Painéis de madeira colada lateralmente confeccionados a partir de clear blocks de eucalipto

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1 Voltar Voltar MADEIRA arquitetura e engenharia nº 11 artigo 4 Painéis de madeira colada lateralmente confeccionados a partir de clear blocks de eucalipto Alexandre Monteiro de Carvalho, engenheiro florestal, mestre em Ciência e Tecnologia de Madeiras, doutorando em Ciência e Engenharia de Materiais pela Universidade de São Paulo, Campus de São Carlos, Laboratório de Madeiras e de Estruturas de Madeira. e- mail: almcarva@sc.usp.br Ariel de Andrade, engenheiro florestal, mestre em Ciência e Tecnologia de Madeiras, pesquisador consultor do Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais IPEF. End: Av. Pádua Dias, s/nº, Departamento de Ciências Florestais, Laboratório de Laminação e Secagem de Madeira, ESALQ/USP, , Piracicaba/SP. aandrade@carpa.ciagri.usp.br Resumo: Os painéis compensados e aglomerados são exemplos de materiais compósitos de madeira. Materiais como o MDF ("medium density fiberboard"), o LVL ("laminated veneer lumber"), a MLC (madeira laminada colada) e os PCL's (painéis colados lateralmente), constituem uma nova geração de derivados de madeira. Estes produtos utilizam um conceito que alia novas tecnologias de manufatura ao uso racional dos recursos florestais, baseando sua matéria prima na madeira obtida de florestas renováveis, como as de Pinus e Eucalyptus. Este trabalho teve como objetivo divulgar dentro da área de ciência e engenharia de materiais os painéis de madeira de eucalipto colada produzidos a partir de clear blocks, peças de pequenas dimensões livres de defeitos, que vem ganhando mercado na indústria moveleira e da construção civil. São apresentados os resultados de uma análise da produção piloto de painéis colados lateralmente, tendo como matéria-prima um plantio de eucalipto implantado inicialmente para a obtenção de celulose. Palavras-chave: eucalipto, painel, clear block Abstract: The plywood panels and particleboards are examples of wood composites materials. Materials like MDF ( medium density fiberboard ), LVL ( laminated veneer lumber ) MLC ( laminated veneer lumber ) and the sidelong glued panels constitute a new generation of wood based product. These products use a concept that joins new manufacture technologies to the rational use of the forest resources, basing their raw material on the obtained wood from renewable forest, as the ones of Pinus and Eucalyptus. This work had as objective to release inside the science and material engineering area the glued eucalyptus wood panel produced from clear blocks, pieces of lumber with small dimensions without defects and imperfections. The results of an analysis of the laboratory production of sidelong glued panels are presented, having as raw material an eucalyptus forest implanted initially for the pulp obtaining. Keywords: eucalyptus, panel, clear block

2 1. Introdução Os materiais derivados de madeira têm sido foco de inúmeras pesquisas e desenvolvimentos ao redor do mundo. Embora ainda bastante utilizada, principalmente nos chamados países desenvolvidos, a madeira serrada maciça têm encontrado concorrência de novos materiais que vem sendo classificados no mercado internacional como engineered wood products ou produtos engenheirados de madeira. Fazem parte deste conjunto produtos como os painéis de lâminas, de partículas ou sarrafeados, as chapas de fibra e a madeira laminada colada. Embora tenham sido desenvolvidos com características específicas, em algumas situações estes produtos apresentam utilizações semelhantes, fazendo com que a escolha entre um ou outro, e também a comparação com o uso da madeira maciça seja um processo detalhado, envolvendo uma séria de fatores oriundos da relação custo/benefício. Paralelo a isto, existe hoje uma tendência, não só no Brasil mas em diversos países, da substituição da madeira de espécies nativas por espécies oriundas de florestas renováveis. Neste contexto, os plantios de eucalipto se inserem como promissores fornecedores de matéria-prima para a produção de derivados de madeira. No Brasil, a participação do eucalipto neste mercado ainda é pequena. Uma série de preconceitos são atribuídos a esta matériaprima, provenientes da utilização incorreta e da falta do desenvolvimento de tecnologias que permitam otimizar as características do produto final. Ponce (1995) (1) coloca que o eucalipto apresenta algumas características que realmente dificultam seu aproveitamento; essas dificuldades não são todavia, maiores do que as que apresentam a maioria das madeiras. Estudos com o eucalipto para obtenção de painéis à base de madeira estão sendo desenvolvidos em pesquisas recentes, visando gerar tecnologias que aumentem o uso destes materiais, principalmente nos segmentos da construção civil e da indústria moveleira. Neste estudo, o objetivo foi divulgar através de uma análise da produção em escala piloto, os painéis de eucalipto de madeira colada lateralmente, tendo como fonte de matéria-prima um plantio originariamente implantado para produção exclusiva de celulose. 2. Revisão da Literatura Miranda (1998) (2) destaca que o aumento do consumo de madeira e o distanciamento das reservas naturais em relação aos centros consumidores, têm prejudicado e onerado o abastecimento da matéria-prima constituída por espécies tradicionais originárias, principalmente, da floresta amazônica. Com isso, fontes alternativas de madeira vem sendo buscadas e pesquisadas destacando-se entre elas os plantios de Pinus e Eucalyptus. Menezes (1998) (3) relata que as grandes indústrias de papel e celulose e siderurgia, começam aos poucos a investir em produtos sólidos de madeira de eucalipto; de uma maneira geral, todas elas já possuem profissionais envolvidos no desenvolvimento da diversificação do uso da madeira. O autor acredita que o ingresso destas empresas neste ramo de negócio irá impulsionar a produção, divulgação e uso do eucalipto na indústria brasileira. A idéia de se trabalhar com produtos derivados da madeira de eucalipto concilia o conceito de uso múltiplo das florestas, com a necessidade de desenvolvimento de produtos de madeira que possam substituir outros materiais como concreto, aço, ferro e plásticos, em fins estruturais e de acabamento na indústria da construção civil e moveleira, Carvalho (2000) (4). Gresham (1995) (5) descreve uma série de espécies utilizadas na confecção de painéis de madeira para móveis e outros artefatos. No trabalho o autor destaca que a fatia de mercado onde melhores e mais rápidos resultados podem ser alcançados pelo uso de madeira de rápido crescimento, é a de produtos de maior grau de processamento: móveis, pisos, revestimentos; onde diversos fatores favorecem o uso de madeira de reflorestamento.

3 Menezes (1998) (3) relata a experiência pioneira de uma indústria de grande porte do segmento madeireiro na confecção de painéis de eucalipto colados lateralmente. O autor descreve as etapas de processamento e conclui como promissor o potencial deste tipo de produto no mercado. 3. Metodologia Para a obtenção dos painéis de madeira de eucalipto colada do estudo foi utilizado como matéria-prima um plantio híbrido entre o Eucalyptus grandis e o Eucalyptus urophylla, implantado por clonagem, com espaçamento entre árvores de 3,5m x 1,7m, na região de Mogi- Guaçu, estado de São Paulo, Brasil. Na época da amostragem, as árvores estavam com a idade de 7 anos, idade considerada bastante precoce para obtenção de madeira serrada ou derivados de madeira. Para fornecimento de madeira foram selecionadas aleatoriamente dentro de um plantio comercial de uma indústria de celulose e papel, 50 árvores. De cada árvore foi retirada uma tora de 4 metros de comprimento a partir da base da árvores. Foram descartadas árvores com diâmetro da base menor que 20cm e diâmetro a 4 metros menor que 12cm. O material amostrado, 50 toras de 4m de comprimento, foi levado para as instalações da Divisão de Produtos Florestais do Instituto de Pesquisas Tecnológicas em São Paulo. Já na serraria, as toras foram cubadas pela fórmula de Smalian, descrita em Carvalho (2000) (4), para cálculo do volume inicial da madeira em m³. A seguir foi realizado o desdobro para confecção de tábuas com 27mm de espessura. O método de desdobro foi o de quadro cheio, onde através de cortes simultâneos a tora atravessa serras paralelas distantes 27mm entre si. O número de tábuas por tora variou conforme o diâmetro da tora (Figura 1). Figura 1 Produção das tábuas em serras de cortes paralelos simultâneos e esquema de medição do volume em "clear blocks" em cada tábua. Onde: Vc.b. = volume (m³) em clear blocks presente na tábua; C 1, C 2, C 3 e C 4 = comprimento (m) dos clear blocks ; L = largura da tábua (m); e = espessura da tábua (m)..

4 Após o canteamento das tábuas foi calculado o rendimento em madeira serrada (tábuas) na condição úmida, antes da confecção dos painéis, sendo o volume em m³ de cada tábua dado por Vol (m³) = Comprimento (m) x Largura (m) x Espessura (m), e o rendimento em tábuas dado por Rendimento (%) = Σ Volume tábuas / Σ Volume toras. As tábuas foram empilhadas em local coberto por um período de 120 dias para secagem. Da mesma forma foi determinado o rendimento em madeira serrada na forma de tábuas, na condição seca. A seguir foram determinados os volumes e rendimentos dos chamados clear blocks caracterizados como peças de menores dimensões onde os principais defeitos presentes nas tábuas são retirados, nós, empenamentos, podridões e outros (Figura 1). Na transformação dos clear blocks em painéis de madeira colada lateralmente a perda no processamento é muito próxima de zero. O rendimento em painéis pode ser considerado o mesmo determinado para os clear blocks. Um esquema do processo de montagem dos painéis e exemplos de utilização podem ser observados na Figura 2. Figura 2 Esquema do processo de montagem dos painéis de madeira colada e exemplos do emprego dos painéis de madeira de eucalipto colada na indústria moveleira e na construção civil (projetos desenvolvidos no IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo.

5 Na serraria do IPT em São Paulo vem sendo construídos móveis e outras estruturas de madeira a partir dos painéis de madeira colada. Os adesivos mais utilizados são a base de uréia-formol e resina fenólica. 4. Resultados e Discussão A seguir são apresentados os resultados de rendimento em tábuas de 27mm de espessura, comprimento de 4m e largura variável, obtidas na operação inicial de desdobro das 50 toras amostradas no trabalho. Os resultados de rendimento apresentados correspondem às condições úmida e seca (tab.1). Tabela 1 Rendimentos em madeira serrada na forma de tábuas referentes às 50 toras. Rendimentos Média (%) Mín. (%) Máx. (%) Desv. Padr. C.V. Condição Úmida 41,17 30,37 47,65 3,0964 7,52 Condição Seca 39,71 29,04 45,78 3,0990 7,80 Rendimentos em tábuas acima de 50% são relatados em trabalhos que utilizaram o eucalipto com diâmetros acima de 40cm. Del Menezzi6 encontrou uma média de 51,2% para o Eucalyptus grandis de 21 anos, e de 54,6% para o Eucalyptus cloeziana de 17 anos. O rendimento avaliado na condição seca (em torno de 14% de umidade) foi 1,46% menor do que o avaliado na condição úmida. O rendimento em tábuas foi bastante satisfatório, considerando o baixo diâmetro e a reduzida idade de corte. Algumas toras tiveram rendimentos mais frequentemente encontrados em plantios de idade mais elevada, e manejados desde o plantio para a produção de madeira serrada. As informações disponíveis na literatura sobre processamento em serraria de toras de baixo diâmetro são escassas, embora existam várias descrições de aumento do rendimento em madeira serrada correlacionando-se positivamente com o aumento do diâmetro. Até hoje porém, as características dos equipamentos e os próprios operadores da indústria de serraria, dão preferência a utilização da madeira de maior volume, Ponce (1995) (1). Com o desenvolvimento de técnicas de desdobro e necessidade de trabalho com material de diâmetros inferiores, certamente os rendimentos do desdobro de toras irá alcançar melhorias significativas. Na tab.2 e tab. 3 são apresentados os resultados do rendimento da confecção dos clear blocks, correspondente também ao rendimento em painéis de madeira colada lateralmente. Na Tabela 2, os rendimentos foram calculados em função do volume inicial das toras. Já na Tabela 3, os rendimentos apresentados foram calculados a partir do volume das tábuas produzidas, ou seja, a diferença representa a perda na conversão das tábuas em painéis de madeira colada livre de qualquer defeito ou imperfeição. Tabela 2 Rendimento em clear blocks ou em painéis colados calculado a partir do volume inicial da madeira em toras descascadas. Rendimento Médio (%) 29,98 Desvio padrão 4,14 C.V. (%) 13,82

6 Tabela 3 Volumes obtidos e rendimento da conversão das tábuas em painéis de clear blocks de eucalipto colados. Volume Total em Tábuas obtido Volume Total em painéis de clear blocks Rendimento da Conversão Tábuas em Painéis de clear blocks 2,2002 m³ 1,6521 m³ 75,09 % A madeira descartada na transformação das tábuas em clear blocks refere-se, principalmente, a ocorrência dos nós e rachaduras. A inexistência de práticas de manejo voltadas para a produção de matéria-prima para produtos de madeira sólida se mostrou significativa, principalmente a operação de desrama, que reduz o surgimento dos nós. O rendimento médio de 29,98% na conversão das toras em painéis de clear blocks demonstra o potencial da obtenção deste tipo de material a partir de espécies de eucalipto. Em processos industriais de processamento de madeira para obtenção de peças serradas, os rendimentos muitas vezes são próximos a este valor. A variação no rendimento (C.V. de 13,82%) demonstra a heterogeneidade entre as 50 toras ou árvores. Embora oriundas de uma floresta implantada por clonagem, as árvores estudadas não passaram por programas de melhoramento que objetivassem homogeneizar ou melhorar variáveis do processamento da madeira serrada. 5. Conclusões - Os painéis de madeira colada lateralmente produzidos a partir de "clear blocks" representam um material onde a aceitação de árvores jovens de eucalipto (até 10 anos) é possível. Devido às dimensões reduzidas, os defeitos que tradicionalmente ocorrem em tábuas de eucalipto, como os empenamentos, são minimizados; - Os rendimentos obtidos na produção em escala piloto indicam um bom potencial para produção em escala industrial dos painéis estudados; - Devem ser incentivados trabalhos para desenvolvimento de derivados de madeira com o uso da madeira de reflorestamento, como a de eucalipto. Esta matéria-prima está disponível em grande volume no Brasil, em plantios pertencentes às industrias de celulose; - O conceito de uso múltiplo da madeira, que diversifica o uso final da floresta, pode ser utilizado para agregar valor a matéria-prima produzida no campo. O tipo de produto estudado neste trabalho, os painéis de madeira, pode ser produzido em conjunto com outros materiais, como tábuas, celulose, carvão e postes, utilizando da mesma fonte de madeira. 6. Agradecimentos À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo pelo apoio financeiro. À International Paper do Brasil pelo apoio logístico e doação da matéria-prima. Ao IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, por disponibilizar as instalações onde se efetuou a parte prática do estudo.

7 6. Bibliografia (1) Ponce, R.H. Madeira serrada de eucalipto: desafios e perspectivas. In: SEMINÁRIO INTERNACIONAL DE UTILIZAÇÃO DA MADEIRA DE EUCALIPTO PARA SERRARIA, Piracicaba, Anais. Piracicaba: IPEF/IPT/IUFRO/LCF-ESALQ-USP, p.50-58, (2) Miranda, M.J.A.C. Estudo da influência do espaçamento de plantio de Eucalyptus saligna Smith no rendimento em madeira serrada, nas condições verde e seca. Dissertação (M.S.) - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, 188p., Piracicaba, (3) Menezes, L.F. Desdobro, secagem e beneficiamento da madeira de eucalipto - experiência da Flosul. In: SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE PRODUTOS SÓLIDOS DE MADEIRA DE ALTA TECNOLOGIA, Belo Horizonte, Anais. Viçosa: SIF/UFV/DEF, p , (4) Carvalho, A.M. Valorização da madeira do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla através da produção conjunta de madeira serrada em pequenas dimensões, celulose e lenha. Dissertação (M.S.) - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, 129p., Piracicaba, (5) Gresham, G. E. Mercado de madeira de florestas plantadas. In: SEMINÁRIO INTERNACIONAL DE UTILIZAÇÃO DA MADEIRA DE EUCALIPTO PARA SERRARIA. Anais. Piracicaba: IPEF/IPT/IUFRO/LCF-ESALQ-USP, p , Piracicaba, (6) Del Menezzi, C.H.S. Utilização de um método combinado de desdobro e secagem para a produção de madeira serrada de Eucalyptus grandis e Eucalyptus cloeziana. Dissertação (M.S.) - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, 87p., Piracicaba, 1999.