Metodologia

From Usos

METODOLOGIA UTILIZADA NA CLASSIFICAÇÃO EM USOS FINAIS

Estabelecer os usos mais adequados para espécies de madeira requer a análise das propriedades disponíveis, de forma a otimizar a relação entre estas propriedades e as necessidades impostas pelos condicionantes de um determinado uso específico. Esta otimização é dificultada pela impossibilidade de se estabelecer limites numéricos tanto em relação às propriedades quanto em relação aos condicionantes de usos, bem como pela dificuldade em definir quantitativamente o quanto uma determinada propriedade é mais importante do que outra. Muitas vezes estas decisões são tomadas pela experiência dos autores no conhecimento das potencialidades de espécies conhecidas comparando-as com espécies pouco conhecidas. Desta forma a classificação deve ser feita, identificando a importância de cada propriedade para um uso específico.
Basicamente a massa específica básica é utilizada como parâmetro de referência inicial, devido a sua correlação com a maioria das propriedades físicas e mecânicas das espécies de madeira (Melo et all, 2008). Os limites quantitativos da massa específica são estabelecidos considerando intervalos apropriados para o uso, que são otimizados pela combinação de valores adequados das outras propriedades importantes para determinado uso.
Como exemplo, para a escolha de espécies de madeiras com potencial para utilização em carrocerias, em geral, é necessário otimizar a relação entre o menor peso e maior resistência mecânica. Das propriedades mecânicas, o módulo de elasticidade é tomado como referência, pela sua importância nas deformações e vibrações da carroceria. A espécie de madeira que melhor atende a relação peso/resistência é aquela cujo módulo de elasticidade estimado pela equação de correlação seja menor do que o seu módulo de elasticidade, determinado na caracterização (Melo et all, 2008). O processo de seleção teve seqüência eliminando as espécies que não possuíam outras características adequadas para o uso em questão. As espécies foram colocadas em ordem decrescente de prioridade, devido a dificuldade em estabelecer limites para as propriedades com valores numéricos.
Um segundo exemplo é a escolha de espécies de madeira para revestimento de sauna. O ambiente úmido é bastante propício para o desenvolvimento de fungos apodrecedores. Daí a necessidade de indicar espécies de alta massa específica, devido a sua maior durabilidade natural. Na seqüência, são verificadas se as espécies selecionadas possuem todas as características necessárias para atender as condições de exposição no ambiente.

1. Seleção de espécies de madeira
As indicações de usos foram feitas com 224 espécies de madeiras, coletadas em diferentes regiões da Amazônia, caracterizadas pelo LPF, cujas propriedades físicas e mecânicas foram determinadas em conformidade com as normas COPANT/72 (IBDF, 1981; IBDF, 1988; IBAMA,1997) . O sistema de amostragem adotado para seleção corte e retirada das amostras por árvore de cada espécie foi feito de forma aleatória resultando, após identificação botânica, de três a quinze árvores por espécie.

2. Seleção de usos
Foram selecionados os usos em que mais comumente se emprega a madeira, bem como as principais propriedades que a espécie de madeira deve ter para que sejam atingidos os quesitos de segurança, economia, estética e durabilidade.
A definição das propriedades que a madeira deve ter para atender a um determinado uso é feita após a identificação das condições de exposição em relação às intempéries, intensidade e período de permanência em ambiente úmido, aparência final, tipo de acabamento, colagem, cargas estáticas ou dinâmicas, direção de carregamento em relação às fibras, peso, etc.
Os resultados desta análise e as propriedades que a madeira deve ter foram colocados na ordem decrescente de importância para cada uso, junto com as fichas de usos/espécies. A combinação desta análise com os agrupamentos de espécies por propriedades resultou na classificação em usos finais proposta neste trabalho.

3. Agrupamento de espécies por propriedades
Objetivando facilitar a seleção de espécies em relação ao seu potencial de uso, todas as espécies foram agrupadas em intervalos de classes, para a massa específica básica, contração volumétrica, cores do cerne, tipos de grã e de textura, módulo de elasticidade em ordem decrescente e propriedades físicas e mecânicas.
No caso de massa específica básica e contração volumétrica, onde as classes são delimitadas por intervalos numéricos, elas funcionam com valores referenciais, já que é impraticável estabelecer valores numéricos fixos para um uso especifico qualquer. Melo & Coradin (1990), estabeleceram intervalos de classes para a massa específica básica e contração volumétrica, a partir de análise estatística com 150 espécies de madeiras da Amazônia, caracterizadas pelo LPF. Normalmente a massa específica é tomada como parâmetro básico na escolha da espécie de madeira para usos específicos, devido a sua correlação relativamente alta com as outras propriedades e também com as condições de exposição. Da mesma forma, a contração volumétrica possui maior correlação com as outras propriedades da madeira do que a contração radial ou tangencial. Segundo Melo & Coradin (1990), as classes de massa específica básica são:

- Classes de massa específica básica - Db
Madeira leve ----------------------Db ≤ 500 kg/m3
Madeira média---- 500 kg/m3 < Db ≤ 720 kg/m3
Madeira pesada ------------------ Db > 720 kg/m3

Em análise semelhante a das classes de massa específica básica, o autor estabeleceu as seguintes classes para a contração volumétrica:

- Classes de contração volumétrica – Cv
Baixa contração------------------Cv ≤ 11,5%
Média contração------11,5% < Cv ≤ 14,0 %
Alta contração--------------------Cv > 14,0%

A cor em si é uma característica subjetiva. Porém, em grande parte de usos, ela assume papel determinante. A cor é o parâmetro seletivo quando se pretende encontrar espécies substitutas de espécies tradicionalmente utilizadas, principalmente para o caso de móveis e objetos decorativos. De acordo com Camargos at.al. (2009) a cor do cerne, pode ser classificadas em:
- Classes de cor do cerne
Madeira branca
Madeira amarela
Madeira rosa
Madeira vermelha
Madeira marrom
Madeira roxa
Madeira preta
A grã tem influência decisiva na qualidade da madeira serrada, nos defeitos que podem surgir durante o processo de secagem, na estabilidade dimensional, na resistência mecânica de peças fletidas, no arqueamento, etc. Assim, grã inclinada exige maior mão-de-obra com lixa no acabamento, no arqueamento as fibras se separam rompendo a peça, o desalinhamento dos elementos anatômicos faz com que a perda de dimensões durante a secagem seja desordenada dando origem a uma maior quantidade e diversidade de defeitos. De acordo com Coradin at.al. (2002) a grã pode ser classificadas em:

- Classes de grã
Direita
Revessa
Direita a revessa
Direita e revessa
Direita a ondulada
Direita e ondulada
Conforme o próprio nome diz, a madeira de textura fina apresenta uma superfície uniforme e lisa, ideal para usos, onde um bom acabamento é essencial. Madeira com textura grossa exige maior processamento com lixa e dificilmente se consegue um acabamento bom, não sendo recomendada para utilização em objetos de fino acabamento. De acordo com Coradin at.al. (2002) a textura pode ser classificadas em:

- Classes de textura
Textura fina
Textura média
Textura grossa

4. Propriedades não consideradas na classificação
Por falta de informações, os dados sobre desdobro primário, ocorrência e localização geográfica, colagem e durabilidade natural, não estão incluídos no presente trabalho. Os ensaios de trabalhabilidade foram realizados em máquinas de carpintaria convencionais. (IBDF, 1981; IBDF, 1988; IBAMA,1997).
No desdobro primário, onde ocorre a transformação da tora em madeira serrada, é que se obtêm informações sobre o rendimento de madeira serrada (ocorrência de ocos na tora, empenamentos, rachaduras e qualidade da madeira) e desgaste de equipamento (resinas ou outros extrativos). As espécies de madeira caracterizadas pelo LPF/SFB/MMA foram selecionadas principalmente em função da ocorrência (volume/ha) indicadas nos inventários florestais. Porém, a localização geográfica muitas vezes impossibilita a exploração devido à dificuldade de acesso. A colagem e durabilidade natural são importantes para determinados usos. A aderência da madeira com colas não são associadas a alguma propriedade específica. A durabilidade natural depende da massa específica, da utilização do cerne e de detalhes de projeto, de acordo com exposição feita anteriormente.

5. Relação entre uso e propriedade da madeira
A análise das condições de exposição é que determina quais propriedades que a espécie de madeira deve ter para que esta tenha um comportamento adequado e duradouro. Muitas vezes, fica difícil decidir o quanto uma propriedade tem maior importância ou peso do que outra. Como exemplo, a madeira para cabo de ferramentas deve ser preferencialmente leve (menor dispêndio de energia), resistente ao impacto, possuir grã direita (maior dificuldade de quebrar com o impacto) e apresentar textura fina a média (para não machucar as mãos do operador). Normalmente, madeiras leve são de baixa resistência. Otimizar numericamente esta relação é uma tarefa bastante difícil. Esta relação foi obtida, sempre que possível, utilizando-se equações de correlação entre propriedades físicas e mecânicas de espécies de madeira. Isto só pode ser obtido através de ensaios específicos em laboratórios ou pela experiência na prática diária. Madeira para carroceria de caminhão, também apresenta como ponto crítico a relação entre madeira leve e resistente. Madeira para piso, parede ou forro deve apresentar como característica principal a contração e razão de contração devido ao efeito multiplicador da perda de dimensão, quando utilizada em áreas de grandes dimensões. A massa específica da madeira para piso deve ser mais alta para evitar marcas feitas por cadeiras e por objetos pesados. Já a madeira para parede pode ser de média massa específica e para forro, de baixa massa específica. Textura fina fornece um bom acabamento. Como madeiras de baixa massa específica são geralmente pouco duráveis, normalmente as madeiras encontradas no mercado, para estes três usos são de alta massa específica.
As propriedades das espécies de madeiras foram definidas e colocadas em ordem de importância para cada uso em função das condições de exposição, das respostas às solicitações, do comportamento adequado ao tipo de uso e de maior rendimento e economia no processamento e fabricação do produto final. Tudo isso com base nas potencialidades naturais das espécies de madeiras, sem a utilização das várias tecnologias disponíveis, que permitem transformar qualquer espécie de madeira num produto com as características desejadas.
Espécies de madeira indicadas para usos onde é de fundamental importância a durabilidade natural e/ou colagem ficam condicionadas a realização de ensaios específicos.

BIBLIOGRAFIA

AMERICAN INSTITUTE OF TIMBER CONSTRUCTION. Timber Construction Manual. Washington, 1966. 550 p.
BODIG, J. & JAYNE, B. A. Mechanics of Wood and Wood Composites. Ed. Van Nostrand Reinhold Company. New York, 1982. 709 p.
CAMARGOS, J. A.; CORADIN, V. T. R.; CZARNESKI, C. M.; MEGUERDITCHIAN, I.; OLIVEIRA, D. Catálogo de árvores do Brasil. Brasília: IBAMA, 2001. 896 p.
CAMARGOS, J. A.; GERARD, J.; SOUZA, M. R. de.; GONÇALEZ, J. C.; Catálogo de Cores de Madeiras. Ed. IBAMA, 2009 (no prelo). Brasília. 58 p.
CORADIN, V. T. R., MUNIZ, G. I. B. de. Normas de procedimentos em estudos de anatomia de madeira: 1-Angiosperma. IBAMA/DIRPED/LPF. Brasília. Série Técnica, 15p. s.d.
CORADIN, V. T. Rauber; CAMARGOS, J. A. A.. A estrutura anatômica da madeira e princípios para a sua identificação. Brasília. Ministério do Meio Ambiente. Via Brasil, 2002. 28p.
FERNÁNDEZ-VILLEGAS, F. R. & ECHENIQUE-MANRIQUE, R. Estructuras de Maderas. Ed. Limusa, Mexico, 1983. 367 p.
FOREST PRODUCTS LABORATORY, FOREST SERVICE, USDA. F. F. Wood: Its Structure and Properties. Ed. Wangaard, USA, 1981. 465 p.
GALVÃO, A. P. M. Estimativa de Umidade de Equilíbrio da Madeira em diferentes Cidades do Brasil. ESALQ / USP. Piracicaba, SP. s.d.
HOYLE, R. J. Wood Technology in the Design of Structures. College of Engineering. Washington State University. Pullman, Washington. 1971. 350 p.
IAWA COMMITTEE ON NOMECLATURE. Multilingual glossary of terms used in wood anatomy. Konkordia, Winterhur, 1964. 186p.
IBAMA - INSTITUTO BRASILEIRO DO MEIO AMBIENTE E DOS RECURSOS NATURAIS RENOVÁVEIS - Madeiras da Amazônia: Características e Utilização - V.3 – Amazônia oriental, Brasília – DF, 1997. 141 p.//www.ibama.gov.br/lpf/madeira/)
IBDF - INSTITUTO BRASILEIRO DE DESENVOLVIMENTO FLORESTAL. Madeiras da Amazônia: Características e Utilização - V.1, CNPq, Brasília – DF, 1981. 114p. (http://www.ibama.gov.br/lpf/madeira/)
IBDF - INSTITUTO BRASILEIRO DE DESENVOLVIMENTO FLORESTAL. Madeiras da Amazônia: Características e Utilização - V.2, Brasília – DF, 1988. 236p. (http://www.ibama.gov.br/lpf/madeira/)
JANE, F. W. The Structure of Wood. 2 Id. London: Adam & Charles Black, 1970. 478p.
JUNIOR, C. C. ET ALLI. Tecnologia da Madeira, Aspectos do Material e de durabilidade. São Carlos-SP, 1978. 25p. (Apostila).
JUNTA DEL ACUERDO DE CARTAGENA. Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino., Peru, Lima, 1982. 580p.
ESAU, K. Anatomia das Plantas com Sementes; Trad. Morretes, B. L. Ed. Edgard Blucher. São Paulo, 1976. 293p.
LISBOA, C. D. J; MATOS, J. L. M & MELO, J. E. Amostragem e Propriedades Físico-mecânicas de Madeiras da Amazônia. Coleção Meio Ambiente – Floresta, no 1. Brasília: IBAMA, 1993. 50p.
MELO, J. E.; CORADIN ; V. H. Classes de Densidade Básica para Madeiras da Amazônia Brasileira. Anais do 6° Congresso Florestal Brasileiro, 1990. 10p.
MELO, J. E.; SIQUEIRA, M. J.; COSTA, A. F. Correlação entre Propriedades Físicas e Mecânicas de Madeiras da Amazônia. Anais do XI Encontro Brasileiro em Madeira e Estruturas de Madeira Londrina, PR. 2008. 12p.
PANSHIN, A. J.& De ZEEUW, C. Textbook of woool technology, 4th ed. New York: Mc Graw-Hill. 1980. 250p.
RAMALHO, R. S. Dendrologia. Escola Superior de Florestas- Universidade Federal de Viçosa.Vol. 1. Viçosa-MG, 1976. 80 p.
RESNICK, R. & HALLIDAY, D. Física 1. Ed. Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. 3ª ed. Rio de Janeiro, 1983. 260p.
SLOOTEN, H. J. V. D. & Souza, M. R. Avaliação das Espécies Madeireiras da Amazônia Selecionadas para a Manufatura de Instrumentos Musicais. IBAMA/DIRPED/LPF. Brasília. 1985. 25p.

Ferramentas pessoais