Com base no experimento feito com as duas amostras de madeira: Pinheiro e Ipê, a partir 
das diretrizes estabelecidas pela norma NBR 7190, conclui-se que: 
 
 A umidade da madeira está diretamente relacionada com a sua densidade, pois na 
madeira em que havia maior porcentagem de umidade era menos densa, pelo fato de 
que existem mais espaços livres entre as fibras para que a água se infiltre. 
 
 A densidade da madeira também está relacionada com sua coloração, pois a madeira 
mais escura se mostrou mais densa nos resultados obtidos, da mesma forma a 
madeira mais clara teve menor densidade. 
 
 A anisotropia da madeira é visível ao analisar a estabilidade dimensional, pois para 
a direção paralela as fibras a variação é mínima, no entanto na direção radial e 
transversal a diferença é significativa. 
 
 Existe muita controvérsia quanto às possíveis correlações existentes entre a 
retratibilidade e a densidade da madeira. Alguns pesquisadores afirmam que as duas 
propriedades estão altamente correlacionadas. Outros pesquisadores encontraram 
baixa correlação entre retratibilidade e densidade básica. Em relação à posição 
radial, o mesmo autor verificou correlações altamente significativas entre densidade 
básica e retratibilidade para algumas espécies, porém para o nosso experimento não 
podemos afirmar se a estabilidade dimensional do ipê está relacionado à sua 
densidade ou por sua característica biológica, vale também para a interpretação do 
pinheiro, seriam necessários mais ensaios para esta constatação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
1.- CALIL JUNIOR, C., ROCCO LAHR, F.A., BRAZOLIN, S. Materiais de Construção 
Civil e Princípios de Ciências e Engenharia de Materiais. IBRACON, 2007, p. 1149 - 
1178. 
 
2.- SILVEIRA, L.H.C., REZENDE A.V., VALE A.T. Teor de umidade e densidade 
básica da madeira de nove espécies comerciais amazônicas. Brasília, ACTA 
AMAZONICA, 2012. 
 
3. - Revista da Madeira, Edição Nº 59. Disponível em: 
http://www.remade.com.br/br/revistadamadeira_materia.php?num=26&subject. <Acesso 
em 23/05/2016>.