Avaliação das características mecânicas de cadeiras
No ano de 2005, o Laboratório de Ensaios em Madeira, Móveis e Tintas (LEMT) do SENAI de Ubá, desenvolveu um trabalho no APL Moveleiro de Ubá, com o objetivo de estudar as características mecânicas das cadeiras de madeira. Este trabalho teve o apoio financeiro da FAPEMIG .
O pólo moveleiro de Ubá é formado pelas cidades circunvizinhas de Visconde do Rio Branco, Tocantins, Rodeiro, Guidoval, Rio Pomba, São Geraldo e Piraúba. Juntas, esta região é responsável por 0,78% do PIB Estadual.
Em março de 2003, através da parceria entre INTERSIND, FIEMG, IEL, SEBRAE e SENAI de Ubá, foi realizado um Diagnóstico do Pólo Moveleiro de Ubá e Região, que desenvolveu um censo em mais de 300 empresas do Arranjo Produtivo Local (APL).
Em comparação com os dados obtidos por uma pesquisa realizada em 1998 pelo SENAI – Ubá, notamos o desenvolvimento de cada produto.
Comparativo da evolução dos principais produtos fabricados pelas indústrias moveleiras do APL de Ubá.
Através dos resultados encontrados nos anos de 1998 e 2003, podemos observar que:
- Cama: Baixa de 3,57% na quantidade produzida.
- Guarda-roupa: Baixa de 47,37% na quantidade produzida.
- Cômoda e criado: Baixa de 43,33% na quantidade produzida.
- Sala de Jantar: Alta de 40% na quantidade produzida.
- Estofados:Alta de 7,7% na quantidade produzida.
Baseado nesta comparação, percebe-se que a maior evolução foi a produção de salas de jantar. Por isto, neste projeto propomos o estudo da qualidade destes produtos através de ensaios de fadiga e resistência.
Este trabalho teve como objetivo geral avaliar as Propriedades Mecânicas das Cadeiras de Madeira Maciça Fabricadas no APL de Ubá, através de:
a) ensaios de fadiga (durabilidade) do assento e do encosto;
b) ensaios de carga estática (resistência) do assento e do encosto;
c) ensaios de carga estática (resistência) dos pés dianteiros e laterais.
Materiais utilizados
- Norma AS-NZS 4688-2:2000 – Furniture Fixed Height Chairs: Part 2: Determination of Strength and Durability.
- Células de carga para registrar as cargas aplicadas durante a realização dos ensaios;
- Máquina de Ensaios Dinâmicos com sistema de funcionamento eletro-pneumático;
- Espuma de poliuretano de 25 mm de espessura e índice de dureza (segundo ISO 2439, método A) de 135/660N e densidade de 27 a 30 kg/m3.
- Gabarito de posicionamento de carga – dispositivo utilizado para determinar os pontos de aplicação de carga no assento e encosto.
- Almofada de carregamento do assento – dispositivo imitando a forma natural das nádegas e pernas humanas, que possui superfície dura e com curvas suaves.
- Almofada de carregamento do encosto – objeto retangular rígido com 200 mm de altura e 250 mm de largura, uma das faces cilíndrico-convexa com raio de curvatura de 450 mm no sentido da largura.
- Almofada de carregamento local – Objeto cilíndrico e rígido com 100 mm de diâmetro, com superfície plana e bordas arredondadas com raio de curvatura de 12 mm.
- Pequena almofada de carregamento do assento – objeto rígido circular com 200 mm de diâmetro e 50 mm de espessura, com uma das faces esférico-convexa com raio de curvatura de 300 mm.
- Paquímetro para medir a deflexão do encosto.
- Escala de aço para medir as dimensões das cadeiras.
Metodologia
Fez-se um levantamento de todas as empresas fabricantes de cadeiras do APL de Ubá (aproximadamente 14% do total), utilizando informações de pesquisas realizadas no setor e informações de cadastros de empresas no INTERSIND. Após, classificou-se as empresas por tipo de cadeira que é produzido: sala de jantar, escritório, cozinha, jardim, etc., e selecionou-se aleatoriamente 10 empresas fabricantes de salas de jantar.
Na sequência, definiu-se o tamanho da amostra e tempo de fabricação dos produtos; coletou-se as amostras de maneira aleatória de produtos que fazem parte da linha de produção das empresas; armazenou-se as amostras nas dependências do Laboratório do SENAI seguindo as recomendações descritas pela norma técnica até atingir 4 semanas de fabricação, para total cura das juntas coladas, e realizou-se os ensaios propostos seguindo a metodologia descrita na Norma Técnica AS-NZS 4688-2, tais como: fadiga do assento, fadiga do encosto, resistência do assento, resistência do encosto, resistência dos pés dianteiros e resistência dos pés laterais;
Podemos notar na figura anexa que, no ensaio de fadiga do assento, todas as amostras testadas apresentaram resultados excelentes, ou seja, atingiram o nível máximo de qualidade descrito pela Norma, que é de 200.000 ciclos, não apresentando defeitos ou alterações nos componentes da cadeira.
No ensaio de fadiga do encosto notamos que apenas 30% das empresas apresentaram resultados excelentes, ou seja, atingiram o nível máximo de qualidade descrito pela Norma. Quase a metade das empresas, ou seja, 40% das mesmas ficaram dentro do nível 3 de qualidade, acima de 100.000 ciclos.
Podemos notar na figura anexa que, no ensaio de resistência do assento, 90% das amostras ensaiadas apresentaram resultados excelentes, atingindo o nível máximo de qualidade descrito pela Norma, não apresentando defeitos ou alterações nos componentes da cadeira com a aplicação de 2.000 N por 10 vezes. Apenas 1 empresa não atingiu o nível 5, apresentando uma pequena ruptura do painel do assento com o aumento da carga de 1.600 N para 2.000 N.
Podemos notar também que, no ensaio de resistência do encosto, apenas 30% das empresas apresentaram resultados excelentes, ou seja, atingiram o nível máximo de qualidade descrito pela Norma. A metade das cadeiras ensaiadas, ou seja, 50% das mesmas, ficaram dentro do nível 3 de qualidade, apresentando defeitos e alterações quando a carga aplicada no encosto foi aumentada para 760 N.
Através da figura anexa podemos notar que, para o ensaio de resistência dos pés dianteiros, apenas 40% das empresas apresentaram resultados excelentes, ou seja, atingiram o nível máximo de acordo com Norma. Notamos também que 30% das amostras ensaiadas atingiram apenas o nível 2 de qualidade, apresentando defeitos ou alterações nos componentes com o aumento da carga de 375 N para 500 N.
No ensaio de resistência dos pés laterais, apenas 20 % das empresas apresentaram resultados excelentes, ou seja, atingiram o nível máximo de qualidade descrito pela Norma. A metade das cadeiras ensaiadas, ou seja, 50% das mesmas, atingiram o nível 3 de qualidade, apresentando defeitos e alterações quando a carga aplicada na travessa lateral do assento foi aumentada para 490 N.
As cadeiras que apresentaram resultados excelentes nos ensaios de fadiga (durabilidade) do encosto, ou seja, atingiram o nível máximo de qualidade de acordo com a Norma, geralmente atingiram o nível máximo para os demais ensaios realizados.
Nos ensaios em que a força aplicada exigia resistência mecânica de juntas coladas, como por exemplo: fadiga do encosto, resistência do encosto, resistência dos pés dianteiros e resistência dos pés laterais, notamos que houve uma tendência dos resultados encontrados por empresa terem pouca variação entre os níveis de qualidade.
Houve uma relação entre os resultados encontrados para os ensaios de fadiga (durabilidade) com aqueles de resistência do encosto e dos pés dianteiros e laterais, ou seja, quanto maior o nível de qualidade atingido pelo produto no ensaio de fadiga, maior foi o nível obtido para os ensaios de resistência.
Tarcísio Gomes de Lima
Engenheiro Florestal e Mestrado em Tecnologia de Produtos Florestais na UFV
Instrutor do SENAI de Ubá
Coordenador do Laboratório de Ensaios em Madeiras, Móveis e Tintas (LEMT) do SENAI de Ubá
E-mail: tgomes@fiemg.com.br. |