JUAN CARLOS MEDINA
íTO DA TEMPERATURA DE AQUECIMENTO NA OBTENÇÃO DE LAMINAS
/
•>OR DESENROLAMENTO E SOBRE A QUALIDADE DA COLAGEM DE
COMPENSADOS FENÓLICOS DE PINUS ELLÍOTTH
EN6ELM.
Dissertação apresentada ao Curso de
Pos-Graduaçao em Engenharia Florestal do. Setor de Ciências Agrarias da
Universidade Federal do Paraná, como
requisito parcial para obtenção do
grau de Mestre.
CURITIBA
1986
M I N I S T C R I O DA EDUCAÇÃO 0'CULTURA
UNIVERSIDADE FEDERAI DO P A R A N A
SETOR DF. CIÊNCIAS AGRÁRIAS
COORDENAÇÃO DO CURSO DE PflS-GRADUAÇÂO"EM ENGENHARIA FLORESTAL
P A R E C E R
Os membros da Comissão Examinadora -designada
pelo Çolegiado do Curso de Pos-Graduação cm Engenharia Flores,
tal para realizar a arguição da
Dissertação.de Mestrado apre
sentada polo candidato JUAN CARLOS MEDINA, sob.o título "EFEI
TO DA
TEMPERATURA DE AQUECIMENTO NA OBTENÇÃO DE LfelX NAS
DESENROLAMENTO E SOBRE
FENCLIC05 DE Vlmò
A QUALIDADE
POR
DA COLAGEM DE COMPENSADOR
tlllottll ENGELM" para obtenção do grau de
Mestre em Ciências Florestais - Cuyso de Pds-Graduação em
En
genharia Florestal do Setor de Ciências-Agrarias da universidade Federal do Paraná, área de concentração: TECNOLOGIA
E
UTILIZAÇÃO DE PRODUTOS FLORESTAIS, apôs haver analisado o referido trabalho e arguido o candidato,são do parecer pela "APRO
VAGÃO" da Dissertação, completando assim os requisitos necessários para receber o grau e o Diploma de Mestre era Ciências
Florestais. Observação: 0 critério de avaliação da Dissertação e defesa
da mesma a partir de novembro de 1980 ê apenas APROVADA ou IJIO
APROVADA.
Curitiba, 04 de abril de 19?,f>
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Professor Jose Gabriel de Lelles
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Primeiro Examinador
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Professor I vai do (gvjf(fo-jytés JankowsKy , M.Sc
Sego. n d o E x a nri n a d o \
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,
Professor/Sidon Keinerx Júnior, DR.
\/
Presidente
A minha esposa LILIANA
pelo seu incansável estímulo e apoio
e aos meus pais
CECILIA MARIA
JUAN CARLOS
DEDICO.
AGRADECIMENTOS
Ao Professor Dr. Sidon Keinert Júnior, pela orientação
e incentivo durante a èlaboração deste trabalho.
Aos cò-orientadores Profs. Dr. Ivan Tomaselli e Dr.Amauri Simioni, pela suas-valiosas contribuições.
à Coordenação do Curso de Põs-Graduação em Engenharia
Florestal do Setor de Ciências Agrárias da Universidade Federal
do Paraná, pela aceitação no referido curso.
à CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de
Ensino Superior e â Universidade Federal do Paraná, pela concessão de bolsa de estudo.
à UNSE - Universidad Nacional de Santiago dei Estero,
que possibilitou a realição do Curso dé Põs-Graduação..
à Industria Karson. S.A. por permitir a utilização das
instalações de sua planta industrial.
Aos professores e funcionários do Curso de Engenharia
Florestal e ao pessoal da Biblioteca do Setor de Ciências. Agrárias .
 todos aqueles que emprestaram, sua amizade e apoio
durante a realização deste curso.
Agradecimento póstumo: ao Prof. . Dr.. Peter Karsted por
sua orientação e incentivo.
iii
M Á R I O
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
vi
LISTA DE TABELAS
RESUMO ......
1
1.1
. .
........... o
INTRODUÇÃO
. . .
xiii
01
OBJETIVOS
03
Objetivo
1.1.2
Objetivos específicos
2.1
. viii
..........
1.1.1
2
•..
geral
..
03
03
REVISÃO DE LITERATURA
...
05
FATORES QUE AFETAM A PRODUÇÃO DAS LÂMINAS ......
05
2.1.1
Características da Madeira
05
2.1.2
Aquecimento das Toras
09
2.1.3
Condições de Operação do Torno
14
2.1.4
Secagem das Lâminas
2.2
'
FATORES QUE AFETAM A PRODUÇÃO DOS COMPENSADOS ..
17
20
2.2.1
Características da Madeira
20
2.2.2
Características das Lâminas
22
2.2.3
Condições da Colagem ...
27
2.3
CONTROLE DE QUALIDADE DA COLAGEM
29
2.4
EXPERIÊNCIAS BRASILEIRAS
31
3
MATERIAIS E MÉTODOS
34
3.1
GENERALIDADES
34
3.2
AMOSTRAGEM E COLETA DO MATERIAL
35
iv
3.3
AQUECIMENTO DE. TORAS ............ .... ...........
36
3. 4
LAMINAÇÃO
3.5
SECAGEM E CLASSIFICAÇÃO
38
3.6
DETERMINAÇÃO DO RENDIMENTO
38
3.7
ELABORAÇÃO DOS COMPENSADOS
40
3.8
AVALIAÇÃO DOS PAINÉIS
42
3.9
ANÁLISE ESTATÍSTICA
45
RESULTADOS E DISCUSSÃO
47
4
... . . . .
37
4.1
RENDIMENTOS NA LAMINAÇÃO
47
4.2
CARACTERÍSTICAS DAS LÂMINAS .........
56
4.3
RESISTÊNCIA DA COLAGEM AO ESFORÇO DE CIZALHAMENTO
58
4.4
RECUPERAÇÃO DA ESPESSURA E INCHAMENTO
69
4.5
RESISTÊNCIA Ã FLEXÃO ESTÁTICA
74
5
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
SUMMARY
80
......
ANEXOS
84
85
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
vi
110
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA
1
CORTE TRANSVERSAL DE LÂMINAS DE Pinus sp. OBTIDAS
POR DESENVOLVIMENTO MOSTRANDO A SUPERFÍCIE DO LADO FECHADO (HSE
2
20
)
.
07
FAIXA DE TEMPERATURA FAVORÁVEIS PARA A OBTENÇÃO DE
LÂMINAS POR DESENROLO, VÁLIDO PARA LATIFOLIADAS DE
DIFERENTE PESO ESPECÍFICO
3
. . ..
12
SECÇÃO TRANSVERSAL DE UM TORNO MOSTRANDO A RELAÇÃO
GEOMÉTRICA ENTRE AS PRINCIPAIS PARTES RELACIONADAS
AO CORTE DA LÂMINA .
4
. ..
15
CORPOS DE PROVA DE LINHA DE COLA MOSTRANDO A POSIÇÃO DAS FENDAS DE L AMIN AÇÃO EM RELAÇÃO Â DIREÇÃO
DO ESFORÇO DE. TRAÇÃO
5
24
ESQUEMA DE RETIRADA DE CORPOS DE PROVA DOS COMPENSADOS
6.
43
PERDAS E RENDIMENTO FINAL DAS TORAS DESENROLADAS A
20°C
. 7
50
PERDAS E RENDIMENTO FINAL DAS TORAS DESENROLADAS. A
40°C
51
vi
FIGURA
8
PERDAS E RENDIMENTO FINAL DAS TORAS DESENROLADAS A
60°C ..
9
52
COMPARAÇÃO DOS VALORES DE FALHA NA MADEIRA OBTIDOS
COM OS EXIGIDOS PELA NORMA PSl-74 PARA O TESTE DE
LINHA DE COLA EM ÚMIDO
10
68
DIFUSIVIDADE TÉRMICA NA DIREÇÃO RADIAL EM FUNÇÃO DA
TEMPERATURA E CONTEÚDO DE UMIDADE, PARA ABETO
11
FATOR DE AJUSTE PARA OS VALORES DE DIFUSIVIDADE SEGUNDO O PESO ESPECIFICO
12
88
89
RELAÇÕES ENTRE O NÚMERO DE FOURIER, RAIO NORMALIZADO E TEMPERATURA NORMALIZADA '
vii
90
LISTA DE TABELAS
TABELA
1
DIÂMETROS DAS TORAS MEDIDAS NOS DOIS EXTREMOS .....
2
PROGRAMA DE TEMPERATURA E TEMPOS UTILIZADOS NO AQUECIMENTO DAS TORAS
3
36
37
NORMAS UTILIZADAS NA REALIZAÇÃO DOS TESTES PARA A
DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES FÍSICAS-MECÂNICAS DOS
COMPENSADOS
4
..1
NÚMERO DE CORPOS DE PROVA TESTADOS NA DETERMINAÇÃO
DAS PROPRIEDADES DOS PAINÉIS
5
44
46
DIÂMETROS E VOLUME (m3) DE MADEIRA DE CADA UMA DAS
TORAS ENTRE AS DIFERENTES OPERAÇÕES DURANTE A LAMINAÇÃO
6
48
VOLUMES TOTAIS ENTRE AS DIFERENTES OPERAÇÕES, AGRUPADAS SEGUNDO AS TRÊS TEMPERATURAS DE AQUECIMENTO..
7
49
PERDAS PERCENTUAIS NAS DIFERENTES OPERAÇÕES DURANTE A OBTENÇÃO DE LÂMINAS POR DESENROLO E RENDIMENTO FINAL.
49
viii
TABELA
8
NÜMERO DE LÂMINAS OBTIDAS DAS DIFERENTES QUALIDADES SEGUNDO A CLASSIFICAÇÃO DA PSL-74
9
RENDIMENTO QUALITATIVO EM LÂMINAS SEGUNDO A NORMA
PSl-74
10
55
ESTATÍSTICAS OBTIDAS PARA UMIDADE, PESO ESPECIFICO
E CONTRAÇÃO TANGENCIAL
12
54
COMPARAÇÃO DOS RENDIMENTOS OBTIDOS COM OUTROS VALORES TOMADOS DA LITERATURA
11
54
57
DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DAS LÂMINAS OBTIDAS SEGUNDO OS TRÊS NlVEIS DA TEMPERATURA DE AQUECIMENTO .....
13
57
ESTATÍSTICAS OBTIDAS PARA OS VALORES DE RESISTÊNCIA E PORCENTAGEM DE FALHA NA MADEIRA DO TESTE DE
LINHA DE COLA SECA, PARA OS 2 7 TRATAMENTOS
14
59
ESTATÍSTICAS OBTIDAS PARA OS VALORES DE RESISTÊNCIA E PORCENTAGEM DE FALHA NA MADEIRA DO TESTE DE
LINHA DE COLA ÚMIDA, PARA OS 27 TRATAMENTOS ......
15
RESUMO DE INCIDÊNCIA DOS TRÊS FATORES NA COLAGEM
DOS COMPENSADOS
16
60
61
ESTATÍSTICAS OBTIDAS NOS TRÊS NÍVEIS DOS FATORES
TEMPERATURA DE AQUECIMENTO (T ), TEMPERATURA (T)
cL
E TEMPO (t), PARA AS DIFERENTES VARIÁVEIS DE RESPOSTA DO TESTE DE LINHA DE COLA
ix
63
TABELA
17
RESUMO DOS RESULTADOS OBTIDOS DO TESTE DE TUKEY
EFETUADO PARA AS MÉDIAS DOS TRÊS FATORES ANALISADOS
18
.
.
64
COMPARAÇÃO DOS VALORES DE RESISTÊNCIA E FALHA NA
MADEIRA DO TESTE DA LINHA DE COLA OBTIDOS NESTA
PESQUISA, COM ALGUNS VALORES ENCONTRADOS NA LITERATURA
19
70
ESTATÍSTICAS OBTIDAS NO TESTE DE INCHAMENTO PARA
AS DUAS VARIÁVEIS DE RESPOSTA, RECUPERAÇÃO DA ESPESSURA E INCHAMENTO
20
72
VALORES MÉDIOS OBTIDOS NO TESTE DE FLEXÃO ESTATÍSTICA PARA AS VARIÁVEIS DE RESPOSTA, TENSÃO DE RUPTURA, E MÕDULO DE ELASTICIDADE
21
75
ESTATÍSTICAS OBTIDAS NO TESTE DE FLEXÃO ESTÁTICA
PARA AS VARIÁVEIS. DE RESPOSTA, TENSÃO DE RUPTURA
E MÕDULO DE ELASTICIDADE, NOS SENTIDOS PARALELOS
E PERPENDICULAR ÃS FIBRAS .....'
22
76
COMPARAÇÃO DOS VALORES MÉDIOS OBTIDOS NESTE TRABALHO, COM OS VALORES OBTIDOS POR DIFERENTES AUTORES PARA COMPENSADOS DE Pinus elliottii E
Araucaria angustifolia, E PARA MADEIRA SÕLIDA DE
Pinus elliottii
77
x
TABELA
Al
ANALISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DA
LINHA DE COLA SECA. VARIÁVEL DE RESPOSTA: RESISTÊNCIA
A2
97
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DA
LINHA DE COLA SECA. VARIÁVEL DE RESPOSTA: PORCENTAGEM DE FALHA NA MADEIRA
A3
98
:
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DA
LINHA DE COLA ÚMIDA. VARIÁVEL DE RESPOSTA: RESISTÊNCIA
A4
99
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DA
LINHA DE COLA ÚMIDA. VARIÁVEL DE RESPOSTA: PORCENTAGEM DE FALHA NA MADEIRA
A5
100
TESTE TUKEY PARA OS VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA
EM SECO DA LINHA DE COLA NOS TRÊS NÍVEIS DOS FATORES TEMPERATURA DE AQUECIMENTO (Ta), TEMPERATURA (T) E TEMPO (t)
A6
101
TESTE DE TUKEY PARA OS VALORES MÉDIOS DE RESISTÊNCIA EM ÚMIDO DA LINHA DE COLA NOS TRÊS NÍVEIS DOS
FATORES TEMPERATURA DE AQUECIMENTO (Ta), TEMPERATURA (T) E TEMPO (t)
A7
102
TESTE DE TUKEY PARA OS VALORES MÉDIOS DE FALHA NA
MADEIRA EM SECO DA LINHA DE COLA NOS TRÊS NÍVEIS
DOS FATORES TEMPERATURA DE AQUECIMENTO (Ta) , TEMPERATURA (T) E TEMPO (t)
xi
...
103
TABELA
A8
TESTE DE TUKEY PARA OS VALORES MÉDIOS DE. FALHA NA
MADEIRA EM ÚMIDO DA LINHA DE COLA NOS TRÊS NÍVEIS
DOS FATORES DE TEMPERATURA (T) E TEMPO (t)
A9
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE
RECUPERAÇÃO
AIO
105
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE
INCHAMENTO
Ali
104
106
ANÁLISE DE INTERAÇÃO TEMPERATURA-TEMPO DA ANÁLISE
DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE Ã VARIÁVEL DE RESPOSTA INCHAMENTO
A12
....
107
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE
FLEXÃO ESTÁTICA NO SENTIDO PARALELO. VARIÁVEL DE
RESPOSTA: RESISTÊNCIA MÁXIMA A FLEXÃO
A13
108
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE
FLEXÃO ESTÁTICA NO SENTIDO PARALELO. VARIÁVEL DE
RESPOSTA: MÓDULO DE ELASTICIDADE.
A14
108
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE
FLEXÃO ESTÁTICA NO SENTIDO PERPENDICULAR - VARIÁVEL DE RESPOSTA: RESISTÊNCIA MÁXIMA
A15
'109
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE
FLEXÃO ESTÁTICA NO SENTIDO PERPENDICULAR- VARIÁVEL DE RESPOSTA: MÕDULO DE ELASTICIDADE
xii
109
RESUMO
Nesta pesquisa estudou-se o efeito da temperatura de
aquecimento, da temperatura de prensagem e do tempo de prensagem, sobre as características mecânicas da resistência da linha de cola de compensados elaborados a partir de Pinus elli.otti.-i,
e colados com resina fenõlica. As temperaturas de aquecimento
usadas foram 20°C, 40°C e 60°C. As temperaturas de prensagem
foram 135°C, 145°C e 155QC. Os tempos de prensagem foram 3, 6,
9 minutos. 0 experimento foi completamente casualizado com
arranjo fatorial dos tratamentos. Nesta avaliação ainda levou-se em conta o efeito da temperatura de aquecimento sobre
o rendimento, e qualidade das lâminas. Finalmente e com finalidade de caracterizar o produto determinou-se outras propriedades físicas e mecânicas dos compensados. As três variáveis consideradas afetaram significativamente as características mecânicas da linha de cola. A temperatura de aquecimento afetou
os valores de resistência ao cizalhamento, sendo maiores os
valores para 60°C. As outras variáveis, temperatura e tempo de
prensagem foram determinantes do grau de cura do adesivo. Ã
melhor colagem foi para lâminas desenroladas a 60°C e prensados com 145°C durante 6 minutos, podendo também conseguir-sé
boas colagens com lâminas desenroladas a 60°C e prensadas com
135°C ou 145°C durante 9 ou 6 minutos, respectivamente. A temperatura de aquecimento também afetou o rendimento, e a qualidade das lâminas. Laminar a 60°C proporcionou um rendimento
10% maior que as outras duas temperaturas,.ganho que surgiu
de uma redução que as outras duas.temperaturas, ganho que
surgiu de uma redução de 5 0%' das perdas de lâminas no manuseio
posterior ao desenrolamento. Constatou-se ainda que o ganho
foi em lâminas provenientes das partes o fuste de maior nodosidade. A profundidade das fendas de laminação, e a.rugosidade diminuiram, e a uniformidade de espessura das lâminas aumentou para esta temperatura de aquecimento. As outras propriedades mostraram-se semelhantes as exibidas por compensados
elaborados com outras pesquisas com Pinus elliottii.
xiii
1
INTRODUÇÃO
O compensado é um painel formado por lâminas delgadas
de madeira,justapostas em camadas impares,.coladas entre si de
maneira que a direção da grã de camadas adjacentes formem ângulos de 90° entre si.
Segundo as predições do XVI Congresso da IUFRO (19 78)
a demanda deste produto, que foi desenvolvido extensamente nas
últimas décadas, continuará crescendo e só poderá ser satisfeito
incrementando-se os investimentos nas pesquisas sob matéria prima, procedimentos e equipamentos utilizados em sua elaboração.
Com o aumento do consumo e o distanciamento das reservas naturais das espécies consideradas tradicionais para a produção de compensados, dos centros consumidores, o abastecimento de matéria prima passou a ser prejudicado. Uma opção é utilizar madeira de reflorestamento como já foi feito por outras
indústrias madeireiras. Este problema já foi apontado na Con13
sulta Mundial sobre Painéis efetuado no ano de 196 8 em Roma
,
onde recomendou-se que as futuras pesquisas sobre matérias primas
devem considerar como base o fato que o consumo futuro de madeira depende cada vez mais das toras de segunda geração, e das
cultivadas em plantações, mais quedos recursos de florestas
virgens.
Levando em consideração os aspectos acima mencionados,
e o fato da existência de grandes áreas plantadas com espécies
02
florestais exóticas,das quais no sul destaca-se o reflorestamento com espécies do gênero Pinus. Utilizou-se neste estudo
a madeira de Pinus elliottii, por ser uma das mais abundantes
no estado do Paraná, para a elaboração de compensados colados
com resina fenólica.
A idéia de utilizar resina fenólica deve-se ao fato de
que este produto, assim constituído, ê hoje muito aceito no
mercado mundial. Em países tais como EEUU e Canadá são longamente utilizados para a construção de residências, por exemplo
nos EEUU 92% das casas construídas levam como componente principal este produto. Segundo um informe publicado na revista
41
Chile Forestal
, neste pais este produto esta sendo utilizado
na construção de um tipo de residência importada dos EEUU, a
qual resulta 30% mais barata que uma equivalente de alvenaria,
apesar de que todos seus componentes estruturais de madeira serem importados. Por esta razão está sendo estudado no Chile a
possibilidade de desenvolver o compensado de pinus colado com
resina fenólica.
Até agora os antecedentes de pesquisas destinadas a
avaliar a utilização de pinus na elaboração de.compensados no
Brasil, restringiram-se ã utilização de resina üréica como ade19
22
4
sivo (HAYASHIDA , JANKOWSKY
e ROMERO DE AGUIAR ).
Um fator de primordial importância'na elaboração de um
compensado é a colagem do mesmo, dado que espera-se que as outras características físicas e.mecânicas sejam próximas, quando não melhores, do que as propriedades da madeira sólida.
A variável dé maior interesse
abordada
nesta
pes-
quisa ê a temperatura de aquecimento das toras, procurando-se
estabelecer a conveniência ou não de aquecer as toras antes da
03
laminação. Na realidade quando se faz um balanço entre as vantagens e desvantagens do aquecimento das toras, conclui-se que
o aquecimento é favorável, restringindo-se o problema â determinação da melhor temperatura para determinada espécie.
A avaliação do efeito do aquecimento efetua-se sobre o
rendimento e as características das lâminas, e sob a qualidade
da colagem. No primeiro caso as características consideradas
são profundidade das fendas de laminação, rugosidade e uniformidade de espessura, no entanto, na avaliação da colagem utiliza-se o valor da resistência da linha de cola, e a porcentagem
de falha na madeira. Durante a prensagem,além da temperatura
de aquecimento das toras,introduzem-se duas novas variáveis,
a temperatura de prensagem e o tempo de prensagem, com a finalidade de encontrar a melhor combinação de temperatura-tempo
de prensagem, e detectar alguma possível interação entre as
três variáveis. Para a análise dos resultados do teste da linha de cola utilizou-se um.delineamento completamente casualizado com arranjo fatorial dos tratamentos.
1.1
OBJETIVOS
1.1.1
Objetivo geral
Objetiva-se com este estudo contribuir ao desenvolvi-
mento de técnicas eficientes para a laminação e fabricação de
compensados a partir de Pinus elliottii, introduzido no Sul do
Brasil.
1.1.2
Objetivos específicos
Determinar a conveniência ou não de aquecer as toras
de Pinus elliottii para sua laminação.
04
Determinar das três temperaturas de
aquecimento testa-
das., aual é a melhor.
Determinar a influência da temperatura de laminação
sobre:
- o rendimento quantitativo e qualitativo da operação
de desenrolamento;
- as características das lâminas (profundidade das fendas de laminação, rugosidade e uniformidade da espessura) ;
- as características mecânicas da linha de cola.
Determinar das três temperaturas de prensagem qual foi
a melhor para a colagem.
Determinar dos três tempos de prensagem qual foi o melhor para a colagem.
Determinar se existe interações significativas entre as
três variáveis consideradas sobre as propriedades mecânicas da
linha de cola.
Determinar a melhor ou melhores combinações das variáveis para a colagem.
Determinar os valores de resistência e rigidez para os
compensados através do teste de flexão estática.
Determinar as propriedades peso específico, umidade,
inchamento e recuperação da espessura.
2
REVISÃO
2.1
2.1.1
DE
LITERATURA
FATORES QUE AFETAM A-PRODUÇÃO DAS LÂMINAS
Características da Madeira
A maioria das espécies vegetais arbóreas podem ser pro-
cessadas para obtenção de lâminas. De um modo geral as latifoliadas são mais facilmente transformadas em lâminas que as coníferas. Isto atribui-se ao fato de que as latifoliadas respondem melhor aos esforços de flexão produzindo lâminas menos danificadas por fendilhamentos. A razão parece estar relacionada
ao menor conteúdo de lignina nas latifoliadas e ao fato de ser
esta mais termoplástica que a correspondente as coníferas
(LUTZ30 ) .
0 peso específico é uma característica importante, e de
um modo geral espécies que apresentam valores muito baixos produzem lâminas felpudas, e espécies de valores muito alto consomem mais energia e as lâminas apresentam maior fendilhamento.
Nos EEUU a faixa de peso específico que se utiliza é de
,
30
0,32-0,65 (Kg/m3) (LUTZ ).
Normalmente as toras são laminadas pouco tempo após serem abatidas. Nesse momento o conteúdo de umidade é
muito pró-
ximo ao conteúdo da umidade da árvore em pé. No corte das lâminas, a madeira é comprimida na frente da faca, quando o conteúdo de umidade é muito alto, a compressão pode levar a que a
06
água (praticamente incompressível) arrebente as fibras da madeira. No outro extremo, experiências realizadas nos Laboratórios de Produtos Florestais dos EEUU indicaram que toras laminadas a umidades inferiores a 25% produziram lâminas ruins. Os
melhores resultados obtiveram-se com umidades compreendidas en30
tre 50-60% (LUTZ ).
29
LUTZ
cita um trabalho de BRYANT et alii* no qual en-
controu-se que a diferença no conteúdo de umidade entre as diferentes partes de uma mesma tora afetaram a uniformidade de
espessura; as partes mais úmidas (alburno) resultaram de lâminas mais delgadas que as correspondentes as porções menos úmidas (cerne).
A permeabilidade é um fator que tem influência nas operações de laminação, secagem e colagem. Uma madeira de permeabilidade boa pode diminuir o problema de eliminação de água
durante a laminação, facilita a secagem, e melhora as condições para a colagem pela eliminação
30 do vapor de água desprendida durante a cura da cola (LUTZ
).
A estrutura da madeira e a velocidade de crescimento
são fatores que afetam a qualidade da lâmina. As espécies que
crescem rapidamente e além disso apresentam muita diferença
entre o peso específico do lenho primaveril
e o lenho outonal
30
sao as mais difíceis de laminar (LUTZ
). Segundo GRANTHAN &
ATHERTON^ isto pode ser atenuado mediante o aquecimento das
toras antes da laminação.
* BRYANT, B.; PETERS, T. & HOERBER, G. Venner thickness variation
its measurement and significance in plywood manufacture. Forest Prod. J.,
15(6): 233-37, 1965.
07
Quando a madeira de lenho primaveril é de muito menor
densidade que a madeira de lenho outonal, para uma mesma pe rcentagem de compressão no torno, pode ocorrer que ela seja comprimida durante o corte, e posteriormente ao recuperar sua di30
mensao natural sobrepase em espessura ao lenho outonal (LUTZ ).
Quando os Pinus são torneados,a superfície das lâminas
apresentam diferenças marcantes entre as que correspondem a o
lenho outonal e ao lenho primaveril. Isto se deve ao corte s e
produzir de diferentes maneiras. No lenho outonal se produz a
separação das células
na lamela média, e no lenho primaveril
a parede celular é cortada (HSE
20
). A Figura 1 mostra esta di-
ferença.
FIGURA 1.
CORTE TRANSVERSAL DE Lfu~INAS DE Pi nus sp. OBTIDAS
POR DESENROLAMENTO MOSTRANDO A SUPERFíCIE DO LADO
FECHADO (HSE
19
)
\
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.....
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..... H
.... H-
I-'
r
rLENHO PRIMAVERIL
rI-'
~-'"
~ r-t:
'
LENHO OUTONAL
08
Quando o ângulo existente entre os anéis de crescimento e o plano de saída das lâminas é muito grande as lâminas
serão rugosas e apresentarão elevada variabilidade na espessura. Isto sucede em caso de toras excêntricas, em a proximidade
dos nós e quando as garras em torno estão deslocadas do centro (PALKA32; KOCH 25 ).
A presença de nós é um fator determinante quando ã qualidade de lâmina. A norma americana PS1-74 toma como um fator
de classificação o tipo, tamanho e frequência dos nós. Os pinus
apresentam este problema na totalidade de suas espécies, porém
estes defeitos podem ser reduzidos manejando-se corretamente
o povoamento com a aplicação da poda artificial nas árvores
-
destinadas a produção de compensados (JANKOWSKY
22
). Isto é evi-
7
denciado nos trabalhos efetuados por CHONG , nos quais demonstra-se que quando a poda é efetuada oportunamente sobre as espécies Pinus elliottii e Pinus radiata, o rendimento em termos
de qualidade aumenta em grandes proporções. Além disto os nós
freqüentemente incidem sobre outros parâmetros tais como rugo29
sidade, desafiado da faca, etc. LUTZ
laminando P. elliottii
e P. taeda conseguiu diminuir a rugosidade das lâminas com um
aquecimento prévio das toras, o qual diminuiu a dureza dos
nós.
A conicidade das torâs, que também pode ser diminuída
pela técnica de poda, afeta a qualidade das lâminas obtidas
por meio da laminação rotativa;, as lâminas resultam da grã
curta o que acarretaria debilidade ao flexionamento e ã contração longitudinal (LUTZ^) .
A presença de resina nas madeiras de coníferas é uma
desvantagem pois normalmente empasta as ferramentas do torno,
09
além do que a resina solidificada que pode estar presente nos
30
7
nos leva ao desgaste rápido do fio da faca (LUTZ , CHONG ).
Durante as operações posteriores da secagem e prensagem, o
efeito da temperatura faz com que as resinas sejam exudadas â
superfície das lâminas prejudicando o processo de colagem
(LUTZ30).
2.1.2
Aquecimento das Toras
Esta é a área onde maior diferenças de opiniões exis-
tem. Através do tempo, numerosos estudiosos pesquisaram o efeito da temperatura na operação de laminação podendo ser citados:
FLEISCHER (1948); LICKEES (1957); GRANTHAM & ATHERTON (1959);
LUTZ (1960) e outros.
De maneira geral o aquecimento das toras traz consigo
uma série de vantagem e desvantagens, e do correto balanço
entre estas e analisando o aspecto econômico surgirá a decisão
de aquecer ou não. A seguir enumeram-se as vantagens e desvantagens.
- O aquecimento torna a madeira mais plástica. Segundo
29
LUTZ
, o grau de plasticida"de e função da temperatura da ma-
deira e não do tempo de permanência nessa temperatura. Toras
laminadas a quente apresentam menor fendilhamento que
toras
laminadas sem aquecimento prévio (CORDER & ATHERTON 12 , KOCH 25 ,
LUTZ 30 , PALKA 32 ). Este efeito e mais notável com especies mais
densas e laminas
de maior espessura (LUTZ 30 , PALKA 32).
- O aquecimento amolece a madeira. Normalmente o aquecimento das madeiras de alto peso específico facilita o corte,
entretanto sobre as madeiras menos densas pode resultar no desgarramento. das fibras e as lâminas apresentarem uma superfície
30
veluda (LUTZ ). A temperatura também amolece os nós; em diver-
10
sas pesquisas demonstrou-se que em presença de nós o aquecimento melhora a vida da faca, e diminui a rugosidade das lâmi29
nas em torno dos nos (LUTZ
).
- O aquecimento da madeira gera uma expansão tangencial
e uma contração radial,o que,dependendo da espécie e temperatura, origina rachaduras30no topo, o qual é prejudicial para a
laminaçao. Segundo LUTZ
• este movimento térmico origina ra-
chaduras com temperaturas superiores a 66°C.
- O aquecimento da tora pode levar ao desgaste do topo
pelo torque do torno durante a laminação. Na realidade a maioria das vezes a causa disto é a não uniformidade de temperatura na tora. Os topos estão mais quentes e mais moles que a parte central na tora, em conseqüência a força de corte necessária será maior no centro, e é este gradiente final de for30
ça o responsável do desgaste do topo (LUTZ
).
- O aquecimento reduz o teor de umidade das toras. Isto se atribui a que o ar da cavidade celular se expande e expulsa fora a água livre. GRANTHAM & ATHERTON 16 trabalhando com
Douglas-fir encontraram que lâminas de alburno de toras aquecidas apresentaram umidades menores que as lâminas de alburno
de toras não aquecidas, a madeira de cerne não apresenta o
mesmo fenômeno. Também indicaram que lâminas de alburno de toras aquecidas secam 10% mais rápido que lâminas de toras sem
aquecimento,e novamente
o cerne não apresenta diferença.
- O aquecimento
em alguns casos melhora o rendimento.
16
GRANTHAM & ATHERTON
, tomando o problema do ponto de vista
econômico,estabeleceram que o. maior ganho do aquecimento de toras de Douglas-fir foi devido ao incremento do rendimento em
termos da qualidade.
11
— Em relação ã uniformidade de espessura, fator importante na qualidade das lâminas, GRANTHAM & ATHERTON 16 não detectaram diferenças entre as lâminas produzidas a partir de
toras aquecidas e não aquecidas. Um resultado parecido foi
obtido por ÇORDER & ATHERTON 12 .
Na maioria das espécies um bom corte pode-se obter dentro de um intervalo de temperatura. As temperaturas requeridas
ou apropriadas para laminar, as coníferas são geralmente mais
altas que as requeridas para as latifoliadas de densidade equivalentes. Isto pode ser.devido â estrutura da madeira das coníferas, que se caracteriza por faixas alternadas de lenho primaveril pouco denso e lenho outonal denso (KOLLMANN et alii
30
FLEISCHER*, citado por LUTZ
).
estabeleceu a relaçao en-
tre a densidade da madeira de algumas latifoliadas e a temperatura apropriada para sua larainação, determinando ura intervalo de temperatura para cada densidade. Isto pode ser visto na
Figura 2.
Os pinus do sul dos EEUU são geralmente aquecidos em
água ou vapor de água antes da laminação para evitar a severidade das fendas provenientes do corte, plastificar os nós, melhorar o rendimento, e .a colagem. A temperatura normalmente
o
25
utilizada para laminar pinus
e de 60 C (KOCH
).
Segundo BALDWIN 3 , um intervalo de temperatura de 21°C
a 70°C é o mais apropriado para laminar os pinus.
* FLEISCHER, H.O. Heating rates for log, bolts, and flitches to
be cut into veneer. U.S.For. Prod. Lab. Rep.,n? 2149, 1959.
12
FIGURA 2.
FAIXA DE TEMPERATURAS FAVORÁVEIS PARA A OBTENÇÃO DE LÂMINAS POR DESENROLAMENTO VÃLIDO
PÁRA LATIFOLIADAS DE DIFERENTES PESOS ESPE30
CÍFICOS (ADAPTADO DE LUTZ )
PESO
ESPECÍFICO
13
29
De um trabalho conduzido por LUTZ
para determinar o
efeito da temperatura de laminação sobre a qualidade das lâminas obtidas por desenrolamento de Pinus taeda e Pinus
eohinata, determinou-se
que temperaturas 60°c e 70°C foram as
melhores,,pòis reduziram o desgaste da faca e contrafaca além
de melhorar a qualidade das lâminas, principalmente por redução das rachaduras originadas no manuseio.
Uma vez determinada a temperatura, o problema é determinar o tempo necessário da tora no tanque de aquecimento para atingir essa temperatura. Este tempo depende de
tores tais como: espécie, diâmetro,
teor e
vários fa-
gradiente de
umidade, temperatura inicial, temperatura desejada, tipo de
tanque de aquecimento
e meio utilizado como aquecedor
(KOLLMANN et alii2^ ).
KOROLA & KIVAMAA* e NAKAMICHI &.KONNO** citados por
14
'
'
FEIHL
determinaram que o tempo necessário para atingir uma
dada temperatura aumenta com o quadrado do diâmetro da tora.
14
FEIHL
~
comparando a influencia do peso específico ver-
de (peso verde/volume verde) e da densidade básica (peso seco/volume verde) estabeleceu que o primeiro é o que deve considerar-se no cálculo do tempo de aquecimento já que uma variação de peso específico verde modifica enormemente o tempo
necessário, não sendo assim para uma variação equivalente na
densidade básica. Um aumento do peso específico verde aumenta
o tempo de aquecimento. Neste mesmo trabalho estabeleceu que a
* KORALA, A. & KIVAMAA, E. Thawingrate of frozen birch logs in
water (in Finnish). State Tech. Res. Inst. Helsinki Rep. 44, 1947.
** NAKAMICKI, M. & KONNO, H. Heating the venner logs. Temperature
changes in logs inmersed in hot water (in Japanese). Hokkaido Forest Prod.
Res. Inst. Rep. 44 (Can. Dep. Forest. Rural Develop. Translation n9 73, 1965)
14
espécie e o meio de aquecimento (água ou vapor de água) não
afeta muito o tempo de aquecimento.
A temperatura inicial da tora é um fator importante
na determinação do tempo de aquecimento, aumentando ainda mais
sua importância se esta temperatura está abaixo do ponto de
congelamento da água. Quando a tora tem água em forma de gelo
necessitará maior energia para derreter o gelo e conseqüente
mais tempo, pois durante esta mudança da fase da água, a tem37
peratura local permanecera constante (STEINHAGEM ).
38
STEINHAGEM et al-ti
desenvolveram um método para a
determinação do tempo de aquecimento levando em consideração
as propriedades térmicas e físicas da madeira, características anatômicas, dimensões das toras e rolo do resto, temperatura de aquecimento, temperatura desejada e temperatura do
meio ambiente.
2.1.3
Condições de Operação do Torno
A Figura 3 apresenta a secção transversal de um torno,
onde pode-se ver a relação geométrica entre as partes diretamente relacionadas ao corte da lâmina.
A função da faca é de cortar a madeira numa espessura
~
32
determinada, e de separar a lamina resultante da tora (PALKA ).
Se o ângulo da faca é muito grande produziram-se lâminas corrugadas, com 1 a 2 ondas por centímetros. Se é muito
pequeno as lâminas apresentam alternância de espessuras grossas e delgadas, esta irregularidade de espessura é mais pronunciada no inverno em toras que não foram aquecidas uniformemente. Quando o ângulo de afiação da faca é muito grande
favorece a formação das fendas
de
laminação.
0 fio da
15
FIGURA 3.
SECÇÃO TRANSVERSAL DE UM TORNO MOSTRANDO A RELAÇÃO
GEOMÉTRICA ENTRE AS PRINCIPAIS PARTES RELACIONADAS
AO CORTE DA LÂMINA
16
faca é de muita importância na rugosidade das lâminas, melhorando o fio diminui a rugosidade; uma faca cega combinada com
altas pressões na barra de pressão favorece o arrebentamenuu
30
da parede celular pela água (LUTZ ').
A função da barra de pressão
é comprimir a madeira na
frente do bisel da faca. Esta compressão controla a qualidade
da lâmina em termos de rugosidade, profundidade3 das fendas de
laminaçao e uniformidade de espessura (BALDWIN ). Quando a
pressão oferecida pela barra da pressão é demasiada alta, pode ocorrer o arrebentamento das paredes celulares pela água,
e o surgimento
de rachaduras na parte fechada
30
X
(LUTZ
da lâmina
).
Quando o ajuste das partes do torno determinam uma
abertura horizontal pequena e uma abertura vertical grande,
pode-se produzir uma separação da grã nas zonas fracas existentes entre os anéis
de crescimento de certas espécies(LUTZ3^).
22
JANKOWSKY
usando aberturas horizontais de 2,5; 2,6
e 2,7 mm com as correspondentes porcentagens de pressão da
contrafaca de 16%, 13% e 10% na produção de lâminas de 3 mm
por desenrolamento da espécie Pinus strobus, determinou que
as melhores lâminas foram obtidas com uma abertura horizontal
de 2,7 mm. A melhora se constatou pela menor rugosidade e por
uma maior resistência das lâminas ao teste de tração perpendicular âs fibras, sendo que a profundidade das
31 fendas aumentou.
Num estudo realizado por LUTZ et alii
destinada a de-
terminar a influência de umidade e a velocidade da laminação
sobre a qualidade das lâminas de Pinus taeáa estabeleceram
que com o aumento da umidade e da velocidade aumenta a carga
sobre a barra de pressão o que se traduz em lâminas delgadas e
17
fracas em tensão perpendicular (fendas de laminação profundas).
Além disso observaram que em velocidades muito baixas a porção do lenho primaveril sofreu "rasgo por compressão".
Na produção de lâminas por desenrolamento a partir
19
do P%nus ell%otti%, HAYASHIDA
testou o efeito de duas velo-
cidades 35 e 45 r.p.m. sob a qualidade destas, estabelecendo
que ao passar da menor â menor velocidade aumentou a frequência e a profundidade das fendas.
O torno deve ser robusto, fixar firmemente a tora e
trabalhar a temperatura uniforme para produzir lâminas de boa
qualidade. Quando são laminadas toras aquecidas, o calor pode
produzir distorções na faca e barra da pressão o que prejudica a qualidade das lâminas. Alguns autores recomendam como solução deste problema, o aquecimento dos elementos do torno ã
temperatura de trabalho, dispositivos do esfriamento, e o uso
de parafusos de ajuste, sendo a primeira solução
a melhor
(LUTZ30).
2,1.4
Secagem das Lâminas
A necessidade e a importância da secagem é sentida na
maior parte dos processos de transformação de madeiras. No caso de compensados, as exigências quanto ao teor de umidade das
lâminas variam dependendo do tipo de chapa em questão. 0 perfeito controle do teor de umidade é de extrema importância para a produção de compensados. Altos teores de umidade geralmente resultam em colagens pobres, pela formação de bolhas de
vapor durante a prensagem (colagem a quente). Por outro lado
quando o teor de umidade é extremamente baixo resulta também
numa colagem pobre. Na prática uma colagem nestas condições
18
apresentará valores baixos da porcentagem de falha na madei39
q
ra (TOMASELLI , CHOW et aliiv).
O principal problema que se apresenta na secagem da madeira é a não uniformidade da umidade final. Os fatores que
causam este problema são derivados das diferenças intrínsecas
de madeira, e de falhas mecânicas na estufa de secagem. 0 primeiro problema se resolve em parte pela homogeneização da carga, e o segundo exige controles periódicos das condições termodinâmicas nas diferentes partes do secador (LUTZ 30 ).
Entre os problemas da madeira que mais afetam a uniformidade da umidade final temos a diferença que existe no
conteúdo de umidade inicial entre as madeiras do cerne e alburno; uma divisão destas duas para ser secadas separadamente
com programas diferentes é a chave no êxito da secagem. 0 problema embora não é tão simples devido ao fato que as toras ao
ser cónicas proporcionam, em grande proporção, lâminas que
9
possuem na mesma folha madeira do cerne e alburno(CH0W et alii ).
25
...
..
Segundo KOCH
um otimo conteúdo de umidade para os
pinus do sul dos Estados Unidos a ser colados com resina fenólica,estã próximo aos 4%.
Maiores velocidades da secagem são obtidas no início
da secagem, ou seja na fase onde a madeira se encontra' com o
maior teor de umidade. Quando mais próximo'o teor de umidade
for de zero, menor será a taxa de secagem (quantidade de água
perdida em um determinado intervalo de tempo)(TOMASELLI 39 ).
O peso específico tem relação inversa com a velocidade
de secagem, quanto màior seja o peso específico menor será a
velocidade de secagem
(COMSTOCK11).
19
Uma diminuição na espessura da lâmina reduz o tempo
de secagem. Considerando as três direções ou planos que apresenta a madeira, a secagem se produz mais rapidamente no sen39
tido longitudinal (TOMASELLI
).
A velocidade do ar durante a secagem talvez seja o fator mais importante, obviamente quando se considera secagem
artificial. 0 ar é responsável pela transferência de calor
da fonte de aquecimento para a superfície da madeira, e pela
transferência da massa de vapor de
39 água da superfície da madeira para o exterior (TOMASELLI
).
A temperatura tem uma relação inversa com o tempo de
secagem. Quando a secagem das lâminas efetua-se com altas temperaturas, próximas aos 280°C, a superfície das lâminas perde suas características boas para a adesão; com temperaturas
de 210°C ou menores a superfície mantém suas características
(LUTZ 30 ) . 25
KOCH
cita um trabalho conduzido por KOZLIK no qual
estabeleceu-se que nas etapas iniciais de secagem, acima do
ponto de saturação das fibras, as lâminas de pinus podem tolerar altas temperaturas de secagem sem perda de resistência
ou aptidões para a colagem. Concretamente,quando a velocidade
do ar não excede os 7 m/s, a primeira etapa de secagem
conduzida a 425°C.
pode ser
Mas para os estágios abaixo do ponto de sa-
turação da fibra não deve-se ultrapassar os 175°C.
20
2.2
2.2.1
FATORES QUE AFETAM A PRODUÇÃO DOS COMPENSADOS
Características da Madeira
Ás propriedades mecânicas deverão ser consideradas em
relação a sua futura aplicação. As madeiras de coníferas são
usados em painéis destinados â construção dado que para um
mesmo peso específico, as coníferas apresentam um módulo de
elasticidade maior que as latifoliadas. A explicação disto estaria no comprimento de fibra e no maior conteúdo de lignina
das coníferas (LUTZ30 ) ..
O maior uso das espécies dos pinus norte-americanos é
em painéis de uso estrutural, especialmente a qualidade C-D
(PS 1-74) que admite nós sãos de até 7,12 cm e rachaduras com
30
um comprimento máximo de 2,54 cm (LUTZ
).
Os pinus do sul dos Estados Unidos são conhecidos por
sua alta permeabilidade, isto pode levar que durante a colagem ocorra uma excessiva penetração do adesivo, ocasionando o fenômeno denominado linha de cola faminta , que é um dos fatores que
mais afetam a qualidade da colagem (HSE21 ).
9Q
HSE
estudou a qualidade de colagem entre lenho prima-
veril (LP) e lenho outonal (LO) em Pinus sp. Analisou também
o efeito do tempo de montagem. Desta pesquisa ele concluiu que
a qualidade da colagem, avaliada pela resistência, pela porcentagem da falha na madeira e pela porcentagem de delaminação, foi sempre melhor quando .a colagem efetuou-se entre LP-LP,
pior entre LO-LO, e intermediário entre LP-LO. O tempo de montagem .6 ti mó foi próximo aos 15 minutos. Em todos os casos com
o aumento deste tempo decresceu a qualidade de colagem,e o mais
sensível a isto
foi a montagem LO-LO.
21
Sobre um total de 600 ensaios de linha de cola para
27
compensados de P^nus sp, KOZLIK
determinou que 43% dos cor-
pos de prova apresentaram valores de falha na madeira inferior
ao 50%. Na busca de explicações realizou 240 novos ensaios
estabelecendo que em ordem de importância os fatores que afetaram a colagem foram a união do lenho outonal-lenho outonal,
lenho primaveril-lenho outonal, rugosidade, degradação térmica de superfície na secagem
è• linha de cola seca.
5
BLOMQUIST & OLSON
experimentando o efeito da presença
dos nós na resistência da linha de cola, encontrou valores de
resistência bons (1,18 N/mm 2 ), e valores mais baixos de porcentagem de falha na madeira (57%). Esta experiência foi conduzida com Pinus taeda, e um adesivo base fenõlica.
O Pinus palustris foi utilizado na fabricação de 5
compensados num experimento conduzido por BLOMQUIST & OLSON
com
a finalidade de determinar o efeito da resina na resistência
da linha de cola. Seus resultados não conseguiram complementar as exigências estabelecidas para uso exterior pela norma
C.S. 259-63*.
A qualidade da colagem pode dentro de certas circunstâncias ,ser afetada pela presença de extrativos ou resinas.
Quando altas temperaturas são utilizadas na secagem de lâminas
de pinus os extrativos tendem a concentrar-se na superfície.
Excessiva deposições de extrativos pode adulterar a cola reduzindo sua coesão. Por outro.lado, os extrativos podem bloquear lugares reativos na superfície prejudizando a umectação
por parte do adesivo. A oxidação de algunas extrativos pode
* C.S. = Comercial Standard, EEUU.
22
incrementar a acidez da madeira, promover a degradação e debilitar as forças coesivas das fibras da madeira
(KOCH 2 ^).
Os diferentes polímeros que compõem a parede celular
da madeira apresentam diferenças em sua capacidade para formar
ligações com os adesivos. As hemiceluloses são mais reativas
pois aparesentam um maior número de pontos reativos. A celulose e a lignina apresentam
respectivamente, apenas 60% e 40% da
24
capacidade das hemiceluloses
(KLEIN
). Esta seria uma das ex-
plicações da colagem deficiente que acontece 20
com o lenho
25 outonal dos pinus, ja que, como demonstraram HSE
tipo de lenho quando é cortado, ocorre
e KOCH
,neste
a separação das fibras
deixando exposto na superfície partes da lamela média,rica em
lignina, a qual é a menos reativa.
2.2.2
Características das Lâminas
As lâminas são produtos derivados ou obtidos por corte
com uma faca em espessuras que podem variar entre 0,13 mm até
6,35 mm. As características mais importantes que devem ser levadas em consideração para definir a qualidade deste produto
são: uniformidade de espessura, rugosidade de superfície, deformações, fendas de laminação, cor e figura. Uma lâmina ideal
poderia definir-se como aquela uniforme em espessura, com rugosidade não maior que a de sua própria estrutura,plana, com nenhu-»
ma fenda, de cor e figura agradável (LUTZ
25
KOCH
n
).
~
realizou as seguintes observaçoes sobre os valo-
res de resistência ao cizalhamento de linha de cola em relação
a qualidade da madeira e as condições de colagem: ele nota que
a máxima resistência em úmido é atingida utilizando lâminas de
alto peso específico, obtidas laminando
a quente, tendo fendas
de laminação numerosas e pouco profundas, lâminas obtidas de
árvores de crescimento lento, sem uso de extensores secundários, aumentando a quantidade de cola espalhada e reduzindo o
tempo de montagem. As primeiras quatro características que se
relacionam com a madeira são contrárias àquelas indicadas para
obter altos valores de porcentagem de falha na madeira. Em outros termos, as condições que tendem a incrementar a resistência da lâmina (e resistência da junta) resulta em baixos valores de falha na madeira, e contrariamente,a debilitação das lâminas resulta em altos valores de falha na madeira. Em relação
â delaminação estabeleceu que lâminas abertas de madeira densa
delaminam mais rapidamente que lâminas fechadas da mesma densidade. A resultados similares chegaram BLOMQUIST & OLSON 5 , LUTZ 30
e SUCHSLAND & STEVENS 36 .
22
FEIHL & GODIN* citados por JANKOWSKY
variação na espessura afeta a colagem
e
indicaram que a
outras
operações
na fabricação de compensados; a rugosidade excessiva provoca
um aumento no consumo de adesivos, prejudica a linha de cola e
condiciona a quantidade de madeira que será retirada das faces
do painel durante o lixamentò; lâminas com fendas de laminação
profundas poderão romper-se quando manipuladas, provocar delaminação sob condições extremas de umidade ou ainda afetar a superfície das faces pelo aparecimento das rachaduras na superfície do painel.
No ensaio destinado a determinar os valores de resistência de linha de cola e a porcentagem de falha na madeira, as
* FEIHL, 0. & GODIN, V. Peeling defects in veneer, this causes
and control. Ottawa Çanadian Forestry Service. Publication n? 1280, 1970.
18 p.
24
fendas de laminação influirão nestes valores segundo elas sejam testadas em aberto ou fechado (ver Figura 4). Neste últi5
mo caso os valores serão um pouco màiores (BLOMQUIST& OLSON ) .
FIGURA 4.
CORPOS DE PROVA DE LINHA,DE COLA MOSTRANDO A POSIÇÃO
DAS FENDAS DE LAMINAÇÃO EM RELAÇÃO À DIREÇÃO DO ESFORÇO DE TRAÇÃO
Ml
%
f¥í
?
U z
í
I
x —
z n
ABERTO
FECHADO
25
CHOW
8
num trabalho conduzido com a finalidade de de-
terminar o efeito das fendas de laminação na resistência ao
cizalhamento da linha de cola, em seco e após a ebulição, determinou que: a medida que diminui a profundidade das fendas a
resistência;--ao cizalhamento aumenta, de tal modo que uma diminuição de 1% na profundidade das fendas aumenta a resistênc a em 0,01 N/mm 2 . A porcentagem de falha na madeira não sofreu nenhuma variação significativa neste estudo. Encontrou
também que existe uma relação linear entre a penetração do adesivo e os valores de resistência ao cizalhamento. Tudo isto implica que uma redução na profundidade de fendas ou maior penetração do adesivo resulta num aumento do valor de resistência
ao cizalhamento. Finalmente, para compensados onde o grau de
Cura da resina é ótimo, o valor do cizalhamento
é um indica-
dor da qualidade das lâminas.
A presença das fendas de laminação afeta a qualidade e
o rendimento das lâminas,já que durante o manuseio se .originam
30
as rachaduras (LUTZ
).
A uniformidade da espessura contribui a uma colagem de
alta qualidade na fabricação de compensados. Para uma lâmina
. 30,
de 3 mm de espessura a .tolerancia e de ± 0,102 mm (LUTZ )•
A variação na espessura afeta a uniformidade no conteúdo da umidade, e também afeta a distribuição da cola o que
15
obviamente afetara a qualidade da colagem (FREEMAN
).
A rugosidade da superfície das lâminas pode causar problemas na colagem, requer lixamento
excessivo, e pode causar pro-•
30
blemas no acabamento (LUTZ ).
17
HANCOCK
num experimento destinado a pesquisar o efei-
to das altas temperaturas de secagem sobre a colagem de lâmi-
26
nas de Douglas-fir, estabeleceu que com temperaturas superiores aos 185°C os extrativos presentes na madeira prejudicam a
qualidade da colagem.
36
SUCHSLAND & STEVENS
estudando a colagem de lâminas de
Pinus sp.- do sul dos Estados Unidos, secadas com altas temperaturas (260 C), e coladas com resina fenõlica tipo exterior,
estabeleceram que a presenta de extrativos prejudica as características adesivas da madeira. Para verificar isto retiraram os extrativos. das lâminas com solventes apropriados e posteriormente secaram elas com temperaturas altas, esta vez a
capacidade adesiva não foi prejudicada. Isto confirma que com
temperaturas de secagem altas, os extrativos prejudicam as
características adesivas, reduzindo assim a qualidade de colagem.
4
HASKELL*, citado por BLOMQUIST
observou que laminas de
pinus elliottii, taeda, etc. secados com temperaturas de
177°C-190°C proporcionam bons valores de colagem, porém a temperaturas maiores se produz um fluxo excessivo da resina â superfície, prejudicando a colagem.
As lâminas durante a'secagem com altas temperaturas podem ter reduzida a sua resistência mecânica nas capas superfi26
ciais, levando a valores baixos de falha na madeira (KOZLIK
).
NORTHCOTT & COLBECK** citados por KOZLIK 2 7 , verificaram
que o Módulo de Ruptura (MOR) decresceu quando a temperatura
na qual foram secadas as lâminas aumentou de 150°C para 230°C,
e o mesmo, efeito teve o aumento do tempo de secagem. Também
* HASKELL, H.H. The triangle: veneer, adhesives and production
conditions. Unpublished paper presented at Borden Chem. Co. Symposium,
Meridian, Miss Jan. 12-13, 1965.
** NORTHCOTT, P.L. & COLBECK, H.G.M. Bending strength of Douglasfir veneer. For. Prod. J., j)(9) : 292-97, 1959.
27
determinaram que o número, ângulo e profundidade das fendas de
laminação reduziram o valor do MOR.
2.2.3
Condições da Colagem
Normalmente as colas são preparadas para um determina-
do período de tempo de montagem na manufatura dos compensados,
este tempo permite que parte da umidade da cola seja absorvida
pela lâmina e se produza' um aumento da viscosidade.. Um tempo
demasiado curto propicia uma colagem de qualidade inferior,
provavelmente por conter demasiada água na linha de cola o que
levaria a uma cura incompleta do adesivo. Trabalhos conduzidos
9
por CHOW et alii
demonstraram que com. longos tempos de monta-
gem não ocorreu polimerização da cola, fato que foi estabelecido por medições do tamanho molecular, o problema que existe com
tempos demasiados longos se restringe a capacidade de umectação
das colas por perda de umidade. Em outros termos, produz-se um
incremento de viscosidade tanto pela evaporação superficial como pela absorção da madeira, de tal modo que se produz um contato pobre entre a superfície espalhada e a não espalhada. Os
fatores que devem ser considerados no tempo de montagem são
temperatura ambiente, temperatura da lâmina e umidade da lâmina.
A temperatura ambiente no decorrer da colagem modifica
a viscosidade da cola, e o mais importante efeito desta ê du15
rante o tempo aberto. FREEMAN
', trabalhando com dois tempos de
montagem (5 e 20 minutos) e a diferentes temperaturas ambientes,
constatou que, a porcentagem de falha na madeira no ensaio da
linha de cola foi muito baixo para a combinação de longos tempos e altas temperaturas ambiente. Também estabeleceu que quanto maior é a umidade relativa do ambiente melhor é a colagem.
28
Num estudo com Pinus sp destinado a determinar o efeito que exerce a pressão utilizada na fabricação de compensados sobre a porcentagem da falha na madeira no teste de linha
de cola,FREEMAN1^ estabeleceu, que o aumento da pressão dentro do raio de 0,49 N/mm2-l,4 7 N/mm 2 aumentou a porcentagem de
falha na madeira, isto é, melhorou a qualidade da colagem.
9
~
Segundo CHOW et alii , uma pressão adequada e necessária para:
a) garantir uma boa transferência da cola da lâmina espalhada â não espalhada; e
b) manter um bom contato entre as partes mais rugosas
durante a cura da resina. As pressões usualmente usadas são de 1 N/mm 2
até 1,4 N/mm 2 , dependendo da re-
sistência da madeira utilizada.
. . 26
Segundo KOLLMANN et al%%
demasiado altas reduzem
, temperaturas de prensagem
a qualidade do compensado dado que a
plasticidade da madeira aumenta rapidamente
acima
de
100°Cío que conduz a uma compressão indesejável da madeira.
O tempo de prensagem deve ser o suficiente para que as
partes mais internas
9 da linha de cola atinjam a temperatura de
cura (CHOW et alii ) .
25
KOCH
em diversos trabalhos com pinus do sul dos Es-
tados Unidos constatou que aumentando os sólidos da resina em
uma cola de 21% a 26%, a qualidade da colagem melhora em termos de porcentagem de falha na madeira, resistência ao cizalhamento em úmido, e durabilidade no exterior.
Na indústria de compensados de pinus dos EEUU utiliza-se a resina fenõlica como base para o adesivo, sendo a
principal razão disto a alta permeabilidade dos pinus a água.
29
A maior produção é de painéis de três camadas de aproximadamente 9 mm de espessura. 0 tempo de montagem depende da densidade da espécie em questão, para as mais densas utiliza-se
um tempo inferior aos 13 minutos, e para as menos densas aceitam-se tempos de até 25 minutos. As condições do ciclo de prensa utilizadas são: 140°C temperatura de prensagem, 6 minutos
de tempo de prensado, 1,18 N/mm2-l,4 7 N/mm 2 de pressão. Logo
após da prensa é prática comum nesta indústria empilhar os painéis ainda quentes por quatro horas mais
para que a cura da
cola prossiga (KOCH25 .»
) .
2.3
CONTROLE DE QUALIDADE DA COLAGEM
De maneira geral as normas internacionais determinam a
qualidade da junta através do teste conhecido como resistência
da colagem ao esforço de cizalhamento, e ao valor de resistência obtido adiciona-se outro, conhecido como porcentagem de falha na madeira, o qual é determinado subjetivamente, e serve
para complementar o anterior. Este teste efetua-se em diferentes condições, as quais são, corpo de prova seco, corpo de prova umedecido com água fria, e após imersão em água fervente.
A escolha das condições para efetuar este teste deve
ter presente a diferença que existe entre os termos, durabilidade da resina, e qualidade da colagem. Neste sentido CARROL^
estabeleceu que o primeiro é matéria de escolha por parte do
fabricante,enquanto que o segundo
é determinado pelas condi-
ções de cura do adesivo. Assim para ter um compensado resistente as condições climáticas exteriores é prioritário escolher um adesivo apropriado, e além disso verificar que as condições .de elaboração sejam as mais adequadas.
30
CHOW & WARREN 10 fizeram um estudo comparativo de cinco
formas diferentes de realizar o teste da linha de cola em úmido, entre os que incluiu: Vacuum-Pressure Soak (COFI)*,
24-hour Cold Soak (DIN 68705)**, Ciclyc Cold Soak (CSA D 121;
D 151-1961)***, Boil-Dry-Boil-Cool (DIN 68705; CSA 0121, 01511961), Ice Boil (COFI), e finalmente o teste em seco como testemunha. O objetivo foi determinar qual deles era o melhor
para determinar a cura-incompleta do adesivo, para o qual elaboraram-se compensados inadequadamente curados. O Vacuum-PressSoak resultou ser o mais crítico e o mais apropriado por sua
rapidez. Por último os resultados do experimento mostraram ao
critério
da falha na madeira como mais sensível que os valo-
res de resistência, para a determinação de cura incompleta.
Sendo os valores de resistência ao cizalhamentò o mais apropriado para avaliar a qualidade das lâminas, quando o grau de
8
cura da resina é ótimo (CHOW ).
O ensaio boi-dry-boil é destinado a determinar se uma
cola é durável em condições extremas de umidade e temperatura. Os maiores fatores que afetam a durabilidade da colagem
são: as propriedades físicas e químicas da cola, as tensões mecânicas induzidas pelas mudanças dimensionais da madeira e pelas cargas adicionais, e a exposição as condições climáticas
exteriores. O fato de utilizar um adesivo durável como é o caso de um adesivo de base fenõlica, reduz o controle só â determinação do grau de cura da linha de cola, derivado das variáveis utilizadas na elaboração (CHOW & WARREN 10 ).
*C0FI: Council of Forestry Industries of British Columbia
**DIN: Deutsches Industrie Normen
***CSA: Canadian Standards Association
2.4
EXPERIÊNCIAS BRASILEIRAS
O estudo da utilização do Pinus elliottii.na fabricação
-
18
de compensados já
foi .efetuado
nel elaborado foi
de
cinco
por
lâminas
HAYASHIDA
coladas
.
O pai-
com um adesi--
vo de base uréia-formaldeído. Neste.experimento as toras foram
aquecidas antes da laminação, não indicando-se finalmente a
temperatura de laminação. Os resultados das propriedades físicas-mecânicas foram comparadas com os valores obtidos para
compensados de araucaria. Os resultados mostraram que em termos
dos ensaios da linha de cola em seco, flexão estática, inchamento de espessura, empenamento e absorção de
água quase sem-
pre os compensados de pinus foram melhores que os de pinho.
19
HAYASHIDA
realizou um trabalho destinado a conhecer
o desempenho da madeira de Pinus elliottii var.elliottii na
fabricação de compensados,bem como estudar os diversos fatores
que influem nas suas características tecnológicas. No estudo
utilizaram-se duas toras de 3,4 m de comprimento, 0,3 m de diâmetro e de 17 anos de idade. A variação das características
foram analisadas ao longo das secções transversal e longitudinal. As variáveis da laminação foram velocidade de rotação .
(r.p.m.), e espessura das lâminas. A laminação foi efetuada
sem cozimento. A avaliação das lâminas efetuou-se por observação visual e por medição de ocorrência e profundidade das fendas de laminação.
Os
compensados
eram
de
três
lâminas
com adesivo â base de uréia-formaldeído curãvel a quente. A
variável na prensagem foi a pressão. Efetuou-se o ensaio da linha de cola, flexão estática., densidade, umidade, absorção de
água, inchamento e arrancamento de prego e.parafusos. Na discussão dos resultados concluiu: as lâminas provenientes da par-
32
te inferior da tora foram de melhor qualidade que as provenientes da parte superior, problema que poderia solucionar-sé
com o aquecimento das toras. A profundidade e frequência das
fendas de laminação foi maior nas proximidades da medula e ao
crescer a velocidade de rotação de 35 a 45 rpm. Entre os limites de pressão utilizados, 0,8 até 1,4 N/mm 2 não se verificou
diferença significante na resistência de colagem. A resistência da linha de cola resultou enfraquecida no caso das lâminas
que apresentaram maior número e freqüência de fendas de laminação, sucedendo o contrário com a porcentagem da falha na madeira. E finalmente fazendo uma comparação com compensados de
araucária, é equiparável, quanto as propriedades estudadas.
JANKOWSKY
desenvolveu um trabalho com o objetivo de
verificar a possibilidade de utilização de madeira de Pinus
strobus (Martinez) var. chiapensis como matéria prima para a
produção de lâminas e painéis compensados. Foram utilizadas
9 toras de 1,30 m de comprimento, 0,3 m de diâmetro, provenientes da parte basal de 5 árvores de 12 anos de idade. A laminação efetuou-se sem cozimento das toras. O tratamento principal avaliado neste trabalho foi a regulagem do torno, mais especificamente a abertura horizontal (porcentagem de compressão) . A qualidade das lâminas (variável de resposta) foram
avaliadas por sua uniformidade na espessura, flexão, rugosidade e fendas de laminação, os compensados por sua resistência
de linha de cola. Para uma espessura da lâmina de 3 mm determinou que a melhor qualidade da lâmina foi obtida com 2,7 mm
de abertura horizontal, 0,5 mm de abertura vertical, isto é^,
uma porcentagem de compressão de 10%. Na confecção dos painéis
utilizou-se um adesivo à. base dé uréia-formaldeído. Nenhuma
33
das .propriedades físico-mecânicas foram afetadas pelas diferentes regulagens. Em relação ã sua resistência â umidade,
foi alta (tipo II segundo a norma NBS/PS51-71)*. Finalmente de
tudo isto concluiu que esta espécie
é viável de ser usada na
produção de painéis de boa qualidade.
34
ROMEIRO DE AGUIAR
realizou um estudo da fabricaçao
de compensados utilizando madeira de Pinus. 0 trabalho está
dividido em duas partes,
a primeira
delas é
22
tuada por JANKOWSK.Y
, a segunda
idêntica a efe-
e um trabalho destinado a
obter informações preliminares sobre o" efeito da variação da
quantidade de extensor e do tempo de montagem na resistência
â flexão estática de compensado manufaturados de Pinus
oaribaea var. hondurensis com adesivo a base de uréia-formaldeído. Em relação aó primeiro parâmetro considerado concluiu
que um aumento da quantidade do extensor (faixa considerara
50, 100 e 150 partes p/peso) provocou uma diminuição na qualidade da linha de cola, que pode ser verificada através da resistência do painel â flexão estática, principalmente no sentido paralelo". Com relação ao efeito do tempo de montagem (intervalos estudados 5, 15, 30 e 45 minutos) concluiu que o melhor resultado está entre 15 e 30 minutos, com temperatura ambiente de 24°C. Finalmente assinala que o compensado de
Pinus oaribaea poderá substituir os painéis de araucária.
* NBS/PS51-71: normas americanas sobre compensados de folhosas.
3
3.1
MATERIAIS
E
MÉTODOS
GENERALIDADES
A madeira utilizada neste experimento foi obtida de uma
• parcela experimental implantada no ano de 1965, na Estação de Pesquisas da Universidade Federal do Paraná, localizada no município de Rio Negro-PR, a 100 Km ao sul de Curitiba pela BR-116.
O espaçamento inicial desta parcela foi de 1,0 x 1,0 m, não
havendo sido. aplicada a desrama artificial.
As operações de aquecimento das toras, descascamento,
laminação, guilhotinagem e secagem foram efetuadas numa indústria local. As restantes operações de colagem, prensagem, elaboração dos corpos de prova e determinação das propriedades
físicas-mecânicas, foram conduzidas no Laboratório de Tecnologia de Madeira do Curso de Engenharia Florestal da Universidade Federal do Paraná.
O adesivo utilizado foi líquido, a base de fenol-formol
com 50% de sólidos resinosos, destinado â colagem de madeira
-em produtos de uso exterior (a prova d'água).
O experimento constou de duas partes, na primeira determinou-se o efeito de temperatura de aquecimento das toras
sobre o rendimento, e a qualidade das lâminas; na segunda parte (elaboração dos compensados), montou-se um experimento completamente casualizado com arranjo fatorial dos tratamentos,
sendo os fatores analisados a temperatura de aquecimento das
toras, a temperatura de prensagem, còm três níveis cada um deles.
35
3.2
AMOSTRAGEM E COLETA DO MATERIAL
Foram utilizadas cinco árvores, número mínimo recomendais*
'
—
do pela Comissão Panamericana de Normas Técnicas (COPANT). A
amostragem das árvores foi seletiva, escolhendo-se entre as
de maior diâmetro. A razão disto foi a limitação que apresentava o torno desenrolador, que por ter garras com um diâmetro
de 15 cm, não permitiria com toras pequenas medir satisfatoriamente o efeito da temperatura de laminação sobre o rendimento .
Após derrubadas as cinco árvores, foram seccionadas em
três toras de dois metros cada uma, visando desta maneira ter
presente para cada temperatura de aquecimento uma tora de cada árvore. As temperaturas foram sorteadas aleatoriamente dentro de. cada árvore. Seguidamente cada tora foi identificada
com o auxílio de uma fita metálica.). Uma vez codificadas mediram-se os diâmetros nos dois topos, e a espessura da casca
(Tabela 1), e selaram-se os topos com uma solução aquosa de
gesso com a finalidade de evitar a perda excessiva de umidade .
3.3
AQUECIMENTO DE TORAS
.A temperatura foi escolhida levando-se em consideração
as sugestões de FLEISCHER* (Figura 2), e o resultado dás pes29 , KOCH
25 , e sobre Pinus
quisas efetuadas sobre Pt-nus por LUTZ'
7
elliottii por CHONG .
Os tempos necessários para atingir as temperaturas programadas foram calculados preliminarmente a partir da metodo* FLEISCHER, H.O. Op. cit. , p. 11.
36
TABELA 1.- DIÂMETROS DAS TORAS MEDIDAS NOS DOIS EXTREMOS
Árvore Tora
N9
N9
I
II
III
IV
V
TOPO MENOR.
TOPO MAIOR
Diâmetro com
casca (cm)
Diâmetro sem
casca (cm)
Diâmetro com
casca (cm)
Diâmetro sem
casca (cm)
1
51,5
49,0
42,5
40,5
2
42,5
40 ,5
38,5
36,8
3
38,5
36 , 8
36,0
34 , 8
1
46,5
44,0
34 , 5
32,8
2
34,5
32,8
32,0
30,8
3
32,0
30,8
29 , 5
28 , 5
1
45,0
43 ,0
38,0
36,4
2
38,0
36,4
37,0
35,6
3
37,0
35,6
35,0
33,6
1
53,0
50,0
4 2,0
40,0
2
42,0
40 ,0
40,5
38,5
3
40,5
38,5
38,0
36,5
1
47,5
44,0
36,5
34,5
2
36,5
34,5
34,5
33,0
3
34.5
33.0
34 .5
33 ,0
29
37
logia prcposta por STEINHAGEM et alii
(Anexo 1), e finalirente ajusta-
das segundo a experiência e limitações da indústria. Estes valores são apresentados na Tabela 2. Como meio aquecedor utilizou-se vapor de água saturado.
TABELA 2.
PROGRAMA DE TEMPERATURA E TEMPOS UTILIZADOS NO AQUECIMENTO DAS TORAS
Temperatura
desejada para as toras
oc
Temperatura
do vapor
p'
Tempo calculado
teoricamente por
me t . S t e inhagem
(horas)
Tempo real
de aquecimento
20
-
-
-
40
60
13
11
60
60
52
48
3.4
LAMINAÇÃO
As toras foram descascadas
logo
antes
da lamina-
ção. O equipamento utilizado no desenrolamento foi um torno
automático FEZER RFR modelo 15 Pa 2 7*. Laminou-se numa espessura nominal de 3 mm, a escolha desta medida baseou-se em que a
maioria dos trabalhos de pesquisa consultados utilizaram esta
20
15
99
7
espessura, HSE , FREEMAN , JANKOWSKY zz , CHONG e outros. O
ajuste do torno foi efetuado segundo a experiência da indústria.
No transcurso da laminação foram efetuadas medições do
diâmetro da tora após arredondamento, e medições do rolo resto,
* A citaçao da marca nao significa endosso pelo pesquisador.
38
com a finalidade de determinar as perdas em cada operação e o
rendimento de lâminas.
Na saída do torno/as lâminas foram enroladas numa bobina e logo transportadas ã guilhotina onde defini.u-se uma largura de 0,70 m, ficando assim com uma dimensão nominal de
2 m x 0,7 m x 0,003 m. Durante a guilhotinagem foram retiradas amostras de 0,2 m x 0,2 m, cinco de cada " t o r a " c o m a finalidade de determinar a contração tangencial, umidade e massa específica aparente.
As lâminas foram.agrupadas levando em consideração só
a temperatura de aquecimento.
3.5
SECAGEM E CLASSIFICAÇÃO
As lâminas foram secas num secador industrial contínuo
a jato. A secagem efetuou-se em duas etapas com duas temperaturas 125°C e 135°C, segundo a modalidade da indústria, e com
uma velocidade de passagem de 0,01 m/s. Esta velocidade, que
determina indiretamente o tempo de secagem foi ajustada em
função da umidade final desejada.
Quando as lâminas estiveram frias se procedeu a classificação de acordo com o- tipo de freqüência dos defeitos, segundo o recomendado pela norma PS1-74.
3.6
DETERMINAÇÃO DO RENDIMENTO
Para a determinação dos volumes (tora por tora) entre
as diferentes operações,utilizaram-se as seguintes equações:
- determinação do volume de tora com casca (V^), e
sem casca (V^) :
V
" T T
(B 2 + E
a
a • °b
+
V »
39
onde:
L = comprimento da tora (m);
D â = diâmetro maior (m);
D^- diâmetro menor (m);
V = volume (m3)
- determinação do volume da tora arredondada (V^), e
do rolo resto (V^):
v = * ;L
D2
onde:
L = comprimento da tora (m);
D = diâmetro (m);
V = volume (m3) .
- determinação do volume laminado (V^):
V5 = v3 - V4
onde :
V^ = volume da tora arredondada (m3);
V^ = volume do rolo resto (m3);
V,- = volume laminado (m3);
D
Até aqui os cálculos, foram realizados individualmente
para cada tora, logo estes valores foram somados para dar os
volumes dentro de cada temperatura de aquecimento. 0 volume
das lâminas (Vg) foi calculado' pela seguinte equação:
.
V6 = N . v
onde:
N = número de lâminas(apôs a secagem);
40
v = volume individual médio das lâminas (m3);
V = volume (m3).
Finalmente por diferença determinou-se as perdas que
posteriormente foram expressas em porcentagem, referidas ao
volume com casca como 100%;
V^ - V2 = perda no descascamento (m3);
V
2 ~ V3
=
perda no arredondamento (m3);
V^ - V5 = perda no rolo resto (m3);
Vç. - Vg = perda nas operações restantes (m3).
A somatória das perdas em porcentagem foi a perda total, a que subtraída do 100% dão o rendimento quantitativo de
lâminas em porcentagem, referidas ao volume com casca.
Para a determinação do rendimento qualitativo considerou-se as indicações dadas pela mesma PS 1-74. As porcentagens
dos diferentes graus de qualidade foram referidos ao volume
efetivamente laminado/o qual foi tomado como 100%.
3.7
ELABORAÇÃO DOS COMPENSADOS
As lâminas foram recortadas em dimensões de 0,60 x 0 ,60 m,
superfície máxima admitida pela prensa piloto utilizada. Adotando-se critérios da indústria brasileira, reclassificou-se
as lâminas em duas categorias, capa as de melhor qualidade e
miolo as restantes.
O teor de umidade das lâminas foi reajustado numa estufa de laboratório utilizando-se uma temperatura de 70°C, levando-se até uma umidade média de 6% segundo os requerimentos
dado pelo fornecedor de resina.
41
As determinações efetuadas no controle de qualidade
das lâminas foram as seguintes:
. Teor de umidade: efetuaram-se quatro medições para
determinar a umidade média, a qual devia estar entre 5% e 6%,
e não apresentar nenhuma leitura superior aos 8%, para ser
aceita. Estes limites foram estabelecidos pelo fornecedor da
resina, e também da literatura (KOCH^J).
. Espessura: foi medida com um relógio comparador
(precisão
.de
0,01 mm)-. Também efetuaram-se quatro medidas.
Esta determinação além de estabelecer se
as lâminas estão
dentro das•tolerâncias, permitiu comparar a uniformidade de
espessura
das lâminas provenientes das três temperaturas de
aquecimento.
. Rigidez: esta característica, que foi avaliada visualmente utilizando a metodologia recomendada por SUCHSLAND &
35
JANKOWSKY
, foi destinada a determinar indiretamente a profun-
didade das fendas de laminação.
. Rugosidade: foi avaliada visualmente durante o espalhamento de adesivo.
A resina utilizada na elaboração do adesivo foi fenolformol líquida. A fórmula foi a seguinte:
Formulação em partes para peso
Resina . .
100
Casca de noz em pó
10
A elaboração efetuou-se com o auxílio de uma batedeira
mecânica e consistiu simplesmente na mistura da resina com a
casca de noz até homogeneização completa. Após a elaboração
42
da cola se efetuaram os controles de viscosidade e de pH com
a finalidade de verificar o estado e condições de aplicação.
A quantidade de cola espalhada foi de 300 g/m 2 de superfície dupla, a aplicação foi manual com o auxílio de uma
espátula de material plástico.
O tempo de montagem foi de 15 minutos respeitando o mínimo indicado pelo fornecedor da resina, e considerando os tem25
pos que normalmente usa a industria de painéis do EEUU (KOCH ).
Na prensagem, a temperatura, o tempo de prensagem, e a
pressão específica, foram escolhidas levando em consideração
as experiências na fabricação de compensado de Pinus no exte25
rior (KOCH
) e as recomendações do fabricante da resina. As
variáveis do ciclo de prensa foram:
Temperaturas: 135°C, 145°C, 155°C
Tempos:
Pressão:
3 1 , 6', 9'
0,9 8 N/mm 2 .
Os compensados elaborados foram de três camadas, de uma
dimensão nominal de 0,60 m x 0,60 m x 0,009 m. A quantidade
elaborada é detalhada no delineamento estatístico.
Finalmente os painéis foram logo aclimatados numa sala
com temperatura de (20 ± l)°Ceuma umidade relativa de(65±5)%
até os mesmos atigiram condições de equilíbrio higroscõpico verificáveis pela sua massa constante, ou seja entre duas pesagens , com intervalo de quatro horas, não apresente uma variação maior de 0,3% em relação a massa da última pesagem.
3.8
AVALIAÇÃO DOS PAINÉIS
Na avaliação dos painéis, a determinação principal pa-
ra o objetivo específico desta pesquisa é a determinação da re-
43
sistência de colagem ao esforço de cisalhamento, as demais determinações efetuadas servem para caracterizar melhor ao produto obtido. Os testes efetuados, as propriedades medidas, e
as normas empregadas podem ser visualizadas na T a b e l a 3 .
Os corpos de prova foram retirados dos painéis de acordo com a Figura 5.
FIGURA
5.
ESQUEMA DA FORMA DE RETIRADA DOS CORPOS DE
PROVA, ONDE F (FLEXÃO); C (LINHA DA COLA);
R (INCHAMENTO E RECUPERAÇÃO).
- -
•..
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1 1 1 F
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TABELA 3-
NORMAS UTILIZADAS NA REALIZAÇÃO DOS TESTES PARA A DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES FlSICAS-MECÂNICAS DOS COMPENSADOS
Norma utilizada
Nome do teste
AS TM 3043-76
(Método A)
Flexão estatica
Condições
Paralelo
a
s fibras
Propriedade determinada
Modulo de elasticidade.(N/mm )
Tensão de ruptura (N/mm )
Perpendicular as fibras
Modulo de elasticidade (N/mm )
Tensão de ruptura (N/mm )
PS 1-74
Resistência da colagem ao esforço
de cisalhamento
Seco
Tensão de ruptura (N/mm )
Falha na madeira (%)
Úmido
Tensão de ruptura(N/mm )
Falha na madeira (%)
ASTM D 3503-76
Inchamento
Recuperaçao da espessura
Inchamento (%)
Recuperaçao de espessura (%)
45
3.9
ANÁLISE ESTATÍSTICA
Na primeira parte do experimento, que corresponde ã
avaliação do efeito da temperatura da laminação sòbre o rendimento è a qualidade das lâminas, determinaram-se a média, desvio padrão e coeficiente de variação. Na segunda parte, que
corresponde â elaboração dos compensados, o experimento conduziu-se com arranjos fatoriais dos tratamentos e foi analisado
estatisticamente através" do delineamento totalmente casualizado. Os fatores considerados foram: temperatura de laminação,
temperatura de prensagem, e tempo de prensagem, cada um deles
com três níveis ficando um fatorial 3 3 (27 tratamentos). Para
cada tratamento efetuaram-se três repetições, ou seja, se fabricou-se um total
de 81 painéis.
O
modelo
matemático
correspondente a este delineamento, e o desenvolvimento analítico de metodologia de cálculo pode ver-se no Anexo 2.
O número de corpos de prova testados para cada propriedade é apresentado na Tabela 4.
Além da análise mencionada, determinou-se parâ todos os
tratamentos os valores médios, desvio padrão, e coeficiente de
variação, das diferentes propriedades medidas.
TABELA 4.
NÜMERO DE CORPOS DE PROVA TESTADOS NA DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES DOS.PAINÉIS
Teste
Numero de corpos
de prova por painel
Numero total de corpos
de prova por tratamento
Seco
5
15
Omido
5
15
Paralelo ao vao
3
9
Perpendicular ao vão
3
9
3
9
3
9
Condições
Linha de cola
Flexão estática
Inchamento
e
Recuperação
4
4.1
RESULTADOS
E
DISCUSSÃO
RENDIMENTOS NA LAMINAÇÃO
A Tabela 5 apresenta os volumes de madeira no decorrer
das diferentes operações industriais, definidos para cada uma
das toras. A Tabela 6 apresenta os volumes totais agrupados
segundo as três temperaturas de aquecimento, colocando-se também na última coluna o volume de lâminas úteis obtidos. A Tabela 7 e as Figuras 6, 7 e 8, apresentam as perdas em cada uma
das operações, e o rendimento
inal. Os valores são dados em
porcentagem e foram calculados considerando como 100% os valores correspondentes aos volumes das toras com casca.
. Analisando os valores da Tabela 7, pode-se observar que
as perdas que correspondem as operações de descascamento e arredondamento são similares para as três temperaturas de aquecimento, isto era de esperar já que estas perdas são determinadas pelas características próprias da espécie, como espessura
da casca e conicidade. As perdas ocasionadas no rolo-resto são
determinadas pelas dimensões das garras -do torno, afetando de
maneira idêntica as três temperaturas de aquecimento consideradas. Na quarta coluna pode-se observar diferenças entre as
porcentagens de perdas devidas ao manuseio, nos três níveis
considerados. O nível 60°C foi o que apresentou perdas menores,
ièto ê atribuível pelo fato de que as lâminas desenroladas nesta temperatura foram as mais rígidas por apresentar menor
TABELA 5.
DIÂMETROS E VOLUME (m3) DE MADEIRA DE CADA UMA DAS TORAS ENTRE AS DIFERENTES
OPERAÇÕES DURANTE A LAMINAÇÃO
TORA.
Dianetro
s e i o r com
casca (a)
1.1
Diâmetro
n e n o r cora
c a s c a (m)
Diâmetro
m a i o r som
casca (n)
Diâmetro
menor sem
o a s c a (m)
0,385
0,2531
0,405
0,363
0,2350
Volume.
com
ccsca (a3)
Volume
sen
casca (m3)
-
D i â m e t r o de
T o r a Aredoa
d a d a (m)
Volume" da
Tora Aredon
dada (m^)
0,326
0,1670
'
Diâmetro
do Rolo
R e s t o (m)
Voluma
R o l o Rea
t o (®3 )
Volume:
laminado
(a*)
0,151
0,124.5
'
0,0633
0,0363
0,1075
0,0368
0,0358 ,
2 1
.0,4.65
0,345
0,2577
0,440
0,328
0,2334
0,233
0,1303
0,153
3 1
0,450
0,330
0,2714
0,430
0,364
0,2433
0,309
0,1500'
0,153
4. 1
0,405
0,330
0,2^23
0,335
0,365
0,2211
0,312
0,1529
C',153
0,1103
0,0368
5 1
0,365
0,345
0,19S2
0,245
0,330
0,1791
r\ ••J70
0,1162
0,153
0,0755
0,0363
1. 2
0,385
0,3ó0
0,2162
0,363
0,348
0,2015
0,315
•: , 1 5 5 9
0,159
0,1103
0,0397
2 2
0,345
0,320
0,1739
0,323 '
0,308
0,1590
0,274
0,1179
0,153
0,0771
0,0368
3 2
0,370
0,350
0,2033
0,356
0,336
0,1322
0,296
0,1376
0,160
0,0925 -
0,0402
4 2
0,530
0,420
0,3563
0,5C<)
0,400
0,3196
0,325
0,1659
0,173
0,1103
0,0493
5 2
0,475
0,365
0,2739
0,440
0,345
0,2434
0,334
0,1753
0,156
0,1301
0,0332
1 3
0,515
0,425
0,34S3
0,493
0,405
0,3157
0,372
0,2174
0,172
.0,1623
0,0465
2 3
0,320
0,295
0,1437
0,303
0,235
1333
0,245
0,0966
0,156
0,0555
0,0382
• 3 3
0,3S0
:,37o
0,2211
0,364
0,356
0,2c37
"• 0 , 2 9 6
0,1376
0,162
0,0916
0,0412
4 3
0,420
0,405
0,2675
0,400
0,335
0,24.22
0,337
0,1734
0,159
0,1317
0,0397
5 3
0,345
0,345
C,.l371
0,330
0,330
0,1712
0,267
0,1120
0,153
0,0714
0,0368
'
.
•
'
co
TABELA 6.
VOLUMES TOTAIS ENTRE AS DIFERENTES OPERAÇÕES, AGRUPADAS SEGUNDO AS TRÊS TEMPERATURAS
DE AQUECIMENTO
Temperatura
de
aquecimento
(°C)
Volume com
casca
Volume sem
casca
(m3)
(m3)
Volume arredondado
Volume laminado
(mfj)
Volume rolo
resto
Volume laminas
boas
(m^)
(m3)
(m3)
20
1,2297
1,1169
0,7164
0,5066
0,1830
0,3873
40
1,2311
1,1117
0,7526
0,5203
0,2047
0,3798
60
1,1727
1,0711
0,7420
0,5125
0,2024
0,4543
TABELA 7. "PERDAS PERCENTUAIS NAS DIFERENTES OPERAÇÕES. DURANTE A OBTENÇÃO DE LÂMINAS POR DESENROLO E RENDIMENTO FINAL. OS VALORES FORAM AGRUPADOS SEGUNDO AS TRÊS TEMPERATURAS DE
AQUECIMENTO
Temperatura
de
aquecimento
(°C)
p erc ja no des.
cascamento
Perda no ar, ,
^
redondamento
Perda no rot
lo resto
Perda
no manuseio
Perda Total
Rendimento
20
(%)
9,17
(%)
32,57
O)
17,06
(%)
9,70
. (%)
68,50
(%)
31,50
40
9,70
29,17
18,87
11,41
69,15
30,85
60
8,66
28,06
19,57
5,96
61,26
38,74
FIGURA 6.
PERDAS PDRCENTUAIS NAS DIFERENTES OPERAÇÕES, DURANTE A OBTENÇÃO DE LÂMINAS POR DESENROLO E RENDIMENTO FINAL. TEMPERATURA DE AQUECIMENTO 20°C
PER.
ARREDONDAM
32.5%
PER.
PER.
ROLO RESTO
PER.
16.9%
DESCASCADO
—
MANUSEIO
9.7%
REND.
LAMINAS
31.6%
9.1%
FIGURA 7.
PERDAS PORCENTUAIS NAS DIFERENTES OPERAÇÕES, DURANTE A OBTENÇÃO DE LÂMINAS POR DESENROLO E RENDIMENTO FINAL. TEMPERATURA DE AQUECIMENTO 40°C
PER.
ARRDONDAM.
29.1%
cn1
i-
FIGURA 8.
PERDAS PORCENTUAIS NAS DIFERENTES OPERAÇÕES, DURANTE. A OBTENÇÃO DE LÂMINAS POR DESENROLO E RENDIMENTO FINAL. TEMPERATURA DE AQUECIMENTO 6 0°C
PER. ARREDONDAM 28%
PER.
ROLO RESTO
PER.
PER.
19.4%
MANUSEIO
DESCASCADO
8 . 6%
5%
REND. LAMINAS 38.8%
t_n
to
53
profundidade do fendilhamento (Ver Tabela 12), o que leva a
que o rompimento das lâminas durante o manuseio seja menor.
Este fato foi estabelecido por LUTZ 30 . A Perda maior no manuseio foi para o nível 40°C, a falta de proporcionalidade pode
ser explicado da seguinte maneira: neste nível a temperatura
do tanque de aquecimento foi de 6 0°C e a temperatura desejada
da tora de 40°C, as partes mais externas da tora tinham uma
temperatura próxima aos 60°C, generando-se assim um gradiente
de temperatura do exterior ao interior e dos extremos ao centro, fator este que prejudica as condições de laminação, resultando lâminas mais frágeis como já foi mencionado por
30
LUTZ
. Aceitando isto como explicaçao, podemos dizer que o
rendimento em termos quantitativo melhora com o aquecimento
das toras de 20°C a 60°C.
Para avaliar o rendimento da espécie em termos qualitativos utilizou-se a norma PSl-74. A Tabela 8 apresenta o número de lâminas obtidas das diferentes categorias, para os três
níveis considerados. A Tabela 9 apresenta o rendimento qualitativo em m 3 , e os rendimentos porcentuais em relação ao volume efetivamente laminado.
Pode-se observar que nos três níveis considerados obtiveram-se lâminas da categoria C e D exclusivamente, sendo a da
primeira categoria a mais abundante. Como á norma PSl-74 classifica as lâminas considerando principalmente a ocorrência^dos
defeitos naturais, era esperado que as temperaturas utilizadas durante a laminação não afetaram o rendimento qualitativo. A diferença que se observa na categoria D é atribuível a
diferenças quantitativas dentro desta categoria.
54
TABELA
8•
NÚMERO
DES
DE LÂMINAS OBTIDAS
SEGUNDO
DAS
A CLASSIFICAÇÃO
FORAM AGRUPADOS
SEGUNDO
AS
DIFERENTES
DA PSÍ-74.
TRÊS
QUALIDA-
OS
VALORES
TEMPERATURAS
DE
•AQUECIMENTO
Temperatura
Grau segundo
de aquecimento a norma PS1-74
Quantidade de
laminas de
Quantidade total
laminas obtidas
0,7 m X 1,9 m x 0 ,0028 m
°C
C
72
D
32
C
76
D
26
C
75
D
45
104
20
102
40
122
60
TABELA
9.
RENDIMENTO
QUALITATIVO
PS1-74.
PORCENTAGENS
AS
DO V O L U M E
EFETIVAMENTE
Temperatura
Volume efetide aquecimento vãmente lamido
(°C)
(m 3 )
EM LÂMINAS
SÃO
SEGUNDO
A
NORMA
ESTABELECIDAS
A
PARTIR
LAMINADO
Laminas obtidas do tipo
C
(m3)
Rendimento
qualitativo
%
Laminas obtidas do tipo
D
(m3)
C
D
(perdido)
20
0,5066
0,2861
0,119 2
53
24
(23)
40
0,5203
0,2830
0,0968
54
19
(27)
60
0,5125
0,2793
0 ,1750
54
34
(12)
55
Constata-se que o maior rendimento quantitativo obtido com o aquecimento a 60°C foi devido ao ganho em lâminas de
categoria D, o que em outros termos significa que o aquecimento das toras a 60°C leva a um melhor aproveitamento das porções relativamente mais desfavoráveis do fuste, isto é, regiões de abundante nodosidade.
A Tabela 10 apresenta outros valores de rendimento tomados da literatura. O maior rendimento obtido por JANKOWSKY ? 2
é atribuível principalmente ao fato que o diâmetro das garras
~
7
usada nesta experiencia foi de 8 cm. Em relação a CHONG
a di-
ferença esteve no diâmetro das toras. Levando em consideração
estes aspectos, pode-se considerar o rendimento obtido nesta
pesquisa, como aceitável.
TABELA 10.
COMPARAÇÃO DOS RENDIMENTOS OBTIDOS COM OUTROS VALORES TOMADOS DA LITERATURA
Volume da
tora sem
casca
Fonte
(%)
Volume- do Volume de
Volume de
rolo' resto lâminas per- lâminas
didas
úteis
(%)
(%)
100
13,6
32,0
54,4
CHONG
100
14,6
29,9
55,5
DISSERTAÇÃO
100
18,9
38,7
42,4
JANKOWSKY
22
Observações
. (%)
Pinus s trobus
12 anos de idade
30 cm diâmetro
7
40 anos de idade
50 cm diâmetro
Pinus elliottii
17 anos idade
40 cm diâmetro
56
As observações da Tabela 7 e das Figuras 6, 7 e 8, pode-se constatar que os fatores que geraram maiores perdas foram a conicidade da tora e o diâmetro da garra do torno. A redução do efeito do primeiro fator exige o auxílio do melhoramento florestal (florestas futuras) e do manejo florestal que
permite a valorização da madeira nos talhões através de prá33
ticas tais como podas e desbastes (PONCE
) , e o segundo fa-
tor exige aprimorar o equipamento destinado â produção de lâminas, visando viabilizar economicamente o uso de espécies de
diâmetro reduzido (JANKOWSKY22).
4.2
CARACTERÍSTICAS DAS LÂMINAS
A Tabela 12 apresenta as estatísticas resultantes das
medições das propriedades físicas efetuadas nas lâminas. A diferença que apresenta-se na umidade pode-se explicar parcialmente. Segundo GRANTHAM & ATHERTON 16 quando as toras são aquecidas pode-se produzir uma secagem, causada pelo ar da cavidade celular que ao aquecer-se se expande e expulsa fora parte
da água livre. Isto leva em concordância com o resultado obtido para a temperatura de aquecimento de 60°C. No caso de 40°C,
não estabeleceu-se a razão da maior umidade. Como era de se esperar para as outras duas propriedades consideradas não existiu
uma maior variação. Em relação as características das lâminas
derivadas do processo de elaboração, apresentadas na Tabela 12, pode observar-se que a variabilidade em espessura foi menor para o
nível de 60°C, a rigidez maior, e a rugosidade menor para este mesmo nível, o que indica que a qualidade da lâmina melhora notavelmente ao ser desenrolada a 60°C. Como aconteceu anteriormente
TABELA 11.
ESTATÍSTICAS OBTIDAS PARA UMIDADE, PESO ESPECÍFICO E CONTRAÇÃO TANGENCIAL. AS MEDIÇÕES FORAM EFETUADAS SOBRE LÂMINAS AMOSTRAS E AGRUPADAS SEGUNDO OS TRÊS NÍVEIS
DA TEMPERATURA DE AQUECIMENTO
Propr i edades
Temperatura
de
aquecimento
Umidade
S
Peso
CV
específico
Corit.
Tangencial
X
S
CV
X
s
cv
20°C
147,7
32,24
21,83
0,45
0,08
17,78
5,35
0,72
13,46
40°C
170,6
34,55
20,25
0,40
0,05
12,50
5,13
0,51
9,94
60°C
133,5
33,98
25,45
0,46
0,06
13,04
5,94
0,62
10,44
TABELA 12.
DETERMINAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS DAS LÂMINAS OBTIDAS SEGUNDO OS TRÊS NÍVEIS DA TEMPERATURA DE AQUECIMENTO
Temperatura
de
aquecimento
Espessura
X
Rigidez
Rugosidade
CV
20°C
2,78
0,15
5,30
Escassa
Alta
40°C
2,9 7
0,22
7,40
Escassa
Alta
60°C
2,78
0,11
3 , 90
Alta
Baixa
58
com os valores de rendimento, o nível 40°C apresenta-se agora
negando a existência de uma possível linearidade entre as variáveis temperatura de aquecimento e qualidade da lâmina, na
realidade o fato de apresentar maior variabilidade em termos
de espessura não faz mais que confirmar que a laminação nesta
temperatura foi conduzida em condições desfavoráveis devido ao
gradiente de temperatura antes mencionado. Por tudo isto podemos dizer que a qualidade das lâminas, quando avaliadas por
características tais como fendas de laminação, rugosidade e variabilidade de espessura, melhoram notavelmente ao passar de
uma temperatura de laminação de 20°C a 60°C. O fato de melhorar estas características já foi estabelecido por diversos autores, tais como: CORDER & ATHERTON
4.3
12
, KOCH
25
, LUTZ
29
, etc.
RESISTÊNCIA DA COLAGEM AO ESFORÇO DE CIZALHAMENTO
Os dados da porcentagem de falha na madeira foram ana-
lisados at^ravés do teste de Bartlett com a finalidade de estabelecer a existência de homogeneidade entre as variâncias. 0
resultado confirma a hipótese de nulidade, pelo qual não foi
necessário efetuar a transformação das variáveis.
As Tabelas 13 e 14 apresentam as estatísticas média,
desvio padrão e coeficiente de variação obtidos para os valores de resistência e porcentagem de falha na madeira do teste
da linha de cola em seco e em úmido.
As Tabelas correspondentes aos resultados da análise
de variância para as variáveis de resposta do teste da linha
de cola são apresentadas no Anexo 3. A Tabela 15 apresenta o
resumo da significância estatística, de cada um dos fatores
estudados, sobre as duas variáveis de resposta. Como pode
59
TABELA 13.
ESTATÍSTICAS OBTIDAS PARA OS VALORES DE RESISTÊNCIA E PORCENTAGEM DE FALHA NA MADEIRA DO TESTE DE
LINHA DE COLA SECA, PARA OS 27 TRATAMENTOS
LINHA
:—
:
Resistencia
Tratamento
DE
COLA
SECA
—r-r—*
Falha
2
(N/mm )
T
a
T
t
(°C )(min . )
135
20
145
155
135
»0
145
155
135
»0
145
155
X
.
na
—=
madeira
(%)
s
CV
X
s
CV
3
1 45
0 31
21
34
25
74
6
2 17
0 09
4
69
11
16
9
2 08
0
20
10
59
16
27
3
1 69
0 21
12
38
19
50
6
2 39
0 19
8
74
29
39
9
2 60
0 20
. 8
75
12
16
3
1 85
0 23
12
52
4
8
6
2 09
0 20
1°
64
2.4
38
9
2 37
0 13
5
77
7
9
3
1 53
0 13
8
4
3
75
6
1 91
0 22
11
43
29
67
9
2 49
0 01
O.-, 5
58
16
28
3
2 12
0 09
4 '
25
16
64
6
2 21
0 26
12
50
8
16
9
2 51
0 50
20
65
13
20
3
2 02
0 36
18
36
25
69
6
2 31
0 12
5
76
16
21
9
2 48
0 14
6
79
16
20
3
1 85
0 07
4
14
7
50
6
2 26
0 13
74
10
14
9
2 49
0
15
6
84
5
6
3
2 04
0 19
10
41
22
54
6
2 36
0 08
3
83
6
7
9
2 49
0 25
10
91
7
8
3
2 12
0
17
7
33
11
33
6
2 34
0
14
6
73
11
15
9
2 42
0 05
2
76
14
18
6
!
TABELA 14.
ESTATÍSTICAS OBTIDAS PARA OS VALORES DE RESISTÊNCIA E PORCENTAGEM DE FALHA NA MADEIRA DO TESTE DE
LINHA DE COLA ÚMIDA, PARA OS 27 TRATAMENTOS
LINHA
T
T
V c )
135
20 145
155
135
40
145
155
135
t
(min.)
ÜMIDA
Resistencia
(N/mm2)
X
Falha
na m a d e i r a
(%)
S
CV
X
S
CV
0 75
0,66
87
8
9
113
6
1 41
0, Í9
13
18
5
28
9
1 23
0,13
11
35
10
29
3
0,08
8
9
4
44
6
1 08
1 36
0,10
1 59
0,20
39
43
20
17
51
9
7
12
40
3
1 16
0,22
19
35
7
20
6
1 21
0,02
2
25
17
49
9
1 32
0,10
8
48
7
15
3
0 86
0,08
9
6
5
83
6
1 13
0,13
12
21
16
76
9
1 43
0,01
1.
26
27
104
3
1 18
0,08
6
18
15
83
6
1 26
0,04
3
39
4
10
9
1 63
0,10
6
33
14
42
3
1 26
0,13
10
24
4
17
6
1 38
0,19
14
6
13
9
1 49
0 ,08
12'
. 46
68
12
18
3
1 12
0,03
2
8
5
63
6
1 37
1 52
0,19
14
13
45
0,13
8
29
54
14
26
0,21
17
118
0,10
7
11
54
13
6
1 22
1 29
19
35
9
1 52
0,08
5
60
10
17
3
0,10
7
23
17
74
6
1 35
1 47
6
41
1 51
15
45
11
13
27
9
0,09
0,23
3
155
COLA
3
9
60 145
DE
29
ver-se os níveis considerados da temperatura de aquecimento
afetaram de maneira altamente significativa a colagem dos painéis quando avaliado pelo teste da linha de cola em seco, entretanto no caso úmido somente o valor de resistência ao cizalhamento foi modificado significativamente. O fato que os dife
rentes níveis do fator temperatura de aquecimento afetaram sig
nificativamente os valores das variáveis de resposta,
confir-
ma que as diferentes temperaturas, originaram lâminas de qualidade estatisticamente diferentes, quando avaliadas pelo teste
da linha de cola. Os níveis dos fatores: temperatura de prensa
gem e tempo de prensagem afetaram de maneira altamente
signifi
cativa os valores das duas variáveis de resposta, tanto do tes
te realizado em seco, como em úmido. Finalmente não existiu ne
nhuma interação significativa entre os três fatores, mostrando
que dentro os níveis considerados existiu independência entre
os fatores.
TABELA 15.
RESUMO DE INCIDÊNCIA DOS TRÊS' FATORES NA COLAGEM
DOS COMPENSADOS, ONDE OS SÍMBOLOS INDICAM: ** ALTAMENTE SIGNIFICATIVO, * SIGNIFICATIVO E N.S. NÃO
SIGNIFICATIVO
Propriedade
Fator
Linha de Cola Seca
Resistencia
Falha na
madeira
Tempera t ura
de a q u e c i m .
* A
A*
Temperatura
A*
AA
**
Tempo
AÄ
Linha de Cola Ümida
Resistencia
Falha na
madeira'
N.S .
AA
AA
A A
A A
62
A Tabela 16 apresenta as estatísticas obtidas para cada um dos três. níveis dos fatores temperatura de aquecimento
(T ), temperatura de prensagem (T) e tempo de prensagem (t).
a
Para a.confecção desta tabela cada fator foi considerado alternativamente como única fonte de variação ignorando os dois
restantes. Os valores médios obtidos foram comparados, mediante o Teste de Tukey, para estabelecer quais dos níveis de cada
fator são os melhores. As comparações efetuadas podem-se ver
no Anexo 3.
A Tabela 17 apresenta o resumo dos resultados do Teste
de Tukey. As duas primeiras fileiras apresentam as melhores
combinações com uma probabilidade de 99% e 95% respectivamente. Quando dois níveis são melhores que um terceiro mais não
tem diferença significativa entre eles, são colocados entre parênteses. A última fileira mostra a combinação certa, que surge de escolher para cada fator o nível menos oneroso, que seja no possível comum as quatro respostas, e significativamente
melhor. Em consequência podemos dizer com uma probabilidade de
95% que T 2 e t^ foram a melhor temperatura e tempo de prensagem respectivamente, em todos os casos. Em relação ao fator
temperatura de aquecimento podemos assegurar com uma probabilidade de 95% que para obter valores mais altos de resistência
ao cizalhamento tanto em seco como em úmido, e conveniente desenrolar as toras de Pinus elliottii a uma temperatura de 60°C.
Por outro lado em termos de porcentagem de falha na madeira,
não é conveniente aquecer as tOras jã que, não
haverá nenhuma
25
, ,
melhora significativa. Em relaçao a isto KOCH
estabeleceu
que o aquecimento de toras de pinus para o desenrolo melhora a
resistência mecânica da lâmina o que leva a aumentar os valores
TABELA
16.
ESTATÍSTICAS
OBTIDAS
NOS
TRÊS
NÍVEIS
DOS
FATORES
TEMPERATURA
DE A Q U E C I M E N T O
(T
),
cl
TEMPERATURA
LINHA
(T) E
TEMPO
Resistencia
(N/mm2)
X
DIFFERENTES
VARIÁVEIS
DE
RESPOSTA
DO
TESTE
DE
DE•COLA
Linha
Fatores
(t), P A R A A S
S
CV
de
Cola
Seca
Falha
X
Linha
na m a d e i r a
(%)
S
CV
de
Cola
Resistencia
(N/mm2)
X
s
tímida
Falha
CV
na m a d e i r a
Ç%)
X
s
CV
Tai
2,08
0,39
18,75
6 0 , 19
21,47
35,67
1,24
0 >31
25,00
29 ,93
17 ,1.2
57 , 21
Ta2
2,18
0,3 7
16, 97
4 8 , 33
27,52
56,94
1,39
0 ,24
18,46
28,67
22,30
77,80
Ta 3
2,26
0,24
10,62
63 , 11
27 ,57
43,69
1,37
0 ,18
13 , 14
35,52
21,98
61,88
T
1
2,02
0,39
19,31
4 8 , 81
29,27
59,57
1,20
0 ,33
27 ,50
22,85
18 ,51
81,01
T
2
2,27
0,34
14,98
60, 07
25 ,66
42,72
1,35
0 ,21
15,56
33,74
20,82
61,69
T
2,22
0,26
11,71
62, 74
21,84
34,81
1,36
0 ,17
12,50
40,48
16,32
40 ,30
3
Ü
1,85
0,30
16,22
3 0 , 67
19,71
2 4 , 28
1,11
0 ,28
25,52
15,59
12,53
80,36
1
t
2,23
0,2 0
8,97
67, 30
19,49
28,95
1,33
0 ,15
1 1 , 28
35,96
15,76.
43,82
2
t
2,44
0,23
9,43
7 3 , 67
1 4 , 80
2 0 , 10
1,47
0 ,17
11, 56
45,52
17,78
39 ,05
3
<7i
U>
TABELA
17.
RESUMO
DOS
FATORES
Melhores
RESULTADOS
OBTIDOS
DO T E S T E
DE
TUKEY
EFETUADO
PARA AS
Seco
Omido
Falha
Resistência.
na
madeira
Res i s t ê n c i a
99%.
de
probabilidade
Ta3(T3T2)t3
Ta3T3(t3t2)
95%
de
probabilidade
Ta3(T3T2)t3
TalT2(t3t2)
Ta3T2t3
Ta3T2t3
T a
Ta3T2t3
certa
iV
Com
uma
probabilidade
de
S5%
em
todos
os
casos
2.
Com
uma
probabilidade
de
95%
em
todos
os
casos
com
4. P a r a
valores
uma
de
resistência
probabilidade
valores
da
falha
a melhor
de
95%.
da
madeira
a
T
-
Falha
3Ü3
t^ (9')
(145°C)
temperatura
temperatura
foi
de
de
o melhor
foi
aquecimento
Ta
foi
( T
-
madeira
3T2)t3
(T^T?) t3
T a
lT2t3
tempo.
a melhor
aquecimento
na
"
3
1.
3. P a r a
DOS'TRÊS
ANALISADOS
combinaçoes
Combinação
MÉDIAS
temperatura.
Ta^
(20
C)
(60°C)
(unicamente)
e a mais
conveniente.
o
65
de resistência ao cizalhamento da linha de cola, em contraposição toras desenroladas sem aquecimento prévio produzem lâminas mais débeis resultando em valores baixos de resistência ao
cizalhamento, porém com altas porcentagens de falha na madeiof
ra. Também SUCHLAND & STEVENS
estabeleceram que uma redução
na resistência mecânica da lâmina causou uma alta porcentagem
de falha na madeira e um decréscimo nos valores de resistência ao cizalhamento
a linha de cola. Até aqui os resultados
desta pesquisa são coincidentes enquanto a que um aumento da
resistência mecânica das lâminas, devido principalmente a uma
diminuição na profundidade das fendas de laminação ao passar
de uma temperatura de laminação de 20°C a 60°C (Tabela 12),
levou a um incremento estatisticamente significativo dos valores de resistência ao cisalhamento tanto em seco como em
úmido, sendo os resultados não coincidentes com estes três autores mencionados, em termos de porcentagem de falha na madeig
ra. Em pesquisa recente, CHOW
estabeleceu que ao crescer a
profundidade das fendas de laminação 1%
a resistência ao ci-
zalhamento diminuiu em 0,08 N/mm 2 não afetando a porcentagem
de falha na madeira. Esta última determinação é mais coincidente com os resultados desta pesquisa.
Em relação a porcentagem de falha na madeira no teste
seco, o fato de que os níveis Ta^ e Ta^ apresentam-se melhores
que os valores obtidos para o nível Ta 2 pode ser devido a um
problema de interpretação dos resultados, já que um grande número de corpos de prova romperam-se de maneira atípica, sendo
que algumas vezes rompeu-se em uma das lâminas externas â altura da ranhura, e outros tipos de ruptura.
66
Do analisado até agora pode-se dizer que o valor da
resistência ao cizalhamento no teste da linha de cola foi o
melhor parâmetro para avaliar a qualidade da lâmina em termos
de resistência da mesma. Com este resultado e o encontrado por
g
CHOW
podemos concluir que a variável de resposta resistência
da linha de cola, no caso de que a colagem seja boa, determina
a qualidade da lâmina principalmente em termos de profundidade de fendas de laminação. Por outro lado a porcentagem de falha na madeira aparece não ser afetado pela qualidade mecânica das lâminas e sim pela condições do ciclo da prensa. Isto é
totalmente concordante com o determinado por
CHOW
& WARREN" 1 "^,
os quais estabeleceram que esta variável de resposta é o parâmetro mais sensível para a determinação de cura incompleta do
adesivo.
Do acima mencionado pode-se dizer que das temperaturas
de laminação estudados: 20°C, 40°C e 60°C, esta última proporcionou os melhores valores da resistência no teste de linha de
cola, fato que é atribuído principalmente a melhor resistência
mecânica das lâminas causada pela menor profundidade das fendas de laminação.
Na Tabela 16 pode se observar que o valor do coeficiente de variação para a resistência ao nível Ta^ foi o menor tanto para o teste em seco como em úmido, o que indicaria que o
fato de laminar a 60°C além de produzir um melhor valor de resistência ao cisalhamento, como indica o valor médio obtido,
aumenta a uniformidade do produto o que é de maior importância
em qualquer processo produtivo; os coeficientes de variação
para as porcentagens da falha na madeira dentro do mesmo fator
mostram o nível Ta„ como o produto menos homogêneo, este de-
67
ve-se principalmente ao fato de ser elaborados com lâminas provenientes de um desenvolvimento em condições desuni foz-mes de
temperatura como já foi mencionado antes.
Os valores do coeficiente de variação para os dois fatores restantes, em quase todos os casos, foram diminuindo ao
passar do menor ao maior nível. Em outras palavras, ao aumentar
dentro dos campos considerados, a temperatura de prensagem e o
tempo de prensagem, melhora o produto em termos de uniformidade, fato
que era esperado.
A Figura 9 apresenta a comparação do valor na falha na
madeira exigida pela norma PS1-74, com os valores médios obtidos no teste úmido para os tratamentos que tiveram como base
o nível Ta^ do fator temperatura de aquecimento, sendo a razão
disto o fato que este nível não somente proporcionou os melhores valores de resistência, sendo que também proporcionou os
maiores valores de rendimento, pelo qual o torna insubstituível na fase de produção de lâminas.Utilizam-se os valores de
falha na madeira do teste úmido porque esta é a melhor combinação para determinar o grau de cura do adesivo, sendo esta a última fonte de variabilidade já que tanto a resina como a lâmina aceita-se como a de melhor qualidade.
Da análise da Figura 9 pode ver-se que os tratamentos
que tem 3 minutos de tempo de prensagem não conseguem atingir
o valor mínimo da exigência da norma, por outro lado os que
utilizam 155°C como temperatura de prensagem embora superam o
valor exigido, existem alternativas mais baratas, dos três restantes os mais econômicos são as combinações 135°C-9 min. e
145°C-6'. A escolha de uma ou outra como o mais econômica dependerá de uma correta análise técnico-econômica, sendo que a
68
melhor alternativa poderá ser uma ou outra segundo o caso.
FIGURA. 9.
COMPARAÇÃO
DOS V A L O R E S
COM OS EXIGIDOS
(X-S)
PELA
X.
DE FALHA NA M A D E I R A
NORMA PS1-74
(30%)
OBTIDOS,
ONDE:
(X + S)
t
155
9
155
6
155
3
145
9
145
6
145
3
135
9
135
6
135 . 3
30
60
90
X FM
69
A Tabela 18 apresenta uma comparação entre os valores
de resistência e porcentagem de falha na madeira obtido nos
dois tratamentos antes mencionados, e alguns dos valores obtidos em pesquisas brasileiras e estrangeira. Pode-se observar
nesta tabela que poucas comparações podem fazer-se com as outras experiências brasileiras já que a resina utilizada em um
e outro caso foram diferentes, além de serem diferentes as espessuras das lâminas utilizadas. Com a finalidade de evitar
estas dificuldades antes mencionadas tomou-se da literatura
estrangeira valores de resistência e falha na madeira de painéis que foram elaborados em condições similares. Estes valores podem ser vistos na última fileira. Em termos de resistência
pode-se ver que os resultados desta pesquisa são melhores,
ocorrendo o contrário com os valores de falha na madeira, fato
que indica que esforços devem ser realizados para aprimorar as
condições de colagem. De qualquer forma os valores atingidos
nesta pesquisa em termos da falha na madeira são superiores ao
valor mínimo exigido pela norma PS 1-74.
4.4
RECUPERAÇÃO DA ESPESSURA E INCHAMENTO
Durante a prensagem dos compensados se produz um incre-
mento da densidade e tensões internas, fatores estes que afetam a estabilidade dimensional na direção da compressão. Quando o produto absorve água e incha, parte das tensões internas
são liberadas, e é a causa disto que quando o produto é seco
não consegue retornar a sua espessura original. 0 inchamento
na espessura dos compensados está formado por dois componentes, o inchamento por absorção de água e o causado pela liberação das tensões de prensagem.
TABELA 18.
COMPARAÇÃO DOS VALORES DE RESISTÊNCIA E FALHA NA MADEIRA DO TESTE DA LINHA DE
COLA OBTIDOS NESTA PESQUISA, COM ALGUNS VALORES ENCONTRADOS NA LITERATURA
Linha
Pesquisa
Resistência
(N/mm2)
de C o l a
Seca
Falha na
madeira
L i n h a de Cola
Omida
Resistencia
Falha na
madeira
(%)
(N/mm2)
(%)
80
1,52
54
Ob s e r v a ç õ e s
Resina Espessue quan- ra lamitidade
na
Espécie e
idade
Norma uti- Aquelizada
cimento
Dissertação
~>
j.
-j
2,49
P. elliottiiEenõlica
.• T a 3 T 2 t 2
2,36
83
1,29
HAYASHIDA
2,17
21
0,72
54
17 anos
I.P.T.
SUCHLAND &
STEVENS
2,30
•
-
67
1,32
-
1,30
Ureica
' Pinus sp.
2 mm
300 g/m 2
L.D.
Ureica
P. elliotti-i
90
AS TM
PS1-74
sim
300 g/m 2
L.D.
P.elliottii
17 anos
3 mm
Fenõlica
IPT-M
26-B
nao
2 mm
IPT-M
26-B
sim
3 mm
PS1-66
sim
o
71
As estatísticas obtidas tanto para os valores de recuperação de espessura como para os valores de inchamento são
apresentadas na Tabela 19.
As Tabelas correspondentes as diversas análises estatísticas efetuadas encontram-se no Anexo. 3.
Da análise de variância efetuada para os dados de recuperação de espessura, determinou-se que dos três fatores estudados somente o Tempo de Prensagem, afeta de maneira altamente significativa esta propriedade, sendo que para tempos mais
longos corresponderam valores maiores de recuperação de espessura. Do teste de Tukey pode acrescentar-se que ao aumentar o
tempo de 3 para 6 minutos a recuperação da espessura não foi
modificada significativamente, e ao passar de 6 para 9 minutos aumentou significativamente, resultando no final uma dife42
rença altamente significativa entre 3 e 9 minutos . WELLONS et álir
estabeleceram que ao aumentar o tempo de prensagem aumenta a
compressão, e devido que com o aumento da compressão crescem
as tensões internas pode-se concluir que os valores de recuperação maiores para tempos mais longos, encontrados nesta pesquisa, deveram-se ao aumento' das tensões internas.
Em relação ao inchamento, da análise de variância determinou-se que os três fatores afetaram significativamente
esta propriedade, e que a temperatura e o tempo de prensagem
apresentaram interação significativa. Para os três níveis do
fator temperatura de aquecimento,o teste de Tukey revelou que ao passar do
nível Ta^ para Ta£ os valores de inchamento aumentaram significativamente, e que entre os níveis Ta^
e
Ta^ não existiu va-
riação significativa desta propriedade. Da análise de interação para os fatores temperatura e tempo de prensagem, esta
72
TABELA
19-
ESTATÍSTICAS
OBTIDAS
.AS D U A S V A R I Á V E I S D E
PESSURA E
Ta
o!
C
135
20
°C
145
155
135
40°C 145
155
135 '
Q
60 C
145
155
J
L
min.
3
X
NO
TESTE DE
RESPOSTA,
INCHAMENTO
RECUPERAÇÃO
PARA
DA
ES-
INCHAMENTO
CV
2,54
S.
0,86
34
6
2,58
1,04
9
3,30
3
6
X
S
CV
6,60
0,89
13
40
5,30.
1,46
28
.0,49
15
9,05
0,60
6
2,66
2,79
0,39
1,18
15
42
7,71
8,14
0,46
1,52
6
19
9
2,78
0,40
14
8,22
0,40
5
3
2,38
0,50
21
7,54
0,74
10
6
2,72
0,44
16
7,87
1,36
17
9
2,63
0,01
1
8,07
0,77
10
3
1,51
0,91
60
7,18
0,98
14
6
2,31
0,11
5
7,81
0,08
1
9
3,30
0,48
15
9,39
0,46
5
3
3,10
1,03
'33
8,23
1,54
19
6
2,83
0,35
12
9,34
1,65
18
9
3,17
0,37
12
8,93
0,56
6
3
2,72
. 0,90
33
9,23
0,86
9
6
2,92
0,46
16
9,05
0,38
4
9
3,59
0,95
26
9,53
1,19
12
3
2,12
0,34
16
7,47
1,25
17
6
3,15
1,21
38
8,21
1,13
14
9
3,90
0,71
18
9,62
0,52
5
3
2,43
0,28
12
8,14
0,39
5
6
3,20
0,53
17
9,24
1,88
20
!
9
3,20
0,09
3
8,95
1,36
15
3
2,07
0,27
13
7,95
0,67
8
6
2,77
0,24
9
8,21
0,94
8
9
3,10
0,31
10
8,99
2,06
23
73
interdependência manifestou-se somente no nível de temperatura
T^ ao passar dos níveis t^ e t^ do tempo de prensagem, em outros termos para uma temperatura de prensado de 135°C a variação do.tempo de prensagem de 6 para 9 minutos aumentou de maneira altamente significativa o valor do inchamento. Efetuando
a comparação deste resultado com as pesquisas efetuadas pelo
Laboratório de Produtos Florestais (F.P.L.) de U.S.A., citadas
26
por KOLLMANN et alii
, encontrou-se coincidente no sentido que
para temperaturas de prensagem superiores aos 140°C o tempo de
prensagem deixa de afetar significativamente os valores de inchamento; por outro lado abaixo dos 140°C na experiência do
F.P.L. determinou-se que ao aumentar o tempo diminui o inchamento, contrariamente ao estabelecido nesta pesquisa, esta diferença explica-se pelo fato que no F.P.L. trabalhou-se com outras condições (pressões, umidade da madeira) destinadas a produzir painéis sobrecomprimidos nos quais o material ligante
das fibras pela ação da temperatura flui dentro da estrutura
celular melhorando as características da estabilidade dimensional pela diminuição das tensões originadas da compressão aplicada durante a prensagem.
Finalmente, pode-se resumir dizendo que o aumento tanto da recuperação de espessura como de inchamento que estabeleceu-se nesta pesquisa pode-se explicar pelas tensões originadas na prensagem as quais foram crescendo principalmente com
o incremento do tempo de prensagem, resultando para maiores
tensões, maiores inchamentos.
74
4.5
RESISTÊNCIA Ã FLEXÃO ESTÁTICA
A finalidade deste teste é a determinação da resistên-
cia e da rigidez do compensado, propriedades de maior importância nos usos estruturais. A rigidez é um indicador de resistência â deformação do material sob tensão é expressa em termos de módulo de elasticidade. Quanto maior o módulo de elasticidade menor é a deformação sob determinada tensão.
A Tabela 20 apresenta os valores médios obtidos no tes
te de flexão estática para as duas variáveis de resposta, tensão de ruptura e módulo de elasticidade, tanto para o teste
realizado com
a
direção da fibra da face paralela ao vão. Tam
bém acrescenta-se os valores médios de umidade e peso específico aparente nas condições do teste.
Da análise de variância (ver Anexo 3)determinou-se que
nenhum dos três fatores, nos três níveis considerados,afetaram
de maneira significativa as propriedades medidas. Em função
deste resultado elaborou-se a Tabela 21 na qual são apresentadas as estatísticas para todo o conjunto de dados.
A Tabela 22 apresenta a comparação dos resultados obti
dos com outros tomados da literatura. No caso de umidade, peso específico, tensão de ruptura e módulo de elasticidade
comparando-se os valores médios. Os correspondentes a inchamento e recuperação são valores médios dos tratamentos Ta^T-^t
e Ta^T2t2 que são os tratamentos escolhidos como melhores pelas características de colagem. Os outros valores correspondem aos obtidos por outros autores para compensado de Pinus
elliottii e Araucaria angus ti folia, assim também como para
madeira sólida de Pinus elliottii.
TABELA
20. VALORES MÉDIOS OBTIDOS NO TESTE DE FLEXÃO ESTATÍCA PARA AS VARIÁVEIS DE RESPOSTA, TENSÃO DE RUPTURA, E MÓDULO DE ELASTICIDADE.PARA O TESTE COM A
DIREÇÃO DA FIBRA PARALELA A GRÃ
APRESENTA-SE TAM-
BÉM OS VALORES MÉDIOS PARA A UMIDADE E O PESO ESPECÍFICO
Tratamento
N/mm 2
Perpendicular
a. ora
Tensão
Mod.Elas.
de
rotura
N/mm 2
N/mm2
47,40
.46,58
49,72
5.441
4.926
6.854
12,04
12,44
12,51
541
611
576
443
483
504
52,09
51,37
59,78
6.710
8.805
6.453
12,74
10,90
14,23
657
527
662
10,62
10,22
9,83
518
506
529
60,76
58,06
61,89
5.692
5.884
6.684
12,09
15,39
14,13
604
639
574
3
6
9
10,77
10,29
10,28
554
581
627
55,13
63,38
62,98
5,366
7.890
8.000
15,39
13,81
14,18
760
626
673
3
6
9
10,74
10,44
10,22
560
560
577
58,76
62,72
59,43
6.507
6.398
6,277
12,42
13,44
13,66
601
714
603
3
9
10,62
10,25
10,19
539
548 .
487
56,49
61,31
50,51
6.132
6.393
5,672
13,68
12^96
14,12
605
585
626
135
3
6
9
11,11
10,44
10,36
485
488
523
47,76
61,10
55,91
4,728
6.061
7.622
14,47
12,66
16,72
713
649
741
145
3
6
9
10,68
10,29
10,18
530
498
547
51,53
50,13
62,22
7.765
6.384
8.434
16,61
18,65
13,72
791
808
684
155
3
6
9
10,53
10,34
10,20
509
521
522
' 48,95
55,61
53,18
6,242
9,439
7,619
13,13
14,41
14,98
643
664
749
Paralelo a gr a
Umidade
Peso escifico
'a
T
Jc
or
C
min.
135
3
6
9
11,19
10,50
10,42
484
452
486
!0 145
3
6
9
11,02
10,51
10,27
155
3
6
9
135
40)i 145
155
)
t
6
%.
Kg/m 3
Tens ao
de
rotura
N/mm2
Mod.Elas.
TABELA
21. ESTATÍSTICAS OBTIDAS NO TESTE DE FLEXÃO ESTÁTICA PARA AS VARIÃVES DE RESPOSTA,
TENSÃO DE RUPTURA E MÕDULO DE ELASTICIDADE. PARA O TESTE REALIZADO COM A DIREÇÃO DA FIBRA DA FACE PARALELA,E PERPENDICULAR AO VÃO
Flexão estática cora a direção da
fibra paralela ao vão
Elasticidade
Média
Desvio padrão
Coeficiente de
variação
Tensão de
rup/tura
Módulo de
elasticidade
Flexão estática com a direção da
fibra perpendicular ao vão
Módulo de
elasticidade
N/mm 2
N/mm 2
Tensão de
ruptura
N/mm 2
55,73
6.677
13,91
653
5,49
1.161
1,65
73
10
17
12
N/mm 2
11
TABELA
22.
COMPARAÇÃO
DOS V A L O R E S MÉDIOS
DIFERENTES
AUTORES
PARA
E PARA MADEIRA SÕLIDA
OBTIDOS
COMPENSADOS
DE
Fonte
Z
Dissertação
LARA PALMA
Densidade
Kg/m
Inchamento* Recuperaçao*
3
521
10,46
DE
COM OS VALORES
Pinus elliottii
E
Z
1
9,62
3,90
9,24
3,20
Flexão estática, Direção da
Flexão estática. Direção da
fibra paralela ao vao
fibra porpendicular ao vao
Tensão de
mod.de elasti- Tensão de
mod.de elastiruptura
rnptura
cidade
cidade
2
2
2
N /rara
N /rara
N/mm2
N/mm
Observações
P.elliottii
55,73 .
6.677
13,91 .
28
653
nu
10,86.
555
8,31
-
53,00
6.349
9.5
13,3
690
9,5
-
48,80
6.733
46,84
4.284
12
600
1,5
-
54,00
9.379
28,71
4.531
12
479
-
66,74
9.417
-
-
3 laminas
7,5 hto espessura
resina fenolica
P. elliottii
3 lâminas
7,5 nun espessura
resina tanica
r. elliottii
5 laminas
8 cm espessura
A.c.çustifclia
TOMASELLI39
Valores
POR
Araucaria angus ti folia,
HAYASHIDA19
*
OBTIDOS
Pinus elliottii
Propriedade
Umidade
NESTE'TRABALHO,
médios
dos
tratamentos
4,14
(contraçao)
Ta
3Tif3
5 laminas
8 rren espessura
P. elliottii
Mad.
sólida
c
-J
78
Na Tabela 22 pode-se ver que o menor valor de inchamento é 5,3% que corresponde ao tratamento Ta^T^t 2 , sendo que na
realidade na Tabela 21 de comparação' de resultados figura os valores médios correspondente aos tratamentos Ta^T^t^ e
este é porque estes últimos tratamentos são os que melhores resultados apresentaram em termos do teste da linha de cola e este é sem dúvida nenhuma o que determina a escolha do melhor
painel. 0 mesmo critério.é válido para recuperação. 0 valor de
inchamento foi muito próximo aos encontrados na literatura, e
muito superior ao correspondente a madeira sólida.
Da comparação dos valores obtidos no teste de flexão
com outros tomados da literatura, o primeiro destaque é a diferença que apresentam as propriedades de resistência e rigidez quando o teste é realizado no sentido paralelo e no sentido
perpendicular. Isto normalmente acontece com os compensados de
três camadas. Na realidade o que sucede é que no teste as camadas com as fibras perpendiculares ao vão, praticamente não contribuem com nada aos valores de resistência e rigidez
26
(KOLLMANN et alii
). Esta diferença se reduz notavelmente pa-
ra os compensados de 5 camadas como pode-se ver para
19 os compensados de Pvnus ell^ott^•í elaborados por HAYASHIDA
. Quando
maior é o número de camadas, maior é a equalização da resistência e da rigidez nas duas direções, devido a uma melhor distri„
23
buiçao das cargas através do painel (KEINERT Jr. ). Deixando
de lado esta diferença pode-se observar que os valores obtidos
de tensão de ruptura e módulo de elasticidade são muito semelhantes aos obtidos por outros autores para compensados elaborados com a mesma espécie. Com relação a madeira sólida pode-se
observar uma diminuição de resistência de 16% e uma diminuição
de 29% na rigidez. Finalmente comparando com compensado de
araucaria, os valores de módulo de elasticidade foram menores
o que em parte pode-se atribuir a uma diferença de densidade
de 13% em favor da araucária.
5
CONCLUSÕES
E
RECOMENDAÇÕES
Da pesquisa efetuada pode-se concluir que é conveniente
aquecer as toras de Pinus elliott-C.-í para sua laminação. Este
aquecimento traz consigo melhoras no rendimento, qualidade das
lâminas e na resistência mecânica da linha de cola.
Das temperaturas consideradas nesta pesquisa, a de 60°C
resultou melhor que a de 40°C.
Neste ponto recomenda-se que a temperatura do meio aquecedor seja próxima ou muito próxima â da temperatura desejada,
ou melhor ainda sim pode-se usar um programa de aquecimento com
duas temperaturas, a primeira superior a desejada, com o objeto de diminuir o tempo de aquecimento,e a segunda próxima a desejada para evitar um gradiente de temperatura elevado, o que
originaria uma perda de homogeneidade das lâminas produzidas.
Ao passar de 20°C para 60°C o rendimento aumentou em
10% como conseqüência de uma redução de 50% das perdas nas
operações posteriores â laminação, perdas atribuídas principalmente ao rompimento das lâminas durante o manuseio. Na realidade a temperatura de 60°C proporcionou lâminas cora menor profundidade de fendilhamento (mais rígidas) pela qual suportou
melhor o manuseio. Constatóu-se que o aumento do rendimento
foi principalmente das toras da parte superior das árvores.
Seaundo a classificação de lâminas dada pela norma
PSI-74 todas as lâminas obtidas foram do tipo C e D.
81
Tomando como parâmetros de qualidade a variação de espessura, a profundidade das fendas, e a rugosidade, concluimós que a qualidade das lâminas foram melhores para temperaturas de 60°C.
Para melhorar substancialmente o rendimento de Pinus
elliottii recomenda-se além do aquecer as toras a 60°C, recorrer ao auxílio do manejo florestal que permite a valorização
da madeira nos talhões através das práticas de poda e desbastes, e no caso de florestas futuras recorrer também ao auxílio do melhoramento florestal.
A resistência ao cizalhamento da linha de cola aumenta
ao aumentar a temperatura de laminação para 60°C, este resultado é válido tanto para o teste realizado em seco
como em
úmido (água fria). A razão disto atribui-se ao fato de melhorar as características de resistência mecânica das lâminas,
por diminuição da profundidade das fendas de laminação. As porcentagens de falha na madeira foram independentes da temperatura utilizada na laminação.
Em relação â temperatura de prensagem e tempo de prensagem pode-se concluir que o tempo de 3 minutos deve-se descarnar completamente, já que combinado com qualquer das três temperaturas de prensagem sempre proporcionou colagens ruins. As
demais temperaturas e tempos, em qualquer
combinação,
con-
seguiram atingir e superar os requerimentos das normas sobre
a colagem.
Da análise das melhores combinações das três variáveis,
recomenda-se para obter a melhor colagem a combinação Ta^T 2 t2 '
ou seja,laminar a 60°C e prensar a 145°C durante 9 minutos. Para obter valores menores porém acima dos requeridos pela nor-
82
ma, recomenda-se
Ta-^T-^t-j e Ta3T2t2 ou seja laminar sempre a
60°C e usar a combinação de 135°C durante 9 minutos ou 145°C
durante 6 minutos. A escolha dependerá de um cuidadoso balanço entre os fatores temperatura/tempo, e a eficiência do equipamento utilizado.
As variáveis consideradas neste trabalho não afetaram
as propriedades medidas no teste de flexão estática.
As três variáveis
consideradas afetaram significativa-
mente os valores de inchamento em espessura. 0 fato de aquecer
as toras, seja a 40°C ou 60°C, contribuiu ao aumento do inchamento, não apresentando diferença entre as duas temperaturas
antes mencionadas. Por outro lado existiu interação entre o
tempo e a temperatura de prensagem, interação que só manifestou-se com um incremento do inchamento para a temperatura de
135°C ao
passar de 6 para 9 minutos. 0 tempo para temperatu-
ras superiores a 145°C /de ixa de afetar esta propriedade.
A recuperação da espessura somente é afetada pelo tempo de prensagem, resultando os valores maiores para 9 minutos.
Finalmente ,e como sugestão pode dizer-se que seria do
interesse desenvolver os seguintes estudos adicionais:
- estudar a influência da temperatura de laminação para valores superiores aos 60°C, já que esta temperatura não
mostrou-se como limite superior;
- efetuar a comparação, em termos de rendimentos qualitativos e quantitativos, entre toras podadas e não podadas;
- analisar outras variáveis do processo do encolado
tais como tempo da montagem, porcentagem de sólidos da resina,
pressão, quantidade de cola por linha dupla, etc, com objetivo
de melhorar ainda mais a qualidade da colagem;
83
. estudar as características mecânicas em compensados
de maior número de lâminas objetivando uma ampla caracterização mecânica.
SUMMARY
A study was performed on mechanical characteristics of
glueline on plywood made of Pinus eHiottii and bonded with
phenolic resin. Three variables were tested, i.e. peeling
temperature, pressing temperature and pressing time. Peeling
temperatures were 2 0°C, 40°C and 60°C; pressing temperature
were 135°C, 145°C and 155°C; pressinfg times were 3, 6 and 9
minutes. A randomized factorial model were used for the trial.
Besides, the effect of peeling temperature on yield and.veneer
•quality were taking into account. Also, others physical and
mechanicals properties were studied for plywood characterization.
All three variables strongly affected mechanic characteristics
of glueline. Peeling temperature affected shear strenght, the
highest values been'those at 60°C. Preesing temperature and
time affected degree of adhesive curing. Best bonding occured
with veneers obtained at 60°C and pressed at 145°C during 6
minutes. Also aceptable gluebonds were gathered with veneers
obtained at 60°C, and pressed at 135°C or 145°C during 9 minutes
or 6 minutes respectively. Peeling temperature also affected
yield and veneer quality. Peeling at 60°C yielded 10% higher
tham peeling at 20°C and 40°C, this effect after cuting 50%
of veneer losses during post-peeling handling. Bolts sector
with higer quantités of knots were responsible for the highest
yields. Depth of lathe checks and roughness were lower, and
uniformity of venner thickness were higher- at 60°C. Values of
the other characteristics were similar to those reported
currently in the literature for plywood of Pinus elliott-Li.
A N E X O S
86
ANEXO
DETERMINAÇÃO
1
DO) T E M P O
DE
AQUECIMENTO
87
Determinação preliminar do tempo necessário para atingir a temperatura desejada, usando a metodologia proposta por
•5 O
STEINHAGEM et alii .
Dados iniciais:
- Umidade média das toras (U) = 150%
- Raio médio das toras (R) = 0,20 m
- Raio do rolo resto (r) = 0,075 m
- Temperatura inicial das toras (T\) = 20°C
- Temperatura desejada (Td) = 40°C e 60°C
- Temperatura do meio aquecedor (T) = 61°C
- Peso específico básico médio (G) = 0,43 Kg/m 3
Cálculos:
- Determinação do raio normalizado CRn):
R
n
=
=
Í R~
R
n
=
-Hír-
=
°' 3 8
(m)
- Determinação da temperatura média (T):
T =
Ti
I
Td
=
t = 20+60
= 4 Q
(oc)
- Determinação da difusividade térmica média CD), utilizando as Figuras
nÇs.10 e
11, para T = 40°C, U=15 0%,
e G = 0,43 Kg/m 3 :
D = d . Fa
D = 0,00045 . 1,02 = 0,00046
tm2/h)
88
FIGURA
10.
DIFUSIVIDADE
TÉRMICA
DA TEMPERATURA
(0,50
E
NA
DIREÇÃO
CONTEÚDO
DE
RADIAL
UMIDADE,
Kg/m3)
TEMPERATURA
(?C)
EM
PARA
FUNÇÃO
ABETO
89
FIGURA IL .
FATOR DE AJUSTE SEGUNDO O PESO ESPECÍFICO E CONTEÚDO DE UMIDADE LINHA 1, PARA CONTEÚDO DE UMIDADE INFERIORES A 40%, E LINHA 2 PARA UMIDADES SUPERIORES
A 40%
PESO
ESPECÍFICO
. Determinação da .temperatura normalizada para as temperaturas desejadas:
t = (Td - T)/T ± - T)
t ( 4 0 o c ) = (40-61) / (20-61) = 0,512
C°C)
t ( 6 Q o c ) = (60-61) /(20-61) = 0 ,024
(°C)
. Determinação do número de Furier (F) da Figura n9 12
utilizando os valores do raio normalizado (Rn ) e temperatura normalizada (t):
F(40°C) = 0 , 1 8
F(60°C) = 0,68
(adimencional)
90
FIGURA 12.
RELAÇÕES DO NÚMERO DE FURIER
(F), RAIO NORMALIZADO
(R ) E TEMPERATURA NORMALIZADA
n
(t)
t
F
-
Cálculo do tempo de aquecimento
(t')para as duas tem-
peraturas desejadas:
(horas)
t'(40oC)
=
0,18(0,20)2/0,00046 = 15
(hs)
t'(60oC)
=
0,68(0,20)2/0,00046 = 59
(hs)
Devido a que a porcentagem de raios 1enhosos e maior a
10%
(medições no laboratório mostraram 13%)
°
tempo deverá re-
duzir-se em 12%.
t' (400C) .
=
115-(15.0,12) 1 -
13
(horas)
t'(60oC)
=
15'9 -(59.0,12)1
52
(horas)
-
91
ANEXO 2
MODELO
MATEMÁTICO
92
MODELO MATEMÁTICO CORRESPONDENTE AO DELINEAMENTO COMPLETAMENTE CASUALIZADO COM ARRANJO FATORIAL (FATORIAL
3 3 ) , UTILIZADO NA ANÁLISE DOS RESULTADOS DO TESTE DE
LINHA DA COLA
- Modelo maternâti co:
Yijk = p +
+ Êj + 5 r + (çB)i;j + U<5)ik + (35) j k +
+ U $ 6 ) . .. + l . ..
íjk
íjk
onde :
= efeito principal da temperatura de aquecimento (Ta);
= efeito principal da temperatura de prensagem (T);
= efeito principal do tempo de prensagem (t);
«ij
= efeitos de interação de dois fatores;
6S
ik
e e;
^ '-to
interaçao dos três fatores;
Xj_jk= variável de resposta.
93
- Cálculos
REPET,
YI»
Yl
Y2
Y3
Tahiti
Yii
Yiz
Yl3
Ta!T!t2
Y2 1
Y22
Y23
Y.
1
TRATAM.
Yl
Y24
Y2
Y 2 7 i*
Y2 7
Talita
TaiT2ti
Ta x T 2 t 2
TaiT 2 t 2
Ta 3 T 3 t 2
Y2 7
Ta 3 T 3 t 3
2
1
(ZZ
Y.j)
r . t
SQT = EEY. .
iD
Y
2
7
2
Y2 7
3
2
IY }
SQT =
i
r
-F.C.
SQE = SQT - SQt
Temperatura
aquecimento
Ta!
Ta 2
Tertperatura
tl
Tempo
t2
Ta 1 T 1 t 2
Ta
lT2t2
Ta!T 3 t 2
TaiT113
Ta^T 2 t 3
Ti
•
•
T2
•
•
Ti
TaiTiti.
T2
TaxT2ti
T3
TALT3TL
•
T3
Ta 3
t3
TI
•
•
T2
•
Ta 3 T 2 t 3
T3
Ta 3 T 3 t 3
Efeito da temperatura de aquecimento
<
W
!
+
(Y
Ta 2 ..» 2
+
< X Ta 3 ..' 2
:
SQS =
F.C
4.3.3
Efeito da temperatura
(Y . ) 2 + (Y , ) 2 + (Y . ) 2
. u j,
. t2.
.1-3.
SQT =
: ' - F.C.
4.3.3
Efeito do tempo
(Y
) 2 + (Y . ) 2 + (Y
•• u j
• • u2 •
. )2
. • x: 3
F.C.
:
SQT =
4.3.3
Efeito da interação da Temperatura de aquecimento-temperatura
(Y
1
SOST
Tait,.
)2 +
(Y
)
Tait2.'
2
+
(Y
1
) 2 + (Y
)2+
Ta^j.'
Ta^.'
(Y
UTa
)2+
(Y
) 2 + (Y
)2 +
1 Tajti/
T a ^ '
2t2.'
(
(Y
) 2 + (Y
)2
Ta3t*'
* uTa3t3.'
1
1
-
F.C.
4.3
Efeito da interação Temperatura de aquecimento
e
SQS t
'
B
" W t ^ ^ . t , ' 2
•••'••-•
. . . . _
+
<^ai.t3)2
+
(
*Ta2.tl>2
+
" W ^ *
+
<*Ta2.t3>2
+
<*Ta2.tl>2 + <*Ta2.t2>2
^ ^
+
<*Ta2.t
4.3
Efeito da interação temperatura-tempo
(Y
1
SQTt
.Tit)
) 2 + U(Y
.
) 2 + <Y
) 2 +' (Y
) 2 + (Y
) 2 + (Y
) 2 + (Y
) 2 + (Y
) 2 + (Y
)
T!t2'
.Titj'
.T2t,'
.T2t2
.T2t3
.T3t,'
-T3t2'
.T3t3
2
•
F
f
95
Efeito da interação temperatura de aquecimento-temperatura-tem-
SQSTt = SQt - (SQS + SQT + SQt + SQST + SQSt + SQTt)
- Apresentação tabular da ANOVA
Fonte Var.
G.L.
Tratamento
(t-1)
Temperatura de aquecimento (Ta)
(Ta-1)
Temperatura (T)
(T-1)
Tempo (t)
(t-1)
Ta-T
(Ta-1) (T-1)
Ta-t
(Ta-1) (t-1)
T-t
(T-1) (t-1)
Ta-T-t
Erro
(Ta-1) (T-1) (t-1)
3 3 (r-l)
3 3 r-1
SQ
QM
F
96
ANEXO 3
ANÁLISE
ESTATÍSTICA
TABELA Al
.
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DA LINHA DE COLA SECA. VARIÁVEL
DE RESPOSTA: RESISTÊNCIA
F o n t e de
Variaçao
Tratamentos
G .L.
26
S .Q.
761,04
F.T. (95%)
F.T. (99%)
Q.M.
F.C.
29 , 27
6 ,75**
1,71
2,14
T e m p e r a t u r a de aquecimento
(Ta)
T e m p e r a t u r a s (T)
2
48 , 28
24 ,14
5,60**
3,17
5,04
2
94,04
47 ,02
10 , 8 6 * *
3 ,17
5,04
Tempos
2
492,01
246 ,01
56,82**
3,17
5,04
Ta - T
4
18,72
4,68
1,0 8 n S
2,55
3,70
Ta - t
4
33 , 27
8,32
1,9 2 n S
2,55
3,70
T - t
4
26 , 25
6,56
l,52nS
2,55
3 ,70
Ta - T - t
8
48,47
6,06
l,40nS
2,12
2,87
4,33
(t)
Erro
54
234 ,00
Total
80
995,04
TABELA A 2 .
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DA LINHA DE COLA SECA. VARIÁVEL
DE RESPOSTA: PORCENTAGEM DE FALHA NA MADEIRA
F o n t e de
Variação
Tratamentos
G. L .
26
;s.Q.
Q.M.
41.052,76
1.578,95
6,22**
1,71
2,14
F.C.
F.T.(95%)
F.T.(99%)
Temperatura de aquecimento
(Ta)
T e m p e r a t u r a s (T)
2
3.306,69
1.653,35
6,52**
3,17
5,04
2
2.950,32
1.475,16
5,81**
3,17
5,04
Tempos
2
2 9 . 0 8 1 ,80
14.540,90
3,17
5,04
Ta - T
4
2.245,98
561, 5
2,21nS
2,55
3,70
Ta - t
4
1.778,72
444,68
l,75nS
2,55
3", 7 0
T - t
4
535,90
133,99
0,53nS
2,55
3,70
Ta - T - t
8
1.153,27
144,16
0,5 7 n S
2,12
2,87
253,75
(t)
Erro
54
.13 . 7 0 2 , 67
Total
80
54.755,43
57,3
**
CO
TABELA A 3 .
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE LINHA DE COLA ÚMIDA. VARIÁVEL
DE RESPOSTA:. RESISTÊNCIA
F o n t e de
Variação
G.L,
Tratamentos
26
S,Q,
Q.H,
342,96
13,19
3,77**
1,71
2,14
F,C.
F.T.(95%)
F.T. (99%)
Temperatura de aquecimento (Ta)
2
25,00
12,50
3 ,5 7 *
3,17
5,04
Temperaturas
2
41,64
20,82
5,95**
3,17
5,04
2
186 ,65
9 3,33
26 , 6 7 **
3,17
5 ,04
Ta - T
4
17,01
4,25
l,2lns
2,55
3,70
Ta - t
4
22,09
5,52
l,58nS
2,55
3,70
T - t
4
38,78
9,70
2,77*
2,55
3,70
Ta - T - t
8
11,79
1,47
0,4 2 n s
2,12
2,87
3 ,50
Tempos
(T)
(t)
Erro
54
189,16
Total
80
532,12
vo
KD
TABELA A 4 .
ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE LINHA DE COLA ÚMIDA. VARIÁVEL
DE RESPOSTA: PORCENRAGEM DE FALHA NA MADEIRA
F o n t e de
Variação
Tratamentos
G.L.
26
S.Q,
Q.M.
F.C.
22.269,29
856 ,51
5,08**
1,71
2,14
F . T . (95%)
F . T . (99!
Temperatura de aquecimento (Ta)
2
528,92
264,46
l,56nS
3,17
5,04
T e m p e r a t u r a s (T)
2
4.273,29
2.136,65
12,68**
3,17
5,04
T e m p o s (t)
2
12.616,40
6.308,20
37,43**
3,17
5,04
Ta - T
4
1.413,52
353,38
2,10nS
2,55
3,70
Ta - t
4
678,86
169,72
i,oins
2,55
3 ,70
T - t
4
990,49
247,62
l,47nS
2,55
3,. 70
Ta - T - t"
8
1.768,81
221,10
1,3lns
2,12
2,87
168,54
Erro
54
9.101,33
Total
80
31.370,62
TABELA A5.
TESTE TUKEY
EM SECO
PARA OS VALORES MEIOS
DA L I N H A DE C O L A N O S T R Ê S
TORES TEMPERATURA
RA
(T) E T E M P O
1,71 E
DE
DE AQUECIMENTO
(t). O S
RESISTÊNCIA
NÍVEIS
(Ta),
COMPARADORES
1,37 PARA AS PROBABILIDADES
DOS
FA-,
TEMPERATU-
RESULTARAM
DO
99%
E
95%
RESPECTIVAMENTE
(Ta3)
(Ta2)
23,08
23,20
(TA!)21,19
1,89**
1,01 N S
(Ta2)22,20
0,88 N S
0
(Ta3)23,08
0
- A melhor
t e m p e r a t u r a de
99%) foi T a 3 .
aquecimento
(com
(Ta^
21,19
0
uma p r o b a b i l i d a d e
(T 2 )
<T 3 )
(T X )
23,13
22,68
20,66
(T X ) 20,66
2,80**
2,02**
(T 3 ) 22,68
0,45 N S
0
(T 2 ) 23,13
0
0
- As temperaturas T^ (155°C) e T 2 (145°C) foram estatisticamente melhor
que a T, (135 C) com uma probabilidade de.99%.
<t 3 >
<t2)
(tl)
24,85
22,73
18,89
(tL)
18,89
5,96**
3,84*
(t2)
22,73
2,12**
0
(t3)
24,85
0
0
- 0 tempo t^ (9 1 ) e melhor (com uma probabilidade de 99%) que o tempo
t 2 (6') e este último e superior (com 95% de probabilidade) ao tempo
de
102
TABELA A6.
TESTE DE TUKEY PARA OS VALORES MEIOS DE RESISTÊNCIA EM ÚMIDO DA LINHA DE COLA NOS TRÊS NlVEIS DOS
FATORES TEMPERATURA DE AQUECIMENTO
(Ta), TEMPERA-
TURA (T) E TEMPO (t). OS COMPARADORES RESULTARAM
1/55 E 1,23 PARA AS PROBABILIDADES DO 99% E 95%
RESPECTIVAMENTE
(Ta3)
14,03
(Ta2)
13, 16
(Ta 1 )12,69
1,34*
0,47 n S
(Ta 2 )13,16
0,87 n s
0
(Ta 3 )l4,03
0
- A melhor t e m p e r a t u r a , de
b i l i d a d e do 9 5 % .
aquecimento
é a T à3 ,
0
com
uma
probabi-
(T 3 )
(T 2 )
(Tx)
13,85
13,75
12,28
(T 1 ) 12,28
1,57**
1,47*
(T 2 ) 13,75
0,ions
0
(T 3 ) 13,85
0
-
12,69
0
As melhores temperaturas sao T~ (155 C) e T 2 (145"C). Sendo a T^ com
uma probabilidade do 99% e a T 2 com uma probabilidade do 95%, em relação a T
(135°C).
(t2)
13,58
(tp
11,31
3,68**
2,27**
rt
N>
(t 3 )
14,99
13,58
1,41*
0
(t 3 ) 14,99
(t x >
11,31
0
0
- 0 tempo t^ (9 1 ) ê melhor que o t 2 (6') com uma probabilidade de 95% e o
tempo - tu e melhor que o tempo t - O ' ) com uma probabilidade de 99%.
103
TABELA A7.
TESTE DE TUKEY PARA OS VALORES MEIOS DE FALHA NA
MADEIRA EM SECO DA LINHA DE COLA NOS TRÊS NlVEIS
DOS FATORES TEMPERATURA DE AQUECIMENTO (Ta), TEMPERATURA (T) E TEMPO (t). OS COMPARADORES RESULTARAM 13,23 E 10,48 PARA AS PROBABILIDADES DE 99%
-E 95% RESPECTIVAMENTE
(Ta3)
(Tax)
63,11
60,19
<Ta2)48,33
14,78**
11,86*
(Ta^)60,19
2,92ns
(Ta3)63,ll
0
(Ta2)
48,33
0
0
- As m e l h o r e s t e m p e r a t u r a s de a q u e c i m e n t o T a . e Ta^'. S e n d o a
T a 3 c o m u m a p r o b a b i l i d a d e de 99% e a T a 1 c o m u m a p r o b a b i l i 'dade de 9 5 % , em r e l a ç a o a Ta
2'
(T 3 )
(T 2 )
(Tx)
62,74
60,07
48,81
11,26*
(Tx)
48,81
13,93**
(T2)
60,07
2,67ns
(T3)
62,74
0
0
0
- As melhores temperaturas sao T« (155 C) e T 2 (145 C). Sendo a T^ com
lima probabilidade de 99% e a
ção a T-
com uma probabilidade do 95% em rela-
(135°C)
<t3)
<t2)
(tx)
73 ,67
67 ,30
30,68
36,62**
(tx)
30,68
42,99**
(t2)
67,30
6,37ns
(t3)
73,67
0
0
0
- Os tempos t 3 (9') e t 2 (6') são os melhores com uma probabilidade do 99%
em relaçao a
10 4
TABELA
A8
.
TESTE
TUKEY
MADEIRA
VEIS' D O S
OS
EM
PARA OS VALORES
ÚMIDO
DA LINHA
FATORES
COMPARADORES
PROBABILIDADES
RESULTARAM
DE
E
10,76
95%
NOS
TRÊS
NA
NÍ-
(T) e T E M P O
E
8,52
(t).
PARA
AS
RESPECTIVAMENTE
<T 2 )
(Tx)
22,85
10,89**
0
17,63**
(T
)
33,74
6,7 4 n s
)
40,48
0
temperaturas T 3
COLA
FALHA
33 , 74
22,85
-As
99%
DE
40,48
(Tj)
(T
DE
DE TEMPERATURA
(x3)
2
MEIOS
0
(155°C) e T^ (145°C) são melhores que a
(135°C)
com uma probabilidade de 99%.
(t 3 )
Ct2)
(t x )
45 ,52
35,96
15,59
(tx)
15,59
29,93**
, (t2)
35,96
9,56*
(t3)
45,52
0
'
20,37**
0
0
- Os tempos t 3 (9') e t2(.6') são melhores que o tempo t^ (3*) com uma probabilidade de 99%. 0 tempo t 3 i melhor que o t 2 com um 95% de probabilidade.
TABELA A9 .. ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE RECUPERAÇÃO
jronte ae
variação
G.L.
26
Tratamentos
Terroeratura de aqueci2
mento (Ta)
Temperaturas (T)
2
2
Tempos (t)
Ta - T
Ta - t
4
S.Q.
Q.M.
F.C.
F.T.(95%)
19,59-0
0,454
0,753
1,941*
2,14
0,227
0,585 nS
1,71
3,17
nS
3,17
5,04
14,206**
3,17
5,04
nS
2,55
3,70
0,385
0,19 3
5,512
10,303
0,497
F.T. (99%)
5,04
0,927
2,389
4
3,706
0,857
0,214
0,552 ns
2,55
3,70
T - t
4
1,723
3,70
8
2,162
.l,lll nS
0,696 nS
2,55
Ta - T - t
Erro
0,431
0,270
2,12
2,87
54
20,941
0,388
Total
80
40,531
COMPARAÇÃO DOS VALORES MÉDIOS DE RECUPERAÇÃO DOS TRÊS NÍVEIS DO
FATOR TEMPO DE PRENSAGEM, ATRAVÉS DO TESTE DE TUKEY
3,221
2 , 8Q 8
2,406
0,815**
0,402 nS
2,808
0,413*
0
3,221
0
2,406
0
TABELA AIO.ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO .ENSAIO DE INCHAMENTO
Fonte de
variação
G. L.
Tratamentos
26
Temperatura de aquecimento (Ta)
Temperaturas (T)
S.Q.
Q.M.,
75,238
2,897
2,655**
1,71
2,14
2
18,159
9,080
8,323**
3,17
5,04
2
8,130
20,218
4,065
3,726*
3,17
5,04
10,109
9,266**
3,17
5,04
nS
2,55
3,70
F.T.(95%)
F.C.
F.T. (99%)
Tempos(t)
Ta - T
2
4
5,529
1,382
1,2 67
Ta - t
T - t
4
3,903
0,976
0,895 n s
2,55
3,70
4
12,302
3,076
2,819*
2,55
3,70
2,12
2,87
8
7,086
Ta - T - t
Erro
54
58,93
Total
80
134,258
0,886
0,812
nS
1,091
COMPARAÇÃO DOS VALORES MÉDIOS DO INCHAMENTO DOS TRÊS NÍVEIS DO
FATOR TEMPERATURA DE AQUECIMENTO, ATRAVÉS DO TESTE DE TUKEY
8,743
8,531
7,612
1,131**
0,919**
8,531
0,212 n S
0
8,743
0
7,612
107
TABELA Àll. ANÁLISE DE INTERAÇÃO TEMPERATURA-TEMPO DA ANÁLISE
DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE A VARIÁVEL DE RESPOSTA
INCHAMENTO.
F Cl,54,95%)= 4,02 E Fp.,54, 99%)=7,12,
t2 - tx
T-
63,76
63,97
0,21
T,
72,25
80,16
7,91
T.
74,14
75,37
1,23
S'QTj^ dentro t =
(0,21)2
=
0,002
0,002
2,33
091
ns
= 0,01
SQT 2 dentro t =
(7,91)2
2,33
=
3,476
3 / 476
1/ 091
=
3,19
SQT 3 dentro t =
(1,23)2
2,33
=
0,084
0, 084
1,091
=
0,08
ns
fc3
fc2.
ns
-
fc2
^
63,97
84,18
20,21
T2
80,16
78,31
.1/85
T3
75,37
79,78
4,41
SQT 1 dentro, t =
= 22,69
-
SQT 2 dentro t =
=
-
SQT 3 dentro t =
^
^
0,19
= 1,08
-,
= 20, 80 *
^
=
- ^ g f j =
0,17
*
ns
0,99ns
10 8
TABELA A12. ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE
FLEXÃO ESTÁTICA NO SENTIDO PARALELO AO VÃO. VARIÁVEL DE RESPOSTA: RESISTÊNCIA MÁXIMA Ã FLEXÃO
F.V.
G.L.
S.• Q.
Q.M.
Fc
F^. (26 ,54,95)
1,6 8 n s
1,8
Tratamento
26
244..967
9.422
Erro
54
303..315
5.617
Total
80
5 48.,282
TABELA A13. ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE
FLEXÃO ESTÁTICA NO SENTIDO PARALELO AO VÃO. VARIÁVEL DE RESPOSTA: MÕDULO DE ELASTICIDADE
F.V.
G.L.
S.Q.
Q.M.
FC
Tratamento
26
1,09 x IO10
421.032.412 l,58ns
Erro
54
1,44 x IO10
266.604.600
Total
80 .
2,53 x IO
10
F L.(26,54,5)
1,8
109
TABELA A14. ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE
FLEXÃO ESTÁTICA NO SENTIDO PERPENDICULAR AO VÃO.
VARIÁVEL DE RESPOSTA: RESISTÊNCIA MÁXIMA
F.V.
'
G.L.
S.Q.
Q.M.
FW
0,75 ns
.
Tratamento
26
22.222,69
854,72
Erro
54
61.646,75
1141,61
Total
80
83.869,44
F.V (26,54,95)
1,80
/
TABELA A15. ANÁLISE DE VARIÂNCIA CORRESPONDENTE AO ENSAIO DE
FLEXÃO ESTÁTICA NO SENTIDO PERPENDICULAR AO VÃO.
VARIÁVEL
F.V.,
DE RESPOSTA: MÕDULO DE ELASTICIDADE
G.L.
S.Q.
Q.M.
Tratamento
26
43.122.571
1.658.560
irro
54
74.909.150
1.387.206
Total
80
118.031.721
Fc
F (26,54,95)
l,20 ns
1,80
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BIOGRAFIA
JUAN CARLOS MEDINA, filho de Juan Carlos Medina e Cecilia Maria Lamberti de Medina, nasceu en San Salvador de Jujuy,
Jujuy, Argentina, em 14 de agosto de 1955.
Formado em
Engenharia ^e Industrias Florestais, na
Facultad de Ingenieria Forestal da Universidad Nacional de Santiago dei Estero, Argentina, no ano de 1981.
Em 1982 ingressou no curso de PÓs-Graduação em Engenharia
Florestal da Universidade Federal do Paraná, na área de concentração de Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais.
Durante o ano de 1981 desempenhou-se como Chefe de Produção na Cooperativa Forestal los Pirpintos, Santiago dei Estero,
Argentina.
Atualmente é auxiliar docente dedicado à pesquisa no
Instituto de Tecnologia de la Madera da Universidad Nacional de
Santiago dei Estero.