Propriedades da madeira

A madeira é o segundo material mais popular usado na construção, móveis, pisos e outros itens. Embora a pedra ainda reine supremo na construção civil, a madeira experimentou recentemente um tremendo aumento. Aqui estão mais alguns fatos fascinantes sobre a madeira e suas várias características mecânicas, químicas e físicas.

Cor, brilho, textura, macroestrutura, odor, umidade, encolhimento, tensões internas, inchaço, rachaduras, empenamento, densidade e condutividade som-eletrotérmica são algumas das características físicas fundamentais da madeira. A aparência da madeira é influenciada por sua cor, brilho, textura e macroestrutura.



Diferentes raças de madeira vêm em várias cores, variando de branco (aspen, abeto) a preto (ébano). A madeira ganha cor a partir de taninos, resina e pigmentos nas cavidades celulares. Bem, neste artigo, discutirei todas as propriedades da madeira, que incluem as propriedades físicas, químicas, mecânicas, etc.

Propriedades da madeira

Abaixo estão listadas as principais propriedades da madeira:

• Propriedades mecânicas
• Propriedades térmicas
• Propriedades elétricas
• Propriedades acústicas
• Características sensoriais
• Densidade e gravidade específica
• Degradação
• Higroscopicidade
• Encolhimento e inchaço

• Características sensoriais

Cor, brilho, cheiro, sabor, textura, grão, figura, peso e dureza da madeira são exemplos de propriedades sensoriais. Para fins de identificação ou outros usos, essas características macroscópicas adicionais são úteis para descrever um pedaço de madeira. Existem madeiras em uma ampla gama de cores, embora a maioria das madeiras sejam tons de branco e marrom. Outras cores incluem amarelo, verde, vermelho e branco praticamente puro. Dependendo das diferenças de cor entre os canais de cerne, alburno, madeira precoce, madeira tardia, raios e resina, as variações podem ser visíveis em uma única peça de madeira. O branqueamento ou tingimento, assim como a exposição prolongada ao meio ambiente, podem alterar a cor natural. Gafanhotos negros, gafanhotos melosos e algumas espécies tropicais são apenas alguns exemplos de madeiras brilhantes.

Algumas espécies, como abeto, freixo, tília e álamo, têm um brilho natural que é particularmente perceptível em superfícies radiais. Devido aos compostos voláteis encontrados na madeira, o odor e o sabor são produzidos. Eles às vezes são traços distintivos úteis, embora sejam difíceis de articular. O termo "textura" refere-se a quão uniformemente uma superfície de madeira, normalmente transversal, aparece. Como na textura ou grão grosseiro, fino ou uniforme, o grão é frequentemente usado de forma intercambiável com a textura. Também pode ser usado para descrever a direção de peças de madeira, como retas, espirais ou onduladas. Às vezes, o grão é usado em vez de uma figura, como no caso do grão de prata no carvalho. A figura refere-se a padrões ou desenhos orgânicos em superfícies de madeira (normalmente radiais ou tangenciais).

O peso e a dureza são considerados propriedades sensoriais em um sentido diagnóstico e não técnico; o peso é determinado simplesmente levantando a mão e a dureza é determinada pressionando com a unha do polegar. Existem madeiras mais leves e mais pesadas que podem ser encontradas nos trópicos, com pesos que variam de 80 a 1.300 kg por metro cúbico (5 a 80 libras por pé cúbico) para balsa e lignum vitae, respectivamente. As madeiras de clima temperado geralmente variam em peso de cerca de 300 a 900 kg por metro cúbico (aproximadamente 20 a 55 libras por pé cúbico) em condições de ar seco.

Densidade e gravidade específica

A gravidade específica é a razão entre o peso ou massa de madeira e a de água, enquanto a densidade é o peso ou massa de uma unidade de volume de madeira. Como 1 cc de água pesa 1 grama, a densidade média e a gravidade específica da madeira de abeto de Douglas são 0,45 grama por centímetro cúbico (g/cc), respectivamente, no sistema métrico de medição. (Um grama por centímetro cúbico, ou aproximadamente 62,4 libras por pé cúbico, é expresso como peso por unidade de volume). materiais. O peso e o volume são calculados em valores de umidade predeterminados para produzir resultados semelhantes.

O peso e o volume são calculados em valores de umidade predeterminados para produzir resultados semelhantes. Peso seco no forno (teor de umidade quase pequeno) e volume seco no forno ou verde são os padrões (verde refere-se ao teor de umidade acima do ponto de saturação da fibra, que é em média cerca de 30%). Outras representações de densidade, como aquelas baseadas em peso e volume seco ao ar ou peso e volume de madeira verde, são menos precisas, mas têm certas aplicações práticas, como no transporte de madeira.

Higroscopicidade

Se em contato com a água, a madeira pode absorvê-la como um líquido ou como um vapor do ar. A água é o líquido ou gás mais significativo que a madeira pode absorver, apesar disso. A madeira sempre inclui umidade devido à sua natureza higroscópica, seja um componente da árvore viva ou um material. (Os termos água e umidade são usados ​​de forma intercambiável aqui.) A umidade tem um impacto em todos os aspectos da madeira, embora deva ser destacado que apenas a umidade encontrada nas paredes das células é significativa; a umidade encontrada nas cavidades das células faz pouco mais do que adicionar peso.

Encolhimento e inchaço

Quando o nível de umidade na madeira varia abaixo do ponto de saturação da fibra, ocorrem mudanças dimensionais. O encolhimento e o inchaço são causados ​​pelo ganho e perda de umidade, respectivamente. Essas mudanças dimensionais são anisotrópicas, o que significa que diferem nas direções axial, radial e tangencial. Aproximadamente 0,4%, 4% e 8%, respectivamente, são os valores médios de encolhimento. A perda de volume é de cerca de 12%, mas existem diferenças significativas entre as espécies. Esses números são fornecidos como uma porcentagem das dimensões verdes e correspondem a transformações da condição verde para a condição de secagem em estufa. A estrutura da parede celular é a principal responsável pelo encolhimento e dilatação diferencial em várias orientações de desenvolvimento.

A orientação das microfibrilas nas camadas da parede celular secundária pode ser usada para explicar as variações entre as direções axial e lateral (radial e tangencial), no entanto, não está claro por que essas discrepâncias existem nas direções radial e tangencial.

Degradação

Bactérias, fungos, insetos, brocas marinhas, bem como variáveis ​​ambientais, mecânicas, químicas e térmicas, contribuem para a destruição da madeira. A aparência, estrutura ou composição química da madeira pode mudar devido à degradação, o que pode afetar árvores vivas, troncos ou produtos. Essas mudanças podem variar de pequenas descolorações a transformações irreversíveis que tornam a madeira totalmente inútil. Como evidenciado, por exemplo, por móveis e outros artefatos de madeira descobertos em perfeitas condições nas tumbas dos antigos faraós egípcios, a madeira pode durar centenas ou milhares de anos (ver arte egípcia). Somente sob a influência de elementos externos a madeira se deteriora ou é destruída.

Propriedades mecânicas

As propriedades mecânicas, ou de resistência, da madeira são sinais de sua capacidade de resistir a forças externas que podem potencialmente tender a alterar seu tamanho e forma. A quantidade e o método de aplicação dessas forças, bem como a densidade e o teor de umidade da madeira, afetam a resistência a essas forças. Na direção axial, ou paralela ao grão, as características de resistência da madeira são notavelmente diferentes daquelas ao longo do grão (na direção transversal).

A resistência da madeira em tração e compressão (medida nas direções axial e transversal), cisalhamento, clivagem, dureza, flexão estática e choque são algumas de suas características mecânicas (flexão de impacto e tenacidade). Testes respectivos determinam tensões por unidade de área carregada (no limite elástico e carga máxima), bem como outros critérios de resistência, incluindo tenacidade, módulo de ruptura e módulo de elasticidade (uma medida de rigidez). Amostras pequenas e transparentes com seção transversal de 2 x 2 cm ou 2 x 2 polegadas são normalmente usadas para testes.

Propriedades térmicas

Embora a madeira se expanda e contraia com as variações de temperatura, o encolhimento e o inchaço causados ​​por mudanças no teor de umidade são alterações dimensionais muito mais significativas. Essa expansão e contração relacionadas à temperatura são tipicamente insignificantes e sem consequências práticas. As verificações de superfície só podem ocorrer em temperaturas abaixo de 0 °C (32 °F); rachaduras de geada podem ocorrer em árvores vivas devido à contração desigual das camadas externas e internas.

Em comparação com materiais como metais, mármore, vidro e concreto, a madeira tem uma baixa condutividade térmica (alta capacidade de isolamento térmico). Madeiras leves e secas são isolantes superiores porque a condutividade térmica é mais alta na direção axial e aumenta com a densidade e o teor de umidade.

Propriedades elétricas

O isolamento elétrico pode ser encontrado em madeira seca no forno. No entanto, quando o teor de umidade aumenta, a condutividade elétrica também aumenta, fazendo com que a madeira saturada (madeira com maior teor de umidade) se comporte mais como água. É notável como a resistência elétrica cai drasticamente à medida que o teor de umidade aumenta de 0 até o ponto em que as fibras estão saturadas. A resistência elétrica cai mais de um bilhão de vezes nessa faixa, mas apenas cerca de 50 vezes do ponto de saturação da fibra até o teor de umidade mais alto. A resistência elétrica da madeira não é afetada principalmente por outros parâmetros, como espécie e densidade; as variações entre as espécies estão relacionadas à química dos extrativos. A resistência axial é aproximadamente metade da resistência transversal.

O condutor dielétrico ou pobre, as propriedades da madeira também são importantes. A constante dielétrica e o fator de potência desempenham um papel prático na fabricação de medidores elétricos (tipo perda de potência e de radiofrequência) para medir o teor de umidade da madeira, secar madeira com corrente elétrica (uma possibilidade teórica, embora não seja atualmente uma realidade) e colar madeira com corrente elétrica de alta frequência. A polarização elétrica (o aparecimento de cargas elétricas opostas em lados opostos de uma peça) que ocorre quando o estresse mecânico é aplicado faz com que a madeira apresente o efeito piezoelétrico. Ao contrário, a madeira sofre deformação mecânica quando exposta a um campo elétrico (mudanças de tamanho).

Propriedades acústicas

A madeira pode tanto criar som (por golpe direto) quanto ampliar ou desviar as ondas sonoras provenientes de outros objetos. É um material especial para instrumentos musicais e outras aplicações acústicas devido a esses fatores. O tamanho, densidade, teor de umidade e módulo de elasticidade da madeira têm um impacto na frequência de vibração, que por sua vez afeta o tom do som gerado. Maior densidade e elasticidade reduzem o teor de umidade e dimensões menores contribuem para sons mais agudos.

Isso é tudo para este artigo, onde as propriedades da madeira são listadas e explicadas. Espero que você obtenha muito com a leitura, se assim for, por favor, compartilhe com os outros. Obrigado por ler, nos vemos por aí!