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TPF 2 Densidade de Madeiras

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Densidades de diversos tipos de maderas brasileras ,

Text of TPF 2 Densidade de Madeiras

  • 12. Densidade da madeira

    Propriedade muito varivelnas madeiras

    A mais importante propriedadetecnolgica das madeiras

    Balsa

    Lignum vitae

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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

  • 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%

  • 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

  • 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

  • 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)

  • 10

    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.

  • 11

    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)

  • 12

    2. Densidade da madeira

    2.8 Variao da massa volmica dentro do anel anual

    Resinosas(vrias espcies)

    Quercus

    Populus Salix

    Folhosas(vrias espcies)

  • 13

    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)

  • 14

    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]

  • 15

    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)

  • 16

    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

  • 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

    17

    2.11 Variabilidade da densidadeda madeira (inter-especfica)

    Populus albaEucalyptus globulus(12 anos)

    Castanea sativa

    Quercus robur

    Quercus rotundifolia

    2. Densidade da madeira

  • 18

    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

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