ABSTRACT Due to its excellent resistance to traction and compression, wood is regularly used in furniture, window frames and in structures and sealing of homes and buildings. Due to the anisotropy and complexity of the material, its properties vary depending on its intrinsic anatomical characteristics and external factors, such as species, moisture content, acting requests, among others. The Brazilian standard provides linear models for estimating and correcting all strength and stiffness properties as a function of the moisture content of the wood. However, due to its characteristics, there may not be a linear variation of the physical and mechanical properties in relation to the moisture content. Thus, this research aims to evaluate and analyze the influence of moisture content on 15 properties of Calophyllum sp. The reliability of the Brazilian standard equation for correcting strength and stiffness values as a function of humidity (U% to 12%) was evaluated, in addition to analyzing, through ANOVA, whether there is a change in the properties when they are at the saturation point of the fiber and 12% moisture. Of the 15 properties analyzed, 4 did not change, contrary to the linear models set out in the Brazilian standard. In addition, it was possible to note that the Brazilian standard can estimate with an error of up to 76% when correcting the humidity to 12%.

RESUMO A madeira por possuir excelente resistência à tração e compressão é comumente utilizada em móveis, esquadrias e em estruturas e vedação de residências e edifícios. Devido à anisotropia e complexidade do material, suas propriedades variam em função de suas características anatômicas intrínsecas e de fatores externos, como a espécie, teor de umidade, solicitações atuantes, dentre outros. A norma brasileira traz modelos lineares para a estimativa e correção de todas as propriedades de resistência e de rigidez em função do teor de umidade da madeira. Porém, devido às suas características, pode não haver variação linear das propriedades físicas e mecânicas em relação ao teor de umidade. Assim, esta pesquisa tem como objetivo avaliar e analisar a influência do teor de umidade em 15 propriedades da madeira Calophyllum sp. Foi avaliada a confiabilidade da equação da norma brasileira para corrigir os valores de resistência e rigidez em função da umidade (U% para 12%), além de analisar, por meio de ANOVA, se há alteração nas propriedades quando estão no ponto de saturação da fibra e 12% de umidade. Das 15 propriedades analisadas, 4 não sofreram alteração, contrariando os modelos lineares dispostos na norma brasileira. Além disso, foi possível notar que a norma brasileira pode estimar com erro de até 76% ao corrigir a umidade para 12%.

Abstract In order to evaluate the influence of moisture content on wood physical and mechanical properties, the present research analyzed the influence of moisture content variation on Cedrella sp. on 12 strength and stiffness properties, considering 12% moisture content up to Fiber Saturation Point (FSP) were considered. Brazilian Standard consider a correction on wood properties obtained on moisture content different of 12%, reducing the properties. Eight properties from these twelve were significantly influenced by moisture content according to statistical analysis (5% significance level). ANOVA, Anderson Darling and Multiple Comparison tests were used at 5% significance level. Considering that most of properties were affected by moisture content, the equations to estimate wood properties according to moisture decrease are quite precise, but most of estimations were higher than the experimental values at 12% moisture content, indicating the need of a standard review for such estimators, which may lead to an unsafe timber structure design. For a conclusive consideration of moisture content variation influence on wood products, further researches with other tropical wood species are required.

RESUMO O recente interesse pela construção de estruturas altas e robustas em madeira tem estimulado a investigação de propriedades físicas e mecânicas, assim como a correlação delas com outros parâmetros importantes do material de espécies tropicais como o angelim-amargoso (Vatairea sp.) utilizada especialmente em estruturas de telhados de grandes vãos. No Brasil, a norma de projetos de madeira recomenda a utilização de modelos lineares para a correção ou estimativa da resistência e/ou rigidez da madeira correlacionada ao teor de umidade, bem como traz a classificação das folhosas segundo sua resistência característica. Entretanto, por ser um material natural, heterogêneo e anisotrópico, certas propriedades podem não ser afetadas por diferenças no teor de umidade. Portanto, nesse trabalho, investigou-se a influência do teor de umidade em 15 propriedades físicas e mecânicas da madeira de Vatairea sp., através da sua caracterização. Os ensaios foram realizados em 12 corpos-de-prova para cada propriedade e para dois grupos: com teor de umidade de 12% e no ponto de saturação das fibras. O teste de Anderson-Darling foi empregado para verificar a normalidade dos resultados e a análise de variância (ANOVA) para analisar a influência do teor de umidade nessas propriedades. Além disso, classificou-se a madeira segundo as classes de resistência da norma brasileira e estimou-se a resistência e rigidez segundo os modelos lineares propostos pela mesma norma. Os resultados estimados foram comparados com os experimentais através do cálculo da diferença e o erro percentual dos valores. Concluiu-se que a maioria das propriedades não foram afetadas pelo teor de umidade e que os maiores erros obtidos nas estimativas foram para as propriedades que foram influenciadas significativamente pelo teor de umidade.

ABSTRACT The recent interest in constructing high and robust wooden structures has stimulated the investigation of physical and mechanical properties as well as their correlation with other important parameters of the material of tropical species like the Vatairea sp., whose popular name is angelim-amargoso, used especially in roof structures with large spans. The Brazilian Standard for wood constructions recommends using linear models to correct or estimate the strength and/or stiffness of wood correlated with moisture content and also provides the classification of hardwoods according to their characteristic strength. However, because wood is a natural, heterogeneous, and anisotropic material, certain properties may not be affected by significant differences in moisture content. Therefore, in this study, the influence of moisture content on fifteen physical and mechanical properties of Vatairea sp. wood was investigated through its characterization. The tests were carried out on 12 specimens for each property and two groups: with the moisture content of 12% and at the fiber saturation point. The Anderson-Darling test was performed to verify the results’ normality and the analysis of variance (ANOVA) to analyze the influence of moisture content on these properties. In addition, the wood was classified according to the strength classes of the Brazilian Standard, and the strength and stiffness were estimated according to the linear models proposed by the same norm. The estimated results were compared with the experimental ones through the difference calculation and percentual error of the values. It was concluded that most properties were not affected by the moisture content, and the most significant errors obtained in the estimates were for properties that were significantly influenced by the moisture content.

Abstract According to the Brazilian standard for wooden structures, strength and stiffness increase linearly with decreasing moisture; however, as wood is a natural, heterogeneous and anisotropic material, certain strength and stiffness properties may not be affected even by large differences in moisture. Therefore, this work aims to evaluate the reliability of the resistance and rigidity transformation equations as a function of moisture, used to correct the properties when the test was not performed at 12% moisture. Furthermore, it was checked whether the humidity affects the properties of the studied species. Of the 15 properties analyzed, 2 did not show changes when analyzed at the fiber saturation point and at 12% moisture. Additionally, the correction equations of the Brazilian standard showed errors of up to 24% in the estimation of properties at 12% moisture. Thus, the need to correct the Brazilian standard for wooden structures is evident.

RESUMO O Brasil possui um vasto território florestal que privilegia a disseminação de inúmeras espécies arbóreas. Para que uma espécie de madeira seja utilizada em um sistema estrutural, são necessárias uma série de caracterizações de suas propriedades físico-mecânicas. Neste contexto, uma das variáveis a ser estudada é o teor de umidade, cuja variabilidade pode interferir de forma significativa em suas propriedades. A norma brasileira vigente estabelece modelos de correção das resistências e rigidezes para a umidade de equilíbrio, admitindo um aumento linear inversamente proporcional ao teor de umidade. Todavia, em algumas espécies, este fenômeno pode não ocorrer, conduzindo a valores constantes ou mesmo menores. Portanto, esta pesquisa objetivou, com o auxílio da análise de variância, investigar a influência da variação do teor de umidade (de 12% ao ponto de saturação das fibras) em doze propriedades mecânicas da espécie Dipteryx odorata. Dentre tais, quatro não apresentaram variações significativas entre a umidade de 12% e o ponto de saturação, concluindo que a formulação normativa não abrange todas as propriedades, para todas as espécies. Ademais, verificou-se que os modelos de correção da norma conduzem a valores de resistência superiores àqueles obtidos experimentalmente, subestimando as estruturas e desfavorecendo a segurança.

ABSTRACT Brazil has a large forest territory that favors the incidence of numerous tree species. For a wood species to be used in a structural system, a series of characterizations of its physical-mechanical properties are necessary. In this context, one of the variables to be studied is the moisture content, whose variability can significantly interfere with its properties. The current Brazilian standard establishes models for correcting strength and stiffness for equilibrium moisture, admitting a linear increase inversely proportional to the moisture content. However, in some species, this phenomenon may not occur, leading to constant or even smaller values. Therefore, this research aimed, with the aid of analysis of variance, to investigate the influence of variation in moisture content (from 12% to fiber saturation point) on twelve mechanical properties of the species Dipteryx odorata. Among these, four did not show significant variations between 12% moisture and saturation point, concluding that the standard formulation does not cover all properties for all species. Furthermore, it was found that the standard correction models lead to strength values higher than those obtained experimentally, underestimating the structures and disfavoring safety.

RESUMO Por ser um material anisotrópico e heterogêneo, o uso racional da madeira em estruturas requer o conhecimento de uma série de propriedades físicas e mecânicas. Parte das propriedades é obtida com o uso de equipamentos de grande porte, geralmente encontrados em poucos centros de pesquisas. A vibração transversal consiste em um método de ensaio não destrutivo utilizado na determinação da rigidez da madeira, em função agilidade proporcionada na realização dos ensaios. Essa pesquisa objetivou, com base na obtenção de dezessete propriedades entre físicas e mecânicas da madeira de Mandioqueira [Ruizterania albiflora (Warm.) Marc. -Berti, Vochysiaceae], espécie pouco conhecida na literatura nacional e internacional, avaliar a indicação de uso e relacionar suas propriedades físicas (estabilidade dimensional) e mecânicas (resistência e rigidez) com a densidade aparente e com a frequência natural do ensaio de vibração transversal por meio de modelos de regressão. Os resultados indicam o uso da madeira de Mandioqueira em estruturas, por apresentar propriedades equivalentes ou superiores às propriedades de outras comumente utilizadas na construção civil. Dos modelos de regressão, foram notadas fracas correlações entre a densidade e a frequência natural com as propriedades físico-mecânicas avaliadas, resultando em estimativas de baixa precisão. Entretanto, resultados mais abrangentes requerem maior número de espécies, e consistirão em objetivos de pesquisas futuras.

ABSTRACT As it is an anisotropic and heterogeneous material, the rational use of wood in structures requires knowledge of a series of physical and mechanical properties. Part of the properties is obtained with the use of large equipment, generally found in a few research centers. Transverse vibration consists of a non-destructive test method used to determine the stiffness of the wood, due to the agility provided in carrying out the tests. This research aimed, based on obtaining seventeen physical and mechanical properties of Mandioqueira wood [Ruizterania albiflora (Warm.) Marc.- Berti, Vochysiaceae], a little known species in national and international literature, evaluate the indication of use and relate its properties physical (dimensional stability) and mechanical (strength and stiffness) to the apparent density and to the natural frequency of the transversal vibration test by means of regression models. The results indicate the use of Mandioqueira wood in structures, as it has properties equivalent or superior to the properties of others commonly used in civil construction. From the regression models, weak correlations were observed between density and natural frequency with the evaluated physical-mechanical properties, resulting in low precision estimates. However, more comprehensive results require a greater number of species, and will consist in the objectives for future research.