ESTUDO DE UM MÉTODO PARA A DETERMINAÇÃO DO
COEFICIENTE DE DILATAÇÃO TÉRMICA LINEAR PARA
MADEIRA DE Eucalyptus spp.
COSTA, Daiane de Moura
Discente de Engenharia Florestal, FAIT – Itapeva SP
BILESKY, Luciano Rossi Docente – FAIT – Itapeva SP
ZYCH, Luis Eugenio
Discente de Engenharia Florestal, FAIT – Itapeva SP
OLIVEIRA, Silvana Cunha Rodrigues de Discente de Engenharia Florestal, FAIT – Itapeva SP
RESUMO
A madeira como material renovável tem sido cada dia mais utilizada nos mais diversos ramos, como construção civil e mobiliário. O conhecimento das propriedades físicas da madeira é fundamental para a otimização do seu uso e o desenvolvimento de novas tecnologias. A dilatação térmica dos materiais é ponto importante para este desenvolvimento. A madeira de Eucalyptus spp tem sido cada dia mais utilizada devido a sua disponibilidade com o aumento das florestas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a dilatação térmica da madeira de Eucalyptus spp, nos três referenciais de simetria
LRT. O presente estudo determinou um método para a determinação da dilatação térmica linear da
madeira nas direções de simetria.
Palavras Chave (Madeira, dilatação térmica, Eucalyptus spp)
ABTRATC
The wood as renewable energy has been increasingly used in various branches such as construction and furniture. The knowledge of the physical properties of wood is critical to optimizing the use and development of new technologies. The thermal expansion of materials is an important point for this development. The wood of Eucalyptus spp has been increasingly used due to its availability with the increase of forests. This study aimed to evaluate the thermal expansion of the wood of Eucalyptus spp in the three benchmarks of symmetry LRT. This study demonstrated the existence of expansion in three directions of symmetry of the material that could be relevant for certain applications of wood.
Keywords (Wood, expansion, Eucalyptusspp)
1- INTRODUÇÃO
A madeira é um dos materiais mais utilizados pelos seres humanos desde a antiguidade, por sua abundância e fácil manipulação para usinagem, biomassa entre outras aplicações tecnológicas. Conhecer as propriedades dos materiais significa que seu uso pode ser otimizado gerando economia e eficiência em sua aplicação. Diversos trabalhos têm procurado identificar quais os fatores que afetam as propriedades físico-mecânicas da madeira e os que podem ser inerentes à própria madeira, como também ao ambiente onde a árvore se desenvolve (EVANS et al., 2000).
A madeira é um material heterogêneo que possui grande variabilidade de constituição tanto em uma mesma espécie, como em uma mesma árvore dependendo de sua constituição. Para Shimoyama (1990) o ambiente, bem como sua manipulação, pode afetar as características da madeira e conseqüentemente, sua qualidade; as propriedades físico-mecânicas da madeira de árvores plantadas em um ambiente exótico podem ser significativamente diferentes, muitas vezes, daquelas cultivadas em um ambiente nativo.
Para caracterizar o comportamento da madeira devido a sua heterogeneidade são utilizadas as direções de referência LRT, sendo L a direção longitudinal ao tronco da árvore, R a direção radial seguindo as células de raio e T a direção tangencial aos anéis de crescimento como pode ser observado na figura 1.
Figura 1: Direções dos eixos principais (Smith, 1990)
As propriedades termofísicas dos materiais têm sido cada vez mais estudadas com o objetivo de identificar o comportamento à variação de temperatura assim como a
transferência de calor, poder calorífico e resistência à combustão, a madeira também se enquadra nos materiais deste interesse devido ao seu uso significativo em estruturas civis e biomassa.
Temperatura pode ser definida como o grau médio de agitação das moléculas do material (HALLIDAY, WALKER e HESNICK; 2002). A variação desta grandeza ocasiona a variação das dimensões do material em que o fenômeno ocorre, podendo assim provocar deformações e ocorrências indesejáveis com a estrutura em que o material é utilizado. Esta variação nas dimensões dos corpos devido à variação de temperatura denomina-se Dilatação Térmica.
A temperatura ambiente, em quase todos os lugares da Terra, sofre variações apreciáveis do dia para a noite, de uma estação para outra, entre o dia e a noite e até mesmo no mesmo período. Assim, os objetos existentes nesses lugares, evidentemente, terão suas dimensões alteradas periodicamente. Para permitir que essas alterações ocorram sem causar danos, espaçamentos (fendas de dilatação) são deixados propositalmente para atenuar tal efeito. Em pontes, viadutos, estruturas de construção civil, também há fendas de dilatação para possibilitar a expansão da estrutura.
Este trabalho tem como objetivo a avaliação e proposta de um ensaio para a determinação do coeficiente de dilatação térmica que ocorre nas direções LRT da madeira de Eucalyptus spp, com o intuito de analisar a possível influência deste fenômeno na aplicação tecnológica desta madeira.
2 - MATERIAL E MÉTODO
A dilatação térmica linear é aquela que ocorre significativamente em uma direção do corpo em análise, podendo ser determinado a taxa, qual, é a variação deste comprimento por unidade de temperatura variada, a esta taxa denominamos de coeficiente de dilatação linear, representado por α na equação 1.
. 0 L L (01) Onde: ΔL = variação de comprimento. α = coeficiente de dilatação linear
ΔӨ = variação de temperatura L0 = comprimento inicial.
A variação de comprimento ΔL pode ser determinada pela equação 2:
0 L L L f
(02)
Onde: Lo é o comprimento inicial com uma temperatura Ѳ1 e Lf é o comprimento final
com temperatura Ѳ2.
Para a realização do ensaio para a determinação do coeficiente de dilatação linear da madeira de Eucalyptus spp. Deve ser construído um corpo de prova de formato cúbico cujas dimensões sejam de 100 mm x 100 mm x 100 mm ±0,1, em seu comprimento largura e altura, respectivamente. Estas dimensões foram selecionadas por representar uma porção suficientemente adequada para a observação de suas variações.
Este ensaio deve ser realizado com o auxílio de uma estufa cuja temperatura possa ser controlada sistematicamente. O procedimento de avaliação das dilatações nas direções LRT, deve seguir a seguinte sistemática:
Construção de sete corpos de prova com madeira seca, com as referidas dimensões e depositados no interior da estufa com temperatura controlada em ciclos intermitentes definidos em 25°C, 30°C, 35°C e 40°C.
As medidas deverão ser realizadas diariamente com no mínimo 2 horas entre uma medição e outra para que o corpo de prova esteja com a temperatura uniforme em toda a sua extensão. Com o auxilio de um paquímetro estas medidas devem ser realizadas sistematicamente obedecendo a teoria dos erros no intuito de minimizar os erros de leitura e os erros sistemáticos.
Os dados devem ser tratados estatisticamente com o método dos mínimos quadrados e determinar graficamente o coeficiente de dilatação linear da madeira em estudo.
3 – RESULTADOS E DISCUSSÕES
Não existe um método normalizado para a obtenção de tais dados para a madeira, sendo então necessário a adaptação e a busca de um ensaio que possa representar o efeito da dilatação térmica linear. Acredita-se que o referido método descrito neste
trabalho seja eficiente para este estudo, pois representa uma porção relevante do material. Espera-se que a dilatação térmica ocorra com diferentes proporções em cada uma das direções LRT devido a constituição do material madeira e suas características.
4 - CONCLUSÃO
De acordo com pesquisas o presente estudo nos possibilitará apresentar mais precisamente as possíveis causas da dilatação física térmica na madeira de Eucaliptos spp.
5 – REFERÊNCIAS
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