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XIII Encontro Latino Americano de Iniciação Científica e IX Encontro Latino Americano de Pós-Graduação – Universidade do Vale do Paraíba
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INFLUÊNCIA DO TEOR DE UMIDADE NAS PROPRIEDADES DE A DESÃO DA
MADEIRA DE Corymbia citriodora
Javan Pereira Motta 1, Rejane Costa Alves 2, José Tarcísio da Silva Oliveira 3
¹Mestrando em Ciências Florestais, UFES, [email protected]
2Graduanda em Engenharia Industrial Madeireira, CCA-UFES Alegre - ES, [email protected] 3Eng° Florestal, DSc, Prof. Adjunto IV, Depto. de En genharia Florestal, CCA-UFES, Alegre - ES,
Resumo - Tendo em vista que o teor de umidade da madeira é um importante fator durante a operação de união das peças com adesivos, este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da umidade nas propriedades de adesão da madeira do Corymbia citriodora. O comportamento de juntas coladas da madeira, utilizando um adesivo termofixo e outro termoestável foi avaliado em diversas condições de teor de umidade da madeira. Os adesivos utilizados são à base de resina resorcínica (Cascophen RS216M) e acetato de polivinila - PVA (CASCORES 2590). Utilizaram-se quatro classes de umidade da madeira: 8, 10, 12 e 14%, obtidas através do condicionamento em uma câmara climatizada. Os ensaios de adesão seguiram as normas da ASTM D-905 (1994). Avaliou se o efeito do teor de umidade no momento da colagem e tipo de adesivo utilizado. O desempenho dos tratamentos estabelecidos foi julgado tanto pela análise da resistência média apresentada, bem como pelo percentual de falhas da madeira, seguindo a norma da ASTM D-3110 (1994). Palavras-chave: Madeira de Eucalipto citriodora, Teor de umidade, Adesão.
Área do Conhecimento: Ciências Agrárias Introdução
Atualmente o uso da madeira de eucalipto para uma diversidade de usos industriais está sendo cada vez maior, como por exemplo, têm a construção civil em geral, indústrias de embalagens e de painéis e o setor moveleiro, que absorvem grande parte dessa matéria prima. Porém a qualidade final dos produtos originados depende do correto processamento dessa matéria prima.
Objetivando reduzir ou eliminar problemas relacionados às peças de dimensões relativamente pequenas oriundas de reflorestamento, que possuem geralmente árvores de pequenos diâmetros, utiliza-se a união dessas peças com auxilio de adesivos. Sabe-se que algumas espécies do gênero Corymbia possuem algumas dificuldades de adesão de suas madeiras, para que estas possam desempenhar-se bem nas condições de utilizações. Por se caracterizar em um elevado número de espécies, possui poucas espécies de madeiras de fácil adesão, com o predomínio daquelas de difícil colagem, sobretudo àquelas de elevada massa específica aparente e teores de extrativos elevados.
Petrauski (1999) estudou o comportamento da adesão de juntas coladas de Corymbia citriodora (Eucalipto citriodora). Naquele estudo a autora
tinha como objetivo definir as melhores combinações de variáveis como consumo de adesivo, pressão de colagem e número de faces de aplicação do adesivo à base de resorcinol formaldeído. A autora chegou a conclusão que a resistência ao cisalhamento das juntas coladas da madeira de C. citriodora, foi afetada pelas variáveis estudadas, ou seja, consumo de adesivo, pressão de colagem e número de faces de aplicação do adesivo. Existindo ainda efeito significativo para as seguintes interações: consumo X pressão, e consumo X face de colagem.
Para se otimizar o uso dos adesivos deve-se também levar em consideração o aspecto econômico, uma vez que na utilização estrutural, na maioria das vezes o seu custo é fator limitante no desenvolvimento de produtos. Por exemplo, no Brasil, o grande fator limitante para a produção de madeira laminada colada (MLC) é o custo do adesivo, em que àquele à base de resorcinol formaldeído, que é importado, pode segundo Lima (1994) e Bohn; Szücs (1995), representar entre 40 e 60% do custo final. Visando reduzir o consumo de adesivo, Bohn (1995) estudou o efeito da diluição de adesivo à base de resorcinol na qualidade das juntas coladas de madeira, percebendo que uma diluição em até 40% com água pode ser viável. Nesta mesma linha, Abrahão (1999) estudou a redução de área colada
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em elementos estruturais (vigas e colunas) feitos com madeira de Eucalyptus grandis, laminada e colada. Petrauski (1999) também estudou o efeito da redução de área colada, em colunas feitas com madeira de Eucalyptus grandis, no módulo de elasticidade e nas cargas de ruptura. Os valores de área colada foram 100, 50, 30, 20 e 10%. Não foi constatado efeito da redução da área colada no módulo de elasticidade. A carga de ruptura reduziu em certos tratamentos.
Este presente trabalho tem como principal objetivo avaliar a influência do teor de umidade nas propriedades de adesão da madeira do C. citriodora. Com alguns obejtivos específicos: (i) avaliar o comportamento de juntas coladas da madeira unidas com dois adesivos comerciais, sendo um termofixo e outro termoestável; (ii) a influência das condições de teor de umidade da madeira nas propriedades de colagem da madeira. Metodologia
A parte experimental relativo a este estudo foi desenvolvida no Laboratório de Ciência da Madeira (LCM) do Núcleo de Estudos e de Difusão Tecnológica em Florestas, Recursos Hídricos e Agricultura Sustentável (NEDTEC) do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo.
Quanto à madeira que utilizada, foi proveniente do comércio madeireiro em geral da espécie de Corymbia citriodora.
Utilizaram-se adesivos a base de resina resorcínica, conhecido como Cascophen RS216M, e de acetato de polivinila – PVA (CASCORES 2590), que foram gentilmente cedidos pelo fabricante.
Adotaram-se quatro teores de umidade da madeira: 8, 10, 12 e 14%, obtidos através do condicionamento das amostras de madeira em uma câmara climatizada, com controle automático das condições de temperatura e umidade relativa do ar. Após a climatização das amostras, foram preparadas as juntas a serem unidas.
Os ensaios de adesão seguiram a norma da ASTM D-905 (1994). Após a aplicação do adesivo em cerca de 300 g/m², espalhados com pincel em amostras de madeira de 300X65X20mm devidamente preparadas nas duas faces, foi avaliado o efeito da espécie de madeira, teor de umidade no momento da colagem e tipo de adesivo utilizado.
O desempenho dos tratamentos estabelecidos foi avaliado tanto pela análise da resistência ao cisalhamento paralelo médio ao teor de 12% de umidade, bem como pelo percentual de falhas da madeira ocorridas nas juntas, que seguiram a norma da ASTM D-3110 (1994).
A análise dos resultados foi realizada com o auxílio de análise de variância, incluindo arranjo fatorial e testes de médias, e também com a utilização de modelos de regressão. Resultados
A Tabela 1, demonstra através do Teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade o comportamento das juntas coladas com os diferentes adesivos (Cascophen RS216M e PVA-CASCORES 2590) nas diferentes classes de umidade em que foi feita a adesão da juntas. Tabela 1- Valores médios e variabilidade para a resistência ao cisalhamento e falha na madeira para juntas coladas de Corymbia citriodora.
Corymbia citriodora
PVAc Resorcinol Classe
de umidade Rc
(Kgf/cm²) Fm (%)
Rc (Kgf/cm²)
Fm (%)
8% 148,54a
(29,77)(20,04)* 66,67 118,75b
(36,78)(30,97) 70,13
10%
136,00b
(23,50)(17,28) 75,20 115,26b
(18,27)(15,85) 81,40
12% 153,00a
(22,09)(14,43) 48,45 132,00a
(26,28)(19,91) 55,81
14% 111,84c
(16,05)(14,35) 77,19 108,36c
(15,93)(14,70) 90,98 * Valores entre parênteses são desvio padrão (kgf/cm²) e coeficiente de variação (%) respectivamente. Dentro da mesma coluna as médias seguidas pela mesma letra são iguais em nível de significância de 5% pelo teste de Tukey. Rc é a Resistência ao Cisalhamento na linha de cola (Kgf/cm²) e Fm é a Falha na Madeira (%).
O comportamento de adesão da madeira de
Corymbia citriodora é ilustrado nas Figuras 1 e 2.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
8% 10% 12% 14%
Classe de umidade (%)
Res
istê
ncia
ao
cisa
lham
ento
(K
gf/c
m³)
PVAc
Resorcinol
Figura 1: Comportamento da madeira de Corymbia citriodora em relação à Resistência ao Cisalhamento Paralelo (Kgf/cm²) nas diferentes classes de umidade.
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3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
8% 10% 12% 14%
Classe de umidade (%)
Fal
ha n
a m
adei
ra (
%)
PVAc
Resorcinol
Figura 2. Comportamento da madeira de Corymbia citriodora em relação à Porcentagem de Falha na Madeira (%) nas diferentes classes de umidade.
Discussão
Relativo às juntas unidas com o adesivo à base de acetato de polivinila (PVAc) observa-se na Tabela 1 que aquelas unidas a um teor de umidade de 8 e 12% não diferiram estatisticamente, apresentando valores de resistência superior às demais. Por outro lado as juntas unidas a um teor de umidade de 14% apresentaram desempenho estatisticamente inferior às demais.
Em relação ao percentual de falha na madeira verifica-se valores baixos (48,45%) para juntas coladas a 12% de teor de umidade, sendo que os demais tratamentos apresentaram valores aceitáveis deste parâmetro.
Relativo às juntas unidas com o adesivo à base de resorcinol-formaldeído, o melhor desempenho foi referente às juntas coladas à 12%, seguido daquelas unidas à 8 e 10%, sem diferenças estatísticas entre estas últimas. Também verifica-se o pior desempenho das juntas unidas a um teor de umidade de 14%. Relativo à percentagem de falha na madeira as juntas coladas a 12% foi inferior.
As Figuras 1 e 2, ilustram o comportamento das juntas coladas com os dois adesivos nas diferentes classes de umidade, tanto pela análise da resistência ao cisalhamento na linha de cola (Kgf/cm²) e pelo percentual de falha na madeira (%), respectivamente.
De acordo com suas características anatômicas, observamos que a madeira de C. citriodora, além de ser uma madeira com densidade alta (1,04 g/cm³), e por possuir extrativos em sua constituição, apresenta de acordo com uma classe de umidade adequada, em torno de 12%, um desempenho aceitável para ambos os adesivos testados.
Conclusão
O desempenho das juntas de madeira de Corymbia citriodora unidas com o adesivo à base de acetato de polivinila foi superior quando se utilizou madeira a um teor de umidade de 8 e 12%.
Relativo a esta mesma madeira unida com adesivo à base de resorcinol-formaldeído as juntas unidas a um teor de umidade de 12% apresentaram desempenho inferior, porém superior às demais de umidade para este mesmo adesivo, quando se observa a resistência ao cisalhamento na linha de cola (Kgf/cm²).
Desta forma, diferentes condições de umidade interferem de fato nas propriedades de adesão da madeira do C. citriodora. Vimos que a faixa ideal de colagem para esta madeira está em torno de 12% de umidade tanto para o adesivo a base de acetato de polivinila quanto para o adesivo a base de resorcinol-formaldeído.
O Corymbia citriodora é uma fonte viável de madeira que pode ser utilizada nas mais diversas aplicações que utilizam adesivos para unir peças de dimensões pequenas nas mais diversas áreas, como na construção civil, movelaria, confecção de embalagens e painéis. Referências - ABRAHÃO, C. P. Efeito da redução da área colada no comportamento de vigas e colunas de madeira laminada de Eucalyptus grandis . 1999. 60 f. Dissertação (Mestrado em Ciência Florestal) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. - AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Annual book of A.S.T.M. Philadelphia , A.S.T.M., 1994. 608 p. (Standards, 15.06, Adhesives). - BOHN, A. R. Influência da espessura das lâminas de cola na madeira laminada colada. 1995. 68 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis. - BOHN, A.R.; SZÜCS, C.A. Influência da espessura dos anéis de crescimento no comportamento mecânico dos elementos de madeira laminada colada. In: ENCONTRO BRASILEIRO EM MADEIRAS E EM ESTRUTURAS DE MADEIRA, 5, 1995, Belo Horizonte. Anais ... Belo Horizonte: EEUFMG; CEFET; IBRAMEM, 1995. v. 1. p. 579-586. - LIMA, M. F. Para vencer grandes vãos. Revista de Tecnologia da Construção – Téchne , São Paulo, v.2, n.11, p.15-17, 1994.
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- PETRAUSKI, S.M.F.C. Desenvolvimento e teste de pórticos treliçados feitos de laminado colado com madeiras de Corymbia citriodora e Eucalyptus grandis . 1999. 129 f. Dissertação (Mestrado em Ciência Florestal) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa.