1º. Workshop de Integração da rede de Pesquisa INOVATEC FINEP [Polo USP] 9 e 10 de Agosto de 2012 – Pirassununga, SP – Brasil
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Rejeitos de espécies de reflorestamento tratadas com
preservantes CCA e CCB empregados em painéis de
partículas
Residues from reforestation species treated with CCA and CCB preservatives used in particleboard
Marília da Silva Bertolini
1, Maria Fátima do Nascimento
2, Francisco Antonio
Rocco Lahr
31 Doutoranda em Ciência e Engenharia de Materiais, LaMEM, SET, EESC da Universidade de São Paulo
| e-mail: marilia.bertolini@usp.br | CV Lattes: http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4435088D1 2 Doutora em Ciência e Engenharia de Materiais, LaMEM, SET, EESC da Universidade de São Paulo
| e-mail: fati@sc.usp.br | CV Lattes: http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4707267A6 3 Professor Titular do Departamento de Engenharia de Estruturas da Universidade de São Paulo
| e-mail: frocco@sc.usp.br | CV Lattes: http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783883A6
RESUMO
Proposta: Este trabalho objetivou a produção de chapas de partículas homogêneas empregando-‐se resíduos das espécies Eucalyptus sp tratado com os preservantes CCA (sais de cromo, cobre e arsênio) e CCB (óxidos de cromo, cobre e boro) e Pinus sp tratado com CCB, com uso de adesivo poliuretano a base de mamona. Método
de pesquisa/Abordagens: Os painéis foram caracterizados conforme NBR 14810:3 (2006) e comparados aos
principais requisitos normativos neste âmbito. Resultados: Os painéis apresentaram desempenho superior as normas de aglomerado, destacando-‐se aqueles contendo Eucalyptus sp tratado com CCB, os quais apresentaram desempenho semelhante a OSB/4 para MOR e MOE.
Contribuições/Originalidade: Os resultados
permitiram observar a viabilidade da produção destas chapas assim como a possibilidade de utilização na construção civil.Palavras-‐chave: Resíduos. Espécies de Reflorestamento. Madeira Tratada. Chapas de Partículas.
ABSTRACT
Proposal: This study aimed to particleboard producing using residues from CCA and CCB treated Eucalyptus sp and
CCB treated Pinus sp with polyurethane resin based on castor-‐oil. Methods: Particleboards were characterized according to NBR 14810:3 (2006) and compared to the main normative requirements in this field. Findings: Panels showed higher performance than particleboards standards, especially those containing CCB treated Eucalyptus sp residues which presented performance similar to OSB/4 (EN 300:2006) for MOR and MOE. Originality/value: Results showed the feasibility of producing these particleboards as well as the possibility of use in civil construction.
Key-‐words: Residues. Reforestation Species. Treated Wood. Particleboard.
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A madeira tratada apresenta como uma de suas principais vantagens o aumento da vida útil dos produtos em serviço (RICHARDSON, 1993). Segundo Pinheiro (2001) os fatores que contribuíram para o desenvolvimento da preservação da madeira no Brasil e consequente aumento da quantidade de usinas de tratamento foram, principalmente, o crescimento das áreas de reflorestamentos dos gêneros Eucalyptus e Pinus e a homologação da Lei Federal nº 4797, de 20/10/1965 regulamentada pelo Decreto 58010 de 18/03/1966, no qual seu
conteúdo principal foi o estabelecimento da obrigatoriedade do tratamento preservativo para todas as peças de madeira utilizada em serviços públicos.
Estima-se uma produção anual brasileira de madeira tratada de 1,2 milhões de m³, segundo dados da Associação Paranaense de Empresas de Base Florestal - APEBF (2011). Deste montante, o CCA (sais de cromo, cobre e arsênio) representa 80% do volume de preservativo utilizado, enquanto o CCB (sais ou óxidos de cromo, cobre e boro), o lindane, o tribromofenato e o creosoto, referem-se a 20% (SILVA, 2006).
Questões ambientais referentes à utilização destes preservantes têm sido levantadas devido à dispersão de seus componentes para o ambiente antes da completa fixação destes ingredientes ativos, havendo a possibilidade de contaminação, principalmente na forma de resíduos, pois a pequena espessura dos resíduos aumenta a área passível de viabilizar a perda de substâncias por lixiviação (BERTOLINI, 2003). Além das questões ambientais, deve-se considerar que este material sob a forma de resíduos trata-se de um potencial insumo com propriedades de resistência a degradação biológica. Lepage (2010) cita alternativas de reciclagem como: produção de chapas de fibras; chapas de partículas; madeira laminada; compósitos de madeira-cimento e compósitos plástico-madeira.
Neste contexto, este trabalho objetivou a produção de chapas de partículas homogêneas empregando-se resíduos das espécies Eucalyptus sp, tratado com os preservantes CCA (sais de cromo, cobre e arsênio) e CCB (óxidos de cromo, cobre e boro) e Pinus sp tratado com CCB, com uso de adesivo poliuretano a base de mamona.
2 MATERIAIS E MÉTODOS
Foram empregados resíduos das espécies Eucalyptus sp tratada sob pressão em autoclave, com CCA (sais de cromo, cobre e arsênio) e CCB (óxidos de cromo, cobre e boro) com retenção de 9,6 kg/m³ e da espécie Pinus sp tratada com CCB com retenção de 7,5 kg/m³. O adesivo à base de mamona utilizado foi do tipo bicomponente, fornecido pela Plural Indústria LTDA.
A metodologia adotada para produção e caracterização dos painéis foi semelhante para ambas às espécies. Obtiveram-se partículas por meio do processamento dos resíduos em moinho-martelo, com peneira de dimensões de 2,8mm, sendo empregadas as partículas em sua totalidade, inclusive com a presença dos “finos”, pois os mesmos foram determinantes na interação partículas-adesivo, conforme estudos de Nascimento (2003). Para produção dos painéis de alta densidade variou-se a quantidade de partículas dos painéis (1300 e 1400g), fixando-se a quantidade de adesivo de 15%, sendo a relação de poliól e pré-polímero de 1:1. A produção dos painéis consistiu na homogeneização da resina às partículas manualmente e em encoladeira. O material obtido foi previamente compactado para formação do colchão e prensado a quente à temperatura de 100°C e tempo de 12 minutos, sendo as pressões para chapas de Eucalyptus sp e Pinus sp de, respectivamente,
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4,7 MPa e 4,0 MPa. Foram produzidas 6 chapas de cada amostra nas dimensões de 40 x 40 mm e espessura nominal de 10 mm.
As chapas de partículas foram caracterizadas segundo a NBR 14810:3 (2006) e comparadas aos principais requisitos normativos deste âmbito, conforme tabela 1.
Normas Espessura chapa (mm) (g/cm³) ρ (MPa) MOR (MPa) MOE IE max. (%)
NBR 14810:2 (2006) 8 to 13 - 18 - 8
ANSI A208.1 (1999) - >0,8 16,5 2400 8
CS236-66 (1968) - >0,8 16,8 2450 55
EN 312 (2003) > 6 to 13 - 16 2300 16 b
Tabela 1. Requisitos normativos para painéis particulados
a Chapas tipo P4 – Uso em condições secas b IE em 24h
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
A tabela 2 apresenta os resultados obtidos das propriedades dos painéis para cada amostra. Amostra Espécie P (g) A (%) PP (MPa) ρ (g/cm³) RC MOR (MPa) MOE (MPa) IE - 2h IE - 24h A E - CCA 1300 15 4,7 0,80 1,25 29 4517 4,42 11,05 B 1400 0,80 1,25 32 4669 3,13 8,61 C E - CCB 1300 1,00 1,56 32 5020 3,69 6,87 D 1400 0,80 1,25 32 4319 4,07 6,98 E P - CCB 1300 4 0,94 1,3 26 2553 3,05 8,5 F 1400 0,91 1,3 28 2764 2,75 9,11
Tabela 2. Valores das propriedades dos painéis de partículas
*Razão de compactação (RC) baseada na densidade do Eucalipto grandis de 0,64g/cm³ e do Pinus sp tratado com CCB de 0,70g/cm³ conforme Rocco et al. (2010).
E – CCA = Eucalyptus sp tratado com CCA; E – CCB = Eucalyptus sp tratado com CCB; P – CCB = Pinus sp tratado com CCB; P = quantidade de partículas; PP = pressão de prensagem; RC = razão de compactação; MOR = módulo de ruptura; MOE = módulo de elasticidade.
Conforme tabela 2, as chapas foram classificadas como de alta densidade, conforme ANSI A 208.1 (1999) e Moslemi (1974). As amostras com Eucalyptus sp ( A, B e D), com excessão de C, apresentaram menor densidade dos painéis que aqueles com Pinus sp (E e F), consequentemente devido a maior pressão aplicada durante a prensagem, sendo que a razão de compactação permaneceu semelhante devido a associação deste parâmetro à densidade de cada espécie madeireira.
Quanto às propriedades mecânicas de MOR e MOE, as amostras em sua totalidade apresentaram desempenho superior às normas citadas na tabela 1, com destaque para os painéis contendo Eucalyptus sp com ambos os preservantes (CCA e CCB). Cabe ressaltar
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que as chapas C apresentam desempenhos superiores a painéis OSB/4 de 10 mm, classificados pela EN 300 (2006) como de usos estruturais, a qual preconiza para este produto valores de MOR e MOE de, respectivamente, 30 MPa e 4800 MPa.
Para o inchamento em espessura nos períodos de 2 e 24 horas, as amostras em sua totalidade estiveram em conformidade com os requisitos normativos, destacando-se as amostras C e D, contendo Eucalyptus sp com CCB. O desempenho significativo para esta propriedade pode estar associada tanto ao emprego da resina PU de mamona, com alta resistência à água, quanto a maior hidrofobicidade da madeira tratada devido aos preservantes.
4 CONCLUSÕES
Conclui-se por meio dos valores obtidos para as propriedades analisadas que, existe a viabilidade da produção de chapas de partículas homogêneas com resíduos provenientes de Eucalyptus sp tratado com CCA e CCB e Pinus sp tratado com CCB, empregando resina poliuretana à base de mamona. Além do apelo ambiental no tocante ao emprego de resíduos com certa toxicidade e resina proveniente de biomassa, os painéis produzidos indicam a potencialidade de aplicações em outros fins, como por exemplo, na construção civil.
5 REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. (2006). NBR 14810: Chapas de madeira aglomerada. Rio de Janeiro.
BERTOLINI, M. S. Emprego de resíduos de Pinus sp tratado com preservante CCB na produção de chapas de partículas homogêneas utilizando resina poliuretana à base de mamona. 126f. Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos,2011.
LEPAGE, E.S. (2010). Moq® 0x 50 (CC B-O) – preservativo sustentável com longo histórico
de eficiência. Revista Referência, p. 80 – 83. Disponível
em:<http://www.montana.com.br/Noticias/Clippings/Revista-Referencia-Segunda-Feira-20-de-Setembro-de-2010>. Acesso em: 18 jan. 2011.
MOSLEMI, A. A. (1974). Particleboard. London: Southern Illinois University Press.
NASCIMENTO, M. F. (2003). CPH - chapas de partículas homogêneas: madeiras do nordeste do Brasil. 117f. Tese (Doutorado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2003.
PINHEIRO, R. V. (2001). Influência da preservação contra a demanda biológica em propriedades de resistência e de elasticidade da madeira. 162f. Tese (Doutorado em Engenharia de Estruturas) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2001.
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SILVA, J. C. (2006). Madeira preservada: os impactos ambientais. Disponível em:<http://www.remade.com.br>. Acesso em: 25 nov. 2011.
6 AGRADECIMENTOS
Ao CNPq, FAPESP e FIPAI pelas bolsas concedidas. As empresas Montana Química S.A. e Plural Química LTDA.
