RENDIMENTO EFETIVO EM LAMINAÇÃO DE MADEIRA DE Pinus oocarpa
CULTIVADA NO ESTADO DE MINAS GERAIS
Allyne Ferreira Santos1, José Benedito Guimarães Junior2, Evelyn Hoffmamm
Martins³, Jéssica Vieira Lima4, Thiago de Paula Protásio5
1. Graduanda em Engenharia Florestal na Universidade Federal de Goiás - Regional
Jataí ([email protected])
2. Prof. Dr de Engenharia Florestal na Universidade Federal de Goiás - Regional
Jataí.
3. Mestranda em Agronomia na Universidade Federal de Goiás - Regional Jataí
4. Graduanda em Engenharia Florestal na Universidade Federal de Goiás - Regional
Jataí
5. Prof. Mestre de Engenharia Florestal na Universidade Federal de Goiás - Regional
Jataí
Recebido em: 31/03/2015 – Aprovado em: 15/05/2015 – Publicado em: 01/06/2015
RESUMO
A manufatura de painéis de madeira compensada conta com o uso de lâminas
torneadas obtidas por desenrolamento contínuo. A madeira de Pinus spp,
proveniente de florestas plantadas, tornou-se a principal matéria-prima para
produção de lâminas e compensados. O seu rendimento em laminação tem sido
apontado como referência para se avaliar a viabilidade de outras espécies a esse
processo, além da fácil trabalhabilidade da madeira. Entretanto, a indústria brasileira
encontra vários problemas, destacando o rendimento em laminação insuficiente o
que dificulta a comercialização dos mesmos no mercado internacional. Partindo
deste principio, este trabalho foi conduzido com o objetivo de compreender o
rendimento em laminação de madeiras de Pinus oocarpa. Foram abatidas duas
árvores da espécie Pinus oocarpa, ambas com 25 anos, proveniente de um plantio
experimental localizado no Campus da Universidade Federal de Lavras (UFLA).
Destas foram retiradas duas toras, de cada arvore, com aproximadamente 58 cm de
comprimento e 32 cm de diâmetro, para laminação. Densidade básica da medeira de
0,47 g/cm³. As toras foram descascadas e posteriormente laminadas, obtendo peças
com dimensões de 0,002m x 0,51m x 0,51 m. O rendimento médio no processo de
laminação foi de 57,53%, as perdas por casca e conicidade alcançaram um valor
médio de 35,59%, a perda por rolo resto foi 6,88% e perda total de 42,47%. Valores
estes baixos do rendimento efetivo de laminação, se comparado com o estimado.
PALVRAS-CHAVE: desdobro, casca e conicidade, compensados, mercado
internacional
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EFFECTIVE YIELD IN Pinus oocarpa WOODEN ROLLING CULTIVATED IN THE
STATE OF MINAS GERAIS
ABSTRACT
The manufacture of plywood panels has the use of turned blades obtained by
continuous unwinding. The wood of Pinus spp, from planted forests, has become the
main raw material for veneer and plywood. Their income in rolling has been touted as
a reference to assess the viability of other species in this process, and the easy
workability of wood. However, the Brazilian industry is several problems, highlighting
the yield insufficient lamination which makes the marketing of these products in the
international market. Based on this principle, this study was conducted in order to
understand the performance in rolling Pinus oocarpa woods. Two trees were
harvested species Pinus oocarpa, both aged 25, from an experimental plantation
located on the campus of the Federal University of Lavras (UFLA). These two logs
were removed from each tree, with approximately 58 cm long and 32 cm in diameter
to lamination. Basic density of Medeira of 0.47 g / cm³. The logs were peeled and
subsequently rolled, obtaining parts with dimensions of 0,51m x 0.51 m 0,002mx.
The average yield in the lamination process was 57.53%, losses taper shell and
reached an average of 35.59%, the rest roller loss was 6.88% and total loss of
42.47%. These low values of the effective yield of lamination, compared with the
estimated.
KEYWORDS: sawing, international market, shell and taper, plywood.
INTRODUÇÃO
Painéis laminados são constituídos de lâminas de madeira dispostas de forma
perpendicular, coladas umas sobre as outras, com o uso de adesivo e sob o efeito
de pressão e temperatura. Tal disposição tem a finalidade de balancear os
diferentes comportamentos físicos e mecânicos das lâminas de camadas contíguas.
(LIMA, 2011; IWAKIRI, et Al., 2012). A manufatura de painéis de madeira
compensada conta com o uso de lâminas torneadas obtidas por desenrolamento
contínuo. Tais lâminas movimentam um processo produtivo, industrializado, que se
iniciou a partir do desenvolvimento do primeiro torno rotativo para produção de
lâminas contínuas em 1818. (BONDUELLE et al., 2006).
No Brasil, as primeiras informações acerca de laminados, no âmbito industrial,
trazem como destaque a madeira de Araucaria angustifolia, mas a escassez da
matéria-prima decorrente da exploração inadequada e incontrolada da madeira
desta espécie, fez com que as indústrias apostassem no uso de outras madeiras.
Um exemplo dessas novas opções é a madeira de Pinus spp, proveniente de
florestas plantadas, que começou a ser utilizada, tempos depois, em escala
comercial, tornando-se a principal matéria-prima neste setor. (BONDUELLE, et al.,
2006).
As espécies de pinus são plantadas e valorizadas pela coloração da madeira;
pela madeira de fibra longa; pela fácil trabalhabilidade da madeira; pela possibilidade
de extração de resina, e pela rusticidade e tolerância. (EMBRAPA, 20148) A espécie
Pinus oocarpa, por exemplo, é uma espécie produtora de madeira de dureza média
e alta resistência física, com densidade variando de 0,43 a 0,55 g/cm³. No Brasil,
esta espécie é plantada para produção de madeira para processamento mecânico e
produção de resina na região dos planaltos tropicais. (EMBRAPA, 2011; EMBRAPA,
2014).
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O rendimento em laminação de algumas espécies do gênero Pinus, em função
da reconhecida empregabilidade destas para produção de lâminas em escala
industrial, tem sido apontado como referência para se avaliar a viabilidade de outras
espécies a esse processo (MELO, 2012). Neste sentido, novos estudos estão sendo
conduzidos e novos gêneros, inclusive nativos, ganharam espaço no que se refere a
desempenho na produção de painéis laminados; como por exemplo, Schizolobium,
Eucalyptus, Parkia, Brosimum, Cordia e Cryptomeria (LIMA, 2011; PINTO, 2011).
A indústria brasileira de laminação e de compensados encontra vários
problemas, os quais dificultam a produção de painéis de qualidade e, por
conseguinte, influenciam negativamente quando na colocação desses produtos no
exigente mercado internacional.
Dentre estes problemas encontra-se o rendimento em laminação insuficiente;
onde a produtividade esperada com base nas características dendrométricas das
toras, não é alcançada. Neste âmbito, um menor número de lâminas corresponde a
uma grande quantidade de resíduos e um menor número de painéis, acarretando em
prejuízos em várias perspectivas.
MÜLLER (2009) destaca que, para o alcance do rendimento esperado, e uma
produção de lâminas com qualidade satisfatória, é fundamental a seleção da
matéria-prima sendo que, essa seleção deve ocorrer de acordo com o uso final que
será atribuído às lâminas. Parâmetros como fator de conicidade, diâmetro da tora e
diâmetro do rolo resto, são considerados básicos para aumentar o rendimento.
As técnicas de processamento da madeira também influenciam fortemente no
resultado final da laminação. TSUOMIS (1991) destaca a velocidade de corte, ajuste
da faca e barra de pressão e afiação da faca como detalhes a serem muito bem
avaliados quando se trata de produtividade.
MENDES et al., (2000) mencionam ainda que os cuidados que antecedem a
fase de processamento, como cuidados no manuseio e preparação das toras no que
se refere a condições de armazenamento, acondicionamento, aquecimento,
constituem um ponto no processo de laminação que deve receber atenção para que
não gere futuros problemas. Além disso, segundo BONDUELLE, et al., (2006), o
baixo nível tecnológico dos equipamentos empregados, associado a carência de
técnicas modernas e especializadas, também contribuem para um baixo rendimento.
Partindo desta problemática, este trabalho foi conduzido com o objetivo de
compreender o rendimento em laminação de madeiras de Pinus oocarpa, cultivadas
no Campus experimental da Universidade Federal de Lavras, e avaliar o rendimento
efetivo das mesmas em relação ao esperado.
MATERIAL E MÉTODOS
O material de estudo utilizado foi proveniente de um plantio experimental
localizado no Campus da Universidade Federal de Lavras – UFLA, Estado de Minas
Gerais.
Seleção e preparo do material
Foram abatidas duas árvores da espécie Pinus oocarpa, ambas com 25 anos,
e, de cada uma, foram retiradas duas toras com aproximadamente 58 cm de
comprimento e 32 cm de diâmetro, para laminação. A densidade básica destas
madeiras está em torno de 0,47 g/cm³. As árvores foram selecionadas com base nos
diâmetros, visando toras com maior volume, e consequentemente, maior rendimento
em lâminas. O diâmetro médio visado foi de 32 cm.
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O volume das toras pode ser visualizado na tabela 1.
TABELA 1. Volume das toras de Pinus oocarpa laminadas.
Toras laminadas
Volume tora (m³)
1
0,0544
2
0,0579
3
0,0453
4
0,0454
Média
0,0507
Desvio
0,0064
CV (%)
12,56
As toras foram acondicionadas em um tanque com água por 72 horas, e
posteriormente levadas a uma caixa d’agua com resistência elétrica, onde
permaneceram por 72 horas submersas em água a 66ºC.
Processo de laminação de toras
Após o período de aquecimento as toras foram descascadas e posteriormente
laminadas em um torno com espessura nominal de lâmina de 2 mm . Estas foram
enroladas em bobinas e em seguida guilhotinadas, obtendo lâminas com dimensões
médias finais de 0,002 x 0,51 x 0,51 m aproximadamente.
Depois de guilhotinadas as lâminas foram colocadas em suportes de metal e
levadas à estufa, onde permaneceram até atingirem umidade na base seca de 5%,
sendo em seguida classificadas para produção de painéis compensados.
Determinação do rendimento em laminação
O cálculo do rendimento e os parâmetros de avaliação da laminação foi
realizado com base na medição do diâmetro das toras em 3 etapas: com casca e
conicidade, sem casca e já arredondadas, e do rolo resto. Também se avaliou a
espessura média das lâminas. A partir desses dados foram calculadas para as toras,
as seguintes variáveis: rendimento da laminação, perdas por casca e conicidade;
perdas de rolo resto; perdas totais.
O número de lâminas esperado para cada tora também foi calculado com
base nas variáveis dendrométricas das mesmas: diâmetro das duas extremidades
da tora (com casca e sem casca), comprimento das toras e volume. Em seguida foi
calculado o rendimento efetivo da laminação, com base no número de lâminas
esperado e o número de lâminas obtido no processo de desdobro.
As seguintes equações foram utilizadas para cálculo das variáveis do
rendimento da laminação, perda por casca e conicidade, perdas de rolo resto e
perdas totais.
R=
Dcc ²−Drr ²
x 100
Dt ²
Prr=
Drr ²
x 100
Dt ²
Pcc=
[
Dt ²−Dcc ²
x 100
Dt ²
NL= ( D s /c −D r / r ) ×
]
π
÷e
4
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Tabela 2 e a Figura 1 apresentam os valores de rendimento do processo de
laminação e as respectivas perdas. Tais valores destacam o rendimento total diante
do volume inicial das toras. A diferenciação das lâminas com base na qualidade
(capa e miolo) não foi feita, uma vez que os posteriores usos das mesmas, e
objetivo central da laminação não carecia de tais informações.
TABELA 2. Rendimento da laminação, percentagem de perdas por casca e
conicidade, perdas por rolo resto e perdas totais.
Toras
laminadas
1
2
3
4
Média
Desvio
CV (%)
Rendimento
laminação (%)
63,03
53,57
60,37
53,14
57,53
4,94
8,59
Perda casca e
conicidade (%)
28,91
40,81
32,72
39,90
35,59
5,74
16,12
42,47
57,53
6,88
35,59
Perda rolo
resto (%)
8,06
5,61
6,91
6,95
6,88
1,00
14,53
Perda
total (%)
36,97
46,43
39,63
46,86
42,47
4,94
11,63
Rendimento laminação (%)
Perda casca e
conicidade (%)
Perda rolo resto
(%)
Perda total (%)
FIGURA 1. Perdas no processo de laminação.
O rendimento médio no processo de laminação foi de 57,53%. Esta média, em
geral, está dentro dos valores obtidos por outros pesquisadores para Pinus e para
outras espécies. BORTOLETTO JÚNIOR (2008) trabalhando com Pinus merkusii
encontrou um rendimento médio de 57,4% na laminação; já PINTO (2011) encontrou
rendimento médio de 49,82%. No processo de laminação para Cryptomeria japonica,
valores próximos aos 57% encontrados neste estudo.
As perdas por casca e conicidade foram as mais significativas, alcançando
um valor médio de 35,59%. ALMEIDA (2011) avaliando a madeira de híbrido de
Pinus elliottii x Pinus caribaea observou que a maior perda média do processo de
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laminação ocorreu na etapa de arredondamento – 32,14%, e atribuiu esta perda à
elevada conicidade das toras. BORTOLETTO JÚNIOR & BELINI (2002) se
depararam com o mesmo problema, obtendo 22,9% de perdas por descascamento e
arredondamento trabalhando com Schizolobium parahyba. Os autores explicam que
as perdas na operação de descascamento revelam o teor em casca, o qual é
inerente à espécie, não ao processo, já perdas referentes à operação de
arredondamento estão relacionadas à conicidade, a qual é mais acentuada quanto
mais próxima da base da árvore a tora se encontrar. Estes problemas podem ser
minimizados pela seleção de matrizes com boa forma e correto acompanhamento da
implantação e condução dos povoamentos.
DOBNER JÚNIOR et al., (2013), em trabalho com Pinus taeda destacaram
que as possíveis causas das perdas no rendimento seriam baixa qualidade da
matéria prima, elevada conicidade das toras mais grossas e metodologia de
laminação não apropriada; o que também condiz com as causas de perdas
encontradas neste trabalho.
A perda por rolo resto foi pouco expressiva quando comparada as outras
fontes de perda e ao volume inicial das toras. O valor encontrado foi semelhante aos
6,4% vistos por HOFFMANN et Al., (2011), mas superior aos 3,7% encontrados por
MODES et. al (2014) ao trabalhar com Schizolobium parahyba. Segundo MELO et
al., (2014) a ausência de garras fixadoras no torno tipo tracionado possibilita a
laminação da madeira ate um diâmetro de 4,0 cm (rolo resto), enquanto um torno
tradicional, próximo ao que foi usado neste trabalho, permitiria laminar apenas ate
12,0 cm. Avaliando a quantidade de lâminas, foi feita uma comparação entre a real
produtividade em lâminas (números absolutos) e a estimativa feita. (Figura 2)
FIGURA 2. Número de lâminas – esperado x obtido.
Houve uma diferença expressiva na quantidade estimada e na quantidade
obtida de lâminas; o número obtido não foi condizente com o calculado, uma vez
que as toras tinham potencialidade para um maior rendimento. Dentre as possíveis
causas de tal diferença se encontra a perda por manuseio e segregação de lâminas
não inteiras. Este tipo de perda refere-se às operações de desenrolamento da
bobina de lâminas e de sua subsequente guilhotinagem.
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Alguns autores chegaram a encontrar até 20% de perdas por manuseio e
segregação de lâminas. Este percentual ficou superior aos autores estudados,
possivelmente devido à retirada das lâminas que não eram inteiras, mas que em um
processo de produção de compensado normalmente são aproveitadas, diminuindo,
desta maneira, as perdas e incrementando o rendimento. BORTOLETTO JÚNIOR
(2008) explica que as perdas por manuseio podem ter sido em função da espessura
diminuta das lâminas, pois as lâminas mais finas são menos firmes e quebram com
maior facilidade, portanto, resistem menos ao manuseio.
Ainda considerando a espessura, pode-se afirmar que a desuniformidade das
espessuras das lâminas contribui para a redução no rendimento em laminação.
IWAKIRI (2005) especifica que a desuniformidades da espessura constitui um
defeito da laminação que afeta o rendimento e que pode ter origem em pontos
relativos às condições mecânicas de ajuste e operacionais do torno e da
faqueadeira, além disso, o aquecimento, qualidade e condições de armazenamento
das toras também podem influenciar no resultado da laminação.
A relação entre o rendimento em laminação baseado no diâmetro do rolo
resto, e o rendimento efetivo, baseado no número de lâminas possíveis e o número
de lâminas obtido pode ser visualizado na Figura 3.
FIGURA 3. Rendimento em laminação x rendimento efetivo.
A porcentagem de perdas foi elevada em virtude das causas citadas
anteriormente. Aparentemente o processo de laminação pode ser eficiente no que
diz respeito ao aproveitamento da tora, contudo a obtenção de lâminas não é
suficiente quando se compara a potencialidade da madeira.
MELO (2012) destaca que baixos rendimentos podem estar atrelados às
condições operacionais do equipamento, tais como: velocidade de corte, ajuste da
geometria da faca e barra de pressão, afiação da faca. Outros fatores como
qualidade da tora no que se refere a retilinidade e fator de conicidade do fuste,
diâmetro, ausência de fendas de topo e aquecimento da madeira, afetam
diretamente o rendimento em laminação, e devem ser bem trabalhados.
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CONCLUSÃO
A madeira de Pinus oocarpa advinda de plantio experimental localizado no
Campus da Universidade Federal de Lavras – UFLA apresentou bons resultados
para a laminação, apresentando rendimento médio de 57,53%.
Dificuldades com maquinário, casca e conicidade, porém, fizeram com que o
rendimento efetivo da laminação fosse baixo em vista do estimado chegando a
perdas de 50%.
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