De acordo com Marra (1992), as árvores que são extraídas da floresta passam por diversas operações de processamento da madeira para redução das dimensões, formando diferentes tipos de elementos de madeira, que podem ser utilizados para confecção de vários produtos, dentre eles cita-se os painéis de madeira.
Os painéis de madeira reconstituída são aqueles que utilizam partículas, fibras ou laminas de madeira natural como principal matéria prima, coladas por uma resina sintética ou natural, sobre a ação de temperatura e pressão (IWAKIRI et al., 2005). A aplicação desses painéis abrange tanto a utilização para fins estruturais como não estruturais, podendo ser usados em ambientes externos e internos (YOUNGQUIST, 1999).
As vantagens dos painéis de madeira em relação à madeira sólida são perceptíveis já no início do processo de fabricação, pois o aproveitamento da tora é expressivo, obtendo altos índices de rendimento quando comparado à conversão de madeira serrada, que geralmente apresenta baixo aproveitamento e perdas consideráveis (GONÇALVEZ, 2000).
Segundo Iwakiri et al. (2005), os painéis de madeira reconstituída podem ser classificados conforme discriminado na Figura 1.
Figura 1 – Esquema representativo dos produtos de madeira reconstituída.
Fonte: IWAKIRI et al. (2005) – adaptado pela autora.
Conforme Youngquist (1999), os painéis de madeira podem ser divididos em três categorias diferentes: os laminados, os particulados e os painéis de fibras. Os painéis laminados incluem os compensados laminados (Plywood), os compensados sarrafeados e o LVL (Laminated Veneer Lumber). Têm-se também as vigas laminadas cuja espessuras são maiores. No grupo dos particulados encontram-se os painéis aglomerados (Particleboard), os painéis OSB (Oriented Strandboard) e os painéis WB (Waferboard). O painel MDF (Medium Density Fiberboard), a chapa dura (Hardboard) e a chapa isolante (Insulation Board) fazem parte dos painéis de fibras. Além desses, existem também outros painéis que merecem destaque, como por exemplo, entre os painéis aglomerados inclui-se o Fineboard, para os painéis de fibra insere- se o HDF (High Density Fiberboard), e por fim têm-se os painéis minerais formados por Flake e Excelsior. De acordo com Mendoza (2010), dentro da classe dos particulados, atualmente merece destaque o painel MDP (Medium density particleboard) ou painel de partículas de média densidade, que é uma versão aprimorada do aglomerado convencional.
Nessa revisão foi dada atenção especial aos painéis do tipo compensado laminado e LVL (Laminated Veneer Lumber), por serem objetos de estudo da pesquisa.
2.4.1 PAINÉIS COMPENSADOS
No Brasil, os compensados são divididos de acordo com sua forma de fabricação, em painéis multilaminados (plywood) ou sarrafeados (blockboard). São utilizados, principalmente na indústria moveleira, na construção civil (em fôrmas para concreto, com colagem à prova d’água), como elemento decorativo, quando a chapa recebe uma superfície de lâmina decorativa e também na construção civil e indústria naval, por serem à prova d’água e também por terem boa resistência mecânica (ABIMCI, 2007).
Segundo Albuquerque (1996), a base do surgimento da indústria de compensados teve seu apogeu inicial em função do surgimento do torno desfolhador, o que possibilitou uma produção econômica, sustentável e em grande escala.
De acordo com César (2002), as chapas de madeira compensada, também conhecidas por “contraplacados”, têm como conceito de produto, o emprego de lâminas finas de madeira coladas perpendicularmente umas sobre as outras para formar a chapa de compensado. As lâminas de madeira podem ser provenientes de árvores de coníferas ou de folhosas de florestas nativas e reflorestamento.
A composição do painel compensado na forma de laminação cruzada juntamente com a restrição da linha de cola, proporciona o balanceamento dos diferentes comportamentos físico- mecânicos exercidos pelas lâminas de camadas adjacentes, dispostas nos sentidos longitudinal e perpendicular ao plano da chapa (SUCHSLAND, 1972).
Existem várias formas de conceituação de um painel compensado, mas Kollmann et al. (1975) mencionam que de forma geral, eles podem ser definidos como sendo um painel produzido por um número ímpar de lâminas de madeira mediante adição de uma resina adequada ao seu uso final, colados sob pressão e temperatura. Os autores mencionam também, que a compensação de forças de resistência desses painéis, será realizada por meio da disposição perpendicular das fibras das lâminas. Segundo Stamato e Calil Júnior (2003), o compensado é um painel formado, em geral, por número ímpar de lâminas, balanceado, com as lâminas alternadas paralelas e as adjacentes perpendiculares (Figura 2), podendo ser considerado para análise estrutural, como um material ortotrópico (simetria elástica em relação a dois planos perpendiculares, caracterizado por propriedades direcionais).
Figura 2 – Posicionamento das lâminas no painel compensado.
Fonte: STAMATO; CALIL JÚNIOR, (2003).
2.4.2 LAMINATED VENEER LUMBER (LVL)
Luxford (1944) foi quem surgiu com a ideia de se colar lâminas de madeira no mesmo sentido (com a orientação das fibras paralelas umas às outras) para produção de elementos estruturais de aviões. Em seu trabalho o autor utilizou lâminas de 3,6 mm, coladas a frio, e deu origem ao material que hoje é conhecido como “Laminated Veneer Lumber”.
Apesar de conhecido desde a segunda guerra mundial, somente em meados da década de 1970, as indústrias de painéis laminados nos Estados Unidos da América e Canadá iniciaram a produção de painéis de lâminas paralelas, denominados de Laminated Veneer Lumber (LVL) para uso estrutural. O LVL em escala industrial, geralmente é fabricado a partir de lâminas com espessuras de 2,5 a 3,2 mm, dispostas na mesma direção da grã e coladas com resina fenol- formaldeído por meio de prensagem a quente (FOREST PRODUCTS LABORATORY, 1999).
Estes painéis, podem ter mais de 20 lâminas na sua formação e a sua espessura pode variar de 2,5 mm a 12,7 mm. Quando confeccionados para uso estrutural, suas dimensões podem ultrapassar 70 mm de espessura e 20 m de comprimento (CARVALHO; LAHR; BOTOLETTO JÚNIOR, 2004).
Matos (1997) cita que o LVL apresenta inúmeras vantagens, quando comparado com a madeira sólida, destacando-se: a maior resistência em função do processo de classificação das lâminas para camadas externas da chapa; a flexibilidade dimensional e utilização de grande
variedade de espécies. Na construção civil, seu uso principal é como “flange” (alma) na composição de vigas em “I”, no entanto, pode também ser empregado em outras aplicações como: formas de concreto, carrocerias e revestimentos para caminhões e vagões, casas pré- fabricadas, sistemas de forros e coberturas, componentes de móveis, dentre outros.
O processo de produção de painéis LVL, segundo Emission Factor Industry (2002), é relativamente complexo, envolvendo muitas operações que resultará no final, em um produto bastante uniforme e resistente.
De acordo com Lima (2011), os painéis LVL têm o mesmo processo de produção das lâminas do compensado convencional, mas com espessuras variáveis. As lâminas que os compõem, podem ser obtidas em torno desfolhador ou em faqueadeira, porém, os painéis são montados com a direção da grã no mesmo sentido, com aplicação de adesivo resistente à umidade, e sua prensagem pode ser a frio ou quente. No Brasil, o LVL tem sua utilização industrial limitada, sendo produzidos somente sob encomenda, no entanto, o autor menciona que existem grandes possibilidades de produção desses painéis com o aproveitamento de espécies de madeira de rápido crescimento, combinadas com lâminas de folhosas tropicais, baseado no processo de produção similar ao compensado “combi”, com ganhos significativos na resistência dos painéis.
Segundo a Standard Specification for Evaluation of Structural Composite Lumber Products (2001), o LVL é definido como um compósito constituído de lâmina de madeira de pequena espessura, sendo folhas ou folheados, com as fibras da madeira orientadas principalmente ao longo do comprimento da peça (Figura 3), sendo que a espessura das lâminas não deve exceder a 6,4 mm (0,25 polegadas).
Figura 3 – Orientação do composto estrutural de madeira LVL - Laminated Veneer Lumber.
A mesma norma descreve ainda, que o LVL faz parte da categoria de materiais designada SCL (Structural Composite Lumber), em que o produto final é planejado para uso estrutural, o que implica que seus elementos constituintes são orientados prioritariamente com a direção de suas fibras (grã da madeira) segundo o comprimento da peça e devem ser colados com adesivo para uso exterior.
Conforme Muller (2009), o LVL deverá ser confeccionado de forma balanceada, para manter a sua estabilidade dimensional e apresentar equilíbrio no desempenho mecânico, quando o teor de umidade variar ou houver a solicitação por forças internas e/ou externas. As camadas de lâminas de madeira devem ser montadas de tal forma que a secção transversal do produto apresente uma linha neutra central, que fica dividida em duas partes simétricas e balanceada entre si. Assim, as camadas distantes dessa linha neutra devem ter mesma espessura, ser formada por madeira de uma espécie com propriedades similares, e possuir mesmo teor de umidade por ocasião da colagem e da prensagem.
Segundo Walker (1993), o LVL distingue-se do compensado pelo fato das lâminas serem coladas, umas sobre as outras, com as fibras dispostas paralelamente. A produção comercial do LVL tem empregado lâminas com 3,2 mm de espessura, resina a base de fenol- formaldeído e prensagem a quente convencional. O autor relata ainda, que este tipo de painel poderá também ser produzido através de prensagem contínua, em larguras de 100 a 1200 mm, espessuras de 19 a 75 mm e comprimentos de até 25 metros.
De acordo com Pease (1994) as principais diferenças apresentadas pelo LVL, em relação ao compensado, referem-se à montagem dos painéis, cujas lâminas no LVL, são na mesma direção, número de lâminas (até mais de 20), espessura das lâminas (de 2,5 a 12,7 mm), forma e dimensões dos painéis (até 70 mm de espessura e comprimentos até maiores que 20 m), e utilização, prioritariamente estrutural. Por se tratar de um produto estrutural, o LVL deve ser manufaturado com adesivo sintético termofixo e resistente a umidade.