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12. Densidade da madeira

Propriedade muito varivelnas madeiras

A mais importante propriedadetecnolgica das madeiras

Balsa

Lignum vitae


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


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


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


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


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%


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


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


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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2.6 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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2.7 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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2.8 Variao da massa volmica dentro do anel anual

Resinosas(vrias espcies)

Quercus

Populus Salix

Folhosas(vrias espcies)

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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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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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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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2.10 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

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2.11 Variabilidade da densidadeda madeira (inter-especfica)

Populus albaEucalyptus globulus(12 anos)

Castanea sativa

Quercus robur

Quercus rotundifolia


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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