Carlos José Parreira da Cunha Mestre em Engenharia Civil Caracterização das propriedades de madeiras africanas, Câmbala e Sapelli Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Civil, Especialidade Estruturas Orientador: Jorge Manuel Gonçalves Branco, Professor Auxiliar, Escola de Engenharia / UMinho Co-orientador: Luís Armando Canhoto Neves, Professor Auxiliar, FCT/UNL Dezembro 2017 Caracterização das propriedades de madeiras africanas, Câmbala e Sapelli Copyright © 2017 por Carlos Cunha, FCT/UNL e UNL A Faculdade de Ciências e Tecnologia e a Universidade Nova de Lisboa têm o direito, perpétuo e sem limites geográficos, de arquivar e publicar esta dissertação através de exemplares impressos reproduzidos em papel ou de forma digital, ou por qualquer outro meio conhecido ou que venha a ser inventado, e de a divulgar através de repositórios científicos e de admitir a sua cópia e distribuição com objectivos educacionais ou de investigação, não comerciais, desde que seja dado crédito ao autor e editor. III Knowing is not enough; we must apply. Willing is not enough; we must do. Johann Wolfgang von Goethe V AGRADECIMENTOS O momento em que atingimos uma meta é inevitavelmente um tempo de reflexão sobre o ca- minho percorrido. E dessa reflexão surge de imediato o ímpeto de agradecimento a todos quantos nos acompanharam nesse longo percurso. É a estes, que constituíram, em uníssono, a pedra angular neste trilho repleto de desafios, que colaboraram e incentivaram a realização da presente tese de doutoramento, que dedico as linhas que se seguem e expresso o meu agradecimento sincero. Ao Professor Doutor Jorge Branco, meu orientador, pelos seus ensinamentos, por ter estado sempre presente e disponível para ouvir e conversar. Pelos seus conselhos, sugestões e entu- siasmo, essenciais para chegar ao final desta jornada. Mas, acima de tudo, por acreditar na minha dedicação e capacidade. Ao Professor Doutor Luís Neves, meu co-orientador que, apesar da distância geográfica, desde o primeiro minuto, se disponibilizou para me acompanhar e orientar. Pelas suas revisões e su- gestões. A todo o pessoal técnico e colaboradores do Laboratório de Estruturas do Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Minho e da empresa MT-Madeiras, que tornaram possível a realização dos trabalhos experimentais indispensáveis à realização desta dissertação. À Associação e Universidade Jean Piaget de Angola, em especial ao seu presidente, o Dr. António Oliveira Cruz e ao seu reitor, o Professor Doutor Pedro Domingos Peterson, pelo tempo que me disponibilizaram para me dedicar à investigação. Aos meus pais e irmão que, incessantemente, me procuraram motivar e encorajar. E por fim, à minha esposa, por todos os sacrifícios e compreensão, mas, acima de tudo pelo exemplo de dedicação e perseverança. VII RESUMO Câmbala e Sapelli são duas espécies de madeiras tropicais africanas com possível utilização em estruturas. O escasso conhecimento científico generalizado das propriedades mecânicas de madeiras tropicais constitui uma limitação na sua utilização em elementos estruturais. A atual normalização europeia para a classificação mecânica das espécies é baseada em madeiras de resinosas, com implícita aceitação para as madeiras de folhosas. Por sua vez, o novo EUTR (European Union Timber Regulation) vem impor critérios de sustentabilidade na importação de madeiras tropicais, originando o aparecimento de novas espécies no mercado Europeu. Foi objetivo da presente dissertação a definição de modelos alternativos expeditos, de caracterização mecânica para espécies tropicais, baseados em provetes de pequenas dimensões. Para cada espécie, prepararam-se mais de 400 provetes de pequenas dimensões, isentos de defeitos, que foram submetidos a ensaios de ultrassons e de flexão, de acordo com as normas ISO 3131 e ISO 3133. Os resultados experimentais obtidos encontram-se nos intervalos previstos na bibliografia para as propriedades das espécies em estudo. Procedeu-se, também, a uma campanha de ensaios à flexão em provetes de dimensões estruturais, segundo a norma EN 408, tendo-se extraído destes, provetes de pequenas dimensões e mesoprovetes, que foram ensaiados à flexão e à tração paralela às fibras, respectivamente. Foram estudadas as possíveis correlações existentes entre as diferentes propriedades das madeiras, quer dentro da mesma campanha de cada ensaio, quer entre campanhas de ensaios. Das correlações estudadas, entre as propriedades das diferentes campanhas, obtiveram-se valores significativos para a caracterização das madeiras, que serviram de base para a elaboração de novas propostas de modelos para a aferição das propriedades características de referência de madeiras tropicais. Em conclusão, o presente estudo pretende potenciar o uso das novas madeiras tropicais em estruturas, ao determinar as principais propriedades mecânicas, através de modelos alternativos. PALAVRAS-CHAVE: madeira estrutural, Câmbala, Sapelli, caracterização mecânica, estabilidade dimensional. IX