Propriedades Mecânicas das Madeiras utilizadas na construção: Uma Revisão Sistemática de Literatura

Dieska Rayane da Silva Gomes; Emilia Rahnemay Kohlman Rabbani; Romilde Almeida de Oliveira

doi:10.26848/rbgf.v17.3.p1596-1619

Authors

Dieska Rayane da Silva Gomes Universidade de Pernambuco https://orcid.org/0000-0002-2012-1331
Emilia Rahnemay Kohlman Rabbani Universidade de Pernambuco https://orcid.org/0000-0002-4016-5198
Romilde Almeida de Oliveira Universidade Federal de Pernambuco https://orcid.org/0000-0002-6786-9080

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v17.3.p1596-1619

Keywords:

Madeira, Construção Civil, Estruturas de Madeiras, Propriedades Mecânicas

Abstract

Objetivou-se identificar as propriedades mecânicas de madeiras de diferentes regiões para fins estruturais na construção de edificações por meio de uma revisão sistemática da literatura (RSL) com abordagem quantitativa. A madeira é um material abundante e acessível e, devido à falta de conhecimento, cultura e mão de obra especializada, é considerada menos resistente e durável que outros sistemas construtivos. Essa metodologia foi escolhida por permitir a análise do estágio em que o tema se encontra no meio científico. A RSL, analisou artigos publicados entre 2012 e 2022 e restringindo madeiras que não possuem nenhum tipo de tratamento, com a análise bibliométrica realizada na ferramenta Rayyan e relato realizado pela metodologia PRISMA. A RSL resultou em 37 artigos escolhidos para análise, contemplando 24 países, apresentando as propriedades mecânicas de 104 espécies de madeira, sendo 54 destas contempladas nos artigos brasileiros. O desempenho mecânico é determinado através de testes de laboratório de acordo com as normas vigentes de cada país. Os principais testes realizados incluíram: resistência ao cisalhamento, compressão, tração, flexão e densidade. Os resultados apurados na RSL demonstram que as espécies têm algum tipo de aplicabilidade na construção. A espécie brasileira Peltophorum vogelianum Benth - Guarucaia teve o melhor desempenho para o ensaio de dureza paralela e resistência ao cisalhamento, a espécie Corymbia citriodora para a resistência a tração paralela e a espécie Calycophyllum multiflorum - Pau Mulato para a resistência a tração perpendicular. Foi demonstrado também, que entre os estudos brasileiras, não foi encontrado estudos na região nordeste do Brasil.

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Author Biographies

Dieska Rayane da Silva Gomes, Universidade de Pernambuco

Mestranda em Engenharia Civil pela Universidade de Pernambuco - UPE (2022). Pós graduanda em MBA em Projetos e Construções de Estruturas Metálicas e de Madeira pelo Instituto de pós graduação e graduação - IPOG (2021). Especialização em MBA Gestão financeira, auditoria e controladoria pela Faculdade Estratego (2021). Especialização em MBA de projeto, dimensionamento e modelagem de estruturas e fundações pelo Instituto de Pós Graduação e Graduação - IPOG (2021). Engenheira Civil pelo Centro Universitário Maurício de Nassau - UNINASSAU - Recife (2019). Possui experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em gestão de projetos, estudo de viabilidade técnica e econômica, planejamento, execução, manutenção e supervisão e acompanhamento de obras.

Emilia Rahnemay Kohlman Rabbani, Universidade de Pernambuco

Possui pós-doutorado em Engenharia Civil pela Universidade do Minho em cooperação com Israel Institute of Technology - TECHNION (2012), doutorado em Engenharia Civil pela University of Pittsburgh, Pittsburgh, PA - USA (2000), mestrado em Engenharia Civil e Ambiental pela University of Pittsburgh - USA (1998), graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba - UFPB (1996) e graduação em Engenharia Civil e Ambiental pela University of Pittsburgh - USA (1995). Trabalhou como engenheira de tráfego na companhia Midwest Research Institute (MRI) fazendo parte da equipe de pesquisadores da área de segurança de trânsito na cidade de Kansas City nos Estados Unidos (2000-2002). Foi professora Adjunta Nivel I do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Sergipe (2003-2005) e ingressou na UPE em 2006 como professora adjunta Nível III, e foi promovida a professora associada em 2011 e livre docente em 2013. Atuou como coordenadora setorial de Pós-graduação da Escola Politécnica de Pernambuco (POLI) na gestão 2009-2010, como coordenadora do Mestrado em Engenharia Civil (PEC) da POLI/UPE na gestão 2010-2011; vice-líder do grupo de pesquisa Ergonomia, Higiene e Segurança do Trabalho (2008-2011); Gerente da Seção de Cultura da Escola Politécnica de Pernambuco (2014-2019), e como Assessora de Relações Internacionais da POLI (2019-2021). Atuou como professora visitante do Technion - Israel Institute of Technology (2011-2012) no departamento de gestão da construção e como pesquisadora visitante no Colorado State University - EUA no departamento de Gestão da Construção (2013-2018). Atualmente é professora permanente do Mestrado em Engenharia Civil da UPE (desde 2007), lidera o grupo de pesquisa Desenvolvimento Seguro e Sustentável - DESS cadastrado no CNPq (desde 2013), atua como representante dos professores Associados no Conselho de Gestão Acadêmica da POLI (CGA, desde 2013) e como Gerente Geral de Formação Superior da Secretaria de Ciência, Tecnologia e Inovação de Pernambuco (SECTI PE) desde março de 2021. Tem experiência na área de Engenharia Civil, com ênfase em segurança em transportes e sustentabilidade aplicada às construções.

Romilde Almeida de Oliveira, Universidade Federal de Pernambuco

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Pernambuco(1967), especialização em Engenharia Civil Saneamento pela Universidade Federal de Pernambuco(1967), especialização em Curso de Especialização em Concreto Protendido pelo Instituto de Pesquisas Rodoviárias(1970), mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro(1973), doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro(1997) e pós-doutorado pela Universidade de São Paulo(2011). Atualmente é Professor Titular, aposentado, colaborador da Universidade Federal de Pernambuco, Revisor de periódico da Revista do Ambiente Construído, Revisor de periódico da Revista Árvore, Revisor de periódico da RIEM - Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, Diretor Regional - Pernambuco do Instituto Brasileiro do Concreto, Membro de corpo editorial da Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, Membro de corpo editorial da Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, Revisor de projeto de fomento do Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, Revisor de projeto de fomento do Fundação de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco, Revisor de periódico da Ciência & Engenharia e Revisor de periódico da Revista Flammae. Tem experiência na área de Engenharia Civil. Atuando principalmente nos seguintes temas:Confiabilidade Estrutural, Segurança Estrutural, Otimização.

References

Almeida, T. D., Almeida, D. D., Christoforo, A. L., Panzera, T. H., Oliveira, P. R., & Lahr, F. A. R. (2019). New analytical approach for estimating density of Brazilian tropical woods based on fundamental concepts. doi: doi.org/10.18671/scifor.v47n124.10

Amer, M., Kabouchi, B., rahouti, M., Famiri, A., Fidah, A., & El Alami, S. (2021). Mechanical properties of clonal eucalyptus wood. International Journal of Thermophysics, 42, 1-15. doi: 10.1007/s10765-020-02773-x

Andrade Junior, J. R., Almeida, D. H. D., Almeida, T. H. D., Christoforo, A. L., Stamato, G. C., & Lahr, F. A. R. (2014). Avaliação das estruturas de cobertura em madeira de um galpão de estoque de produtos químicos. Ambiente Construído, 14, 75-85. doi: 10.1590/S1678-86212014000300006.

Batista, M., Amorim, A., Silva, D. A. L., Aquino, V. B. D. M., Lahr, F. A. R., & Christoforo, A. L. (2022). Representativeness of the fiber parallel elasticity modulus value referring to the Brazilian standard C40 strength class in the design of timber structures. Ciência Rural, 53, e20210289. doi: 10.1590/0103-8478cr20210289

Bektaş, İ., Tutuş, A., & Gültekin, G. (2020). The Effect of Sapwood and Heartwood Differences on Mechanical Properties of Fast-Growing Tree Species. Wood Industry/Drvna Industrija, 71(3).doi: 10.5552/drvind.2020.1940

Benetti, V. P. (2023). Implementação da Metodologia bim na Pré-Fabricação de Betão: Estudo de Caso em Empresa Brasileira (Doctoral dissertation, Instituto Politecnico de Viseu (Portugal)).

Brokāns, A. (2013). The effect of timber properties on the behaviour of bending elements under loading. Research for Rural Development, 2.

Christoforo, A. L., Arroyo, F. N., Silva, D. A. L., Panzera, T. H., & Lahr, F. A. (2017). Full characterization of Calycophyllum multiflorum wood specie. Engenharia Agrícola, 37, 637-643. doi: 10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v37n4p637-643/2017

Christoforo, A. L., Aquino, V. B. D. M., Wolenski, A. R., Araujo, V. A. D., & Lahr, F. A. (2019). Evaluation of the Peltophorum vogelianum Benth. wood species for structural use. Engenharia Agrícola, 39, 763-768. doi: 10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v39n6p763-768/2019

Christoforo, A. L., Almeida, D. H. D., Varanda, L. D., Panzera, T. H., & Lahr, F. A. (2020). Estimation of wood toughness in Brazilian tropical tree species. Engenharia Agrícola, 40, 232-237.doi: 10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v40n2p232-237/2020

Chen, J., Xiong, H., Wang, Z., & Yang, L. (2020). Experimental buckling performance of eucalyptus-based oriented oblique laminated strand lumber columns under centric and eccentric compression. Construction and Building Materials, 262, 120072.doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.120072

Concu, G., De Nicolo, B., Fragiacomo, M., Trulli, N., & Valdes, M. (2018). Grading of maritime pine from Sardinia (Italy) for use in cross-laminated timber. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Construction Materials, 171(1), 11-21. doi: 10.1680/jcoma.16.00043

Cunha, C., Tenório, M., Lima, D. F., Rebouças, A., Neves, L. C., & Branco, J. M. (2021). Mechanical characterization of Iroko wood using small specimens. Buildings, 11(3), 116. doi: 10.3390/buildings11030116

da Silva, J. G. M., de Medeiros, P. N., Soranso, D. R., Tinti, V. P., da Silva Oliveira, J. T., & de Oliveira, J. G. L. (2020). Influence of anatomy on the adhesion performance of four wood species. Research, Society and Development, 9(4), e31942727-e31942727. doi: 10.33448/rsd-v9i4.2727

da Silva, J. N., da Cunha, L. S., & de Oliveira, N. E. C. (2022). O Uso De Parâmetros Físico-Químicos Na Delimitação De Contaminação Por Lixiviado Em Áreas Degradadas Por Resíduos Sólidos Urbanos. Uma Revisão Sistemática De Literatura Com Ênfase Em Metanálise. Rev. Bras. Geogr. Física, 15, 1587. doi: 10.26848/rbgf.v15.3.p1587-1604

De Araujo, V. A., Cortez-Barbosa, J., Gava, M., Garcia, J. N., de Souza, A. J. D., Savi, A. F., ... & Lahr, F. A. R. (2016). Classification of wooden housing building systems. BioResources, 11(3), 7889-7901. doi: 10.15376/biores.11.3.DeAraujo.

de Jesus Eufrade Junior, H., Ohto, J. M., da Silva, L. L., Lara Palma, H. A., & Ballarin, A. W. (2015). Potential of rubberwood (Hevea brasiliensis) for structural use after the period of latex extraction: a case study in Brazil. Journal of Wood Science, 61, 384-390.doi: 10.1007/s10086-015-1478-7

de Oliveira, K. A., Barros Oliveira, C. A., & Molina, J. C. (2022). Physical, chemical and mechanical characterization of Acrocarpus fraxinifolius cultivated in Sao Paulo. Maderas. Ciencia y tecnología, 24. doi: 10.4067/s0718-221x2022000100409

Derikvand, M., Kotlarewski, N., Lee, M., Jiao, H., & Nolan, G. (2019). Characterisation of physical and mechanical properties of unthinned and unpruned plantation-grown Eucalyptus nitens H. Deane & Maiden lumber. Forests, 10(2), 194.doi: 10.3390/f10020194

dos Santos, H. F., de Moraes, M. H. M., de Oliveira, I. A., de Freitas, L., de Moura Aquino, V. B., Menezes, I. S., ... & Christoforo, A. L. (2022). Influence of the Harvesting Region on Batch Homogeneity of Ipe Wood (Tabebuia sp.) Based on Its Physical and Mechanical Properties. Forests, 13(9), 1385. doi: 10.3390/f13091385

Estévez-Cimadevila, J., Suárez-Riestra, F., Otero-Chans, D., & Martín-Gutiérrez, E. (2018). Experimental analysis of pretensioned CLT-glulam T-section beams. Advances in Materials Science and Engineering, 2018.doi: 10.1155/2018/1528792

Florenţa, I., Ţăranu, N., Secu, A., Enţuc, I. S., Scutaru, M. C., & Ungureanu, D. (2017). Evaluation of the wood strength class using the experimental approach. Buletinul Institutului Politehnic din lasi. Sectia Constructii, Arhitectura, 63(2).

Haag, V., Koch, G., Melcher, E., & Welling, J. (2020). Characterization of the wood properties of Cedrelinga cateniformis as substitute for timbers used for window manufacturing and outdoor applications. Maderas. Ciencia y tecnología, 22(1), 23-36.doi: 10.4067/S0718-221X2020005000103

Hamdan, H., Nordahlia, A. S., Anwar, U. M. K., Iskandar, M. M., Omar, M. M., & K, T. (2020). Anatomical, physical, and mechanical properties of four pioneer species in Malaysia. Journal of Wood Science, 66, 1-9.doi: 10.1186/s10086-020-01905-z

Hussein, M. M., Nassar, K., & Darwish, M. (2019). Mechanical properties of Egyptian casuarina wood. Journal of Materials in Civil Engineering, 31(12), 04019293. doi: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002955

Iejavs, J., Podnieks, M., & Uzuls, A. (2021). Some physical and mechanical properties of wood of Fast-growing tree species eucalyptus (Eucalyptus grandis) and radiata pine (Pinus radiata D. Don). doi: 10.15159/AR.21.038

Iwuoha, S. E., Seim, W., & Onyekwelu, J. C. (2021). Mechanical properties of Gmelina arborea for engineering design. Construction and Building Materials, 288, 123123.doi: 10.1016/j.conbuildmat.2021.123123

Iwuoha, S. E., & Seim, W. (2023). VARIATION IN MECHANICAL PROPERTIES WITHIN AND BETWEEN PLANTATION-GROWN GMELINA ARBOREA TREES. doi: 10.52202/069179-0098

Kiliç Ak, A., Bektaş, İ., Çiçekler, M., & Tutuş, A. (2021). Influences of different drying climates on Eucalyptus camaldulensis wood properties. Maderas. Ciencia y tecnología, 23. doi: 10.4067/S0718-221X2021000100452

Lahr, F. A., Nogueira, M. C., Araujo, V. A. D., Vasconcelos, J. S., & Christoforo, A. L. (2017). Physical-mechanical characterization of Eucalyptus urophylla wood. Engenharia Agrícola, 37, 900-906.doi: 10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v37n5p900-906/2017

Lahr, F. A., Nogueira, M. C., Araujo, V. A. D., Vasconcelos, J. S., & Christoforo, A. L. (2018). Wood utilization of Eucalyptus grandis in structural elements: densities and mechanical properties. Engenharia Agrícola, 38, 642-647.doi: 10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v38n5p642-647/2018

Lima, A. I. N., Cruz, C. B., & Silva, É. D. L. (2016). BANNER: Impactos Provocados no Meio Ambiente pelo uso da Madeira na Construção Civil.

Lima, T. F. P., Almeida, T. H. D., Almeida, D. H. D., Christoforo, A. L., & Lahr, F. A. R. (2018). Physical and mechanical properties of Tatajuba wood specie (Bagassa guianensis) from two different Brazilian regions. Matéria (Rio de Janeiro), 23, e12185. doi: 10.1590/s1517-707620180003.0519

Lima, V. D. S., Silva, M. G. S. D., Menezes, G. C., Cunha, R. D. A., César, S. F., Pereira, A. F. S., & Dias, J. M. S. (2024). Physical-mechanical characterization of tuturubá wood (Pouteria oblanceolate Pires). Matéria (Rio de Janeiro), 29, e20230270. doi: 10.1590/1517-7076-RMAT-2023-0270

Marasigan, O. S., Razal, R. A., Carandang, W. M., & Alipon, M. A. (2022). Physical and mechanical properties of stems and branches of Falcata [Falcataria moluccana (Miq.) Barneby & JW Grimes] Grown in Caraga, Philippines. Philippine Journal of Science, 151(2), 575-586. doi: 10.56899/151.02.03

Marini, L. J., Cavalheiro, R. S., Araujo, V. A. D., Lahr, F. A. R., & Christoforo, A. L. (2022). Estimation of tensile strength in timbers of ten eucalypt species as a function of anatomical parameters and apparent density. Matéria (Rio de Janeiro), 27, e20220196. doi: 10.1590/1517-7076-RMAT-2022-0196

Marinho, E. K. L., Leal, N. L. M., Teles, C. C., & Aguiar, J. R. C. (2019). Requalificação do Parque Cortado como artifício para a reciclagem urbana. Elementos da Arquitetura e Urbanismo Volume, 67.

Martins, C., Monteiro, S., Knapic, S., & Dias, A. (2020). Assessment of bending properties of sawn and glulam blackwood in Portugal. Forests, 11(4), 418.doi: 10.3390/f11040418

Martins, G. D. M. L. (2021). A industrialização do bambu e a sustentabilidade: análise da potencialidade técnica do laminado colado na produção de componentes da construção civil no Brasil.

Mascarenhas, A. R. P., Sccoti, M. S. V., Melo, R. R. D., Corrêa, F. L. D. O., Souza, E. F. M. D., & Pimenta, A. S. (2021). Physico-mechanical properties of the wood of freijó, Cordia goeldiana (Boraginacea), produced in a multi-stratified agroforestry system in the southwestern Amazon. Acta Amazonica, 51, 171-180. doi: 10.1590/1809-4392202003001

Morando, T. C., Christoforo, A. L., Aquino, V. D. M., Lahr, F. A. R., Rezende, G. D. M., & Ferreira, R. T. L. (2019). Characterization of the wood species Qualea albiflora for structural purposes. Wood Research, 64(5), 769-776.

Moreira, L. D. S., Andrade, F. W. C., Balboni, B. M., & Moutinho, V. H. P. (2022). Wood from Forest Residues: Technological Properties and Potential Uses of Branches of Three Species from Brazilian Amazon. Sustainability, 14(18), 11176. doi: 10.3390/su141811176

Moritani, F. Y., Icimoto, F. H., Nogueira, R. D. S., Calil Júnior, C., Santos, L. L. D., & Ballarin, A. W. (2023). Structural characterization of native species according to the new brazilian standard ABNT NBR 7190: 2022: part 4. In Proceedings. doi: 10.52202/069179-0402

Nogueira, M. C. D. J. A., De Araujo, V. A., Vasconcelos, J. S., Da Cruz, J. N., Prataviera, F., Christoforo, A. L., & Lahr, F. A. R. (2018). Characterization of Eucalyptus maidenii timber for structural application: physical and mechanical properties at two moisture conditions. South-east European forestry: SEEFOR, 9(2), 141-146.doi: 10.15177/seefor.18-10

Nogueira, M. C. D. J. A., Almeida, D. H. D., Araujo, V. A. D., Vasconcelos, J. S., Christoforo, A. L., Almeida, T. H. D., & Lahr, F. A. R. (2019). Physical and mechanical properties of Eucalyptus saligna wood for timber structures. Ambiente Construído, 19, 233-239.doi: 10.1590/s1678-86212019000200319

Nogueira, M. C. D. J. A., Araujo, V. A. D., Vasconcelos, J. S., Christoforo, A. L., & Lahr, F. A. R. (2020). Sixteen properties of Eucalyptus tereticornis wood for strucutral uses. Bioscience Journal, 36(2), 449-457.

Nogueira, M. C. D. J. A., De Araujo, V. A., Christoforo, A. L., Lahr, F. A. R., & Vasconcelos, J. S. (2021). Characterization of Corymbia citriodora wood for construction. Holos, 1, 1-11. doi: 10.15628/holos.2021.10747

Oliveira Sobrinho, P. C. (2021). Aplicabilidade do plasma rico em plaquetas-PRP no tratamento de úlceras em pé de pacientes diabético: revisão sistemática com meta-análise.

Opazo-Vega, A., Rosales-Garcés, V., & Oyarzo-Vera, C. (2021). Non-destructive assessment of the dynamic elasticity modulus of eucalyptus nitens timber boards. Materials, 14(2), 269. doi: 10.3390/ma14020269

Park, Y., Jang, S. K., Park, J. H., Yang, S. Y., Chung, H., Han, Y., ... & Yeo, H. (2017). Changes of major chemical components in larch wood through combined treatment of drying and heat treatment using superheated steam. Journal of wood science, 63, 635-643. doi: 10.1007/s10086-017-1657-9

Quaresma, M. D. N. S., & da Silva, C. N. (2022). Análise integrada da paisagem pela perspectiva conceitual da paisagem de exceção: uma revisão sistemática da literatura. Revista Brasileira de Geografia Física, 15(06), 2878-2902.

Raposo, P., Martins, J., Correia, J., Salavessa, M. E., Reis, C., Xavier, J., & Jesus, A. M. D. (2018). Characterization of the mechanical behaviour of wooden construction materials from “quinta lobeira de cima”. International Journal of Structural Integrity, 9(3), 396-410.

Sousa, B. H. D. (2021). Sustentabilidade de agroecossistemas familiares em regiões semiáridas da Itália e do Brasil (Doctoral dissertation, Universidade Federal de Santa Maria).

Srivaro, S., Tomad, J., Shi, J., & Cai, J. (2020). Characterization of coconut (Cocos nucifera) trunk’s properties and evaluation of its

suitability to be used as raw material for cross laminated timber production. Construction and Building Materials, 254, 119291.doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.119291

Teixeira, J. N., Wolenski, A. R. V., Aquino, V. B. D. M., Panzera, T. H., Silva, D. A. L., Campos, C. I., ... & Christoforo, A. L. (2021). Influence of provenance on physical and mechanical properties of Angelim-pedra (Hymenolobium petraeum Ducke.) wood species. European Journal of Wood and Wood Products, 79(5), 1241-1251. doi: 10.1007/s00107-021-01692-4

Tenorio, C., Moya, R., & Camacho, D. (2012). Physical and mechanical properties of plywood panels manufactures with tropical plantation species for structural use. Cerne, 18(2), 317-325.

Topaloglu, E., Ustaomer, D., Ozturk, M., & Pesman, E. (2021). Changes in wood properties of chestnut wood structural elements with natural aging. Maderas. Ciencia y tecnología, 23. doi: 10.4067/S0718-221X2021000100420

Valle Tager, G. M., Hartig, J. U., Cabrero, J. M., & Haller, P. (2014). Selected mechanical properties of four Central American wood species. European journal of wood and wood products, 72, 699-702.doi: 10.1007/s00107-014-0818-4

Vasconcelos, K. G. (2024). Construções sustentáveis: Processo de reciclagem comoalternativa sustentável de resíduos na construção civil. Saberes da Engenharia: Uma contribuição para a sociedade Volume 4, 83.

Yoresta, F. S. (2015). Physical and Mechanical Properties of Black Wood (Ebony) as a Construction Material. LANGKAU BETANG: JURNAL ARSITEKTUR, 2(1), 22-28.doi: 10.26418/lantang.v2i1.13837