ERNESTO AUGUSTO GARBE
“Fatores Influentes na Secagem Convencional de Pinus
taeda
com Ênfase em Trincas Superficiais”
Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Industrial Madeireira, do Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal, do Setor de Ciências Agrárias, da Universidade Federal do Paraná, como requisito parcial para a obtenção do título de “Engenheiro Industrial Madeireiro”. Orientador: Prof. Dr. Ricardo Klitzke
CURITIBA 2006
ERNESTO AUGUSTO GARBE
“Fatores Influentes na Secagem Convencional de Pinus
taeda
com Ênfase em Trincas Superficiais”
Monografia apresentada ao Curso de Engenharia Industrial Madeireira, do Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal, do Setor de Ciências Agrárias, da Universidade Federal do Paraná, como requisito parcial para a obtenção do título de “Engenheiro Industrial Madeireiro”. Orientador: Prof. Dr. Ricardo Klitzke
CURITIBA 2006
i
Pelo apoio e incentivo incansáveis, sustentando-me e desenvolvendo condições que supriram minhas necessidades, desde a pré-escola até a conclusão desta bonita etapa da minha vida, a universidade, aos meus pais Walter e Marilin e minha irmã Carolina,
ii
AGRADECIMENTOS
Ao professor Ricardo Klitzke, do Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal, do Setor de Ciências Agrárias, da Universidade Federal do Paraná, que se dispôs a orientar-me, dando-me condições de realizar com sucesso este trabalho de conclusão de curso.
A toda equipe da MASISA Madeiras, Planta de Rio Negrinho – SC, pelo convite de realização do estágio curricular e deixando toda sua infraestrutura ao meu dispor. Em especial ao Engenheiro de Madeiras Cristian Alvarez, chefe do Departamento da Qualidade e Estudos da empresa e orientador do estágio de conclusão de curso.
iii SUMÁRIO DEDICATÓRIA ... i AGRADECIMENTOS ... ii SUMÁRIO ... iii LISTA DE FIGURAS ... v
LISTA DE TABELAS ... vii
LISTA DE FÓRMULAS ... viii
RESUMO ... ix
1. INTRODUÇÃO ... 1
2. REVISÃO DE LITERATURA ... 3
2.1. CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA ... 3
2.2. CARACTERÍSTICAS DO PINUS ... 5
2.3. PONTO DE SATURAÇÃO DAS FIBRAS ... 5
2.4. LENHO JUVENIL E ADULTO ... 6
2.5. CONTRAÇÃO DA MADEIRA ... 6
2.6. GRADIENTE DE UMIDADE ... 7
2.7. TENSÃO INTERNA NA MADEIRA ... 7
2.8. TRINCAS SUPERFICIAIS ... 8
3. MATERIAL E MÉTODOS ... 9
3.1. MATEIAL DE ESTUDO ... 9
3.2. AMOSTRAGEM E PREPARAÇÃO DO MATERIAL ... 9
3.3. PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA ... 12
3.4. RELAÇÃO DO GRADIENTE DE UMIDADE E TRINCAS ... 14
3.4.1. COLETA DE DADOS ... 14 3.4.2. ANÁLISE DE TRINCAS ... 15 3.4.3. GRADIENTE DE UMIDADE ... 16 3.5. ANÁLISE ESTATÍSTICA ... 18 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 19 4.1. PROPRIEDADES FÍSICAS ... 19
iv
4.1.1. UMIDADE INICIAL ... 19
4.1.2. MASSA ESPECÍFICA ... 20
4.1.3. RELAÇÃO UMIDADE E MASSA ESPECÍFICA ... 21
4.1.4. CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA ... 22
4.1.5. RELAÇÃO MASSA ESPECÍFICA E CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA 24 4.2. TRINCAS SUPERFICIAIS ... 24
4.2.1. TEMPO DE SECAGEM ... 26
4.2.2. RELAÇÃO MASSA ESPECÍFICA E TEMPO DE SECAGEM ... 28
4.2.3. GRADIENTE DE UMIDADE ... 29
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ... 31
6. ANEXOS ... 35
6.1. MÉDIA DOS VALORES ENCONTRADOS NO ESTUDO ... 35
6.2. VALORES ENCONTRADOS NO TRABALHO ... 36
v
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 01 – TORA MARCADA (A) E TÁBUA SEPARADA NA
SERRARIA (B) ... 9
FIGURA 02 – AMOSTRAS E TIPOS DE CORTE NA SERRARIA ... 10
FIGURA 03 – TIPOS DE CORTE AMOSTRADOS ... 11
FIGURA 04 – DIVISÃO DA AMOSTRA PARA PROPRIEDADES FÍSICAS (A) E TRINCAS NA MADEIRA (B) ... 12
FIGURA 05 – AMOSTRA PARA PROPRIEDADES FÍSICAS (A) E BALANÇA UTILIZADA NA PESAGEM (B) ... 12
FIGURA 06 –ESTUFA DE SECAGEM PARA TESTES ... 14
FIGURA 07 – AMOSTRAS PARA GRADIETE DE UMIDADE ... 15
FIGURA 08 – BLOCOS (A), GUILHOTINA (B) E PEQUENAS AMOSTRAS (C) ... 16
FIGURA 09 – POSIÇÃO PARA CORTE DOS PALITOS ... 16
FIGURA 10 – BALANÇA USADA NA PESAGEM DAS PEQUENAS AMOSTRAS (A) E ESTUFA DE SECAGEM DE LABORATÓRIO (B) .. 17
FIGURA 11 – UMIDADE DA MADEIRA PARA CADA TIPO DE CORTE ESTUDADO ... 20
FIGURA 12 – MASSA ESPECÍFICA ANIDRA DA MADEIRA PARA CADA TIPO DE CORTE ESTUDADO ... 21
FIGURA 13 – MASSA ESPECÍFICA ANIDRA DA MADEIRA RELACIONADA COM A UMIDADE INICIAL ... 22
FIGURA 14 – CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA DAS TÁBUAS PARA CADA TIPO DE CORTE ESTUDADO ... 23
FIGURA 15 – MASSA ESPECÍFICA ANIDRA DA MADEIRA RELACIONADA COM A CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA ... 24
FIGURA 16 – TRINCA EM MADEIRA DE CORTE RADIAL MEDULAR COM TRINCA NA LATERAL ... 25
FIGURA 17 – TRINCA SUPERFICIAL ... 26
FIGURA 18 – TEMPO DE SECAGEM ATÉ O APARECIMENTO DE TRINCAS SUPERFICIAIS ... 27
vi
FIGURA 19 – RELAÇÃO MASSA ESPECÍFICA E TEMPO DE SECAGEM ... 28 FIGURA 20 – GRADIENTE DE UMIDADE MÉDIO SEM TRINCAS
vii
LISTA DE TABELAS
TABELA 01 – QUANTIDADE DE AMOSTRAS PARA CADA DIMENSÃO E
CORTE ... 11 TABELA 02 – UMIDADE INICIAL NOS DIFERENTES TIPOS DE CORTE ... 19 TABELA 03 – MASSA ESPECÍFICA ANIDRA NOS DIFERENTES TIPOS DE
CORTE ... 20 TABELA 04 – CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA DAS PEÇAS NOS
DIFERENTES TIPOS DE CORTE ... 22 TABELA 05 – TEMPO DE SECAGEM ATÉ O APARECIEMENTO DE TRINCAS ... 26 TABELA 06 – GRADIENTE DE UMIDADE ... 29 TABELA 07 – MÉDIA DOS VALORES ENCONTRADOS NO ESTUDO... 35 TABELA 08 –VALORES ENCONTRADOS NO ESTUDO ... 36
viii
LISTA DE FÓRMULAS
FÓRMULA 01 – CÁLCULO DO TEOR DE UMIDADE INICIAL DA MADEIRA
ESTUDADA ... 13 FÓRMULA 02 – CÁLCULO DA MASSA ESPECÍFICA DA MADEIRA
ESTUDADA ... 13 FÓRMULA 03 – CÁLCULO DA CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA ... 14 FÓRMULA 04 – GRADIENTE DE UMIDADE DA MADEIRA ... 19
ix
RESUMO
Devido a atual importância, foi estudada a madeira de Pinus taeda, do processo de fabricação de molduras, com ênfase na secagem. Como o principal defeito desta madeira, no contexto atual, é a presença de trincas superficiais, foi enfocado este assunto, bem como alguns fatores influentes. Dentre os objetivos, destaca-se encontrar algumas propriedades físicas e correlaciona-las, além de tempos de secagem até o aparecimento de trincas e estudar o gradiente de umidade influente neste momento. Para tal desenvolvimento foram utilizados os equipamentos de laboratório existentes na planta de Rio Negrinho da MASISA, tendo uma metodologia bastante apropriada para o estudo. No presente trabalho foram encontrados valores médios para a umidade inicial, massa específica anidra e contração máxima na largura de peças de madeira de Pinus taeda, sendo citados também a o desvio padrão e o coeficiente de variação. Foram correlacionadas algumas destas propriedades físicas, encontrando o nível de correlação existente. Compararam-se tempos de secagem até a formação de trincas superficiais, com relação a diferentes tipos de corte da madeira (radial com medula, tangencial juvenil e tangencial adulto) e diferentes larguras de tábuas (95, 121 e 135 mm). Encontraram-se valores médios para o gradiente de umidade máximo sem a presença de trincas superficiais para tais cortes da madeira e diferentes larguras de tábuas. Concluiu-se que madeiras largas têm maior probabilidade de trincar superficialmente, o mesmo acontecendo com madeira tangencial adulta. Também foi provado que madeiras com o corte radial medular, nas larguras estudadas, não apresenta trincas superficiais em suas caras. Foi provada a importância da separação de tipos de corte e largura de tábuas ao se secar madeiras, devido à diferença de comportamento na secagem. Este trabalho foi importante, pois prova a desigualdade da secagem de diferentes larguras de tábuas, o que era de certa forma esquecido no aprendizado de secagem quando se considerava apenas a espessura, existindo assim uma literatura sobre este assunto.
1. INTRODUÇÃO
Com diversas utilidades, a madeira pode ser explorada por diversos setores de negócios da cadeia produtiva, desde carvão, serrados, produtos de maior valor agregado, até papel, entre outros. Dada a importância, este material deve ter sua utilização adequada e sendo os desperdícios minimizados ao máximo.
Para a otimização de sua utilização foi perceptível no passar dos anos que a madeira seca tinha suas propriedades melhoradas, bem como maior facilidade no transporte e maior resistência a organismos xilófagos. A secagem é e importância impar na utilização de madeira com fins de fabricação de produtos de maior valor agregado.
O aumento na quantidade de câmaras de secagem de pinus de não mais que 50 ao final dos anos 80, para as atualmente estimadas em mais de 2.500, caracteriza o ramo como uma atividade em expansão. O aumento progressivo no consumo de madeira de pinus, principalmente ao final da década de 80, bem como as necessidades do cliente, relacionadas com qualidade de produtos de madeira sólida demandaram uma maior necessidade de pesquisa na área de secagem desta madeira.
Sendo as trincas superficiais o principal problema encontrado na secagem do pinus atualmente, estas foram enfocadas no tema deste trabalho. Responsáveis em grande parte pelo retrabalho, perdas e diminuição da qualidade, as trincas superficiais geram aumento de custos de produção e diminuição do preço de venda do produto acabado, sendo este um fator muito importante para o processo de fabricação de molduras.
Ao se conhecer processos e causas das trincas superficiais em Pinus taeda, bem como fatores que influenciam a secagem, torna-se mais fácil proceder eficazmente, a fim de amenizar, ou até mesmo eliminar tais defeitos originados.
2 Tomando-se em vista a necessidade de se melhorar o controle da secagem de pinus, visando uma melhor qualidade final do produto e a redução dos custos totais, defini-se neste trabalho os defini-seguintes objetivos:
• Comparar as propriedades físicas de umidade inicial, massa específica e contração máxima na largura para madeiras de Pinus taeda de diferentes tipos de corte (radial com medula, tangencial juvenil e tangencial adulto);
• Correlacionar algumas das propriedades físicas estudadas e encontrar o nível de correlação;
• Encontrar o tempo de secagem em que aparecem as trincas superficiais para diferentes cortes e com diferentes larguras das tábuas, sob uma determinada condição de secagem;
• Avaliar a influência do gradiente de umidade na formação de trincas superficiais em madeira de Pinus taeda;
• Encontrar valores médios de gradiente de umidade que não geram trincas superficiais e compara-los entre os diferentes tipos de corte e larguras das tábuas.
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. CARACTERÍSTICAS DA MADEIRA
Madeiras com massa específica mais elevada são mais influenciadas pela contração e inchamento. Uma maior quantidade de massa lenhosa por volume explica este fato, ou seja, menos espaços vazios e maior espessura das paredes celulares. Madeiras que possuem maior massa específica têm maior capacidade de reter água em suas paredes celulares (TSOUMIS, 1991).
MUÑIZ (1993) citando BENDTSEN (1978), diz que a variação crescente da massa específica da medula em direção à casca ocorre pelas diferenças anatômicas entre o lenho juvenil e adulto; paredes mais finas e a baixa porcentagem de lenho tardio nos anéis de crescimento combinam e interagem, conferindo ao lenho juvenil uma massa específica mais baixa.
Uma madeira recém cortada normalmente apresenta seus vasos, canais, lumens, bem como as regiões amorfas da celulose da parede celular saturados por água. De acordo com KOLLMANN e COTÊ Jr. (1968), na madeira recém cortada a água está presente em quatro diferentes formas ou tipos.
• Água capilar ou livre;
• Água higroscópica ou de adesão;
• Água de constituição, fazendo parte das moléculas de celulose, hemicelulose e lignina;
• Vapor de água, localizado nas aberturas naturais da madeira e movimentando-se por difusão.
A movimentação capilar é realizada através das aberturas naturais existentes na madeira, sendo o fator limitante a permeabilidade.
4 KOLLMANN e COTÊ (1968) e SKAAR (1972), definem água livre como sendo aquela existente na madeira quando o seu teor de umidade está acima do ponto de saturação das fibras, tendo como principal movimentação da água a capilaridade.
A água higroscópica presente nas paredes celulares movimenta-se através desta por um processo chamado difusão, isto ocorre quando a madeira está abaixo do ponto de saturação das fibras.
Para TSOUMIS (1991), a contração e inchamento da madeira são afetados diretamente pela umidade quando abaixo do ponto de saturação das fibras, sendo este um fator de singular importância.
Segundo KOLLMANN e COTÊ (1968) e SKAAR (1972), no processo de secagem da madeira, interessa apenas a movimentação da água no sentido da desorção ou perda, que pode ser estudado sob dois aspectos principais: movimentação da água capilar e da água higroscópica.
Segundo SKAAR (1972), as moléculas de água absorvidas junto à parede celular da madeira requerem menor quantidade de energia para se movimentarem para locais de menor teor de umidade que a requerida para se dirigirem para regiões de maior teor de umidade. A difusão da água higroscópica ocorre em combinação com a difusão do vapor de água. Durante o seu percurso para a superfície da madeira, a água no estado de vapor é novamente absorvida na parte de outra célula, para então ocorrer o mecanismo de difusão da água higroscópica. Esta combinação de mecanismos será repetida até que a molécula de água atinja a superfície da madeira.
A saída da água de impregnação promove modificações estruturais na madeira, aproximando as células lenhosas e conferindo maior rigidez às mesmas. Isto explica a contração da madeira, manifestando-se entre 6% e 28% do teor de umidade (KOLLMANN, 1951).
5 Para GREEN e KRETSCHMANN (1994), a resistência à tração perpendicular à grã é aumentada ao se diminuir a umidade da madeira de verde até sobre os 7 a 12 porcento. Relativamente aos 12 % de umidade, a resistência à tração perpendicular às fibras decresce em 59 % quando verde, decresce 25% aos 19% de umidade, 5% aos 7% de umidade e 10% aos 4 % de umidade.
2.2. CARACTERÍSTICAS DO PINUS
Pertencentes a família Pinaceae, árvores do gênero Pinus são originárias principalmente da região sudeste dos Estados Unidos e entre as principais espécies encontra-se o Pinus taeda (KOCH, 1972).
Para Pinus taeda os valores de massa específica variaram consideravelmente no sentido horizontal do tronco, pela idade e afastamento da medula (MUÑIZ, 1993).
Segundo MUÑIZ (1993), o teor de umidade do Pinus taeda varia consideravelmente na árvore, tanto no sentido radial como em altura. A variação mais significativa foi encontrada na faixa de transição do alburno (120%) para o cerne (30-60%), aumentando também em relação à altura da árvore. À medida que aumenta a idade, diminui o teor de umidade.
2.3. PONTO DE SATURAÇÃO DAS FIBRAS
O ponto de saturação das fibras (PSF) á de grande importância devido às alterações na resistência mecânica e nas propriedades físicas que ocorrem na madeira a partir deste ponto. Estas alterações são decorrentes da retirada da água presente nos espaços submicroscópicos da parede celular, fazendo com que as micelas se aproximem umas das outras, conferindo-lhes maior rigidez.
Segundo ZADERENKO (2000), os valores obtidos para o ponto de saturação das fibras da madeira de Pinus taeda têm um valor médio de 27,9%, concordando com SKAAR
6 (1972), este determinou o ponto de saturação das fibras entre 25% e 35% de umidade em relação ao peso seco do material, variando conforme a espécie, teor de extrativos, temperatura, etc.
2.4. LENHO JUVENIL E ADULTO
Foi citado por MUÑIZ (1993) que SIMIONI (1981) observou que existe a necessidade de se levar em conta a variação existente entre os lenhos juvenil e adulto de
Pinus radiata para o cálculo de tensões admissíveis visando a classificação da madeira em classes de qualidade.
A madeira formada nos primeiros anéis de crescimento (lenho juvenil) quando comparada ao lenho adulto, apresentou menores porcentagens de lenho tardio, massa específica e contrações volumétrica, radial e tangencial (MUÑIZ, 1993).
2.5. CONTRAÇÃO DA MADEIRA
Para ALBUQUERQUE (1999), as alterações dimensionais, associadas com a retração e o inchamento, podem ocasionar danos a produtos de origem lenhosa. Tais como podem ser resultado de simples alteração dimensional, anisotropia, ou a retração e inchamento diferenciado no corpo lenhoso, sob a influencia de diferenças na distribuição de umidade e densidade. Como resultado, podem se desenvolver diversos defeitos na madeira, a exemplo da abertura ou estreitamento de juntas, alterações de forma na seção transversal, empenamentos, rachaduras (trincas superficiais), encruamento, rachaduras em favo (trincas internas), colapso, grã afrouxada ou levantada.
Para MUÑIZ (1993), estudando Pinus taeda, a propriedade de retratibilidade determinada para os lenhos juvenil e adulto das duas espécies, confirma as diferenças existentes entre os mesmos. As contrações volumétricas, tangencial e radial, aumentaram no sentido medula-casca, diminuindo com a altura; a contração longitudinal e anisotropia de contração apresentaram uma relação inversa das anteriores. As contrações volumétricas
7 máxima, radial e tangencial mostram alta correlação com a massa específica, já a contração longitudinal e a anisotropia de contração apresentam uma correlação inversa em relação à massa específica.
2.6. GRADIENTE DE UMIDADE
O gradiente de umidade durante o princípio da secagem faz com que a madeira esteja sob tração na superfície e compressão no interior (SKAAR, 1972). Isto se observa quando a madeira da superfície, além de estar abaixo do ponto de saturação das fibras, está com menor teor de umidade que a do interior da madeira.
2.7. TENSÃO INTERNA NA MADEIRA
ALBUQUERQUE (1999) define tensão como sendo uma força interna resultante de uma aplicação de carga em um material. Quando as tensões são decorrentes de um processo de secagem da madeira, estas ocorrem devido a diferenças na magnitude de contrações entre zonas ou partes adjacentes de uma peça lenhosa. A tensão de tração se caracteriza por uma força que tende a esticar o material, ou resistir à redução dimensional, enquanto que, a tensão de compressão, tende a comprimir ou resistir a um estiramento.
Para ALBUQUERQUE (1999), na secagem da madeira, se for considerada uma peça extremamente delgada, esta irá se contrair sem que seja notado qualquer distúrbio. Entretanto, quando se considera uma peça lenhosa de maior espessura, provavelmente ocorrerão dificuldades entre a parte interna e a externa da peça, pois na superfície, inicialmente, ocorrerá uma evaporação mais acentuada, que terá de ser compensada pela umidade existente no interior da peça. Todavia, pode ocorrer a condição em que a umidade interna não é suficiente para transportar a água evaporada e, por conseqüência, a superfície lenhosa irá secar de forma mais rápida do que o interior da peça. Ao desenrolar deste processo, quando o grau de umidade superficial se reduzir abaixo do ponto de saturação das fibras, as camadas superficiais irão se contrair, enquanto as camadas mais internas estarão acima deste ponto. Por conseguinte, as camadas externas sofrerão uma tensão de tração,
8 pois estarão contidas pelas camadas internas em seu processo de retração, e estas últimas uma tensão de compressão, devido à retração das externas.
2.8. TRINCAS SUPERFICIAIS
Segundo a JUNTA DEL ACUEDO DE CARTAGENA (1989), as trincas na superfície aparecem quando tensões que excedem a resistência da madeira à tração perpendicular às fibras desenvolvem-se na superfície, devido a uma secagem inicial muito acelerada que produz diferença acentuada entre os teores de umidade da superfície e do centro da madeira. Quanto mais espessa for a madeira, maior a possibilidade do aparecimento de rachaduras superficiais. Este defeito ocorre principalmente na fase inicial da secagem e, quando detectado a tempo, pode ser reduzido, aumentando-se a umidade relativa do ar dentro da estufa.
3. MATERIAL E MÉTODOS 3.1. MATEIAL DE ESTUDO
A espécie estudada no presente trabalho é o Pinus taeda. Foi escolhida tal espécie devido à atual importância dada para este gênero na produção de produtos de maior valor agregado, como molduras, móveis, painéis.
Os corpos de prova foram retirados de material florestal proveniente de reflorestamentos da região de Volta Grande, distrito de Rio Negrinho – SC, cujas toras foram separadas no pátio da serraria da MASISA Madeiras S.A. – Planta de Rio Negrinho. Nesta mesma empresa, as amostras foram beneficiadas, padronizadas e testadas.
3.2. AMOSTRAGEM E PREPARAÇÃO DO MATERIAL
Toras com diâmetro menor entre 30 e 40 centímetros e 4 metros de comprimento, sem tortuosidade aparente, foram marcadas, serradas e as tábuas separadas na serraria conforme FIGURA 01.
FIGURA 01 – TORA MARCADA (A) E TÁBUA SEPARADA NA SERRARIA (B)
10 As tábuas utilizadas no desenvolvimento da pesquisa foram de 39 milímetros de espessura e larguras de 95, 121 e 135 milímetros.
As tábuas de 4 metros de comprimento foram cortadas em 4 amostras de 1 metro (FIGURA 02).
FIGURA 02 – AMOSTRAS E TIPOS DE CORTE NA SERRARIA
Legenda: TA – tangencial adulto; TJ – tangencial juvenil; RM – radial medular
Para cada largura das tábuas foram estudados três diferentes cortes de madeira, descritos abaixo e representados na FIGURA 03. O aparecimento de outro tipo de corte foi verificado pelo topo de cada amostra, que era descartada caso não apresentasse o corte desejado.
• Corte Radial de Madeira do Lenho Juvenil com Medula ( RM ); • Corte Tangencial de Madeira do Lenho Juvenil ( TJ );
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FIGURA 03 – TIPOS DE CORTE AMOSTRADOS
Estão demonstradas na TABELA 01 as quantidades de amostras de 1 metro para cada largura das tábuas com relação à posição do corte na tora. Totalizou-se 45 amostras estudadas.
TABELA 01 – QUANTIDADE DE AMOSTRAS PARA CADA DIMENSÃO E CORTE
Tipo de Corte 39 x 95 x 1000 Dimensão das Peças (mm) 39 x 121 x 1000 39 x 135 x 1000
Radial Medular 5 5 5
Tangencial Juvenil 5 5 5
Tangencial Adulto 5 5 5
Total 15 15 15
Destas amostras de 1 metro são retirados corpos de prova livres de defeitos aparentes de 6 cm de comprimento de uma das pontas (FIGURA 04), estas servirão para os cálculos de umidade inicial, massa específica anidra e contração máxima em relação à largura.
TANGENCIAL ADULTO
TANGENCIAL JUVENIL RADIAL MEDULAR
12
FIGURA 04 – DIVISÃO DA AMOSTRA PARA PROPRIEDADES FÍSICAS (A) E TRINCAS NA MADEIRA (B)
3.3. PROPRIEDADES FÍSICAS DA MADEIRA
As amostras de 6 centímetros foram pesadas verdes (Pu), utilizando uma balança com precisão de 0,01 grama e medidas as dimensões nas posições indicadas com um paquímetro com precisão de 0,05 milímetros (FIGURA 05).
FIGURA 05 – AMOSTRA PARA PROPRIEDADES FÍSICAS (A) E BALANÇA UTILIZADA NA PESAGEM (B)
(A) (B)
As amostras foram secas em estufa à 103 ± 2 ºC. Durante a secagem a massa do corpo de prova foi medida a cada 6 horas, até que ocorra uma variação entre duas medidas, consecutivas, menor ou igual a 0,5% da última massa medida. Após as amostras atingirem
13 peso constante, as mesmas foram resfriadas e pesadas para a obtenção da massa a 0% de umidade (Ps). Utilizando-se a FÓRMULA 01 calcula-se a umidade inicial da madeira analisada.
FÓRMULA 01 – CÁLCULO DO TEOR DE UMIDADE INICIAL DA MADEIRA ESTUDADA
onde:
Tu = Teor de Umidade Inicial da Madeira Estudada ( % ); Pu = Massa da Madeira em seu Estado Verde ( kg ); Ps = Massa da Madeira com 0% de Umidade ( kg ).
Determinaram-se novamente as dimensões das amostras e com estes valores calcula-se a massa específica anidra e a contração máxima no sentido da largura das peças (FORMULAS 02 e 03). Para o cálculo destas propriedades físicas, foram adaptadas as fórmulas dadas pela Norma Brasileira – NBR 7190.
FÓRMULA 02 – CÁLCULO DA MASSA ESPECÍFICA DA MADEIRA ESTUDADA
onde:
D0% = Massa Específica Anidra da madeira Estudada ( kg/m³ )
Ps = Massa da Madeira co 0% de Umidade ( kg ); Vs = Volume de Madeira ( m³ ).
14
FÓRMULA 03 – CÁLCULO DA CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA
onde:
CL = Contração Máxima na Largura da Tábuas Estudadas ( % );
Lu = Largura da Amostra Úmida ( mm );
Ls = Largura da Amostra Seca a 0% de Umidade ( mm ).
3.4. RELAÇÃO DO GRADIENTE DE UMIDADE E TRINCAS 3.4.1. COLETA DE DADOS
As amostras de 94 centímetros foram submetidas aleatoriamente à secagem em uma estufa para testes da marca Contraco com sistema de automação Trinetron (FIGURA 06), com a intenção de trincar superficialmente a madeira. Gerou-se a condição de 103 ± 2 graus Celsius, com circulação forçada do ar e umidade relativa do ar sem controle, mantendo um damper que 100% aberto todo o tempo.
FIGURA 06 –ESTUFA DE SECAGEM PARA TESTES
(A) (B) (C)
A – Vista Frontal B – Vista Lateral
15 As amostras foram avaliadas visivelmente a cada hora quanto ao possível aparecimento de trincas superficiais, anotando este tempo de secagem caso fosse identificada alguma trinca. Havendo trincas, estas foram marcadas e analisadas.
3.4.2. ANÁLISE DE TRINCAS
As trincas quando evidenciadas foram marcadas em seu comprimento com um pincel atômico. A madeira trincada para análise foi escolhida livre de outro tipo de defeito, sendo a trinca o único defeito que prejudique a peça.
A seguir retiraram-se amostras no formato de blocos de 1,5 x 1,5 centímetros de largura e comprimento. Sendo um bloco na trinca e dois nas extremidades da trinca o mais próximo possível desde que não estejam comprometidos pela mesma (FIGURA 07). Estes serviram para a determinação do gradiente de umidade.
FIGURA 07 – AMOSTRAS PARA GRADIETE DE UMIDADE
Para a determinação do gradiente de umidade utilizou-se uma guilhotina especialmente desenvolvida para cortar os blocos em pequenas amostras com aproximadamente 3 milímetros de espessura (FIGURA 08).
16
FIGURA 08 – BLOCOS (A), GUILHOTINA (B) E PEQUENAS AMOSTRAS (C)
(A) (B) (C)
3.4.3. GRADIENTE DE UMIDADE
Após o corte do bloco em pequenas amostras (FIGURA 09), foi determinado o gradiente de umidade através da obtenção do teor de umidade de cada pequena amostra. Em função das amostras serem muito leves foi necessária a utilização de uma balança com alta precisão (0,001 gramas) e estufa de laboratório (FIGURA 10)
17
FIGURA 10 – BALANÇA USADA NA PESAGEM DAS PEQUENAS AMOSTRAS (A) E ESTUFA DE SECAGEM DE LABORATÓRIO (B)
(A) (B)
Calculou-se o gradiente de umidade responsável pela trinca, usando-se os valores de umidade da amostra da superfície em relação à seguinte. A distância para cálculo do gradiente de umidade foi considerada de 3 milímetros, pois considerou-se a umidade da pequena amostra exterior como sendo a umidade pontual no seu centro, o mesmo para os subseqüentes. A expressão que relaciona certa variação de umidade por distância esta descrita abaixo como FÓRMULA 04. Embasado na teoria de que a madeira somente varia seu volume abaixo do ponto de saturação das fibras, quando encontrado um valor acima deste, foi considerado apenas o valor do PSF (27,9% para Pinus taeda, segundo ZADERENKO, 2003).
FÓRMULA 04 – GRADIENTE DE UMIDADE DA MADEIRA
onde:
G = Gradiente de umidade ( %/mm ), na expressão é dado em módulo; Ua = Umidade no ponto “a” considerado o palito superficial ( % );
18 Ub = Umidade no ponto “b” considerado o palito subseqüente ( % );
d = Distância entre os centros dos palitos “a” e “b” ( mm ).
Da mesma forma calculou-se os gradientes de umidade periféricos à trinca, considerando-os como máximo, na eminência de trincar.
3.5. ANÁLISE ESTATÍSTICA
A análise estatística foi compreendida pela análise de variância e análise de regressão.
Para a compreensão do estudo, os resultados se apresentam em forma de tabelas e gráficos. As tabelas são compreendidas pela média encontrada, bem como o desvio padrão e o coeficiente de variação. Os gráficos são apresentados de forma que sempre as variáveis estejam demonstradas nos seus eixos.
Para as correlações escolhidas foi dada a tendência linear obtida pelo sistema dos mínimos quadrados, sendo calculado a equação da reta (y = ax + b), bem como o coeficiente de correlação (R²).
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1. PROPRIEDADES FÍSICAS 4.1.1. UMIDADE INICIAL
Os resultados médios do teor de umidade, em porcentagem, da madeira nos três tipos de corte estudados estão apresentados na TABELA 02, bem como o desvio padrão e o coeficiente de variação, também se podem visualizar na FIGURA 11 as médias das umidades.
TABELA 02 – UMIDADE INICIAL NOS DIFERENTES TIPOS DE CORTE
Radial Medular Tangencial Juvenil Tangencial Adulto
Média (%) 160,7 163,6 96,3
Desvio Padrão (%) 18,6 24,6 37,2
Coeficiente de Variação (%) 11,6 15,0 38,6
Os resultados médios de umidade inicial para madeira radial medular e tangencial juvenil são muito próximos, sendo estas bastante elevadas se comparadas à umidade inicial da madeira tangencial adulta.
Valores de desvio padrão acima de 20% são considerados altos para estudos de madeiras, o relativamente maior desvio padrão para madeira de corte tangencial adulto pode ser explicado pelo possível tempo de estocagem das toras no pátio, tendo menor umidade madeira tangencial adulta de toras com maior tempo de estocagem. Para melhorar os resultados é necessária uma maior amostragem, além de um melhor controle do tempo de estocagem das toras.
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FIGURA 11 – UMIDADE DA MADEIRA PARA CADA TIPO DE CORTE ESTUDADO
160,7 159,2 91,1 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0 180,0
Radial Medular Tangencial Juvenil Tangencial Adulto
Tipo de Corte U m id a d e ( % )
Este baixo valor de umidade para madeira de corte tangencial adulto pode ser explicado pelo natural menor teor de umidade existente em madeira adulta, relacionada com o teor de umidade em madeira juvenil, confirmado com MUÑIZ (1993).
4.1.2. MASSA ESPECÍFICA
Os resultados médios da massa específica anidra da madeira, dados em quilogramas por metro cúbico encontrados nos três tipos de corte estudados estão apresentados na TABELA 03 e na FIGURA 12.
TABELA 03 – MASSA ESPECÍFICA ANIDRA NOS DIFERENTES TIPOS DE CORTE
Radial Medular Tangencial Juvenil Tangencial Adulto
Média (kg/m³) 400,7 424,3 505,0
Desvio Padrão (kg/m³) 28,6 39,8 57,3
Coeficiente de Variação (%) 7,1 9,4 11,3
O coeficiente de variação demonstra que a madeira utilizada no estudo teve maior variação em massa específica anidra para madeira de corte tangencial adulto, o que também havia sido verificado com o desvio padrão da umidade inicial.
21
FIGURA 12 – MASSA ESPECÍFICA ANIDRA DA MADEIRA PARA CADA TIPO DE CORTE ESTUDADO 400,7 424,3 505,0 0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0
Radial Medular Tangencial Juvenil Tangencial Adulto
Tipo de Corte M a s s a E s p e c íf ic a ( k g /m ³)
Pode-se perceber um aumento na massa específica da madeira no sentido medula à casca, o que é confirmado por MUÑIZ (1993) e explicado por BENDTSEN (1978). Este aumento de massa específica é um dos fatores que explica a diminuição da umidade da madeira no sentido medula à casca.
4.1.3. RELAÇÃO UMIDADE E MASSA ESPECÍFICA
Está mostrada na FIGURA 13 a correlação existente entre umidade inicial e massa específica anidra da madeira.
22
FIGURA 13 – MASSA ESPECÍFICA ANIDRA DA MADEIRA RELACIONADA COM A UMIDADE INICIAL y = -1,2918x + 629,88 R2 = 0,8307 0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 700,0 0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 Umidade da Madeira (%) M a s s a E s p e c íf ic a ( k g /m ³)
É perceptível a existência de correlação entre umidade inicial da madeira e sua respectiva massa específica anidra (R² = 0,83). Isto se deve ao fator de que madeira com maior massa específica tem menor quantidade de espaços vazios no interior de suas fibras, tendo uma menor quantidade de água livre em seus lumens. O mesmo resultado foi encontrado por MUÑIZ (1993).
4.1.4. CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA
Os resultados médios da contração máxima em porcentagem na largura das tábuas nos três tipos de corte estudados estão apresentados na TABELA 04, sendo estes apresentados na FIGURA 14.
TABELA 04 – CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA DAS PEÇAS NOS DIFERENTES TIPOS DE CORTE
Radial Medular Tangencial Juvenil Tangencial Adulto
Média (%) 4,6 5,1 5,4
Desvio Padrão (%) 0,3 0,4 0,4
23 É possível perceber que a contração da madeira na largura das tábuas no corte radial é consideravelmente menor que no corte tangencial, o que pode ser explicado pela presença dos raios da madeira que estão presentes perpendicularmente à medula. Estes têm uma menor contração no sentido do seu eixo, o que faz uma força contraria à contração normal da madeira, reduzindo esta diminuição em largura. Esta diferença entre contração de madeira radial e tangencial concorda com MUÑIZ (1993).
O maior coeficiente de variação encontrado foi para madeira tangencial, o que pode ser explicado pela maior variação de massa específica anidra neste tipo de corte.
FIGURA 14 – CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA DAS TÁBUAS PARA CADA TIPO DE CORTE ESTUDADO 4,6 5,1 5,4 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
Radial Medular Tangencial Juvenil Tangencial Adulto
Tipo de Corte C o n tr a ç ã o M á x im a ( % )
Já entre tangencial juvenil e tangencial adulto, a diferença de contração existente pode ser explicada pela diferença de massa específica. Outro fator que pode explicar esta diferença é pela inclinação dos raios da madeira com relação à base da seção transversal da tábua.
24
4.1.5. RELAÇÃO MASSA ESPECÍFICA E CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA
A FIGURA 15 demonstra a relação existente entre massa específica anidra e a contração máxima da madeira na largura das tábuas estudadas.
FIGURA 15 – MASSA ESPECÍFICA ANIDRA DA MADEIRA RELACIONADA COM A CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA
y = 0,0058x + 2,4548 R2 = 0,6311 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0 300,0 350,0 400,0 450,0 500,0 550,0 600,0 Massa Específica (kg/m³) C o n tr a ç ã o M á x im a n a L a rg u ra ( % )
Pode-se perceber que a correlação existente (R²=0,63) está reduzida se compararmos com a correlação existente entre massa específica anidra e umidade inicial (R²=0,83). Isto se deve pelo fato de que a madeira de medula tem em sua grande maioria corte radial, este corte tem uma contração diferente dos cortes tangenciais, não sendo a massa específica da madeira o único fator de influência na contração.
4.2. TRINCAS SUPERFICIAIS
Para madeira radial medular, não foram encontradas trincas superficiais nas caras das tábuas, não considerando este tipo de corte para as análises de tempo de secagem até a formação de trincas e gradiente de umidade.
25 O não aparecimento de trincas nas caras das tábuas do corte radial medular pode ser explicado pelo fato de que as trincas se apresentam em regiões com menor resistência mecânica à tração perpendicular às fibras. Esta menor resistência está presente nos raios da madeira e estes estão aparecendo superficialmente nas laterais das tábuas de corte radial medular, sendo esta a posição das trincas (FIGURA 16).
FIGURA 16 – TRINCA EM MADEIRA DE CORTE RADIAL MEDULAR COM TRINCA NA LATERAL
Estas trincas na lateral das peças de madeira de corte radial são encontradas em menor freqüência que trincas superficiais em madeira tangencial pelo motivo de que a espessura das tábuas radiais é menor que a largura das tabuas tangenciais. Isto é explicado com maiores detalhes na seqüência.
As trincas superficiais encontradas no estudo foram bastante pequenas, significando que realmente estas estavam recentemente formando-se (FIGURA 17).
TRINCA NA LATERAL
26
FIGURA 17 – TRINCA SUPERFICIAL
4.2.1. TEMPO DE SECAGEM
Na TABELA 05 estão apresentados os resultados em horas dos tempos médios de secagem em estufa das amostras de 94 centímetros até o momento em que apareceram as primeiras trincas superficiais. Estes tempos médios estão em função dos tipos de corte estudados e das larguras das tábuas trincadas.
TABELA 05 – TEMPO DE SECAGEM ATÉ O APARECIEMENTO DE TRINCAS
Tipo de Corte Tangencial Juvenil Tangencial Adulto
Largura das Amostras (mm) 95 121 135 95 121 135
Média (h) 9,6 9,2 7,6 7,2 6,8 6,0
Desvio Padrão (h) 1,7 1,1 1,5 1,6 0,8 0,7
Coeficiente de Variação (%) 17,4 11,9 20,0 22,8 12,3 11,8
Foram encontrados valores de tempos de secagem até a formação de trincas bastante confiáveis, por não exceder demasiadamente os 20 %, considerados para estudos em madeiras.
27 A FIGURA 18 demonstra o tempo de secagem até o aparecimento das trincas superficiais para os diferentes tipos de corte e as diferentes larguras das tábuas analisadas.
FIGURA 18 – TEMPO DE SECAGEM ATÉ O APARECIMENTO DE TRINCAS SUPERFICIAIS 9,6 8,2 7,6 7,2 7,0 6,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 95 mm 121 mm 135 mm Largura (m m ) T e m p o ( h ) Tangencial Juvenil Tangencial Adulto
Analisando-se o gráfico, é possível notar um menor tempo médio de secagem para o aparecimento de trincas superficiais em madeira tangencial adulta que em madeira tangencial juvenil, isto provavelmente tenha relação com a contração na largura menor existente em madeira tangencial juvenil. Outro fato que poderia explicar este acontecimento é a resistência à tração perpendicular às fibras que provavelmente seja diferente entre madeira juvenil e madeira adulta. A umidade inicial da madeira também pode influenciar, pois a uma menor umidade se atinge o ponto de saturação das fibras mais rapidamente, porém madeiras com menor umidade inicial normalmente possuem maior massa específica, o que diminui a permeabilidade.
Visível também é o aparecimento de trincas com menor tempo de secagem para madeiras com maior largura que em tábuas estreitas. Provavelmente este fato pode ser explicado pela contração linear da superfície da tábua. Como a contração linear é medida em unidades de espaço e não em porcentagem, a uma maior largura, teremos uma maior
28 contração linear da superfície, sob as mesmas condições de secagem. Esta maior contração linear em peças largas proporcionará uma maior força de tração na superfície de madeiras largas que em madeiras estreitas, esta força de tração pode ser explicada por ALBUQUERQUE (1999).
4.2.2. RELAÇÃO MASSA ESPECÍFICA E TEMPO DE SECAGEM
O tempo de secagem até a formação das trincas superficiais foi relacionado com a massa específica anidra da madeira estudada. A FIGURA 19 demonstra esta relação.
FIGURA 19 – RELAÇÃO MASSA ESPECÍFICA E TEMPO DE SECAGEM
y = -0,0107x + 11,717 R2 = 0,257 y = -0,0206x + 17,138 R2 = 0,7889 y = -0,0273x + 21,788 R2 = 0,6379 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 700,0 M a ssa Esp e c í f i c a ( k g / m ³) 95 121 135 Linear ( 135) Linear ( 121) Linear ( 95)
Foi verificada a presença de correlação linear negativa entre o tempo de secagem até a formação de trincas superficiais e a massa específica anidra da madeira em todas as larguras. Isto significa que quanto menor a massa específica menor propensão a trincas existe. Esta afirmação é questionável, pois relativamente aos coeficientes de correlação encontrados anteriormente, estes apresentados são baixos, em especial para madeira de 135 milímetros de largura. Isto pode ser explicado pela heterogeneidade do material, além da falta de precisão na medição do tempo (uma hora).
29 Outro fator que pode estar influenciando este tempo de secagem é a umidade inicial da madeira, que quando com maior massa especifica menor a quantidade de água livre na madeira. Sendo menor a quantidade de água livre em madeira tangencial adulta que nos outros tipos de corte, esta alcança o ponto de saturação das fibras mais rapidamente que madeiras com maior umidade inicial, sendo assim influenciadas pela contração e inchamento, segundo TSOUMIS (1991). Esta menor umidade da superfície da madeira gera um gradiente de umidade, explicado por SKAAR (1972) e ALBUQUERQUE (1999).
Segundo o coeficiente angular das retas de ajuste é possível perceber também que madeiras com menor largura são mais influenciadas pela massa específica que madeiras mais largas para a formação de trincas superficiais.
4.2.3. GRADIENTE DE UMIDADE
Na TABELA 06 estão apresentados em porcentagem por milímetro, os valores de gradientes de umidade médios de secagem em estufa das amostras de 1,5 x 1,5 x 3,9 centímetros da região ao lado da trinca superficial (máximo gradiente sem trinca) no momento em que apareceram as primeiras. Este gradiente de umidade está em função dos tipos de corte estudados e das larguras das tábuas trincadas.
TABELA 06 – GRADIENTE DE UMIDADE
Tipo de Corte Tangencial Juvenil Tangencial Adulto
Largura das Amostras (mm) 95 121 135 95 121 135
Média (%/mm) 2,8 2,7 2,7 2,4 2,0 2,4
Desvio Padrão (%/mm) 3,1 2,2 5,7 2,0 1,6 1,8
Coeficiente de Variação (%) 110,0 82,6 210,8 83,3 76,2 76,4
A FIGURA 20 demonstra os gradientes de umidade médios obtidos no estudo, conforme a tabela acima. Estes valores médios têm um alto coeficiente de variação (acima de 20 %), significando que o estudo foi realizado com uma amostragem insuficiente e com grande imprecisão.
30
FIGURA 20 – GRADIENTE DE UMIDADE MÉDIO SEM TRINCAS SUPERFICIAIS
2,8 2,7 2,7 2,4 2,0 2,4 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 95 mm 121 mm 135 mm Largura (mm) G ra d ie n te d e U m id a d e ( % /m m ) Tangencial Juvenil Tangencial Adulto
O gradiente de umidade máximo sem trinca foi em média maior para madeira juvenil que em madeira adulta, isto se deve ao tempo de secagem até a formação de trincas ser maior em madeira juvenil. Este fato mostra uma maior facilidade de madeira tangencial adulta em trincar superficialmente, o que se pode explicar pela maior contração máxima na largura em madeira tangencial adulta. Também a menor umidade inicial para madeira tangencial adulta faz com que o tempo de secagem até a formação de trincas superficiais seja menor, sendo menor também o gradiente de umidade existente.
Não ficou evidenciada uma linearidade entre as larguras das peças relativamente ao gradiente de umidade, o que não foi previsto. Isto pode ter ocorrido devido à heterogeneidade da madeira, necessitando-se assim uma maior amostragem de material para uma maior confiabilidade dos resultados.
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Os testes realizados para determinação das propriedades físicas de Pinus taeda foram bem conclusivos com relação à madeira estudada, gerando informações detalhadas e precisas, considerando as limitações deste experimento.
Com base nos resultados apresentados para as propriedades pode-se concluir que:
1. O teor de umidade inicial da madeira que será seca em estufa é muito importante ser conhecido para saber em qual etapa da secagem será iniciado o processo, além de se poder estimar com maior facilidade o tempo que se terá do início até o final do processo. Para madeiras com maior umidade inicial, o tempo de secagem será maior que para madeiras com menor umidade inicial, quando são consideradas madeiras com as mesmas propriedades físicas, sob as mesmas condições de secagem.
2. Como foi verificado neste trabalho que a umidade da madeira é consideravelmente aumentada no sentido casca à medula, pode-se concluir que para a secagem de Pinus taeda existe diferença no tempo de secagem entre os diferentes tipos de corte estudados, se tratadas sob as mesmas condições de secagem.
3. A massa específica da madeira também interfere na secagem, pois esta influi diretamente na contração da madeira e na umidade inicial. A permeabilidade da madeira está relacionada com a massa específica. Madeira de Pinus taeda com maior massa específica normalmente têm menor teor de umidade, o que poderia diminuir o tempo de secagem, caso a permeabilidade não fosse diminuída. Porém isto não ocorre, pois existe uma maior quantidade de água higroscópica em madeira com maior massa específica, sendo este tipo de água retirada com maior dificuldade.
32 4. Como madeiras de menor largura são mais influenciadas pela massa específica na formação de trincas superficiais, estas devem ter prioridade na separação para secagem do lenho juvenil e adulto.
5. Madeiras de diferentes tipos de corte apresentam diferentes contrações máximas na largura, o que pode ser explicado pela variação de massa específica e pelo ângulo de inclinação dos raios em relação à base das peças. Normalmente quanto maior a massa específica maior a contração da madeira. É ideal a separação dos deferentes tipos de corte para o processo de secagem da madeira, sendo este adaptado com diferentes tipos de programas de secagem.
Com base nos resultados apresentados para as trincas superficiais pode-se concluir que:
1. Quanto ao tempo de secagem até a formação de trincas como referencial para análise de defeitos, foi considerado que quanto mais rapidamente ocorre o defeito, maior a propensão a este. Como foi verificado para todas as larguras das peças que madeira tangencial adulto trinca antes que madeira tangencial juvenil, pode-se concluir que existe maior propensão à defeitos em madeira tangencial adulta, o que pode ser explicado pela maior contração máxima na largura, devido à maior massa específica. Outra explicação para este menor tempo de formação de trincas para madeira tangencial adulta é a umidade inicial, que por ser menor nesta madeira, a superfície estará abaixo do ponto de saturação das fibras em menor tempo.
2. Foi verificado também que tábuas com maiores larguras têm menores tempos de secagem até a formação de trincas superficiais, portanto, conclui-se que madeiras largas têm maior propensão a defeitos que madeiras estreitas, sendo estas do mesmo tipo de corte. Explica-se isto com a contração linear, que em função da largura, tem maior influência em madeiras mais largas. Madeiras largas, contraindo linearmente com maior magnitude, geram uma tensão de tração da superfície maior que madeiras estreitas.
33 3. A madeira de Pinus taeda de corte radial com medula tem menor propensão às trincas superficiais, não ocorrendo trincas nas caras das tábuas e sim nas laterais. Como a espessura das tábuas é sempre menor que a largura, cortes radiais podem ter maior agressividade na secagem, sem a ocorrência das trincas superficiais, devido à menor contração linear existente nas laterais.
4. A madeira de Pinus taeda estudada, quando possui maior massa específica, tem maior propensão à formação de trincas superficiais, com base no tempo de secagem até a sua formação.
5. Como foi verificado, madeiras de diferentes tipos de cortes têm comportamentos diferenciados na secagem e madeiras de corte tangencial adulto tem maior propensão à trincas superficiais, o que exige da secagem um melhor controle e menor agressividade no inicio da secagem que madeiras tangenciais juvenis. Com isto se pode concluir que é interessante a separação das tábuas de diferentes cortes na secagem, facilitando o processo. Da mesma forma madeiras com diferentes larguras devem ser secas separadamente, o que faz do processo mais homogêneo e otimizado, reduzindo perdas por defeitos originados, em especial trincas superficiais.
6. O gradiente de umidade máximo sem a formação de trincas superficiais foi consideravelmente menor em madeiras tangenciais adultas que em madeiras tangenciais juvenis. Conclui-se daí que a propensão às trincas superficiais em madeira juvenil é menor que em madeira adulta, tendo esta última uma maior dificuldade na secagem, exigindo uma menor agressividade.
7. A comparação do gradiente de umidade máximo sem trinca entre as larguras das peças não pôde ser conclusivo por não apresentar uma relação de linearidade. Este tema deve ser alvo de um estudo mais aprofundado, sendo incluídas nas comparações, os valores de resistência da madeira influenciada pela umidade na sua superfície, o que pode fazer com que os resultados não sejam lineares ao considerar apenas o gradiente de umidade, pois a resistência à tração perpendicular às fibras varia com a umidade. No caso de se ter
34 uma umidade superficial menor, podemos ter um gradiente de umidade influente maior sem a formação de trincas superficiais, sendo a resistência à tração perpendicular da madeira maior com um menor teor de umidade.
6. ANEXOS
6.1. MÉDIA DOS VALORES ENCONTRADOS NO ESTUDO
TABELA 07 – MÉDIA DOS VALORES ENCONTRADOS NO ESTUDO
AMOSTRA UMIDADE INICIAL MASSA ESPECÍFICA CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA TEMPO DE SECAGEM GRADIENTE DE UMIDADE MÁXIMO SEM TRINCA (%) (kg/m³) (%) (h) (%/mm)
95 RM 166,1 401,5 4,9 Não Encontradas Trincas
95 TJ 153,6 443,0 5,1 9,6 2,8
95 TA 81,9 538,3 5,4 7,2 2,4
121 RM 157,0 395,5 4,4 Não Encontradas Trincas
121 TJ 160,6 432,1 5,0 8,2 2,7
121 TA 104,8 487,4 5,4 7,0 2,0
135 RM 159,1 405,3 4,6 Não Encontradas Trincas
135 TJ 163,5 423,3 5,2 7,6 2,7
36
6.2. VALORES ENCONTRADOS NO TRABALHO
TABELA 08 –VALORES ENCONTRADOS NO ESTUDO
AMOSTRA UMIDADE INICIAL MASSA ESPECÍFICA CONTRAÇÃO MÁXIMA NA LARGURA TEMPO DE SECAGEM GRADIENTE DE UMIDADE ( % ) ( kg/m³) ( % ) ( h ) ( %/mm ) 95 Radial Medular 1 166,1 401,5 4,9 NÃO APRESENTOU TRINCAS SUPERFICIAIS 2 159,3 403,3 4,6 3 144,9 337,8 4,7 4 175,0 410,0 5,1 5 185,3 454,7 5,0 Tangencial Juvenil 1 154,5 451,9 5,4 9,0 0,5 2 156,0 449,0 5,5 11,0 1,7 3 151,3 451,9 4,4 7,0 0,9 4 151,4 412,1 4,8 10,0 2,8 5 155,0 450,0 5,5 11,0 1,2 Tangencial Adulto 1 71,0 577,5 5,3 6,0 2,4 2 71,5 525,3 5,2 7,0 1,6 3 68,6 583,9 5,3 6,0 2,5 4 73,1 523,8 5,5 7,0 0,4 5 125,3 481,2 5,5 10,0 1,7 121 Radial Medular 1 157,0 395,5 4,4 NÃO APRESENTOU TRINCAS SUPERFICIAIS 2 163,0 425,6 4,0 3 163,6 391,5 4,2 4 187,3 373,7 4,6 5 114,0 391,0 4,6 Tangencial Juvenil 1 183,6 425,6 5,2 9,0 2,0 2 163,6 390,5 4,8 9,0 2,7 3 197,3 373,5 5,3 9,0 0,0 4 115,0 488,5 4,8 8,0 2,7 5 208,3 354,8 4,9 11,0 4,4 Tangencial Adulto 1 69,6 545,2 5,3 6,0 3,7 2 159,6 440,6 5,8 7,0 0,0 3 181,0 412,1 4,8 8,0 2,5 4 120,5 484,5 5,4 7,0 2,1 5 72,0 540,0 5,7 6,0 2,0
37
CONT. TABELA 08 –VALORES ENCONTRADOS NO ESTUDO
135 Radial Medular 1 159,1 405,3 4,6 NÃO APRESENTOU TRINCAS SUPERFICIAIS 2 169,0 442,5 4,5 3 157,5 370,9 4,5 4 136,5 414,2 4,6 5 173,2 393,4 4,7 Tangencial Juvenil 1 193,1 368,4 4,8 8,0 1,6 2 147,6 446,7 5,5 6,0 2,7 3 136,5 476,1 5,7 7,0 1,7 4 163,3 416,9 5,5 10,0 5,0 5 177,2 408,6 4,8 7,0 1,3 Tangencial Adulto 1 62,9 476,3 6,0 2,7 2 109,3 455,6 5,5 6,0 0,8 3 60,7 601,5 6,3 6,0 2,4 4 112,8 439,9 4,9 6,0 5,0 5 87,0 487,9 4,5 6,0 0,0
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7190 – Projeto de Estruturas de Madeira. Rio de Janeiro, 1997. 107p.
ALBUQUERQUE, C. E. C. Tensões Internas Devido a Gradientes de Umidade. Curitiba, 1999. 26p.
BENDTSEN, B. A. Proprieties of Wood from Improved and Intensively Maneged Trees. For Prod. J., v.28, n.10, p.61-72, 1978.
GREEN, D.W.; KRETSCHMANN, D.E. Moisture Content and the Proprieties of Clear Soutern Pine. Dep. of Agriculture Forest Service, 1994. 28p.
JUNTA DEL ACUERDO DE CARTAGENA. Manual del Grupo Andino para el Secado de Maderas. 1ª Ed. Lima, 1989.
KOCH, P. Utilization of the Southern Pines. Dep. of Agriculture Forest Service, 1972. 2v. 1663p.
KOLLMANN, F. F. P.; COTÊ JUNIOR., W. A. Principles of Wood Science and Technology. Berlin: Springer, 1968. 2v.
MUÑIZ, G. I. B. Caracterização e Desenvolvimento de Modelos para Estimar as Propriedades e o Comportamento na Secagem da Madeira de Pinus elliottii Engelm. E Pinus taeda L. Curitiba, 1993. 235p.
SKAAR, C. Water in Wood. Syracuse University Press, 1972. 218p.
TOMASELLI, I. Aspectos Fisicos da Secagem de Pinus elliottii Engelm. Acima de 100ºC. Curitiba, 1981. 128p.
39
TSOUMIS, G. Science and Technology of Wood: Structure, Proprieties, Utilization. Nova York, Van Nostrand Reinhold, 1991. 494 p.
ZADERENKO, C. Determinación de Tiempos de Secado por Difusión en Cámaras Convencionales para Pinus taeda Implantado de Misiones. Universidad Nacional de Misiones, 2000. 166p.
