Propriedades da Madeira

As Propriedades físicas da Madeira

1. Umidade
O teor de umidade da madeira tem uma grande importância, pois influencia nas demais propriedades desse material. A umidade considerada normal para a madeira é de 15%, quando ela atinge a estabilidade com a umidade do ar.

2. Retratilidade
A retratilidade é a perda de volume provocada pela redução da umidade da madeira. É variável conforme o sentido das fibras. Para amenizar os efeitos da retratilidade, recomenda-se além da secagem adequada, a impermeabilização superficial, pintura ou envernizamento.

3. Massa específica
A massa específica real da madeira é constante em todas as espécies, e é igual a 1,5 g/cm³. Já a massa específica aparente varia de espécie para espécie, e até mesmo numa mesma árvore. A massa específica da madeira pode variar de acordo com a sua localização no tronco e com o teor de umidade.

4. Dilatação térmica
A dilatação térmica que a madeira experimenta é alterada pela retratilidade contrária, devido à perda de umidade que acompanha o aumento da temperatura.

5. Condutibilidade térmica
A madeira é mau condutor de calor. Varia segundo a essência, o grau de umidade e também segundo a direção de transmissão do calor: é maior paralelamente que transversalmente às fibras.

6. Condutibilidade elétrica
Quando a madeira está bem seca, ela é praticamente um isolante. Quando tem um determinado grau de umidade, a resistividade elétrica depende da espécie, da massa específica e da direção.

7. Dureza
A dureza é a resistência que a madeira oferece à penetração de outro corpo. Trata-se de uma característica importante em termos de trabalhabilidade, e na sua utilização para determinados fins. Os diversos tipos de madeira apresentam variados graus de dureza. As madeiras de lei apresentam dureza alta, pois provêm de árvores mais longevas, com o cerne bastante desenvolvido.

Propriedades Mecânicas da Madeira

As propriedades mecânicas dependem das propriedades físicas da madeira, principalmente a umidade e o peso específico.

1. Aos esforços principais, exercidos no sentido das fibras, relacionadas com a coesão axial do material:
Compressão: provoca a separação das fibras e ruptura por flambagem;
Tração: produz contrações transversais, aumentando a aderência das fibras;
Flexão estática: aplicação de uma força no centro do vão de uma viga apoiada, a ruptura se dá nas fibras solicitadas;
Flexão dinâmica ou resiliência: capacidade da madeira de resistir aos choques;
Cisalhamento: esforço que provoca deslizamento de um plano sobre o
outro.

2. Aos esforços secundários, exercidos transversalmente às fibras,
relacionadas com sua coesão transversal:

  • Compressão: esforço de compressão no sentido normal às fibras, após a fase das deformações elásticas, a madeira pode sofrer esmagamento;
  • Torção: tende a torcer um corpo em torno de um eixo;
  • Fendilhamento: esforço de tração aplicado na extremidade de uma peça a fim de descolar as fibras.

Características das madeiras

1. Cor : A variação da cor natural da madeira é devida à impregnação de diversas substâncias nas células e nas paredes celulares. A cor altera-se com o teor de umidade, normalmente escurecendo quando exposta ao ar, quando exposta ao sol, quando em contato com determinados metais ou quando atacada por certos fungos e bactérias. A cor das madeiras pode ser modificada artificialmente por meio de tinturas e descolorações.
2. Cheiro: O odor típico que algumas madeiras apresentam deve-se à presença de certas substâncias voláteis que se concentram principalmente no cerne.
3. Gosto: O gosto se origina das mesmas substâncias que dão cheiro às madeiras.
4. Grã: O termo grã refere-se à orientação dos elementos verticais constituintes do lenho em relação ao eixo da árvore. Em decorrência do processo de crescimento, sob as mais diversas influências, há uma grande variação natural do arranjo e direção dos tecidos axiais, originando vários tipos grãs:
4.1 . Grã direita: Apresenta tecidos axiais orientados paralelamente ao eixo principal do tronco ou da peça de madeira. Tem alta resistência mecânica, fácil desdobro e processamento, e não provoca deformações quando é feita a secagem da madeira.
4.2 .Grã irregulares: Madeiras cujos elementos axiais apresentam variações de inclinação quanto ao eixo longitudinal do tronco ou peças de madeira. As grãs podem ser formadas:

  • Espiral ou torcida
  • Entrecruzada ou orientada em diversas direções
  • Ondulada ou crespa
  • Inclinada ou de desvio angular

5. Textura : É o efeito produzido na madeira pelas dimensões, distribuição e percentagem dos diversos elementos estruturais constituintes do lenho no seuconjunto.
6. Brilho : A face longitudinal radial é sempre mais reluzente pelo efeito das faixas horizontais dos raios.
7. Desenho : É o termo usado para descrever a aparência natural das faces da madeira que resulta das várias características macroscópicas: cerne, alburno, cor, grã, anéis de crescimento e raios.
5. Preservação da madeira : A madeira pode ser deteriorada por agentes biológicos, por reações químicas e muitos outros agentes. No decorrer de milhões de anos de evolução, a natureza selecionou organismos que obtêm alimento direta ou indiretamente da madeira. Entre eles, se incluem bactérias, fungos, insetos, moluscos e crustáceos, que decompõem a madeira para utilizar os seus constituintes como fonte de energia. Os agentes físicos e químicos atuam em conjunto com os biológicos na madeira, acelerando o processo de deterioração. Destes agentes, os biológicos são os de maior importância, sendo os fungos os responsáveis pela maior proporção de danos causados à madeira.

5.1. Fatores que afetam a preservação de madeiras: Preservar uma madeira é, em primeira análise, proporcionar o aumento da sua resistência frente aos organismos deterioradores, através de aplicação de preservantes químicos. A seleção e a aplicação adequada de um produto preservante é fundamental para conferir um aumento na durabilidade natural da madeira.

Existem vários agentes biológicos responsáveis pela degradação da madeira, entre eles microrganismos, insetos e xilófagos marinhos.
Um produto químico para ser utilizado como preservativo de madeira tem de satisfazer alguns requisitos:
a) Eficiência: deve apresentar-se tóxico à gama mais ampla possível de organismos xilófagos. Deve ainda, para ser eficiente, permitir penetração profunda e uniforme na madeira.
b) Segurança: deve apresentar toxidez baixa em relação a seres humanos e animais domésticos, além de não aumentar as características de combustibilidade inerentes à madeira.
c) Permanência ou resistência à lixiviação: deve ser insolúvel em água ou formar complexos insolúveis por meio de reação química com os componentes da parede celular da madeira.
d) Custo: a madeira tem que apresentar competitividade com outros materiais, dessa formas os preservativos devem ser eficientes e de baixo custo.

5.2. Deterioração da madeira
A deterioração da madeira pode ocorrer devido à ação de agentes físicos, químicos e biológicos. A madeira exposta ao tempo sofre deterioração fotoquímica, por exemplo, promovida pela radiação ultravioleta que atua principalmente sobre a lignina, causando alterações significativas na coloração da madeira e na estrutura celulósica que vai sendo destruída em camadas que são levadas pela água da chuva. Apesar de ser inerte à ação de muitos produtos químicos, pode sofrer a ação destruidora de poluentes ao longo do tempo ou por ações diretas de produtos ácidos, por exemplo. Contudo, são os agentes biológicos, chamados de bio deterioradores, os merecedores de maior atenção, uma vez que têm sido os causadores dos maiores prejuízos à utilização da madeira. Os organismos que atacam a madeira, com uma conseqüente degradação de sua qualidade são:

  • Mofos: tanto o mofo como algumas outras classes de micro organismos não afetam a resistência da madeira já que se alimentam dos conteúdos das cavidades celulares, e não das paredes das células.
  • Manchas: podem ser ocasionadas por fungos cromógenos, tendo efeitos adversos sobre a madeira. Também podem ser originadas por mudanças químicas, devido aos distintos materiais que se infiltram nas cavidades celulares, mas não afetam as características da madeira. As manchas têm uma penetração tal que não podem ser retiradas da superfície.
  • Fungos destruidores: o grupo de organismos que muda as propriedades físicas e químicas das paredes das células ou das cavidades celulares, e que afetam seriamente a resistência da madeira, recebem o nome de fungos de fungos xilófagos. Estes fungos são os que produzem a decomposição da madeira. 
  • Insetos xilófagos: muitos insetos usam árvores como alimento, habitação, etc., transformando a madeira em verdadeiros labirintos ocultos.

6. Madeira transformada
Transformação da madeira é toda tecnologia de alteração da estrutura fibrosa orientada do material, com a finalidade de corrigir suas características negativas, possibilitando o aproveitamento do material de qualidade inferior. O uso da madeira tranformada apresenta uma série de vantagens, tais como:

  • Homogeneidade de composição e isotropia no comportamento físico e mecânico;
  • Possibilidades ampliadas de tratamentos de preservação;
  • Possibilidade de melhoria de determinadas características físicas ou mecânicas;
  • Possibilidade de execução de chapas de grandes dimensões;
  • Aproveitamento integral do material lenhoso contido nas árvores

Os tipos de madeiras transformadas:

6.1. Madeira laminada compensada
O compensado é composto de um número ímpar de lâminas relativamente finas, coladas umas às outras, dispostas alternadamente, de modo que as fibras de uma se cruzem ou fiquem a 90º com as fibras das outras, visando equilibrar tensões e reduzir riscos de empenamento. Os compensados podem ser fabricados só de lâminas – compensado laminado, ou fabricados com o miolo ou parte central maciça – compensado sarrafeado. A madeira compensada apresenta algumas vantagens: resistência uniforme; eliminação de contração e, conseqüentemente, do aparecimento de fendas e empenamentos; obtenção de chapas de tamanhos variados; melhor aproveitamento da madeira.

6.2. Madeira transformada reconstituída
A madeira reconstituída é formada pela reaglomeração da madeira reduzida a fibras. Essas fibras são unidas sob pressão, sem a adição de ligante, apenas por intermédio da lignina que as fibras contêm. Com a variação de pressão, durante a fase produtiva, obtêm-se placas com densidades diferentes. As placas mais leves (soft board) são usadas para isolamento térmico e tratamento acústico, e as mais pesadas (hard board), pelas características de resistência, são empregadas principalmente como elementos estruturais.
As vantagens que esse material apresenta são: homogeneidade; resistência mecânica; durabilidade; permite ser cortado, furado, estampado, curvado, dobrado e colado; superfície externa lisa e plana, ótima para receber pintura e revestimento; qualidade e propriedades iguais em todas as direções relativas ao plano da chapa.

6.3. Madeira transformada aglomerada
É formada pela reaglomeração de madeira reduzida a pequenos fragmentos, birutas (aparas de madeira), maravalhas (lascas e cavacos) ou flocos. As chapas de madeira aglomerada são homogêneas (sem veios ou nós), fabricadas com partículas de madeira ou outros materiais, aglutinados por meio de uma resina e, em seguida, prensados sob altas temperaturas. Durante o processo de produção, são adicionados diversos produtos químicos para evitar o mofo, a umidade, o ataque de insetos e aumentar a resistência ao fogo.
As vantagens do uso das madeiras aglomeradas são: permite revestimento de um ou dois lados; é resistente à flexão e à ruptura, absorção de som e retenção de calor; posição sem direção definida das superfícies das partículas, aumentando
a resistência.
6.3.1. Aglomerado
A chapa de aglomerado é formada por três camadas de densidades diferentes. Suas duas camadas externas são duras, densas, compactas, lisas, com espessuras iguais e de partículas finas. Sua camada interna é menos densa e possui porosidade suficiente para absorver as tensões.
6.3.2. MDF
O MDF (Medium Density Fiberboard) é uma chapa de fibra de média densidade, na qual, por um processo de alta temperatura e emprego de pressão, fibras de madeira são aglutinadas por resinas sintéticas. Para a obtenção das fibras, a madeira é cortada em pequenos cavacos que, em seguida são triturados por equipamentos denominados desfibradores.
O MDF possui consistência e algumas características mecânicas que se aproximam às da madeira maciça. A maioria de seus parâmetros físicos de resistência são superiores aos da madeira aglomerada, caracterizando-se, também, por possuir boa estabilidade dimensional e grande capacidade de usinagem.
A homogeneidade proporcionada pela distribuição uniformes das fibras possibilita ao MDF acabamentos do tipo envernizado, pinturas em geral ou revestimentos com papéis decorativos, lâminas de madeira ou PVC. Podem também ser executadas junções com vantagens em relação à madeira natural, já que não possui nós, veios reversos e imperfeições típicas do produto natural.
6.3.3. OSB
O OSB é um painel estrutural, produzido a partir de partículas (strands) de madeira, sendo que a camada interna pode estar disposta aleatoriamente ou perpendicular às camadas externas. A diferenciação em relação aos aglomerados tradicionais se refere à impossibilidade de utilização de resíduos de serraria na sua fabricação. Além disso, possuem um baixo custo, e as suas propriedades mecânicas e físicas se assemelham às da madeira sólida, podendo substituir plenamente os compensados estruturais.