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Propriedades
Físicas da
Madeira- Densidade -
Prof. Christovão Abrahão
Eng. Florestal DS
d1
d2
d3
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Propriedades físicas da madeira
Propriedade: característica inerente a alguma coisa
Físicas
Não mecânicas
Mecânicas
Componentes primários
ExtrativosQuímicas
Cinzas
Tipos de células e tecidos
Proporções de célulasAnatômicas
Ultraestrutura da parede celular
Macroestrutura do lenho
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Propriedades físicas da madeira
Fatores determinantes das propriedades físicas: A quantidade da “substância madeira” (parede celular) por
unidade de volume
A quantidade de água presente na parede celular
A composição proporcional dos componentes primários daparede celular, bem como a quantidade e natureza dosextrativos
O arranjo e orientação dos materiais da parede nas células dos
diferentes tecidos Os tipos, tamanhos, proporções e arranjo das células no tecido
lenhoso
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Propriedades físicas da madeira
Físicas
Não mecânicas
Mecânicas
DensidadeTeor de umidade
Permeabilidade
Condutividade térmica
Poder calorífico
Condutividade elétrica
Constante dielétrica
Resistência e rigidez:
- Tração- Compressão
- Cisalhamento
Resistência ao choque
Dureza4Propriedades físicas da madeira – Prof. Christovão Abrahão - UFVJM
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Densidade
A densidade ou massa específica aparente da madeira é arelação entre o peso e o volume de uma amostra
Unidades principais:
g/cm3
kg/m3
lb/ft3
V
P
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Densidade
É reflexo direto do volume proporcional que é ocupadopela “substância madeira”: espessura de parede, diâmetro
dos lumes celulares
Muitas fibras depequeno lumePoucos e grandesvasos
Poucas fibras depequeno lumeMuitos e pequenosvasos
Muitas fibras depequeno lumePoucos e pequenosvasos
Muitas fibras degrande lume;Muitos e pequenosvasos
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Densidade
Está relacionada a praticamente todas as propriedades físicas,anatômicas e tecnológicas da madeira
É importante para o cálculo do peso próprio de estruturas epeso de cargas de produtos de madeira a serem transportados
Valores médios para algumas espécies: 0,16 g/cm3 – balsa 0,60 g/cm3 – cedro 1,10 g/cm3 – aroeira do sertão
A densidade da parede celular (substância madeira) encontra-se em torno de 1,5 g/cm3
É influenciada pelo teor de umidade Apresenta grandes variações dentro de uma espécie
CV=10% dentro de uma espécie
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Densidade
Apresenta grande variação entre diferentes espécie
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Densidade
Apresenta grandes variações dentro de uma espécie CV=10% dentro de uma espécie
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Densidade
Apresenta grandes variações dentro de uma espécie
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E. urophylla
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Densidade
Correlações com propriedades mecânicas
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0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
0 50 100
D e n s i d a d e ( g
/ c m 3 )
Teor de umidade (%)
Ponto desaturação dasfibras
Densidade Influência do teor de umidade
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Peso(g)
Umidade(%)
Volume(cm3)
Densidade(g/cm3)
1000 100 1000 1,00
800 60 1000 0,80
650 30 1000 0,65
640 28 986,8 0,65620 24 960,4 0,65
600 20 934 0,64
580 16 907,6 0,64
560 12 881,2 0,64
550 10 868 0,63
540 8 854,8 0,63
530 6 841,6 0,63
520 4 828,4 0,63
510 2 815,2 0,63
500 0 802 0,62
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Densidade em função do teor de umidade
Densidade
Densidade verde
-Peso saturado-Volume saturado
v
vv
V
P
Densidade úmida
-Peso úmido(entre 0 e ≈30%)
-Volume úmido
u
uu
V
P
Densidade seca
-Peso seco-Volume seco
s
ss
V
P
Densidade básica
-Peso seco-Volume saturado
v
sb
V
P
1,00 g/cm3 0,64 g/cm3
a 12%0,62 g/cm3 0,50 g/cm3
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Métodos de determinação Peso: balança analítica
Volume: Medição direta das dimensões: paquímetro
micrômetro
Densidade
321 d d d V
V P
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paquímetro
micrômetro
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Métodos de determinação do volume por imersão Fluidos de imersão:
Água: amostras saturadas ( ρv ou ρb) Mercúrio metálico: amostras saturadas, secas
ou semi-secas ( ρv , ρs ou ρu) Para amostras secas ou semi-secas, pode
utilizar ainda o parafinamento da madeira
Densidade
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Métodos de determinação do volumepor imersão
Fluidos de imersão:Mercúrio metálico: amostras
saturadas, secas ou semi-secas( ρv, ρs ou ρu)Alta tensão superficial
Não penetra nos porosAlta densidade
Um pequeno volumedeslocado causa grandeempuxo
Veneno perigoso
Densidade
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Métodos de determinação do volume por imersão
Picnômetro: frasco de volume conhecidocuidadosamente construído
Pequenos volumes
Densidade
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• Pesar o picnômetro com água (mo)• Pesar a amostra (m1)• Pesar o picnômetro com água mais
amostra dentro do picnômetro (m2 )• Massa de um vol. de água igual aovolume do corpo: (m2- mo)• Densidade ρ = (m1) / (m2 – mo)
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Métodos de determinação do volume por imersão
Xilômetro: medição de grandes volumes
Densidade
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A madeira é imersano tanqueprovocandoalteração no nível daágua ou o seu
transbordamento
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Métodos de determinação do volume por imersão
Volumenômetro de Breuil: medição de pequenosvolumes
Densidade
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O deslocamento de umparafuso calibrado,penetrando em umrecipiente repleto deum fluido é medido
antes e depois daintrodução da amostra
Relógiocomparador
Parafuso
Amostra
Nível
Fluido deimersão
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Métodos de determinação do volume por imersão
A balança hidrostática ou balança de Arquimedes:amostras de tamanho médio
Densidade
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A imersão de umaamostra em um fluidorepousando em umrecipiente sobre umabalança causa o
deslocamento do fluido,com o registro doempuxo pela balança
Balança
Fluido
AmostraBasefixa
Empuxo
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Métodos de determinação do volume por imersão A balança hidrostática ou balança de Arquimedes:
Método para cálculo
Densidade
21P i d d fí i d d i P f Ch i ã Ab hã UFVJM
f E V /
V P
V = volume da amostraE = empuxo registrado ρ f = densidade do fluido ρ = densidade da amostra
ρ f água = 1 g/cm3
ρ f Hg (mercúrio) = 13, 6 g/cm3