TPF 2 Densidade de Madeiras
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12. Densidade da madeira
Propriedade muito varivelnas madeiras
A mais importante propriedadetecnolgica das madeiras
Balsa
Lignum vitae
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22. Densidade da madeira
2.1 Definio
Densidade = Massa Volmica [density (ingls)]
= m/Vm (massa); V (volume)
Unidadas tpicas: g.cm-3 , kg.m-3, lbs.ft-3 (pounds per cubic feet, g.cm-3 * 62,43 = lbs.ft-3)
Densidade relativa [specific gravity (ingls)]
Relao entre a densidade de um composto e a densidade de outro em condies normalizadas, eg. gua a 4 C = 1,00 g.cm-3
Adimensional; numericamente igual densidade/massa volmica
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32. Densidade da madeira
2.2 Efeito da composio qumica na densidade da madeira
Densidade dos componentes qumicos da parede celular
Densidade da celulose: 1,53 g.cm-3
Densidade da lenhina: 1,33 g.cm-3
Maior percentagem de extractivos > maior densidade
Densidade do cerne > densidade do borne
Massa volmica da parede celular: 1,50 g.cm-3 [Base seca]
Aceita-se este valor como a densidade da parede celular em todas as madeiras
Pequenas variaes existem, sobretudo associadas a madeira comcomposio qumica substancialmente diferente da madeira normal, casodo lenho de reaco
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42. Densidade da madeira
2.3 Efeito da estrutura da madeira na densidade
A proporo relativa entre o volume de parede celular e o volume de vazios (as cavidades/lumens das clulas) determina a densidade/massa volmica da madeira
ndice de vazios na madeira:
C = (1- 0/w) * 100C: proporo de volume vazio da madeira (% do volume total):
0 = massa volmica (seca em estufa), g.cm-3w = massa volmica da parede celular, 1,50 g.cm-3Substituindo,
C = 100 66.7 0
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52. Densidade da madeira
2.3 Efeito da estruturada madeira na densidade
Na madeira maisdensa maior a proporo entre asparedes celulares e a as cavidades celulares(lumens das clulas)
A Pau rosa(Dalbergia latifolia)0,85 1 g.cm-3
B Balsa(Ochroma lagopus)0,1 0,2 g.cm-3
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62. Densidade da madeira
2.4 Efeito do teor de humidade na densidade da madeira
A presena de gua na madeira faz variar tanto a massa como o volume da madeira, afectando portanto a sua densidade.
Os valores de densidade tm de ser reportados a determinado teor de humidade da madeira
Quanto maior o teor de humidade maior o valor da densidade
A variao da densidade, com o teor de humidade de madeira, aproximadamentelinear at cerca de 25-30% do valor do teor de humidade
h = 0 (1+h)/(1+0.84 0 *h)h = massa volmica no teor de humidade0 = massa volmica (seca em estufa), g.cm-3h = teor de humidade da madeira (%, expressa como decimal)
Como regra aproximada, a densidade da madeira aumenta 0,5% por cada aumentono teor de humidade da madeira de 1%
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72. Densidade da madeira
2.5 Efeito do teor de humidade nadensidade da madeira
Para se obter de forma expeditao valor da densidade paraqualquer teor de humidadeusa-se o baco de Kollman
Para se passar de um valor de densidade, para outro correspondente a outro teor de humidade da madeira, seguem-se as linhas curvas
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82. Densidade da madeira
2.5 Efeito do teor de humidade na densidade da madeira
1. Densidade bsica
peso seco/volume verde
2. Densidade seca em estufa
peso seco/volume seco
3. Densidade seca ao ar
peso seco ar/volume seco ao ar (12% Humidade)
4. Densidade aparente
peso verde/volume verde(vrias humidades e pesos)
bsica
seca em estufa
seca ao ar aparente
Variabilidade da densidade da madeira de Fagus
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92. Densidade da madeira
2.6 Efeito da largura do anel anual na densidade da madeira
Efeito associado sobretudo proporo lenho de princpio/fim de estao
Resinosas (vrias espcies) Folhosas de porosidade em anel(vrias espcies)
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2. Densidade da madeira
2.6 Efeito da largura do anel anual na densidade da madeira
A proporo de lenho de princpio/lenho de fim de estao determina, naigualdade de outros factores, a densidade. Numa mesma espcie a variabilidade desta relao grande e determinada em parte pela intensidade de crescimento. Em geral, nas resinosas, crescimentos mais lentos significam densidades mais elevadas; nas folhosas de porosidade anel verifica-se o contrrio
Pinus resinosa Quercus spp.
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2. Densidade da madeira
2.7 Efeito da proporo lenho de princpio/fim de estao
Resinosas (vrias espcies) Folhosas de porosidade em anel(2 espcies de Carvalho)
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2. Densidade da madeira
2.8 Variao da massa volmica dentro do anel anual
Resinosas(vrias espcies)
Quercus
Populus Salix
Folhosas(vrias espcies)
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2. Densidade da madeira
2.9 Determinao da densidade da madeira
A massa determinada por pesagem
Determinao da massa seca (em estufa): coloca-se o provete de madeira numa estufaa 103 2C at atingir peso constante (corresponde a 0% de humidade da madeira).
O volume determinado pela medio das dimenses do provete de madeira (quando possvel) ou pelo mtodo da deslocao de gua (princpio de Arquimedes)
Dada a higrospicidade da madeira, quando se utiliza o mtodo de deslocao de gua para determinar o volume da madeira seca em estufa, a madeira imersa em parafinafundida (durante uns segundos), para se obter uma camada fina protectora e impedir aentrada rpida de gua.
Para provetes de madeira muito pequenos, e devido aos problemas da higrospicidade, pode-se fazer a imerso noutros fluidos no higroscpicos, como o mercrio.A massa de mercrio deslocada convertida em volume, dividindo a massa pela densidade do mercrio (dependente da temperatura)
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2. Densidade da madeira
2.9 Determinao da densidade da madeira
Medio do volume pelomtodo da deslocao de gua
Princpio de Arquimedes: todo o corpomergulhado num fludo sofre, por parte do fluido, uma fora vertical para cima, cuja intensidade igual ao peso do fluido deslocado ( independente do material imerso)
P = mg = Vg [g, acelerao da gravidade = 9,8 ms-2]
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2. Densidade da madeira
2.9 Determinao da densidade da madeira
Microdensitometria deraios-x
A radiao (raios x) absorvida/transmitida registada num filme fotogrfico e a sua densidade medida efeita corresponder a valores dedensidade
Especialmente apropriada para medir a variabilidade da densidadedentro, e entre, anis anuais
A: Pinheiro bravo (Pinus pinaster)
B: Castanheiro (Castanea sativa)
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2. Densidade da madeira
2.10 Importncia da densidade da madeira
A massa volmica est directamente relacionada com as restantes propriedades das madeiras e portanto com os seus usos e qualidade industrial
Higrospicidade; Retraco e Inchamento; Propriedades Mecnicas; Propriedades Trmicas;Propriedades Acsticas; Propriedades Elctricas; Processamento Industrial da Madeira (Secagem, Laborao Mecnica)
A massa volmica tambm um ndice de produo quantitativa, pelo que influi p. e.
Produo florestal da madeira; Rendimentos das indstrias de Pasta para Papel e de Painis Aglomerados
No entanto: A mesma massa volmica pode significar propriedades e e qualidade industrial muito diferentes diferenas na composio qumica, estrutura anatmica, teor de extractivos e defeitos
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Madeiras das regies tropicais: densidade muito varivel
Madeiras das regies temperadas:0,3 0,9 g.cm-3
Lignum vitae (Guaiacum officinale, Sudoeste asitico):1,3 g.cm-3
Balsa (Ochroma lagopus, Amrica Central e Sul):0,15 g.cm-3
The Guiness Book of World Records
Pau-ferro (Olea laurifolia, frica do Sul):1,49 g.cm-3
Aeschynomene hispida (Cuba):0.044 g.cm-3
Pinus pinaster (Leiria)
Cryptomeria japonica(S. Miguel, Aores)
Pinus pinaster (Viana)
12% Humidade
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2.11 Variabilidade da densidadeda madeira (inter-especfica)
Populus albaEucalyptus globulus(12 anos)
Castanea sativa
Quercus robur
Quercus rotundifolia
2. Densidade da madeira
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2. Densidade da madeira
Origem dos Grficos e Figuras
Hoadley, R. Understanding Wood. The Taunton Press, Newtown (CT, USA), 2000:Figuras dos slides: 1,5,10,17
Tsoumis, G. Science and Technology of Wood. Van Nostrand Reinhold, New York, 1991: Figuras dos slides: 7,8,9,11,12,14,15
As figuras e restante material grfico apresentados nestes slides esto protegidos porcopyright (direitos de autor). Estes slides destinam-se exclusivamente para estudo eno podem ser reproduzido sob qualquer forma para nenhum outro fim