Propriedades mecânicas e mecanismos de dano da madeira em condições ambientais extremas

A madeira, um material ecológico amplamente utilizado na arquitetura antiga, tem perdurado por milhares de anos. No entanto, mudanças ambientais ao longo do tempo causam graus variados de dano interno, degradando as propriedades mecânicas e comprometendo a segurança geral das edificações. Investigar as propriedades mecânicas da madeira e os mecanismos de dano em estruturas antigas é crucial. Este estudo simula as condições reais de estruturas de madeira antigas, sujeitando três madeiras frescas comuns (bétula, bordo, pinho sylvestris) a ambientes extremos: tratamentos em alta temperatura (100, 150, 200 e 250°C por 15, 30, 45 minutos), imersão em água e exposição a ambientes ácidos/alcálicos. Utilizando o instrumento MTS, são realizados testes de compressão longitudinal e de flexão, analisando a resistência à compressão e o desempenho de flexão. DIC acompanha ambos os processos de teste, e SEM fornece uma análise microscópica dos mecanismos de dano. Os resultados mostram que a bétula e o bordo superam o pinho sylvestris em altas temperaturas e condições ácidas/alcálicas. Em ambientes extremos, a resistência mecânica da madeira correlaciona-se com o teor de umidade e a decomposição da hemicelulose. Altas temperaturas melhoram as propriedades mecânicas da madeira através de reações de desidratação, mas a exposição prolongada leva à decomposição contínua da hemicelulose, celulose e lignina, reduzindo, em última análise, o desempenho mecânico da madeira.