Densidade e gravidade específica
Densidade é o peso ou massa de uma unidade de volume de madeira, e a gravidade específica é a proporção da densidade da madeira para a da água. No sistema métrico de medição, densidade e gravidade específica são numericamente idênticas; por exemplo, a densidade média da madeira de abeto de Douglas é de 0,45 grama por cc, e sua densidade específica 0,45, porque 1 cc de água pesa 1 grama. (Expresso como peso por unidade de volume, 1 grama por cc é cerca de 62,4 libras por pé cúbico.)
A determinação da densidade da madeira é mais difícil do que para outros materiais porque a madeira é higroscópica (consulte a seção Higroscopicidade ); seu peso e volume são muito influenciados pelo teor de umidade. A fim de obter números comparáveis, o peso e o volume são determinados em teores de umidade especificados. Os padrões são peso seco no forno (teor de umidade praticamente zero) e volume seco no forno ou verde (verde se referindo ao teor de umidade acima do ponto de saturação da fibra, que é em média cerca de 30%). Outras expressões de densidade, como aquelas baseadas no peso e volume seco ao ar ou no peso e volume da madeira verde, têm certa importância prática, como no transporte de madeira, mas não são precisas.
O seco a massa da madeira em um determinado volume é determinada pela densidade, que é obtida dividindo-se o peso seco no forno pelo volume, seco no forno ou verde. O volume seco do forno é difícil de determinar, pelo menos por imersão em água, devido à higroscopicidade da madeira. Amostras secas no forno são primeiro imersas em parafina fundida a quente, para formar uma fina camada protetora, antes de serem imersas em água. Com pequenas amostras de madeira, às vezes é usado mercúrio em vez de água; um aparelho especial (volúmetro de Breuil) está disponível. Para amostras de formato regular, o volume pode ser calculado com base em suas dimensões. Além disso, métodos de radiação são usados para medição direta de densidade.
A densidade de uma amostra de madeira pode ser avaliada visualmente observando a largura (espessura) dos anéis de crescimento e a proporção de madeira tardia. Em geral, a madeira tardia, por causa de suas paredes celulares mais espessas e cavidades celulares menores, é mais densa do que a madeira primitiva e, com o aumento da largura do anel, sua proporção diminui nas madeiras macias e aumenta nas madeiras duras porosas. Portanto, anéis mais largos indicam menor densidade em madeiras macias e maior densidade em madeiras duras porosas. Em madeiras duras porosas difusas, a madeira tardia não é claramente distinta e a largura do anel não é uma indicação de densidade.
A densidade das madeiras temperadas varia de cerca de 0,3 a 0,9 grama por cc, mas a faixa mundial é aproximadamente de 0,2 a 1,2 gramas por cc. As diferenças entre as espécies ou amostras da mesma espécie são devidas às proporções variáveis da substância da madeira e do volume vazio e ao conteúdo de extrativos. A densidade da substância da madeira é de cerca de 1,5 gramas por cc, e praticamente não existem diferenças neste valor entre as espécies.
* Com base em espécimes em condição de secagem ao ar (12-15% de teor de umidade). ** N = newton (cerca de 0,22 libras); kN = 1.000 newtons. Fonte: Adaptado de George Tsoumis, Science and Technology of Wood (1991).
A densidade afeta a quantidade de umidade que a madeira pode reter, seu encolhimento e dilatação e suas propriedades mecânicas e outras. Em geral, a densidade é uma medida da qualidade da madeira clara, ou seja, madeira sem defeitos.