Caracterização da estrutura anatômica, densidade básica e morfologia de cavacos da madeira de Eucalyptus grandis para a produção de painéis MDF

O aumento na produção dos painéis "Medium Density Fiberboard" (MDF) confeccionados com madeira de espécies de Eucalyptus spp de rápido crescimento evidencia a necessidade da caracterização dos seus componentes celulares, da densidade básica e da morfologia de cavacos. Com esse objetivo, foram coletadas três amostras de cavacos de madeira de árvores de Eucalyptus grandis, na linha de produção de indústria de painel. Em laboratório, os cavacos foram dissociados por maceração, para a avaliação das dimensões das fibras e dos vasos; determinou-se a densidade básica dos cavacos, bem como se caracterizaram a sua espessura e morfologia. Os resultados indicaram valores médios de 1005-19,7-11,8-3,9 µm para o comprimento, largura, diâmetro do lume e espessura média da parede das fibras, respectivamente. A densidade básica da madeira foi de 0,432 g/cm³ e a espessura dos cavacos, de 4,36 mm. Os valores médios de retenção dos cavacos foram de 0,9-16,9-44,5-30,7-6,1-0,9% nas peneiras 40, 25, 16, 8, 3,35 mm e fundo, respectivamente, sendo 75,2% retidos nas peneiras de 16-8 mm de abertura. Os resultados das análises anatômicas e morfológicas dos cavacos de madeira foram discutidos e comparados com informações da literatura especializada e correlacionados com o processo produtivo de chapas MDF.

Alterações na estrutura anatômica da madeira de cavacos de eucalyptus grandis em três condições de desfibramento para a confecção de painéis MDF

A utilização da madeira de eucalipto na confecção de painéis MDF é recente, tornando-se necessário entender as modificações em sua estrutura anatômica durante as etapas do processo industrial, notadamente no desfibramento dos cavacos. Com esse objetivo, neste estudo foram aplicadas três condições diferenciadas de desfibramento dos cavacos, alterando-se (i) o tempo de aquecimento, (ii) as pressões de digestão e de desfibramento e (iii) a energia específica de desfibramento, sendo avaliadas as características anatômicas dos componentes celulares da madeira. O aumento da intensidade de refino dos cavacos de madeira reduziu o comprimento médio das fibras e aumentou o porcentual de fibras quebradas, corroborando as imagens de microscopia eletrônica de varredura, além da diminuição do número dos vasos e de células de parênquima. Essa condição de desfibramento mais intensa promoveu, também, um característico escurecimento da coloração da polpa composta pelos elementos celulares da madeira. A aplicação de variáveis de desfibramento mais brandas aumentou a presença de feixes de fibras e do número de vasos e de parênquima, resultando em uma polpa de coloração mais clara. As alterações das características morfológicas dos componentes celulares da madeira dos cavacos de eucalipto, após o tratamento de desfibramento, relacionaram-se com as etapas do processo operacional e com a qualidade tecnológica dos painéis de fibras MDF.

Alterações na estrutura anatômica da madeira de cavacos de eucalyptus grandis em três condições de desfibramento para a confecção de painéis MDF

A utilização da madeira de eucalipto na confecção de painéis MDF é recente, tornando-se necessário entender as modificações em sua estrutura anatômica durante as etapas do processo industrial, notadamente no desfibramento dos cavacos. Com esse objetivo, neste estudo foram aplicadas três condições diferenciadas de desfibramento dos cavacos, alterando-se (i) o tempo de aquecimento, (ii) as pressões de digestão e de desfibramento e (iii) a energia específica de desfibramento, sendo avaliadas as características anatômicas dos componentes celulares da madeira. O aumento da intensidade de refino dos cavacos de madeira reduziu o comprimento médio das fibras e aumentou o porcentual de fibras quebradas, corroborando as imagens de microscopia eletrônica de varredura, além da diminuição do número dos vasos e de células de parênquima. Essa condição de desfibramento mais intensa promoveu, também, um característico escurecimento da coloração da polpa composta pelos elementos celulares da madeira. A aplicação de variáveis de desfibramento mais brandas aumentou a presença de feixes de fibras e do número de vasos e de parênquima, resultando em uma polpa de coloração mais clara. As alterações das características morfológicas dos componentes celulares da madeira dos cavacos de eucalipto, após o tratamento de desfibramento, relacionaram-se com as etapas do processo operacional e com a qualidade tecnológica dos painéis de fibras MDF.

Estudo da viabilidade técnica e econômica para aproveitamento de cascas de eucalyptus gerados no processo de fabricação de painéis de madeira

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Avaliação do potencial do grits como material de construção na produção de tijolos de solo-cimento

O "grits" é um resíduo sólido de características arenosas e coloração acinzentada, gerado pela indústria de polpa kraft durante a etapa de recuperação do licor branco empregado no cozimento dos cavacos de madeira. O objetivo deste trabalho foi estudar o potencial do grits como material de construção, considerando-se a sua empregabilidade na fabricação de tijolos de solo-cimento. Para a determinação da quantidade ideal de resíduo a ser utilizada, foram estudados os traços em volume 1:14:0; 1:10,5:3,5; 1:7:7; 1:3,5:10,5; e 1:0:14 de cimento, solo e grits, respectivamente. Os materiais foram caracterizados por meio de ensaios de análise granulométrica, limite de liquidez e limite de plasticidade, e os resultados foram de acordo com as prescrições normativas. O ensaio prático da caixa também foi usado para verificar os materiais, e os resultados atenderam às recomendações. Uma vez realizado o ensaio de compactação para obter o teor de umidade ótima, os tijolos foram produzidos com 90% desse valor, pois a resistência à compressão é favorecida com o material do ramo seco. No entanto, durante a moldagem não foi possível produzir tijolos com os traços 1:3,5:10,5 e 1:0:14, pois, nesses casos, as misturas de solo-cimento-grits não apresentaram plasticidade suficiente. Os tijolos produzidos com os demais traços foram, então, submetidos a ensaios de resistência à compressão e de absorção. Em relação à resistência à compressão, aos 28 dias todos os traços apresentaram valores médios superiores ao estabelecido pela normalização, que é de 2,0 MPa. Os tijolos fabricados com maior quantidade de grits apresentaram melhor desempenho no que se refere à resistência mecânica. Assim, este estudo não apenas apresenta o benefício ambiental de destinar corretamente o resíduo, como também contribui com novos materiais para a construção civil.

Extração e caracterização de hemiceluloses de Pinus radiata e sua viabilidade para a produção de bioetanol

As galactoglucomananas são as principais frações de hemiceluloses presentes nas madeiras moles e contêm, principalmente, as hexoses galactose, glicose e manose. O isolamento eficiente e seletivo dessas hemiceluloses é um obstáculo crítico a superar para sua utilização. Os objetivos deste trabalho foram extrair e caracterizar soluções aquosas ácidas e neutras de hemiceluloses de cavacos de madeira de Pinus radiata, bem como avaliar sua viabilidade para a produção de bioetanol. As hemiceluloses em P. radiata representam 26 g/100 g de madeira (base seca), e as hexoses são responsáveis por aproximadamente 64% dessa quantidade. De acordo com as diferentes condições de extração, cerca de 50% da fração hemicelulósica foi solubilizada e recuperada depois de uma precipitação com etanol. As frações recuperadas de hemiceluloses estavam na forma de oligômeros com peso molecular médio (Mw) variando entre 4x10³ e 4x10(5) g/mol. Os oligômeros hemicelulósicos foram hidrolisados com ácido sulfúrico diluído e os hidrolisados concentrados até aproximadamente 70 g/L hexosas e fermentados pela levedura Saccharomyces cerevisiae. Os resultados de fermentação indicaram que os açúcares obtidos dos extratos ácidos e neutros foram fermentados com rendimentos máximos de etanol de 63% e 54% (22 g/L e 19 g/L), respectivamente. A conversão de hemiceluloses da madeira em etanol é viável, porém seu baixo rendimento faz que o processo não seja economicamente atrativo, razão por que melhorias no processo ou usos alternativos das hemiceluloses devem ser avaliados.

Avaliação dos aspectos de processo no torneamento de madeiras tratadas termicamente

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Estudo comparativo de métodos para determinação da densidade básica de cavacos e discos de madeira

Pós-graduação em Ciência Florestal - FCA

Estratégia de análise da qualidade de madeira de Eucalyptus sp. para produção de celulose

Estudou-se uma nova técnica laboratorial de análise de qualidade da madeira de Eucalyptus sp. para produção de polpa celulósica kraft. A técnica consiste em realizar, simultaneamente, quatro cozimentos de cavacos utilizando diferentes cargas de álcali ativo para estabelecer a característica de deslignificação da madeira. Pelo uso de equações de regressão, calcula-se o álcali ativo necessário para obter o número kappa desejado, o rendimento, a viscosidade e álcali consumido para o kappa objetivo. Os estudos estatísticos evidenciaram que uma única batelada de quatro cozimentos é suficiente, não sendo necessário realizar repetições.

Isolamento e seleção de fungos causadores da podridão-branca da madeira em florestas de Eucalyptus spp. com potencial de degradação de cepas e raízes

Este trabalho objetivou isolar fungos causadores da podridão-branca da madeira, a partir de basidiocarpos e de fragmentos de madeira de eucalipto coletados em várias regiões do país, bem como testar seu potencial de degradação de cepas e raízes mortas em plantios comerciais de eucalipto, após o corte raso. Para o isolamento dos fungos foi desenvolvido um meio de cultura de serragem de eucalipto-ágar. Dentre 292 isolados obtidos e submetidos ao teste de Bavendamm, 144 foram classificados como causadores de podridão-branca, capazes de produzir fenoloxidases. Dentre as nove relações C/N testadas, observou-se uma tendência de ocorrer maior degradação de cavacos naquelas iguais a 60 : 1, 200 : 1 e 300 : 1. Utilizando a relação C/N igual a 60 : 1, realizaram-se dois experimentos para avaliar a degradação de cavacos de Eucalyptus saligna por isolados fúngicos de podridão-branca. No primeiro experimento, avaliado aos 90 dias de incubação, foram selecionados sete isolados, que causaram perda de peso em cavacos superior ou igual à causada por Trametes versicolor, usado para comparação. No segundo experimento foram testados 46 isolados fúngicos. Dentre os mais eficientes estavam os sete isolados selecionados no primeiro teste, além de outros quatro isolados. Baseado na análise de DNA, seis isolados foram identificados, sendo três pertencentes à espécie Pycnoporus sanguineus, um ao gênero Peniophora sp., um ao gênero Pestalotiopsis sp. e um ao gênero Ganoderma sp.

Propriedades de chapas fabricadas com partículas de madeira de Eucalyptus urophylla S. T. Blake e de Schizolobium amazonicum Herb.

Este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades de chapas de madeira aglomerada fabricadas com partículas de Eucalyptus urophylla (massa específica = 0,55 g/cm³) e de Schizolobium amazonicum (Paricá) (massa específica = 0,30 g/cm³). Foram confeccionadas chapas com cinco proporções de madeira e dois tipos de partículas (maravalhas e cavacos). As chapas apresentaram dimensões de 60 cm x 60 cm x 1 cm e massa específica média de 0,60 g/cm³. Utilizou-se adesivo à base de uréia-formaldeído, na proporção de 8%. As chapas foram prensadas à temperatura de 170 ºC e 3,2 MPa de pressão, em ciclos de 8 min, e as suas propriedades foram determinadas segundo a norma NBR 14810-3. A massa específica, a dureza Janka e a expansão linear não foram influenciadas pelas variáveis experimentais. De modo geral, o aumento na porcentagem de paricá elevou a resistência à flexão, ao arrancamento de parafuso e à tração perpendicular. O tipo de partícula afetou significativamente apenas a resistência à tração perpendicular e o inchamento em espessura. As chapas produzidas com partículas provenientes de cavacos (coeficiente de esbeltez menor) tiveram maior resistência à tração perpendicular. Contudo, apresentaram valores mais elevados de inchamento em espessura.

Predição de qualidade da madeira e da polpa celulósica por técnica de espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS)

O objetivo deste estudo foi desenvolver modelos de calibração multivariada, com espectros infravermelhos próximos (NIR), para predição de qualidade da madeira e da polpa celulósica kraft de Eucalyptus. Foram utilizadas 30 amostras de madeira, em forma de cavacos, e 116 amostras de polpa kraft de Eucalyptus. Os cavacos foram utilizados com dois teores de umidade (33% e 10%). Nos cavacos mais úmidos, foram obtidas as seguintes correlações: 97% na densidade básica, 84% no teor de extrativos e 93% no teor de lignina. Nos cavacos mais secos, as correlações foram: 97% na densidade básica, 92% no teor de extrativos e 90% na lignina. Para a predição de qualidade das polpas, foram obtidos espectros NIR de folhas de celulose e das polpas na forma original (desagregada). Os modelos com espectros obtidos na folha de celulose apresentaram correlações de 94% no número kappa, 93% na viscosidade da polpa, 90% no rendimento depurado e 86% no teor de ácido hexenurônico. Os modelos com espectros obtidos na polpa desagregada apresentaram as seguintes correlações: 90% no número kappa, 91% na viscosidade da polpa, 88% no rendimento depurado e 85% no teor de ácidos hexenurônicos. Os resultados demonstraram a viabilidade da aplicação da técnica de modelagem das características da madeira e da polpa celulósica, utilizando-se espectros NIR.

Avaliação da madeira e da polpação kraft em clones de eucaliptos

A produção de celulose de baixo custo e alta qualidade requer madeira adequada e bem selecionada. A seleção de clones superiores tem sido realizada com base em critérios como densidade básica, rendimento gravimétrico da polpação e composição química da madeira, especialmente de celulose, hemiceluloses, extrativos e ligninas. O objetivo deste trabalho foi avaliar as características da madeira de Eucalyptus, por método destrutivo, e a produção de polpa celulósica kraft em seis clones. Utilizaram-se cinco árvores de cada clone, aos 3 anos de idade, plantadas em espaçamento 3,0 m x 3,3 m, nas regiões de Cocais, Guanhães, Rio Doce e Santa Bárbara, Estado de Minas Gerais. A densidade básica foi medida em discos extraídos a 1,3 m de altura do solo (DAP) e em cavacos da árvore inteira (amostra composta). A composição química foi medida em amostras de serragem, retiradas no DAP. Os cozimentos foram efetuados a partir de cavacos da árvore inteira. Verificou-se que a densidade medida no DAP foi ligeiramente superior à medida nos cavacos da árvore toda. A composição química geral da madeira foi muito influenciada pelo tipo de clone, local de plantio e interação. Locais mais montanhosos produziram madeira com maior teor de celulose e menor de hemicelulose. A madeira do clone F da região de Santa Bárbara e Cocais apresentaram madeiras de qualidade inferior para produção de polpa celulósica. Os melhores rendimentos de polpação kraft foram alcançados com o clone B nas regiões de Guanhães e Santa Bárbara.

Produtividade e custos de extração de madeira de eucalipto com Clambunk Skidder

Os clambunk skidders, utilizados na extração de madeira de eucalipto no Brasil, são máquinas complexas, de alta tecnologia e de alto valor de aquisiçao. Os objetivos da pesquisa foram analisar a produtividade, a eficiência operacional e os custos operacionais e de produção desse trator florestal. Esta pesquisa foi desenvolvida em povoamentos de eucalipto (hibrido de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis) de uma empresa florestal no Estado de São Paulo. O sistema de colheita de madeira foi o de árvores inteiras com o processamento das árvores em forma de cavacos, em pátios localizados às margens dos talhões. A metodologia utilizada na avaliação da produtividade foi constituída de técnicas de estudos de tempos e movimentos. Na avaliação dos custos foram determinados os custos operacionais e os de produção. Os resultados indicaram que as atividades que consumiram maior parte do tempo do ciclo de trabalho foram o carregamento e a viagem com carga. A produtividade foi significativamente reduzida com o aumento da distância de extração. A análise de custos operacionais indicou que os custos variáveis foram os de maior valor, seguidos pelos custos fixos e de administração. O custo de extração do clambunk aumentou com a distância de extração, pois essa variável afetou os tempos de viagem. A diminuição desse custo seria possível pela reorganização do processo de trabalho com base na distância e nos outros fatores estudados.

Influência da idade na geração de modelos de espectroscopia NIR, para predição de propriedades da madeira de Eucalyptus spp.

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de modelos NIRS para predizer as propriedades físicas e químicas de madeiras de Eucalyptus, com idades variando de 3 a 7 anos. Foram utilizadas 136 amostras e realizadas análises laboratoriais de densidade básica, teores de lignina e extrativos. Amostras de cavacos foram moídas em moinho tipo ciclone, para coleta de espectros NIR. Os modelos foram desenvolvidos por regressão de mínimos quadrados parciais (PLS), sendo testadas transformações matemáticas. Para validação dos modelos, foram utilizados grupos de amostras externas com diferentes idades, que não participaram no desenvolvimento do modelo. Os modelos desenvolvidos resultaram em consideráveis coeficientes de determinação para densidade básica (R² 0,84 a 0,89) e lignina (R² 0,72 a 0,88), mas os melhores valores foram encontrados para o teor de extrativos (R² 0,92 a 0,98). Pelos valores de relação de desempenho de desvio (RPD), verificou-se que amostras com idades diferentes das utilizadas no desenvolvimento dos modelos não apresentaram boas predições, exceto para densidade básica cujos modelos desenvolvidos especificamente para as idades de 3 e 7 anos, predisseram satisfatoriamente amostras com idades entre 4 e 6 anos.