LCF5852 - Propriedades Físicas e Mecânicas da Madeira

Carga Horária

Docentes responsáveis
José Nivaldo Garcia

Objetivo
Desenvolver a percepção do aluno para a aplicação das propriedades obtidas de corpos de provas de madeira e motivá-lo a refletir sobre a fidelidade dos ensaios mecânicos, no sentido de descobrir as propriedades puras;
Enfocar a variabilidade natural das propriedades básicas da madeira dentro de populações florestais de acordo com sua natureza (nativa ou plantada), idade, espécie, taxa de crescimento, etc, e motivar a discussão de sua causa e das técnicas adequadas de controle dentro do manejo e do melhoramento florestais;
Aplicar ensaios destrutivos e não destrutivos e discutir as vantagens, desvantagens, similaridades e diferenças dos resultados obtidos;
Apresentar tecnologias aplicadas à alteração de propriedades físicas e mecânicas da madeira para novos e não convencionais usos.

Conteúdo
1. Verificação do funcionamento de estruturas de madeira sob cargas aplicadas;
2. Identificação de 4 propriedades físicas e 4 mecânicas responsáveis pelo funcionamento dessas estruturas;
3. Ensaios destrutivos e não-destrutivos;
4. Instalação de experimentos para obtenção de cada uma dessas propriedades, enfocando: definição do delineamento experimental, pré amostragem, ensaios físicos e mecânicos, análise estatística dos dados, apresentação dos resultados em forma de seminário;
5. Defeitos associados às propriedades físicas e mecânicas da madeira: Tensão de crescimento, madeira de reação, madeira juvenil, nós, medula, rachaduras, empenamentos, retrações, torções;
6. Estudo da variabilidade dessas propriedades e de seus defeitos associados em florestas plantadas: a) na árvore: longitudinal e radial, b) no sítio: entre classes, entre árvores, c) na população: entre extratos, d) na espécie: entre populações;
7. O controle sobre as propriedades físicas e mecânicas: pelo manejo florestal, pelo melhoramento florestal, por tecnologias de transformação da madeira roliça em madeira serrada, por tecnologias de utilização dos produtos florestais;
8. Parâmetros genéticos: herdabilidade das propriedades tecnológicas, ganhos de seleção;
9. Tecnologia para modificação de propriedades físicas e mecânicas: tratamento térmico, ativação de superfície, microondas, densificação da madeira, plastificação de lignina por temperatura;
10. Ensaios em corpos de prova livres de defeito e de dimensões estruturais;
11. Madeira engenheirada, EGP, MLC, VLC, CLT, Viga I, casas de madeira;
12. Casas de madeira e construões sociais;
13. Pisos de madeiras nobres sobre base de madeiras plantadas;
14. Uso do NIRS na predição rápida das principais propriedades da madeira;
15. Uso da IA (Chat GPT, Gemini, Copilot, Claude, Bardeen, Deep Seek, Gamma, outros,) na preparação de projetos, apresentações (conferências, aulas, palestras), relatórios técnicos, textos acadêmicos e artigos científicos.

Bibliografia
ENTWISTLE, K. et al. The effect of saw kerf width on the value of the axial growth stress measured by splitting a log along its axis. Wood Material Science and Engineering, v. 11, n. 1, p. 1–12, 2016.
CHAUHAN, S.; ENTWISTLE, K. Measurement of surface growth stress in Eucalyptus nitens maiden by splitting a log along its axis. Holzforschung, v. 64, n. 2, p. 267–272, 2010.
PANSHIN, A. J. & ZEEUW, C. Textbook of Wood Technology. New York, 3 ed. McGrawn - Hill. vl. 1970. 705 p.
PFEIL, W. Estruturas de Madeira: dimensionamento segundo as normas brasileiras NB 11 e os modernos critérios das normas alemãs e americanas. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos. 1978. 253 p.
POLGE, H. Utilisation des spectres de diffraction des rayons X pour les études de qualité du bois. Nancy, 1966 (Thesis - Doctorate - UN/Fr.). 215 p.
POST, I. L. An investigation of the longitudinal growth stresses in Trees. New York, 1979 (Thesis - Doctorate - SUNY/USA). 108 p.
Schacht, L. & Garcia, J. N. Variação entre e intra clones nas rachaduras de topo em Eucalyptus urophylla S. T. Blake. Colombo: EMBRAPA, 1997. V. 3, p. 401-404. IUFRO. Conference on Silvilculture and
Improvement of Eucalyptus, Salvador, 1997.
Schacht, L. & Garcia, J. N. Variação genética de indicadores de tensões de crescimento em clones de Eucalyptus urophylla. Colombo: EMBRAPA, 1997. V. 3, p. 405-410. IUFRO. Conference on Silvilculture and Improvement of Eucalyptus, Salvador, 1997.
TIMOSHENKO, S. Mecânica Técnica. Rio de Janeiro, 3 ed. Livros Técnicos e Científicos. 1979. vl.
TIMOSHENKO, S. Resistência dos Materiais. Rio de Janeiro, livros Técnicos e Científicos. 1979. 2v.
TIMOSHENKO, S. & GOODIER, J. N. Teoria da Elasticidade. Rio de Janeiro, Guanabara. 1980. 545 p.
WALLIS, N. K. Australian Timber Handbook. Sydney, Halstead. 1963. 391 p.
WILKINS, A. P.; KITAHARA, R. Silvicultural treatments and associated growth rates, growth strains and wood properties in 12.5-year-old Eucalyptus grandis. Australian Forestry, V. 54, n.1/2, p.99-104, 1991.
Balboni, B. M.; Wessels, C. Brand; Ribeiro, M. L.; Garcia, J. N. 2023a. Investigating the use of bow for prestressing lamellas of glulam beams made with young Eucalyptus grandis timber. Construction and Building Materials, 362, p. 129725.
CEN. 2018. Timber Structures – Cross laminated timber – Requirements. EN 16351.
Arriaga F, Wang X, Íñiguez-González G, Llana DF, Esteban M, Niemz P. Mechanical Properties of Wood: A Review. Forests. 2023; 14(6):1202. https://doi.org/10.3390/f14061202.
Forest Products Laboratory. 2021. Wood handbook—wood as an engineering material. General Technical Report FPL-GTR-282. Madison, WI: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory. 543 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR7190: 2022 – Part 1: Design of Timber Structures.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR7190: 2022 Timber Structures - Part 2: Test Method; Structural timber. Grading. Requirements for visual and mechanical grading standards.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR7190: 2022 Timber Structures – Part 3: Test Method for clear samples.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR7190: 2022 Part 4: Design of Timber Structures –Test Method - Structural timber. Strength classes.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR7190: 2022 Timber Structures – Part 5: Test Method for structural timber. Grading. Requirements for mechanical connections.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR7190: 2022 Timber Structures – Part 6: Test Method - Structural Glulam members. Requirements delamination, shear glue line.
Gril, J., Jullien, D., Bardet, S. et al. Tree growth stress and related problems. J Wood Sci 63, 411–432 (2017). https://doi.org/10.1007/s10086-017-1639-y.
Journals: Australian Forestry, Australian Forestry Industry Journal, Australian Journal of Applied Science, Australian Journal of Scientific Research. Canadian Journal of Forest Research, Forest Products Journal Forest Science, Holz Alz Roh - Und Werkstoff, Holzforschung, Scientia Forestalis, IUFRO Proceedings, South African Forestry Journal, Wood and Fiber Science, Wood Science and Technology, Wood Material Sciences and Engineering, Construction and Building Materials, Forests, Forestry.