DIN 52185 Ensaios de Madeira - Determinação da Resistência à Compressão Paralela à Direção da Fibra

A norma "DIN 52185 Ensaios de madeira - Determinação da resistência à compressão paralela à direção das fibras", desenvolvida pelo Instituto Alemão de Normalização (DIN), descreve um método para determinar a resistência à compressão da madeira paralela à direção das fibras utilizando amostras pequenas e sem defeitos. Os valores de resistência à compressão determinados de acordo com esta norma não podem ser facilmente aplicados a componentes estruturais, pois sua resistência depende das dimensões e da qualidade da madeira (características de crescimento, defeitos da madeira). Um procedimento de ensaio para determinar o módulo de Young foi omitido desta norma.

Para os propósitos desta norma, a resistência à compressão refere-se à força máxima desenvolvida sob carga de compressão em relação à seção transversal inicial do corpo de prova.

Para determinar a resistência à compressão da madeira na direção dos grãos, é necessário o seguinte equipamento de teste:

• Dispositivo de medição de comprimento (micrômetro ou similar) que permite a determinação das dimensões da amostra com precisão de 0,1 mm.
• Uma máquina de ensaio de compressão (por exemplo, uma máquina de ensaio de compressão de uma máquina de ensaio de tração conforme DIN 51 221 ou uma máquina de ensaio de compressão Classe 1 conforme DIN 51223 e DIN 51220) é um dispositivo no qual uma amostra é comprimida entre duas placas de aço temperado planas, centralizadas. Pelo menos uma das duas placas de aço deve ser montada de forma móvel em um corpo esférico e ser móvel na direção vertical.
• O dispositivo de medição de força deve suportar a medição de até 1% da força de compressão máxima.

Para a determinação da resistência à compressão, devem ser utilizados, sempre que possível, corpos de prova cúbicos com seção transversal quadrada e comprimento lateral de 20 mm. Para madeira com veios muito irregulares, especialmente aquelas com extensas áreas de veios entrelaçados, devem ser utilizadas dimensões transversais maiores (até 50 mm de comprimento lateral), se possível, para que pelo menos cinco anéis de crescimento ou zonas de crescimento sejam registrados. O comprimento (altura) do corpo de prova na direção dos veios deve estar entre 1,5 mm e 3 mm. As superfícies dos corpos de prova devem ser planas e lisas o suficiente para que as dimensões possam ser determinadas com uma precisão de 0,1 mm. A produção deve ser realizada em ambiente climatizado, garantindo o paralelismo das superfícies opostas, especialmente as superfícies das extremidades, e a perpendicularidade das superfícies adjacentes.

Antes do teste, as amostras devem ser armazenadas em ambiente úmido até atingirem peso constante em um clima padrão (20 °C mais/menos 1 °C e 65% mais/menos 3% de umidade relativa, de acordo com a norma DIN 50014). Em um ambiente climatizado, considera-se que o peso constante foi alcançado se o peso da amostra não variar mais de 0,1% em relação à pesagem anterior, em intervalos de 24 horas.

No mundo da engenharia de materiais e da silvicultura, procedimentos de ensaio padronizados são essenciais para garantir a qualidade, a confiabilidade e a segurança dos produtos de madeira utilizados na construção civil, mobiliário e diversas aplicações industriais. Uma dessas normas fundamentais é a DIN 52185. Esta norma fornece uma metodologia rigorosa para avaliar a resistência à compressão da madeira ao longo da direção dos veios. Embora as normas europeias e internacionais modernas tenham evoluído para incorporar ou substituir elementos desta norma, a DIN 52185 continua sendo uma referência fundamental.

A norma DIN 52185 foi criada para atender à necessidade de um método uniforme para avaliar as propriedades mecânicas da madeira sob compressão, um fator crítico para aplicações estruturais como vigas, colunas e elementos de suporte de carga em edifícios. Antes dessas normas, os métodos de ensaio variavam amplamente, levando a inconsistências nas propriedades dos materiais e nas avaliações de segurança.

Embora esta norma não tenha sido oficialmente revogada, ela propõe uma transição para novas normas, como a "DIN EN 408 Estruturas de madeira - Madeira estrutural e madeira laminada colada - Determinação de certas propriedades físicas e mecânicas", que se baseiam e aprimoram os procedimentos originais. No entanto, a DIN 52185 continua em vigor.

O objetivo principal desta norma é determinar a resistência à compressão da madeira paralela à fibra, uma propriedade mecânica fundamental que mede quanta carga uma amostra de madeira pode suportar sob compressão axial antes de falhar. Este teste é vital para:

• Projeto estrutural: engenheiros usam dados para calcular capacidades de carga seguras para elementos de madeira em pontes, telhados e armações.
• Controle de qualidade: os fabricantes garantem a conformidade com os regulamentos de construção avaliando a consistência do lote na produção de madeira.
• Pesquisa e desenvolvimento: Cientistas examinam diferenças entre espécies de madeira, efeitos de processamento (por exemplo, secagem ou impregnação química) e influências ambientais na resistência.

Esta norma se aplica a amostras de madeira maciça, normalmente obtidas de madeiras macias ou duras, e não abrange produtos de engenharia, como compensado ou madeira laminada, a menos que especificado de outra forma. Ela enfatiza os testes ao longo da direção longitudinal dos grãos, que é a direção mais forte da madeira devido ao alinhamento das fibras de celulose.

Ao padronizar variáveis ​​como dimensões de espécimes, taxas de carga e critérios de fratura, a norma DIN 52185 minimiza erros experimentais e garante resultados comparáveis ​​entre laboratórios e países.

A norma DIN 52185 descreve um protocolo de teste de compressão simples, porém rigoroso, projetado para máquinas de teste universais comumente encontradas em laboratórios de materiais. Este procedimento envolve principalmente as seguintes etapas:

• Preparação da amostra: Amostras de madeira limpas e impecáveis, medindo 20 mm x 20 mm x 300 mm (seção x comprimento), são selecionadas, com seus comprimentos paralelos à direção das fibras. As amostras são levadas a um teor de umidade padrão (tipicamente 12% para madeira de construção) em uma câmara com clima controlado para simular as condições de serviço. As dimensões e a massa iniciais são medidas com precisão.
• Montagem: A amostra é colocada verticalmente entre as placas de carga de uma máquina de ensaio, garantindo que as superfícies das extremidades estejam planas e perpendiculares à direção da fibra. Uma pré-carga leve (aproximadamente 1% da carga máxima esperada) é aplicada para posicionar a amostra com segurança.
• Carregamento e teste: A força compressiva é aplicada a uma taxa constante de 1 mm por minuto até a falha, definida como uma redução de 10% na carga após atingir o nível máximo ou aparente de flambagem/esmagamento. Os dados de carga-deformação são registrados continuamente para traçar a curva tensão-deformação. A velocidade do teste garante condições quase estáticas, evitando efeitos dinâmicos.
• Cálculo e relatório: Calcule a resistência à compressão dividindo a carga máxima pela área da seção transversal inicial. Os resultados são reportados juntamente com o módulo de elasticidade, se derivado de uma curva. Detalhes sobre a espécie de madeira, densidade e quaisquer anomalias são incluídos.

Precauções de segurança, como o uso de escudos de proteção ao redor da máquina, devem ser tomadas para evitar riscos de estilhaços.

A norma DIN 52185 impactou profundamente a indústria madeireira ao fornecer dados confiáveis ​​para as normas de projeto que regem as estruturas de madeira na Europa. Por exemplo, os valores de resistência à compressão obtidos a partir deste ensaio determinam as tensões admissíveis nos códigos de construção, reduzindo o excesso de engenharia e o desperdício de material.

Esta norma é utilizada nas seguintes áreas de aplicação:

• Construção: Para fins de verificação de vigas de madeira laminada para edifícios altos de madeira.
• Produção de móveis: Para garantir que as pernas das mesas ou as estruturas das cadeiras sejam resistentes às cargas diárias.
• Pesquisa: Estudos comparativos de árvores de clima tropical e temperado para uso sustentável de recursos.

Em última análise, a norma DIN 52185 exemplifica o poder de normas concisas e práticas para promover a inovação e a segurança. Ao padronizar os testes de pressão de acordo com a textura, ela permitiu que engenheiros construíssem com confiança usando madeira. Seja em uma serraria móvel ou em um laboratório de pesquisa de ponta, seus princípios continuam a sustentar a integridade estrutural do mundo.

Nossa organização, que atua há muitos anos e acompanha meticulosamente os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia, conta com uma equipe qualificada e ampla infraestrutura para realizar testes, medições e análises em uma ampla gama de áreas para empresas de todos os setores. Nesse contexto, também prestamos serviços de teste em conformidade com a norma DIN 52185 "Ensaio de madeira - Determinação da resistência à compressão paralela à direção das fibras".