DENSIDADE BÁSICA E ESTABILIDADE DIMENSIONAL DE MADEIRAS TROPICAIS MODIFICADAS POR TRATAMENTOS TÉRMICOS

Autores

DOI:

10.31413/nativa.v8i5.10630

Resumo

O objetivo deste estudo foi avaliar as modificações de propriedades físicas das madeiras de três espécies tropicais de interesse comercial por tratamentos térmicos conduzidos com diferentes temperaturas e tempos de exposição ao calor. Amostras de madeira de Pouteria caimito, Protium altissimum e Jacaranda copaia foram submetidas a modificações térmicas a 180 e 240 °C, ambas por 1 e 2 h. Foram avaliadas redução de massa, densidade básica e contração volumétrica das madeiras. O tratamento de 2 h a 240 °C causou maior redução de massa para todas as espécies. Pouteria caimito e Protium altissimum não apresentaram diferença significativa na densidade básica e contração volumétrica entre os tratamentos térmicos. A redução de massa, que confirma a efetividade dos tratamentos térmicos, aliada à manutenção da densidade é básica, é benéfica para a qualidade das madeiras. Jacaranda copaia apresentou maior estabilidade dimensional, mas foi mais afetada pelas variações dos tratamentos com diminuição da densidade básica da madeira quando submetida a 180 ºC por 1 h e 240 ºC por 2 h. A secagem das madeiras não tratadas, assim como os tratamentos térmicos, diminui a capacidade de adsorção de água e o volume saturado, resultando em contrações volumétricas similares às das madeiras termicamente tratadas.  

Palavras-chave: secagem da madeira; hornificação; densidade básica; contração volumétrica.

 

Basic density and dimensional stability of tropical woods modified by thermal treatments

 

ABSTRACT: This study aimed to evaluate the wood physical properties’ modifications from three commercially interesting tropical species by thermal treatments carried out with different temperatures and heat exposure times. Wood samples of Pouteria caimito, Protium altissimum, and Jacaranda copaia were submitted to thermal modifications at 180 and 240 °C, both for 1 and 2 h. The mass reduction, basic density, and volumetric contraction were evaluated. The treatment of 2 h at 240 °C caused the highest mass reduction for all species. Pouteria caimito and Protium altissimum did not significantly differ in basic density and volumetric contraction of wood among thermal treatments. The mass reduction, which confirms the effectiveness of thermal treatments, allied to the maintenance of basic density, benefits the wood quality. Jacaranda copaia showed the greatest dimensional stability, but it was the most affected species by the variations of thermal treatments with decreases in basic wood density when submitted to 180 ºC for 1 h and 240 ºC for 2 h. The drying of the samples, as well as the thermal treatments, may decrease the water adsorption and saturated volume, resulting in volumetric contractions similar to those of thermally treated samples.

Keywords: wood drying; hornification; basic density; volumetric contraction.

Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro: ABNT, 1997. 107p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14660: Madeira- Determinação de densidade básica. Rio de Janeiro: ABNT. 2003, 7p.

BATISTA, D. C. Retificação térmica, termorretificação, tratamento térmico, tratamento com calor ou modificação térmica? Ciência Florestal, Santa Maria, v. 29, n. 1, p. 463-480, 2019. DOI: https://doi.org/10.5902/1980509822577

BRITO, J. O.; SILVA, F. G.; LEÃO, M. M.; ALMEIDA, G. Chemical composition changes in eucalyptus and pinus woods submitted to heat treatment. Bioresource Technology, Essex, v. 99, n. 18, p. 8545-8548, out. 2008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.03.069

CADEMARTORI, P. H. G. D.; SCHNEID, E.; GATTO, D. A.; BELTRAME, R.; STANGERLIN, D. M. Modification of static bending strength properties of Eucalyptus grandis heat-treated wood. Materials Research, São Carlos, v. 15, n. 6, p. 922-927, 2012. Doi: https://doi.org/10.1590/S1516-14392012005000136

CHAOUCH, M.; DUMARÇAY, S.; PÉTRISSANS, A.; GÉRARDIN, P. Effect of heat treatment intensity on some conferred properties of different European softwood and hardwood species. Wood Science and Technology, New York, v. 47, p. 663–673, 2013. DOI: https://doi.org/10.1007/s00226-013-0533-z

DE MOURA, M. F. S. F.; DOURADO, N. Wood Fracture Characterization. 1 ed. Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis Group, 2018. 137p.

DELUCIS, R. A.; GATTO, D. A.; CADEMARTORI, P. H. G.; MISSIO, A. L.; SCHNEID, E. Propriedades físicas da madeira termorretificada de quatro folhosas. Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 21, n. 1, p. 99-107, 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.4322/floram.2014.008

ESTEVES, B. M.; DOMINGOS, I.; PEREIRA, H. Improvement of technological quality of eucalypt wood by heat treatment in air at 170-200 °C. Forest Products Journal, Madison, v. 57, n. 1, p. 47-52, 2007.

MENDES, R. F.; BORTOLETTO JÚNIOR, G.; ALMEIDA, N. F. de; SURDI, P. G.; BARBEIRO, I. N. Effects of thermal pre-treatment and variables of production on properties of OSB panels of Pinus taeda. Maderas. Ciencia y Tecnología, Concepción, v. 15, n. 2, p. 141-152, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2013005000012

FIGUEROA, M. J. M.; DE MORAES, P. D. Comportamento da madeira a temperaturas elevadas. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 9, n. 4, p. 157-174, 2009.

GLASS, S. V.; ZELINKA, S. L. Moisture relations and physical properties of wood. Wood handbook: wood as an engineering material: chapter 4. Centennial ed. General technical report FPL; GTR-190. Madison, WI: US Dept. of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 2010. 19p.

GUNDUZ, G; AYDEMIR, D.; KARAKAS, G. The effects of thermal treatment on the mechanical properties of wild Pear (Pyrus elaeagnifolia Pall.) wood and changes in physical properties. Materials and Design, Surrey, v. 30, p. 4391-4395, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2009.04.005

HE, Z.; QU, L.; WANG, Z.; QIAN, J.; YI, Y. Effects of zinc chloride–silicone oil treatment on wood dimensional stability, chemical components, thermal decomposition and its mechanism. Scientific Reports, v. 9, e1601, 2019. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-38317-5

HILL, C. Wood modification: chemical, thermal and other processes. 1ed. West Sussex: John Wiley & Sons, 2006. 239p.

LENGOWSKI, E. C.; MUÑIZ, G. I. B.; KLOCK, U.; NISGOSKI, S. Potential use of nir and visible spectroscopy to analyze chemical properties of thermally treated wood. Maderas, Ciencia y Tecnología, Concepción, v. 20, n. 4, p. 627-640, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.4067/S0718-221X2018005041001

LIMA, M. D. A segregação de resíduos do manejo florestal sustentável para otimização da produção bioenergética na Amazônia brasileira. 2020. 206 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, 2020.

PONCSÁK, S.; KOCAEFE, D.; BOUAZARA, M.; PICHETTE, A. Effect of high temperature treatment on the mechanical properties of birch (Betula papyrifera). Wood Science and Technology, New York, v. 40, n. 8, p. 647-663, 2006. DOI: https://doi.org/10.1007/s00226-006-0082-9

POUBEL, D.; GARCIA, R. A.; DOS SANTOS, W. A.; OLIVEIRA, G.; ABREU, H. Efeito da termorretificação nas propriedades físicas e químicas da madeira de Pinus caribaea. Cerne, Lavras, v.19, n. 3, p. 391-398, 2013. DOI: https://doi.org/10.1590/S0104-77602013000300005

REIS, A. R. S. Anatomia da madeira de quatro espécies de Aspidosperma Mart. & Zucc. Comercializadas no estado do Pará, Brasil. Ciência da Madeira, Pelotas, v. 6, n. 1, p. 47-62, 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.15210/cmad.v6i1.5444

SLIK, J. W. F.; RODRÍGUEZ, A. V.; AIBA, S. I.; ALVAREZ, L. P.; ALVES, L. F., ASHTON, P.; BERNACCI, L. An estimate of the number of tropical tree species. Proceedings of the National Academy of Sciences, Washington, v. 112, n. 24, p. 7472-7477, 2015. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1423147112

STALLBAUN, P. H.; BARAUNA, E. E. P.; PAES, J. B.; RIBEIRO, N. C.; MONTEIRO, T. C.; ARANTES, M. D. C. Resistência natural da madeira de Sclerolobium paniculatum Vogel a cupins em condições de laboratório. Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 24, e20160013, 2016. DOI: https://doi.org/10.1590/2179-8087.001316

SUCHY, M; KONTTURI, E.; VUORINEN, T. Impact of drying on wood ultrastructure: similarities in cell wall alteration between native wood and isolated wood-based fibers. Biomacromolecules, Washington, v. 11, n. 8, p. 2161-2168, 2010. DOI: https://doi.org/10.1021/bm100547n

THYBRING, E. E.; THYGESEN, L. G.; BURGERT, I. Hydroxyl accessibility in wood cell walls as affected by drying and re-wetting procedures. Cellulose, Bucharest, v. 24, n. 6, p. 2375-2384, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/s10570-017-1278-x

WATKINS, D.; NURUDDIN, M.; HOSUR, M.; TCHERBI-NARTEH, A.; JEELANI, S. Extraction and characterization of lignin from different biomass resources. Journal of Materials Research and Technology, Rio de Janeiro, v. 4, n. 1, p. 26-32, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2014.10.009

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Publicado

2020-11-11

Edição

Seção

Engenharia Florestal / Forest Engineering