A árvore. Estrutura - Função “Árvores crescem em altura para interceptar a luz do Sol”...
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A árvore. Estrutura - Função
“Árvores crescem em altura para interceptar a luz do Sol”
“Problemas da altura:
• precisa suportar grande peso: biomassa e HOH
• movimento da água/seiva em grande distância contra a gravidade
• estrutura exposta ao vento, muitas vezes forte.
Prof. Umberto Klock – AT073
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Resistência exigida pela estrutura da Árvore
• prevenir colapso das células sob grande tensão da água,
• ser bastante flexível para curvar-se, reduzindo a área de resistência ao vento,
• resistir a propagação de rachaduras,
• ter resistência para suportar o peso da copa, bem como das forças geradas pelo vento
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Madeira Juvenil x Madeira Adulta
5-20 cernesMOELLE ECORCE
BOISJUVENILE
BOISADULTE
5-20 cernesMOELLE ECORCE
BOISJUVENILE
BOISJUVENILE
BOISADULTE
BOISADULTE
5-20 cernesMOELLE ECORCE
BOISJUVENILE
BOISADULTE
5-20 cernesMOELLE ECORCE
BOISJUVENILE
BOISJUVENILE
BOISADULTE
BOISADULTE
Angle des microfibrillesRetrait longitudinalTaux d’humiditéAngle du fil
Densité du boisLongueur des fibresRésistanceÉpaisseur des paroisRetrait tangentielPourcentage de bois d’été
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96Année de végétation
Lo
ng
ueu
r d
es f
ibre
s (m
m) Bois d'été
Bois de printemps
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• Forças (cargas) podem produzir mudanças no tamanho e forma.
• Deformação = mudança na dimensão original
• Se a força aplicada for pouca e por pouco tempo , geralmente a deformção é totalmente recuperada.
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Compressão - força que pode causar a redução nas dimensões.
Flexão - força que pode causar o alongamento nas dimensões.
Cisalhamento - escorregamento em sentido contrário de duas partes de um corpo
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Curva Carga/Deformação[ Teste de Compressão paralela a grã]
Carga
Deformação
Limite Proporcional*
Carga na Ruptura
Inclinação da reta = carga/deformação MOE
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Curva Carga/Deformação[ Teste de Compressão paralela a grã]
Curva Carga/Deformação[ Teste de Compressão paralela a grã]
Carga
Deformação
A partir do LP a deformação é irreversível*
Carga na Ruptura
No trecho reto a deformação é reversível
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MÓDULO DE ELASTICIDADE(MOE)
• Mede a resistência a flexão, relacionada a rigidez de uma viga.
• Fator importante na resistência de uma coluna longa
• MOE paralelo a grã (Módulo de Young)Medida da resistência ao alongamento ou no
encurtamento de um corpo de prova sob tensão ou compressão uniforme.
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Direções de corte
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Flexão estática
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Flexão estática
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
1 51 101
151
201
251
301
351
401
451
501
Deformação - mm-2
Car
ga e
m k
gf
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Compressão da madeira
Perpendicular
Paralela
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Cisalhamento
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Máquinas de Ensaios
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Densidade Teor de Umidade
Temperatura Direção da aplicação da força Duração da aplicação da força
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Resis
t. M
áxim
a a
Com
pre
ssão
(N/m
m2)
Relação entre a Resistência a Compressão Longitudinal e o Teor de Umidade
0Teor de Umidade %
70
60
50
40
30
20
10
PSF
Dados para Pinus
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TEMPERATURA
Problemas são os extremos
• Aquecimento acima de 110 ºC causa perda de resistência em função de hidrólise de celulose.
•Congelamento de madeira saturada desenvolve rachadura e fissuras
• “Amolecimento” da madeira a alta temperatura e alto teor de umidade - vantagem em alguns processos.
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Resistência a Compressão
e a Flexão
Maiores no sentido paralelo
que perpendidular a grã.
_______________________
Isto é relacionado a anatomia
e orientação das fibras.
Photo Courtesy W.C. Brown Center, SUNY.
Paralelo à Grã
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As propriedades de resistência e elasticidadeic diferem
drasticamente nas direções
paralela versus perpendicular
à grã
___________
Nas direções radial vs. Tangencial,
normalmente diferem pouco
Photo Courtesy W.C. Brown Center, SUNY.
Paralela à Grã
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A RESISTÊNCIA decresce proporcionalmente ao tempo em que a carga é aplicada.
Exemplo: resistência à flexão
Tempo Carga de Ruptura
1 min. 8500 kgf
5 min. 8000 kgf
1 ano 5350 kgf
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Quanto mais a carga (esforço) é suportado, menor é a carga a ser aplicada.
A madeira pode deformar ou defletir lentamente se exposta a esforço constante.
Exemplo usual: Estante de livros deforma com o tempo se cheia de livros
pesados.
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Grã da madeira
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Os Elementos longitudinais(traqueóides, fibras, vasos)
São são paralelos ao eixo axial da árvore, mas sim dispostos em espiral à direita ou à
esquerda.
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•Mais comum em madeira juvenil
•Ângulos são maiores próximo a medula.
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A Orientação dos Elementos
longitudinaisMuda da direita para
a esquerda, ou esquerda para a
direita sucessivamente.