Introdução

As indústrias de painéis aglomerados no Brasil estão instaladas nas regiões sul e sudeste, para atender à demanda dos principais polos moveleiros localizados nos Estados de São Paulo, Minas Gerais, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. As florestas plantadas de Pinus e Eucalipto são as bases de suprimento de madeira para as indústrias de painéis aglomerados. Embora as regiões norte e centro-oeste do país tenham disponíveis extensas áreas de florestas tropicais nativas, poucos estudos têm sido realizados sobre a viabilidade de utilização de madeiras tropicais para produção de painéis aglomerados. O aproveitamento de resíduos provenientes das serrarias e laminadoras, além de espécies pouco conhecidas comercialmente, pode ser uma alternativa interessante para instalação de pequenas fábricas de painéis aglomerados na região amazônica e, por conseguinte, abrir perspectivas de instalação de polos moveleiros na região, reduzindo as dependências de importação de móveis de regiões sul e sudeste do país a custos elevados (^{Iwakiri, Vianez, Weber, Trianoski e Almeida 2012}).

Uma intensificação no uso da madeira como matéria-prima para fins industriais ou construtivos só pode ocorrer a partir do conhecimento adequado de suas propriedades, sejam elas físicas, químicas ou mecânicas. A madeira, por ser elemento orgânico, heterogêneo e composto basicamente de celulose, hemicelulose, lignina e extrativos, apresenta enorme versatilidade de usos para obtenção de uma série de produtos (^{Gonçalves, Oliveira, Lucia e Sartório, 2009}).

As propriedades anatômicas, físicas e químicas das diferentes espécies florestais são parâmetros importantes na fabricação de produtos reconstituídos de madeira. Segundo ^{Marra (1992)}, as propriedades da madeira possuem forte influência na formação da ligação adesiva e, geralmente, as madeiras de folhosas apresentam mais dificuldades para colagem do que as de coníferas devido a sua composição química diferenciada.

A escolha de espécies de madeira para produção de painéis aglomerados deve ser baseada em alguns parâmetros como a densidade, pH e extrativos (^{Moslemi, 1974}, ^{Maloney, 1993}, ^{Tsoumis, 1991}). A densidade da madeira é um dos requisitos básicos na escolha de espécies para produção de aglomerados, devido a sua influência na razão de compactação, que é a relação entre a densidade do painel e a densidade da madeira. Segundo os autores, a razão de compactação deve ser de no mínimo 1,3 para assegurar uma área de contato satisfatória entre as partículas e densificação suficiente para a formação do painel. ^{Kelly (1977)}, afirma que, para painéis de mesma densidade, produzidos com madeira de baixa densidade, as suas propriedades mecânicas serão superiores, entretanto, a sua estabilidade dimensional será inferior em comparação aos painéis produzidos com madeira de alta densidade. Segundo o autor, nos painéis com maior razão de compactação, há maior quantidade de partículas de madeira e, consequentemente, ocorrerá maior densificação do painel, resultando em maior inchamento higroscópico da madeira e liberação de maiores tensões de compressão geradas durante o processo de prensagem à alta temperatura. ^{Maloney (1993)} afirma que as espécies com densidade de até 0,55 g/cm³ são as mais adequadas para produção de painéis de partículas de madeira, por atingirem uma razão de compactação entre 1,3 e 1,6. Numa pesquisa conduzida por ^{Vital, Lehmann, e Boone (1974)} sobre painéis aglomerados produzidos com Virola spp., uma espécie de madeira tropical da Amazônia, com massa específica aparente de 0,43 g/cm³, o aumento na razão de compactação dos painéis de 1,2 (baixa) a 1,6 (alta), resultaram em aumentos significativos nos resultados de tração perpendicular e flexão estática (MOE e MOR).

Com relação ao pH e extrativos da madeira, ^{Marra (1992)} afirma que estes parâmetros podem influenciar diretamente na cura da resina e, consequentemente, na qualidade dos painéis produzidos. O pH da madeira pode variar entre 3,0 a 5,5 e de acordo com ^{Kelly (1977)}, madeiras com pH muito ácido podem causar a pré-cura da resina uréia-formaldeído durante a fase de fechamento da prensa, prejudicando o grau de adesão entre as partículas e reduzindo os valores das propriedades mecânicas dos painéis. Por outro lado, madeiras que apresentam pH pouco ácido requerem quantidade um pouco maior de catalisador para acelerar a cura da resina uréia-formaldeído. Quanto a influência dos extrativos na polimerização e cura do adesivo, ^{Marra (1992)} afirma que madeiras com elevados teores de extrativos apresentam dificuldades de colagem resultando em baixa resistência da ligação adesiva entre as partículas.

Objetivos

Este trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade de painéis aglomerados produzidos com seis espécies de madeiras tropicais da Amazônia, com base na análise comparativa dos resultados de suas propriedades físicas e mecânicas com painéis de Pinus taeda e requisitos da norma EN 312:2002 (^{European Standard [EN], 2003}).

Materiais e métodos

Resultados

Discussões

Os valores médios de massa específica básica obtidos para as seis espécies de madeiras tropicais foram bem superiores ao valor médio obtido para o Pinus taeda.

Os resultados para teor de extrativos totais obtidos para todas as espécies estudadas estão abaixo do limite máximo de 10%, conforme citado por ^{Moslemi (1974)}. Como referência, ^{Prata (2010)} obteve para Pinus taeda valor de extrativos totais de 3,48%; ^{Iwakiri et al. (2015)} encontraram para duas espécies de madeiras tropicais os seguintes valores de extrativos totais: Inga alba (4,61%) e Swartzia recurva (6,53%).

Todos os valores de pH obtidos para as espécies estudadas estão dentro da faixa de 3,0 a 6,0 conforme relatado por ^{Moslemi (1974)}. A madeira de Manilkara amazônica apresentou pH abaixo do valor obtido para Pinus taeda de 4,58. Como referência, ^{Prata (2010)} obteve para Pinus taeda, valor de pH de 4,7; ^{Iwakiri et al. (2015)} encontraram para duas espécies de madeiras tropicais, Inga alba e Swartzia recurva, valores de pH de 5,30 e 5,24 respectivamente.

Com exceção de Pinus taeda, empregada como espécie testemunha, todos os painéis produzidos com as seis espécies de madeiras tropicais apresentaram razão de compactação abaixo de 1.3, valor referenciado como mínimo por ^{Moslemi (1974)}.

A menor massa específica da madeira de Pinus taeda, e seu efeito sobre o aumento da razão de compactação dos painéis, não contribuiu para a redução da absorção de água. ^{Vital et al. (1974)} analisando os efeitos do aumento na razão de compactação dos painéis aglomerados de 1,2 para 1.6, constataram uma redução na absorção de água, e atribuíram a este aumento a maior compactação das partículas de madeira e consequente redução na porosidade, dificultando a entrada de água na estrutura mais fechada dos painéis. Os painéis produzidos com as seis espécies de madeiras tropicais com menor massa específica e maior razão de compactação apresentaram menor absorção de água. Para fins de comparações com os resultados desta pesquisa, ^{Trianoski, Piccardi, Iwakiri, Matos e Bonduelle (2016)} encontraram para painéis produzidos com mistura de Pinus taeda com Grevilea robusta, valores de 22,44% a 31,41% para AA 24 h. Portanto, os resultados de absorção 24 horas obtidos para as espécies tropicais podem ser considerados satisfatórios.

O inchamento em espessura é uma propriedade que define a estabilidade dimensional dos painéis aglomerados. Nesta pesquisa, constatou-se que os painéis de Pinus taeda, com maior razão de compactação, apresentaram inchamento em espessura superior em relação aos painéis produzidos com espécies tropicais com maior densidade da madeira e menor razão de compactação. ^{Moslemi (1974)} afirma que painéis com maior razão de compactação apresentam maior inchamento em espessura, devido à maior liberação das tensões de compressão resultantes da prensagem, além do inchamento higroscópico da maior quantidade de partículas de madeira.

Os resultados de inchamento em espessura obtidos nesta pesquisa estão compatíveis em relação a alguns valores apresentados na literatura. ^{Trianoski, Iwakiri, Matos e Chies (2013)}, ^{Iwakiri et al. (2014)} e ^{Trianoski et al. (2016)}, encontraram para painéis produzidos com pinus, valores médios de inchamento em espessura 24 horas de 18,61%, 24,22% e 31,41%, respectivamente.

Tanto para o MOR, quanto para o MOE, não foram constatadas influências significativas da densidade da madeira e da razão de compactação sobre os resultados destas propriedades, indicando a possibilidade de uso de espécies de maior densidade na produção de painéis aglomerados.

Com exceção dos painéis de Swartzia recurva e Manilkara amazonica, todas as demais espécies apresentaram médias de MOR superiores ao requisito mínimo de 13 MPa, conforme estabelecido pela Norma EN 312:2003 (^{EN, 2003}). Já, para o MOE, todos os tratamentos propostos apresentaram médias superiores ao requisito mínimo de 1600 MPa, estabelecido pela referida Norma.

Os valores médios de MOR e MOE obtidos neste trabalho foram satisfatórios em comparação a alguns resultados apresentados na literatura para painéis produzidos com madeira de pinus. Para o MOR os valores referenciados foram de 11,17 MPa (^{Trianoski, Iwakiri e Matos 2011}), 13,94 MPa (^{Trianoski et al. 2016}) e 12,78 MPa (^{Iwakiri et al. 2014}). Já para o MOE, os valores foram de 1581 MPa (^{Trianoski et al. 2011}), 1751 MPa (^{Trianoski et al. 2016}) e 1847 MPa (^{Iwakiri et al. 2014}).

A maior razão de compactação dos painéis de Pinus taeda não contribuiu para o aumento nos resultados de tração perpendicular, conforme relatado na literatura. Da mesma forma, os painéis produzidos com as seis espécies tropicais com razão de compactação abaixo do mínimo recomendado de 1,3 apresentaram resultados satisfatórios para esta propriedade. Os resultados obtidos para todos os tratamentos propostos foram superiores ao requisito mínimo de 0,35 MPa estabelecido pela Norma EN 312:2003 (^{EN, 2003}).

Com relação aos resultados de pesquisas apresentados na literatura, ^{Colli et al. (2010)}, encontraram para painéis aglomerados produzidos com Schizolobium amazonicum valor médio de tração perpendicular de 0,22 MPa. Já, ^{Vital et al. (1974)} encontraram para painéis aglomerados de Virola spp., com razão de compactação de 1,2 : 1.0 (baixa) e 1,6 : 1.0 (alta), valores de tração perpendicular de 0,48 MPa e 0,65 MPa, respectivamente. Para painéis de pinus, ^{Trianoski et al. (2011)}, ^{Trianoski et al. (2016)} e ^{Iwakiri et al. (2014)}, encontraram valores de tração perpendicular de 1,05 MPa; 1,14 MPa e 0,58 MPa, respectivamente.

Quanto à resistência ao arrancamento de parafusos, todos os tratamentos atingiram os requisitos mínimos estabelecidos pela Norma NBR 14810-2:2006 (ANBT, 2006a) de 1020 N para a superfície e de 800 N para o topo dos painéis.

Os resultados obtidos neste trabalho estão próximos aos encontrados por ^{Bianche (2009)}, para painéis produzidos com madeiras de Eucalyptus urophylla, Schizolobium amazonicum e Sida spp., cujos valores variaram de 1027 N a 1376 N (topo e superfície). Já para painéis produzidos com madeira de pinus, ^{Trianoski et al. (2016)} encontraram valores de RAP-S e RAP-T de 1137 N e 1042 N, respectivamente.

Conclusões

As seis espécies tropicais avaliadas nesta pesquisa apresentaram razão de compactação dos painéis abaixo do mínimo de 1,3 devido a maior massa específica de suas madeiras. Entretanto, esta relação não afetou de forma significativa os resultados das propriedades físicas e mecânicas dos painéis.

Com base nas avaliações comparativas dos resultados desta pesquisa com os requisitos da norma EN 312 (2003) (EN, 2003) e valores obtidos para os painéis de Pinus taeda, utilizada como espécie referencial, pode-se afirmar que, as espécies Byrsonima crispa, Eschweilera coriacea, Eschweilera odora e Pouteria guianensis apresentam grande potencial para produção de painéis aglomerados.