INFLUÊNCIA DO TEOR DE UMIDADE DA MADEIRA EM SEU PROCESSAMENTO DE ACABAMENTO M.C.S. Alves.; L, R. de Lima; D. Zacarias; M. V. Ribeiro; C. C. de Almeida; C. Pinheiro; Av. Ariberto Pereira da Cunha, 333, Pedregulho, 12.516-410 - Guaratinguetá, SP, manoelcsa@feg.unesp.br Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, Departamento de Materiais e Tecnologia, Guaratinguetá SP. RESUMO Inicialmente aplicou-se diferentes umidades nas peças, antes destas passarem pelo lixamento, com isso, foram observadas as alterações que ocorrem no produto final em função da umidade. Na segunda etapa, foi realizado o processo inverso, e assim, foi observada a influência da posterior variação de umidade no produto final. No estudo, foi realizado o lixamento horizontal plano com corte paralelo às fibras, utilizando: duas espécies diferentes (Pinus elliottii e Corymbia citriodora); três umidades (7%, 12%, 17%); um material abrasivo (óxido de alumínio) e três diferentes granulometrias de lixas (P80, P100 e P120). Para cada condição foram feitas seis repetições totalizando 180 ensaios para cada espécie. No lixamento do Pinus elliottii houve um maior consumo de potência. Teor de umidade da peça igual a 17% ±2 conferiram maior consumo de potência. A temperatura máxima no processo de lixamento foi maior para o Pinus elliottii em relação ao Corymbia citriodora. Palavras-chave: Lixamento, Umidade da madeira, Corymbia citriodora, Pinus elliottii. INTRODUÇÃO O teor de umidade da madeira é definido como a massa de água contida na mesma em relação à sua massa seca, geralmente, representada como
porcentagem. Sendo a massa, a retração, a resistência e outras propriedades dependentes deste teor. Em softwoods (coníferas), o teor de umidade do alburno é maior do que no cerne, enquanto, em hardwoods (folhosas), a diferença entre o teor de umidade destes, depende da espécie (1). Após o abate da árvore, a madeira tende naturalmente a equilibrar-se com a umidade relativa do ambiente onde se encontra. Quando ela contém o mínimo de água livre e o máximo de água de impregnação, diz-se que ela atingiu o ponto de saturação das fibras (PSF), onde, a partir deste, a diminuição do teor de umidade deve ser feita de forma forçada e ocorre retração da madeira, sendo esta, maior no sentido tangencial (2). O presente trabalho estudou os efeitos da variação do teor de umidade da madeira na potência consumida e na temperatura de usinagem durante o processo de lixamento de madeira de Corymbia citriodora e Pinus elliottii. MATERIAL E MÉTODOS Os corpos de prova confeccionados pertencem às espécies de reflorestamento Corymbia citriodora (D apm, 12% = 959,07 kg.m -3, D bm = 731,67 kg.m - 3 ) e Pinus elliottii (D apm, 12% = 554,47 kg.m -3, D bm = 449,17 kg.m -3). Os corpos de prova apreentavam dimensões de 5 cm de comprimento, 3 cm de largura e 2,2 cm de espessura. A primeira análise consistiu em aplicar diferentes umidades nas peças, antes destas passarem pelo lixamento, com isso, foram observadas as alterações que ocorrem no produto final em função da umidade. Na segunda etapa, foi realizado o processo inverso, e assim, foi observada a influência da posterior variação de umidade no produto final. No estudo, foi realizado o lixamento horizontal plano com corte paralelo às fibras, utilizando: duas espécies diferentes (Pinus elliottii e Corymbia citriodora); três umidades (7%, 12%, 17%); um material abrasivo (óxido de alumínio) e três diferentes granulometrias de lixas (P80, P100 e P120). Para cada condição foram feitas seis repetições totalizando 180 ensaios para cada espécie. Para a aquisição da potência de lixamento foi usado um transdutor de
Potência (W) 580 600 620 640 Potência (W) 540 560 580 600 620 640 21º CBECIMAT - Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais corrente alternada para a captação da potência consumida do motor durante o lixamento, marca WARD modelo TRX-I/U. Para avaliar a temperatura entre a face da madeira e a lixa foi utilizada uma câmera infravermelha da marca FLIR SISTEMS. Modelo FLIR i5. A câmera foi posicionada a 90 em relação à lixa e a amostra de madeira a uma distancia de aproximadamente 1 metro. Para o tratamento dos dados utilizou-se R version 2.11.1 (2010-05-31) Copyright (C) 2010 The R Foundation for Statistical Computing ISBN 3-900051-07-0. RESULTADOS E DISCUSSÃO Potência de lixamento Corymbia Citriodora: A figura 1 demonstra a potência em função da umidade para cada método de tratamento, no lixamento da madeira de Corymbia Citriodora. A potência em função da umidade para cada lixa, durante o lixamento da madeira de Corymbia Citriodora, encontra-se na Figura 2. Tratamento Lixa Antes Depois 80 120 100 7 12 17 T.U. (%) Figura 1: Gráfico da Potência em função da umidade para cada método de tratamento, no lixamento do Corymbia Citriodora. 7 12 17 T.U. (%) Figura 2: Gráfico da potência em função da umidade para cada lixa, durante o processo de lixamento do Corymbia Citriodora.
Potência (W) 600 610 620 630 640 650 660 Potência (W) 580 600 620 640 660 21º CBECIMAT - Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais Observou-se através da análise de variância que houve diferença significativa entre os teores de umidade (F 2,102 = 16,855; P-value< 5%). No entanto, o mesmo não ocorreu entre os métodos de tratamento da madeira de Corymbia citriodora (F 1,102 = 0,127; P-value> 5%). Houve diferença significativa entre as lixas (F 2,102 = 24,559; P-value< 5%), de acordo com a análise de variância realizada. Pinus elliottii: A figura 3 demonstra a potência em função da umidade para cada método de tratamento, no lixamento da madeira de Pinus elliottii. Observou-se através da análise de variância que houve diferença significativa entre os teores de umidade (F 2,102 = 6,3275; P-value< 5%). O mesmo ocorreu entre os métodos de tratamento da madeira de Pinus elliottii (F 1,102 = 9,2645; P-value> 5%). A potência em função da umidade para cada lixa, durante o lixamento da madeira de Pinus elliottii, encontra-se na Figura 4. Houve diferença significativa entre as lixas (F 2,102 = 9,2645; P-value< 5%), de acordo com a análise de variância realizada. Tratamento Lixa Antes Depois 120 80 100 7 12 17 T.U. (%) Figura 3: Gráfico da Potência em função da umidade para cada método de tratamento, no lixamento do Pinus elliottii. 7 12 17 T.U. (%) Figura 1: Gráfico da potência em função da umidade para cada lixa, durante o processo de lixamento do Pinus elliottii.
Temperatura máxima durante o lixamento Corymbia Citriodora: A Figura 5 mostra a Temperatura Máxima em função da umidade para cada lixa, durante o lixamento da madeira de Corymbia Citriodora. Observou-se através da análise de variância que houve diferença significativa entre os teores de umidade (F 2,102 = 26,570; P-value < 5%) e entre as lixas (F 2,102 = 7,581 ; P-value < 5%), de acordo com a análise de variância realizada. Onde, a temperatura foi maior na lixa P80. Pinus elliottii: A Figura 6 mostra a Temperatura máxima em função da umidade para cada lixa, durante o lixamento da madeira de Pinus elliottii. Observou-se através da análise de variância que houve diferença significativa entre os teores de umidade (F 2,102 = 10,973; P-value < 5%) e entre as lixas (F 2,102 = 4,803; P-value < 5%), de acordo com a análise de variância realizada. Onde, a temperatura foi maior na lixa P80. Figura 5 Gráfico da temperatura máxima em função da umidade para cada lixa, durante o processo de lixamento do Corymbia Citriodora. Figura 6: Gráfico da temperatura máxima em função da umidade para cada lixa, durante o processo de lixamento do Pinus elliottii.
Corymbia citriodora X Pinus elliottii: A Figura 7 demonstra a Potência (W) em função dos teores de umidade, para cada espécie de madeira lixada com variação de umidade antes do lixamento. A análise de variância mostrou que houve diferença significativa da potência entre as espécies em estudo (F 1,104 = 30,81; P-value< 5%). O mesmo ocorreu entre os teores de umidade (F 2,104 = 15,19; P-value< 5%). No lixamento de Corymbia citriodora, a potência consumida não diferiu entre os métodos de tratamento. Para o Pinus, as peças que sofreram variação antes do lixamento consumiram maior potência. Entre as espécies, o Pinus elliottii apresentou maiores médias. Referente à umidade e lixa, a 17% e na P80 a potência atingiu maiores valores. A Figura 8 demonstra a Temperatura máxima ( 0 C) em função dos teores de umidade, para cada espécie de madeira lixada com variação de umidade antes do lixamento.. Figura 7: Gráfico da Potência em função do teor de umidade, para cada espécie de madeira lixada com variação de umidade antes do lixamento. Figura 8: Gráfico da temperatura máxima em função do teor de umidade, para cada espécie de madeira lixada com variação de umidade antes do lixamento A análise de variância mostrou que houve diferença significativa da temperatura máxima entre os teores de umidade (F 2,104 = 34,95; P-value > 5%) e entre as espécies em estudo (F 1,104 = 12,91; P-value < 5%), onde, o Pinus elliottii
foi o que apresentou maiores valores de temperatura. Para ambas as espécies em estudo: a temperatura máxima foi maior quando utilizada no processo a lixa P80, o que pode ter ocorrido devido à granulometria da lixa ser maior em relação às outras (P100 e P120) provocando um maior atrito entre a peça e a lixa; a temperatura durante o processo de lixamento aumentou proporcionalmente ao acréscimo de umidade nas peças, devido à maior taxa de transferência de calor quando o volume de água ocupou os espaços vazios da madeira (lúmen) que continham inicialmente ar; houve relação entre a rugosidade e temperatura, sendo que, quanto maior a temperatura obtida no processo maior foi a rugosidade das peças. CONCLUSÕES Independente do momento em que as peças sofreram variações de umidade (antes ou após o processo), a potência consumida durante o processo não diferiu. No lixamento do Pinus elliottii houve um maior consumo de potência. E para ambas as espécies a lixa P80 e teor de umidade da peça igual a 17±2 % conferiram maior consumo de potência. A temperatura máxima no processo de lixamento das peças foram maiores para o Pinus elliottii em relação ao Corymbia citriodora. Para ambas as espécies em estudo, houve relação entre a temperatura máxima e a rugosidade das peças, sendo elas diretamente proporcionais, ou seja, o aumento da temperatura foi indesejável para a qualidade superficial dos corpos de prova. AGRADECIMENTOS Agradecimentos especiais à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), Ao CNPq e à CAPES. REFERÊNCIAS 1 - FOREST PRODUCTS LABORATRY (United States). Wood handbook: Wood as an engineering material. Madison: General Technical Report Fpl-grt-
113, 1999. 463 p. 2- GONÇALVES, M. T. T., Processamento da Madeira, 1.ed. Bauru: Document Center Xerox - USC, 2000. 242p. INFLUENCE OF MOISTURE CONTENT OF WOOD IN YOUR FINISH PROCESSING ABSTRACT Was observed in two different ways the effect of moisture content of wood in the sanding process. The first analysis consisted of applying different percentages of humidity in the work pieces, before the sanding process. Was observed the changes that occured in the final product due to humidity. In the second step, the reverse process has been performed, and thus it was observed the influence of subsequent variation of percentage of humidity in the final product. In the study, was conducted with sanding horizontal plane cut parallel to the fibers, using: 2 different species (Pinus elliottii and Corymbia citriodora); 3 moisture contents (7%, 12% and 17%); an abrasive material (aluminum oxide) and 3 different granulometries of abrasive paper (P80, P100 and P120). For each condition were performed 6 repetitions totaling 180 trials for each species. In sanding Pinus elliottii there was a greater power consumption. Moisture content of 17% ± 2 conferred greater power consumption. The maximum temperature in the sanding process was higher for Pinus elliottii in relation to Corymbia citriodora. Keywords: Sanding, Moisture content of wood, Corymbia citriodora, Pinus elliottii.