PROPRIEDADES FISICAS DE PAINEIS MDP DE EUCALIPTO E RESIDUO DA CAFEICULTURA
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- Carlos Laranjeira Fernandes
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1 XV EBRAMEM - Encontro Brasileiro em Madeiras e em Estruturas de Madeira 09-11/Mar, 2016, Curitiba, PR, Brasil PROPRIEDADES FISICAS DE PAINEIS MDP DE EUCALIPTO E RESIDUO DA CAFEICULTURA 1 Andrey de Oliviera Costa (andreycosta@hotmail.com), 1 José Benedito Guimaraes Junior (jbguimaraesjr@hotmail.com), 1 Suzane Sarno Soares (suzanesarno@hotmail.com), 1 Thiago de paula Protásio (depaulaprotasio@gmail.com), 1 Valéria Maria de Souza (vava150384@gmail.com) 2 Camila laís farrapo (camilafarrapo@hotmail.com). 1 Universidade Federal de Goiás Engenharia Florestal Reginal Jataí 2 Universidade Federal de Labras Departamento de Ciências Florestais RESUMO: O setor de paineis vem crescendo constantemente e com isso aumenta a necessidade de paineis e tecnologias que garantam a qualidade do produto final. Hoje o setor de paineis compreende o 3º maior segmento industrial do brasil (Associação Brasileira dos Produtores de Florestas Plantadas ABRAF, 2012). O MDP (medium density particleboard) é um tipo de painel muito utilizado na construçao de movies feito de Madeira reconstituida. Para esse trabalho foi utilizadas Madeira de eucalipto e a pergaminho do café, residuo do grao de café descartado depois do seu processamento. Foram feitos 6 tratamentos, porem em relaçao as propriedades fisicas sao avaliados somente os 0%, 30% e 50% de variaçao de eucalipto com casca do café (pergaminho). Foram avaliados as propriedades fisicas: IA (inchamento em espessura), AA (absorçao de agua (2hrs e 24hrs)), e Densidade de acordo com a norma ANSI A O Objetivo do trabalho foi analisar as propriedades desses paineis e os efeitos da adiçao de pergaminho na manufatura do painel. Pode-se concluir que os valores de absorçao de agua e inchamento em espessura nao atendenderam a norma, possivelmente respondido pela baixa densidade desses paineis encontradas. Palavras Chave: propriedades, processamento, pergaminho. PHYSICAL PROPERTIES OF EUCALYPTUS AND PANELS MDP residue of coffee ABSTRACT: The panels sector has been growing steadily and this increases the need for panels and technologies that ensure the quality of the final product. Today the panels sector comprises the 3rd largest industrial sector of Brazil (Brazilian Association of Planted Forests Producers - ABRAF, 2012). The MDP (medium density particleboard) is a type of widely used in the construction of movies made of reconstituted wood panel. For this work were used eucalyptus wood and parchment coffee, the coffee grain residue discarded after processing. 6 treatments were made, however in relation the physical properties are only evaluated 0%, 30% and 50% eucalyptus variation with coffee hulls (parchment). They evaluated the physical properties: IA (thickness swelling), AA (water absorption (2hrs and 24hrs)), and density according to ANSI A The study's goal was to analyze the properties of these panels and the effects of parchment added in the panel manufacturing. It can be concluded that the values of water absorption and thickness swelling atendenderam not the norm, possibly responded by low density of these panels found. Keywords: properties, processing, parchment, variation.
2 1. INTRODUÇÃO A sigla MDP de médium density particleboard se refere ao painel de partículas de media densidade, produto derivado da madeira. O Painel MDP é classificado como material composto ou compósito pois possui em sua constituição composição de vários materiais ou de um material com variação granulométrica. Na produção do painel MDP utiliza-se madeira de florestas plantadas, com destaque para o gênero Eucalyptus. O adesivo sintético aplicado na fabricação do painel tem como componentes básicos: a resina termofixa, em geral, uréia formaldeído (UF), a emulsão de parafina e o catalisador (cloreto/sulfato de amônio). O setor de painéis de madeira no Brasil atualmente é o 3º maior segmento industrial e base florestal (Associação Brasileira dos Produtores de Florestas Plantadas ABRAF, 2012). Dentre os painéis de madeira produzidos, destaca-se o tipo MDP (médium density particleboard), aplicado principalmente no mercado de móveis (garcia e motta 2006 e leão e naveiro 2009, citado por silva 2013). O MDP é um tipo de painel de madeira reconstituída mais produzido e consumido no mundo, aplicado na fabricação de móveis em linhas retas (biazus et. al, 2010; silva, 2012). De acordo com Biazus (2010) No que se refere ao MDP, em 2008 existiam cinco fabricantes e capacidade total de 3,1 milhões de m³/ano de painéis deste tipo, sendo eles: Duratex, Arauco do Brasil, Berneck, Eucatex e Bonet. Os destaques eram a Duratex e a Berneck, detentoras de 68% da capacidade total. A utilização de capacidade instalada chegou a 84%, muito maior que MDF que no mesmo ano foi de 2,8 milhoes de m³/ano distribuído em cinco grandes empresas (Duratex, Arauco do Brasil, Berneck, Fibraplac e Masisa do Brasil). Na produção dos painéis de madeira utilizou o pergaminho do café, um subresíduo que geralmente e descartado depois da utilização do grão do café, assim os tipos de casca de café resultam do grão colhido e do processamento. A casca de café Melosa tem como principal característica, em relação à casca de café seca, a ausência do pergaminho, um componente fibroso, o que torna os nutrientes melhor aproveitados na alimentação de suínos, embora apresente altos teores de fibra e fatores antinutricionais (polifenóis, taninos e cafeína) que podem limitar sua utilização em função da baixa digestibilidade dos seus nutrientes (Oliveira, 2001). O Brasil é, em essência, um país agroindustrial e como conseqüência, tem vários tipos de resíduo lignocelulósico com potencial para uso, incluindo espiga de milho, cascas de arroz, café, de amendoim, de coco e de plantas oleaginosas, bem como a haste da banana, mandioca e bagaço de cana, entre outros. De acordo com IBGE (2012) a safra nacional de café estimada para 2012 foi de toneladas do grão. E desse total, 45% a 55% se torna resíduo (2). A produção de painéis utilizando resíduos pode contribuir para atender a demanda desse produto, além de agregar valor a um material que hoje é descartado ou subutilizado na queima para geração de energia. O presente trabalho teve como objetivo analisar a Resistencia mecânica, propriedades físicas e análise química dos painéis MDP produzidos a partir de eucalipto e pergaminho do café. 2. MATERIAL E METODOS Para este experimento foi utilizada madeira de Eucalyptus com aproximadamente 3 anos de idade e Pergaminho do café. O Resíduo foi coletado no campus universitário da Universidade Federal de Lavras - UFLA, localizado no Município de Lavras na região sul de Minas Gerais, sob as coordenadas Sul, Oeste e altitude de 920m. O eucalipto foi obtido na área de plantio experimental da Engenharia Florestal da Universidade Federal de Goiás na região sudoeste de Goiás, nas coordenadas Sul 51 42' 50" Oeste e altitude de 708 m. Para obtenção das partículas iniciais, as toras foram inseridas sequencialmente em uma maquina trituradora à gasolina, aonde foram
3 reduzidos a lascas menores, essas colocadas em moinho de facas, aonde foi peneirado na própria maquina durante o processo em 6mm de granulometria, posteriormente, teve obtenção das partículas necessárias para produção dos painéis que ficaram retidas entre as peneiras de 20 e 40 mesh. As propriedades do adesivo foram realizadas em conforme IWAKIRI (2005). Utilizou-se a uréia-formaldeído (UF), com teor de sólidos de 66,07%, ph de 8,94, viscosidade de 479 cp e tempo de gelatinização de 55 segundos. A aplicação de adesivo foi de 8% em relação à massa seca das partículas. A dimensão e a densidade nominal dos painéis foram respectivamente de 200mm x 200mm x 25mm e 0,60g/cm³. O ciclo de prensagem utilizado foi de pressão de 3,92 MPa, a uma temperatura de ºC por um período de 45 minutos, conforme IWAKIRI (2005). Para retirada de corpos de prova foi utilizado 2 painéis por tratamento (0%, 30%, 50%) com 4 repetições cada, inteirando 8 corpos de prova, para absorção de água e inchamento em espessura após 2 h e 24 h de imersão - ASTM D1037 (American Society for Testing and Materials, 2006). Para confecção dos painéis utilização o resíduo do café pergaminho, este foi triturado em peneira de 6mm do moinho de facas, e posterior peneiramento em peneira de 20mesh, posteriormente foi feito a separação manual de impurezas visto que a obtenção desse tipo de material acompanha resíduos do processo de separação do pergaminho do grão de café. O material foi utilizado para preencher o miolo do painel, sendo as capas somente partículas de madeira de eucalipto. O delineamento utilizado foi inteiramente casualizado, com 4 (quatro) repetições, em que os tratamentos foram considerados as diferentes proporções utilizadas. Após a análise de variância utilizou-se o teste de médias de Scott-Knott (1974), em 5% de probabilidade de erro para comparação de médias dos tratamentos. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Para densidade aparente, os painéis MDP produzidos com Eucalipto e pergaminho apresentaram valores em 0% de 0,54g/cm³, para 30% de 0,53g/cm³ e de 50% de 0,52g/cm³, sendo estes não havendo diferença estatística entre esses tratamentos. Os baixos valores de densidade observados, tendo como base aquela nominal (0,60g/cm³), pode ser atribuída à especificidade das condições laboratoriais em relação ao processo industrial, com perdas de materiais durante o manuseio das partículas nas etapas de aplicação de adesivo, formação do colchão e prensagem dos painéis (Martins 2014). De acordo com norma CS (COMMERCIAL STANDARD - CS, 1968) estes painéis são classificados como sendo de baixa densidade.
4 Figura 1. Valores médios de Densidade dos painéis produzidos em relação a porcentagem de resíduo de café. Os resultados médios encontrados para a absorção de água após 2 horas de imersão em água demonstram que entre os painéis produzidos com variação na proporção de pergaminho de café à uma tendência decrescente quanto a absorção de agua nesses painéis, sendo tratamento de 0% contendo maior valor pra absorção de agua com cerca de 120%, enquanto que o painel que obteve menor valor pra absorção foram os de 50% com cerca 83%. Em trabalho realizado por Mendes (2010) com um resíduo da casca do café em 3 proporções (25%, 50% e 75%), pode-se constatar um comportamento contrario, sendo que a variação da incorporação com casca de café demonstrou que a relação foi crescente, aumentando a absorção de água com o aumento da porcentagem de casca. Provavelmente este comportamento pode ser visto devido à diferença em sua composição e a não permeabilidade do pergaminho de café, se comparado com o eucalipto puro, por exemplo, (0%), o que pra casca de café foi diferente. Figura 2. Valores médios de absorção de água em duas horas em função das porcentagens de substituição por casca de café Já para absorção de agua às 24h, o comportamento foi de forma decrescente, aonde os maiores valores das medias foram para os painéis com menores proporções de substituição de pergaminho de café, onde 0%, ficaram cerca de 140%, de 30% ficaram em cerca de 120, e em 50% ficaram em cerca de 100%. Segundo Hillig et al. (2002) citado por Mesquita et al. (2015) as propriedades físicomecânicas dos painéis, em qualquer grau, são influenciadas pela razão de compactação, sendo assim, caso os valores dos painéis sejam abaixo da razão de compactação, eles não apresentam um bom contato entre as partículas, prejudicando a colagem e a resistência da chapa, além dos painéis apresentarem maiores espaços entre partículas o que facilita a absorção de agua no painel.
5 Figura 3. Valores médios de absorção de água em vinte e quatro horas em função das porcentagens de substituição por casca de café Já para inchamento em espessura para 2h, podemos observar uma tendência decrescente entre as medias encontradas, aonde menores valores pra inchamento em espessura foram encontradas para proporções maiores de substituição de pergaminho de café, e maiores para os com menores proporções do mesmo. Outro efeito importante produzido pela baixa densidade dos painéis encontrados foram os valores de inchamento em espessura menores do que os painéis de media densidade. De acordo com SETUBAL (2009) citado por MICHELON (2011) em termos de estabilidade dimensional, certos autores afirmam que o inchamento em espessura do painel de média densidade é maior com o aumento na razão de compactação e menor para painéis de baixa densidade, independente da espécie utilizada e da razão de compactação. Figura 4. Valores médios de inchamento em espessura à 2 horas em função das porcentagem de substituição por casca de café
6 Já para inchamento em espessura para 24h, podemos observar uma tendência decrescente entre as medias encontradas, aonde menores valores pra inchamento em espessura foram encontradas para proporções maiores de substituição de pergaminho de café, e maiores para os com menores proporções do mesmo. Fiorelli. et al. (2011) estudando painéis produzidos com resíduo de bagaço de cana e resina de mamona, obtiveram valores para inchamentos de espessura próximos aos encontrado neste trabalho, para painéis sem revestimento externo 19,6% e com 0,31% para inchamento à 2h, e pra 24 h, obteve-se para sem revestimento externo 25,07%, e com 19,09%. A norma ANSI (1993) estipula valores apenas para o IE24h, sendo esse valor de 8% para os painéis produzidos com uréia-formaldeído, o que atendeu a norma obtendo valores muito maiores que 8% para todos os painéis estudados 0%, 30% e 50%. Figura 5. Valores médios de inchamento em espessura a 2 horas em função das porcentagem de substituição por casca de café 4. CONCLUSOES Pode-se Concluir vários pontos em relação a produção de painéis de eucalipto com pergaminho de café: A densidade dos painéis foi classificada baixa de acordo com norma, o que provavelmente tem influencia pela razão de compactação. A absorção de agua a 2h e 24h apresentou características decrescentes, isso é uma característica, de acordo com a literatura, pela baixa densidade e pela quantidade de espaços vazios que o pergaminho de café garantiu aos painéis. O inchamento em espessura de 2h e 24h apresentou valores em acordo com a norma, (decrescente) o que também tem efeito pela baixa razão de compactação e pela arquitetura do pergaminho presente no painel. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANSI - AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUTE. ANSI A208.1: Mat-formed wood particleboard: Specification, Gaithersburg: National Particleboard Association, 1993.
7 Associação Brasileira de Florestas Plantadas, Anuário estatístico da ABRAF: ano base STCP Engenharia de Projetos, Brasília. ASTM - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. D Standard methods of valuating properties of wood-base fiber and particles materials. Philladelphia. Annual book of ASTM Standard. v , BIAZUS, A.; HORA, A. B; LEITE, B. G. P. Panorama de mercado: painéis de madeira. BNDES Setorial, Rio de Janeiro, n.32, p , set COMMERCIAL STANDARD. CS : mat formed wood particle board. [S.l.], FIORELLI, J. et al. Painéis de partículas à base de bagaço de cana e resina de mamona produção e propriedades. Maringá, v. 33, n. 4, p , GARCIA, R., MOTTA, F. G., Mercado de móveis movimenta US$ 200 bilhões por ano. Revista da Madeira, 97, HILLIG, E.; HASELEIN, C. R.; SANTINI, E. J. Propriedades mecânicas de chapas aglomeradas estruturais fabricadas com madeiras de Pinus, Eucalipto e Acácia negra. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 12, n. 1, p , IBGE. Levantamento Sistemático da Produção Agrícola. Rio de Janeiro v.25 n.02 p.1-88 fev.2012 IWAKIRI, S. Painéis de Madeira Reconstituída. Curitiba: FUPEF, 2005,p. 247 LEÃO, M. S.,NAVEIRO, R. M., Fatores de competitividade da indústria de móveis de madeira no Brasil. Revista da Madeira, 119, MARTINS, H. E. et al. painéis aglomerados convencionais produzidos com madeira de Cecropia pachystachya. ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.10, n.19; p MENDES, R. F. et al. Efeito da incorporação de casca de café nas propriedades físicomecânicas de painéis aglomerados de Eucalyptus urophylla S.T. Blake. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v.34, n.3, p , maio/jun, 2010b. MENDES, R.F. et al. Painéis aglomerados produzidos com bagaço de cana em associação com madeira de eucalipto. Scientia Forestalis, Piracicaba, v.38, n.86, p , jun, 2010a. Mesquita, R. G. A. et al, (2015). Inclusão de feixes de sisal na produção de painéis MDP de eucalipto. Scientia Forestalis, volume 43, n. 105 MICHELON, A. L. S Trabalho de graduação. Estudo comparativo de dois tipos de painéis de MDP: com adição de papel impregnado e lâminas de bambu. UNESP. Itapeva. 120f OLIVEIRA S.L. Avaliação da casca de café em rações para suínos em terminação. Lavras: Universidade Federal de Lavras, p. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Universidade Federal de Lavras, PARRA. A, R, P. et al. Utilização da casca de café na alimentação de suínos nas fases de crescimento e terminação. R. Bras. Zootec., v.37, n.3, p , 2008
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