EFEITO DO TRATAMENTO TÉRMICO NA ESTABILIDADE DIMENSIONAL DE PAINÉIS AGLOMERADOS DE Eucalyptus grandis D. R. Borella; C. A. L. Pereira J. Bressan; N. T. Rissi; L. D. Libera; R. R. Melo* Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais Av. Alexandre Ferronato, N. 1200, Distrito Industrial, 78557-267, Sinop-MT-Brasil *rrmelo2@yahoo.com.br RESUMO O presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito do tratamento térmico sobre a estabilidade dimensional de painéis aglomerados da espécie Eucalyptus grandis. Para isso foi avaliado o uso de diferentes temperaturas (180, 200 e 220 C) sobre a estabilidade dimensional destes painéis. Os tratamentos utilizados não foram eficazes para melhoria da estabilidade dimensional dos painéis. Palavras-chave: absorção de água, inchamento, termorretificação. INTRODUÇÃO Os painéis de madeira podem ser definidos como produtos compostos por elementos tais como lâminas, sarrafos, partículas e fibras, obtidos a partir da redução da madeira sólida, reconstituídos através da ligação adesiva (IWAKIRI, 2005). O tratamento térmico em painéis de madeira contribui de forma significativa para melhorar a estabilidade dimensional, resistência natural além de outras propriedades. Este tratamento consiste em submeter à madeira ou produtos de madeira a temperaturas entre 100 C a 250 C, sendo que, o resultado final desse processo será a obtenção de um produto com características diferenciadas quando comparadas ao estado da madeira natural, ou seja, sem tratamento térmico. O uso de tratamentos térmicos para alterar as propriedades da madeira não é novo e os primeiros estudos para melhorar a estabilidade dimensional da madeira foram realizados por (STAMM et al., 1946). A importância do setor de painéis de madeira é crescente, devido a necessidade do uso nacional dos recursos florestais, as restrições no uso e comercialização de madeiras nativas e ao melhor aproveitamento que proporciona à matéria-prima madeira no processamento, fatos que fortalecem as indústrias de painéis, as quais que utilizam quase exclusivamente madeiras de florestas plantadas, sendo na sua maioria do gênero Pinus e 2212
Eucalyptus (SALDANHA, 2004). Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo, avaliar o efeito do tratamento térmico sobre a estabilidade dimensional de painéis aglomerados da espécie Eucalyptus grandis. MATERIAL E MÉTODOS Os painéis utilizados no presente estudo foram produzidos em laboratório, utilizando partículas da madeira de Eucalyptus grandis e a resina sintética ureiaformaldeído. Dos painéis produzidos, foram obtidas amostras com as dimensões de 5,0 x 5,0 x 1,0 cm, as quais foram subdivididas em quatro diferentes tratamentos, considerando variações de temperatura, conforme exposto na Tabela 1. Tabela 1. Demonstração dos tratamentos térmicos utilizados para os painéis aglomerados produzidos com partículas de Eucalyptus grandis. Tratamento Tempo (min) Temperatura ( C) T1 0 0 T2 20 180 T3 20 200 T4 20 220 Antes de iniciar o tratamento térmico nas amostras, foram medidas as dimensões das mesmas com o auxílio de um paquímetro e pesadas utilizando uma balança analítica. As amostras tratadas termicamente permaneceram em estufa por 20 minutos. Após o processo de termorretificação dos painéis aglomerados, esperou-se o resfriamento e a aclimatação dos mesmos, e foram feitas novas medições. A estabilidade dimensional das amostras foi avaliada por meio da imersão em água por 24 horas para todos os tratamentos. As medições e pesagem das amostras foram realizadas 2 horas após a imersão, e ao final do processo, 24 horas após a imersão. Com base nestas informações, foi determinado o percentual de absorção de água (Equação 1) e inchamento em espessura (Equação 2), as 2 e 24 horas. (Equação 1) 2213
(Equação 2) Em que: AB = absorção de água (%); mi = massa inicial, anterior à imersão em água (g); mf = massa final, posterior à imersão em água (g); IE = inchamento em espessura (%); ei = espessura inicial, anterior à imersão em água (mm); ef = espessura final, posterior à imersão em água (mm). Para determinação do inchamento residual e inchamento higroscópico, após os ensaios de imersão em água, as amostras foram submetidas ao processo de aclimatação, e novamente foram tomadas suas dimensões e massa. (Equação 3) (Equação 4) Em que: IR = inchamento residual (%); ei = espessura inicial, anterior à imersão em água (mm); eo = espessura observada após a climatização das amostras (mm); IH = inchamento higroscópico (%);IE = inchamento em espessura (%). Os resultados obtidos para os parâmetros: massa específica (antes e após o tratamento), absorção de água (às 2 e 24 horas), inchamento em espessura (às 2 e 24 horas), inchamento residual e inchamento higroscópico, para os diferentes tratamentos, foram avaliados por meio de análise de variância com posterior comparação pelo teste de Scott-Knott a 5 % de significância. RESULTADOS E DISCUSSÕES Na Figura 1 podem ser observados os valores de massa específica dos painéis aglomerados antes e após o tratamento térmico. Embora, para maioria dos tratamentos tenha sido observado um redução na massa específica, essa redução não foi estatisticamente significativa para nenhum dos tratamentos. Deste modo, pode-se afirmar que os tratamentos térmicos utilizados não proporcionaram uma redução na massa específica dos painéis. Esse resultado pode ser considerado um 2214
aspecto positivo, tendo em vista que assim como para a madeira, a massa específica é um dos parâmetros que mais influenciam qualidade dos painéis produzidos. (MELO; DEL MENEZZI, 2010). IWAKIRI (2005) afirma que geralmente os painéis aglomerados comerciais são produzidos com massa específica entre 0,60 e 0,70 g/cm 3 e que a massa específica apresenta significativa relação com as propriedades dos painéis. Para KELLY (1977) e MALONEY (1993), uma maior massa específica proporciona aos painéis maior resistência mecânica, em contrapartida, painéis mais densificados demonstram geralmente menor estabilidade dimensional, o que pode estar relacionado às liberações das tensões de compressão. Figura 1. Massa específica dos painéis aglomerados de Eucalyptus grandis antes e após o tratamento térmico. Para absorção de água, tanto as 2 como as 24 horas, observou-se que os painéis tratados termicamente apresentaram os maiores percentuais de absorção de água (Figura 2). Resultados similares foram observados para o inchamento em espessura (Figura 3). Desta forma, verificou-se um comportamento contrário ao desejado para aplicação do tratamento térmico, ou seja, todos os tratamentos realizados proporcionaram uma redução na qualidade do painel. Estes resultados diferem dos observados por DEL MENEZZI (2004), que verificou para painéis do tipo OSB (Oriented Strand Board), uma melhoria da estabilidade dimensional utilizando temperaturas variando entre 190 e 220ºC e, tempo de tratamento variando entre 12 2215
e 20 minutos. Uma das prováveis causas destes resultados, pode ser atribuída a diferença entre os tipos de adesivos empregados nos painéis OSB (fenolformaldeído) e o utilizado nos painéis do presente estudo (ureia-formaldeído). A ureia-formaldeído apresenta uma maior sensibilidade a elevadas temperaturas o que pode ter contribuído para uma redução na qualidade da ligação e, consequentemente, um aumento da absorção de água e inchamento em espessura. Figura 2. Absorção de água as 2 e 24 horas após a imersão, para os painéis aglomerados de Eucalyptus grandis (médias seguidas pela mesma letra, não diferem entre si, na comparação entre os tratamentos). Figura 3. Inchamento em espessura as 2 e 24 horas após a imersão, para os painéis aglomerados de Eucalyptus grandis (médias seguidas pela mesma letra, não diferem entre si, na comparação entre os tratamentos). 2216
Com relação ao desdobramento do inchamento em espessura para os inchamentos residual e higroscópico, observa-se que embora os tratamentos térmicos não tenham melhorado a estabilidade dimensional dos painéis, verifica-se claramente que os painéis tratados apresentaram uma redução significativa em seu inchamento higroscópico, o qual é dado pelas características naturais da própria madeira. Já o inchamento residual, também aumento para os painéis termorretificados (Figura 4). Figura 4. Inchamentos residual e higroscópico para os painéis aglomerados de Eucalyptus grandis (médias seguidas pela mesma letra, não diferem entre si, na comparação entre os tratamentos). O inchamento em espessura (IE) é dado pela soma de dois fatores principais, um relacionado à natureza higroscópica da madeira (IH), e outro relacionado à liberação de tensões de compressão (IR). Após a secagem, apenas o IH desaparece, sendo o IR definitivo e irreversível (MELO, 2013). Esse processo geralmente é acompanhado pela perda de resistência do painel, já que este, após a secagem apresentará maior área e massa semelhante à antes da exposição o que proporciona uma redução considerável da densidade (LEE; WU, 2002). CONCLUSÕES Os tratamentos térmicos avaliados não se mostraram eficazes para melhoria da estabilidade dimensional dos painéis aglomerados produzidos com partículas da madeira de Eucalyptus grandis. 2217
REFERÊNCIAS DEL MENEZZI, C.H.S. Estabilização dimensional por meio do tratamento térmico e seus efeitos sobre as propriedades de painéis de partículas orientadas (OSB). 2004. 226f. Tese (Doutorado em Engenharia Florestal) Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2004. IWAKIRI, S. Painéis de madeira reconstituída. Curitiba PR: FUPEF, 2005. 245 p. KELLY, M. R. Critical literature review of relationships between processing parameters and physical properties of particleboard. Madsion: USDA/FS, 1977. 10p. (General Technical Report FPL-10). LEE, J. N.; WU, Q. In-plane dimensional stability of three-layer oriented strandboard. Wood and Fiber Science, Madison, v.34, n.1, p.77-95, 2002. MALONEY, T. M. Modern particleboard and dry-process fiberboard manufacturing. 2. Ed. São Francisco: M. Freeman, 1993. 689p. MELO, R. R.; DEL MENEZZI, C. H. S. Influência da massa específica nas propriedades físico mecânicas de painéis aglomerados. Silva Lusitana, v.18, n.1, p.56-73, 2010. MELO, R. R. Estabilidade dimensional de compostos de madeira. Ciência da Madeira, v.4, n.2, p.152-175, 2013. SALDANHA, L. K. Alternativas tecnológicas para produção de chapas de partículas orientadas OSB. 2004. 83 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Florestal) Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2004. STAMM, A.; BURR, H.; KLINE, A. Stayb-wood - a heat stabilized wood. Ind. Eng. Chem, 38 (6), 630-634. 1946. EFFECT OF THERMAL TREATMENT ON DIMENSIONAL STABILITY OF Eucalyptus grandis PARTICLEBOARD ABSTRACT This study aims to evaluate the influence of thermal treatment on dimensional stability of Eucalyptus grandis particleboard. This evaluated different temperatures (180, 200 and 220 C) on the dimensional stability. The treatments were not effective in improving the dimensional stability of the panels. Keywords: water absorption, swelling, shrinkage. 2218