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REVISTA DA MADEIRA - EDIÇÃO N°106 - JULHO DE 2007

Painis

Chapas de partculas aglomeradas com incluso laminar

A indstria de chapas de partculas teve sua origem na Alemanha, desenvolvendo-se aps a segunda Guerra Mundial. Porem, a grande expanso desta indstria ocorreu inicialmente nos EUA, e a partir da, no resto do mundo. No Brasil, as chapas de partculas comearam a ser fabricadas em 1966.

Os painis de madeira aglomerada surgiram da necessidade de amenizar as variaes dimensionais da madeira macia, diminuir seu peso e custo e manter as propriedades isolantes, trmicas e acsticas. Estes painis so estveis, podendo ser cortadas em qualquer direo, o que permite o seu maior aproveitamento. So amplamente usadas na indstria de mveis, construo civil, embalagens, entre outros. Dentre os produtos base de madeira, as chapas de partculas vm apresentando as maiores taxas de crescimento de produo, em funo da gama de produtos disponveis e flexibilidade na aplicao para os mais variados fins.

De modo geral, aps a colheita de uma rvore, apenas 50 a 60% do volume final transformada em tbuas utilizado. Isto tem incentivado a procura de meios alternativos para aumentar o aproveitamento da madeira, desenvolvendo de novos produtos, inclusive com aplicao estrutural. Quando se estuda a ao de foras em painis estruturais, percebe-se que a concentrao das foras ocorre principalmente nas regies mais externas nas chapas, ou seja, nas faces superiores e inferiores. Partindo-se dessa constatao, faz sentido se utilizar a madeira de melhor qualidade, que apresenta maior resistncia e maior rigidez na parte externa dos painis e a madeira de menor qualidade na parte interna, formando o miolo do painel. Esse conceito a base da teoria do COM-PLY.

O grande mrito do COM-PLY se encontra no fato de que a madeira de melhor qualidade utilizada numa situao na qual ela prov uma maior resistncia chapa ou compsito. J a madeira de menor qualidade, localizada na regio central do tronco, responsvel pela composio do miolo da chapa. No final das contas, pode-se aproveitar cerca de 90% da madeira que chega fbrica, obtendo-se assim um produto de boa qualidade e alto valor agregado.

A incluso de reforo laminar em chapas de partculas de madeira aglomerada COM-PLY, influencia nas propriedades de flexo esttica, mostrando aumento significativo, devido localizao na linha neutra do painel, reduz a expanso linear, devido s restries impostas pelas lminas e reduz a absoro de gua e inchamento em espessura. O COM-PLY pode ser fabricado com um arranjo de 3 ou 5 camadas. Quando produzidos em uma nica etapa, ou seja, quando ocorre a prensagem das lminas de madeira juntamente com o colcho de partculas, as fissuras ou fendas presentes nas lminas so automaticamente preenchidas com as partculas de madeira.

Em princpio, todo e qualquer material lignocelulsico pode ser utilizado com matria-prima para a fabricao de chapas de partculas. Entretanto madeira a principal fonte de matria-prima para a produo do produto. Dentre as espcies utilizadas destacam-se as de reflorestamento, como o caso do paric (Schyzolobium amazonicum Huber ex. Ducke) e de espcies de eucalipto devido a seu rpido crescimento, principalmente nos primeiros anos de vida; imunidade a pragas e doenas; e pelo valor comercial da madeira.

O paric (Schyzolobium amazonicum Huber ex. Ducke), vulgarmente conhecida na regio amaznica como paric, bandarra ou guapuruvu-da-amaznia, pertence a famlia Leguminosae Caesalpinoidea. Ocorre naturalmente na Amaznia Brasileira, no Peru e na Colmbia, em mata primria e mata secundria de terra firme e vrzea alta. Sua madeira macia, leve, com textura grossa, gr direita e irregular, cerne creme-avermelhado e alburno creme-claro. Apresenta processamento fcil e recebe bom acabamento, devido baixa densidade da madeira, o paric apresenta bom potencial como matria-prima para confeco de chapas de madeira aglomerada.

Neste trabalho, foram fabricadas chapas de partculas aglomeradas com incluso de lminas como reforo estrutural, produzidas com madeira de paric e associaes com Eucalyptus grandis.

MATERIAL E MTODOS

Foram produzidos nove painis, sendo os tratamentos (T) oriundos de diferentes formulaes de partculas de paric e eucalipto (T1: 100% paric; T2: 75% paric e 25% eucalipto; e T3: 50% paric e 50% eucalipto), foram feitas trs repeties para cada tratamento. Empregou-se 6% de adesivo base de uria-formaldedo, com teor de slidos de 65%, pH 9 e viscosidade em torno de 540cp. As partculas foram confeccionadas a partir de maravalhas produzidas em uma desengroadeira, passadas no moinho de martelo e peneiradas para retirada de finos e secadas a uma umidade de 3%. As lminas, tambm de paric, com espessura nominal de 1,5 mm foram utilizadas para o reforo laminar.

O colcho com as partculas, j com as lminas, foi formado manualmente, fazendo uma pr-prensagem. A prensagem foi realizada com uma prensa mecnica de pratos planos, nas dimenses 60 x 60 x 1 cm, uma temperatura de 170C, com uma taxa de compresso de 1:3, por durante 8 minutos. A densidade nominal das chapas de 0,4 g/cm3, classificando-se como de baixa densidade. Aps um perodo de estabilizao de no mnimo 72h foram confeccionados os corpos-de-prova para ensaios.

Antes de serem submetidos aos ensaios, os corpos-de-prova foram acondicionados em cmara climtica at atingir a umidade de equilbrio, nas condies de (65 ? 5) % de umidade relativa e temperatura de (20 ? 3) oC, segundo a norma NBR 14810-1/2002 da ABNT. Foram avaliadas as propriedades fsicas das chapas (teor de umidade, massa especfica, expanso linear, inchamento em espessura e absoro de gua por 2 e 24 horas) e propriedades mecnicas (resistncia flexo esttica e mdulo de elasticidade, resistncia trao perpendicular, resistncia ao arrancamento de parafuso e dureza Janka).

PROPRIEDADES DAS CHAPAS

As chapas entraram em equilbrio com teor de umidade mdia de 8,55%, no havendo diferena estatstica entre os tratamentos. A densidade mdia das chapas de 0,4 g/cm3, havendo pequena diferena entre os tratamentos, sendo 0,38; 0,39; e 0,41g/cm3, para T1, T2 e T3, respectivamente.

A expanso linear mdia das chapas foi de 0,048%, muito abaixo do que o estabelecido nas normas para o aglomerado, o que mostra a influncia da lmina no aumento da estabilidade. A Figura 1 mostra os valores de expanso linear em cada tratamento, onde se observa que com aumento da porcentagem de partculas de eucalipto, se reduz a expanso, no havendo diferena significativa.

O inchamento em espessura e a absoro de gua se tratam de caractersticas importantes, uma vez que estabelece o comportamento dos painis quando submetidos a diferentes condies do ambiente. Analisando as Figuras 2 e 3, observa-se um elevado aumento dos valores de inchamento e absoro, aps 2 horas de imerso, no alterando muito aps 24 horas. Com relao ao inchamento em espessura, no houve diferena significativa entre os tratamentos, alm disso, os valores se mostraram ligeiramente elevados quando se comparado s exigncias para o aglomerado. Em ambos os casos, nota-se maior alterao no tratamento 1, onde tem-se 100% de partculas de paric, reduzindo com a insero de eucalipto. Os valores mdios do inchamento em espessura foram de 13,8% em 2 horas e de 16,3% em 24 horas, no apresentando diferena significativa entre os tratamentos. Os valores mdios da absoro de gua foram de 122,1% em 2 horas e de 146,6% em 24 horas, apresentando diferena estatstica entre os tratamentos.

A resistncia flexo (mdulo de ruptura MOR) apresentada na Figura 4. Como se pode observar houve diferena significativa entre os tratamentos, onde o T2, com 75% de partculas de paric e 25% de eucalipto, apresentou maior resistncia, seguido de T3 e T1. O mdulo de elasticidade (MOE) est representado na Figura 5, observando-se que tambm h diferena estatstica entre os tratamentos, porm, crescendo a elasticidade com o aumento de partculas de eucalipto. Novamente, pode-se observar o elevado valor do MOE e MOR do COM-PLY quando se comparado s exigncias mnimas para o caso dos aglomerados.

A trao perpendicular uma propriedade importante, pois um indicador da qualidade de adeso entre as partculas de madeira, um teste que indica o efeito do adesivo e do agente de ligao. Como se observa na Figura 6, ao se aumentar a proporo de eucalipto, reduz-se a resistncia trao, no existindo diferena estatstica entre os tratamentos.

A resistncia ao arrancamento de parafuso uma propriedade importante para a indstria moveleira e civil. Conforme pode ser verificado na Figura 7, a insero de partculas de eucalipto nas chapas elevou sua resistncia, sendo que o tratamento 2 (25% eucalipto) teve valores superiores aos demais. No apresentaram diferena significante.

Analisando a Figura 8, observa-se que com a elevao da quantidade de partculas de eucalipto nas chapas, h elevao tambm na dureza Janka desta. Sendo estatisticamente significativas.

Os resultados obtidos em alguns testes mecnicos mostraram a eficincia da incluso laminar nas chapas de aglomerado. Dados de flexo esttica (MOE e MOR) se mostraram altos, quando se considera a densidade das chapas. Expanso linear se mostrou baixa, possivelmente devido presena das lminas de madeira. Os dados de inchamento em espessura se mostraram um pouco acima do que o exigido nas normas para chapas de baixa densidade, ao passo que a absoro foi muito alta. Ensaios de arrancamento de parafuso, em geral, ficaram em torno do mnimo exigido pela norma. O estudo mostra que a incluso laminar responsvel pelo aumento de vrias propriedades da chapa, e que a queda de algumas outras propriedades pode ser devido matria-prima utilizada e variveis de processo que influenciam nas caractersticas da chapas. Outros estudos envolvendo a utilizao de outras matrias-primas, densidades e possveis finalidades da chapas seriam importantes.

Andria Colli - Mestranda em Cincia Florestal - UFV

Rafael Naumann - Mestrando em Cincia Florestal - UFV

Benedito Rocha Vital - Prof. Depto de Eng. Florestal - UFV

Graziela Vidaurre - Doutoranda em Cincia Florestal - UFV

Pedro Gustavo U. Frederico - Graduando em Engenharia Florestal UFV

Luciano Zaneti Centro de Pesquisa do Paric - CPP

Painis COM-PLY, confeccionados com partculas de paric e Eucalyptus grandis, revestido com lminas de paric.

Prensa mecnica de pratos planos, utilizada na fabricao das chapas.