CENTRO UNIVERSITRIO DE UNIO DA VITRIA

CADEIRA DE PAINIS DE MADEIRA

PROCESSO PRODUTIVO DE PAINIS MDF

Compilado por: Prof. Roberto Pedro bom

UNIO DA VITRIA - PR

2008

ENGENHARIA INDUSTRIAL DA MADERIAENGENHARIA INDUSTRIAL DA MADERIAENGENHARIA INDUSTRIAL DA MADERIAENGENHARIA INDUSTRIAL DA MADERIA

CONTEDO I. HISTRICO ................................................................ 4

1.1 ORIGEM ............................................................................... 4 1.2 MATRIA PRIMA ............................................................... 5

1.2.1. Pinus ........................................................................................... 6 1.2.2. Eucalipto ..................................................................................... 8

II. PROCESSO DE PRODUO ...................................... 11

2.1 PTIO DE TORAS ...................................................................13 2.1.1 Estocagem de toras. ..................................................................... 14 2.1.1.1 Elementos que interferem no fator de empilhamento. .................. 15 2.1.1.2 Proteo contra incndio em ptios de toras. ............................. 16 2.1.1.3. Principais controles da madeira em estoque. ............................. 16

2.1.2. Descascador ............................................................................... 16 2.1.3. Picador ...................................................................................... 18 2.1.4. Mesa imantada ........................................................................... 20 2.1.5 Estoque de cavacos ..................................................................... 21

2.2 PRODUO DE FIBRAS ..........................................................21 2.2.1 Lavagem de cavacos ................................................................... 22 2.2.2. Desfibrador ................................................................................ 25 2.2.2.1. Processo Mecnico................................................................. 26 2.2.2.2. Processo Termo-mecnico (Asplund) ........................................ 26 2.2.2.3. Processo Qumico-mecnico .................................................... 27 2.2.3.4. Processo de Exploso ou Masonite ........................................... 27

2.2.3. Armazenagem ............................................................................ 28 2.2.4. Aplicao de adesivos .................................................................. 29 2.2.4.1 Adesivos .............................................................................. 31 2.2.4.2 Classificao Dos Adesivos .................................................... 33

2.3. PROCESSO DE PRODUO ....................................................35 2.3.1. Alimentao da esteira (Luciano Scheid) ........................................ 36 2.3.2. Formao do colcho ................................................................... 36 2.3.3. Cilindros formadores ................................................................... 38 2.3.4. Corte das chapas ........................................................................ 38 2.3.5. Carrossel de descanso ................................................................. 39 2.3.5.1 Resfriamento e Climatizao .................................................... 39

2.3.6. Classificao ............................................................................... 39 TIPOS DE MDF ...............................................................................40

III. ARMAZENAMENTO DE PAINIS ............................. 41

IV. PRODUTOS ............................................................. 44

4.1 MADEFIBRA (CHAPAS CRUAS) ...............................................44 4.2 MADEFIBRA BP (CHAPAS COM REVESTIMENTO LAMINADO DE BAIXA PRESSO) ........................................................................45

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4.3 MADEFIBRA DESIGN .............................................................46

V. CONSIDERAES FINAIS ........................................ 47

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I. HISTRICO

1.1 ORIGEM

Medium-density fiberboard um material derivado da madeira e

internacionalmente conhecido por MDF. Em portugus a designao correcta

placa de fibra de madeira de mdia densidade.

O MDF fabricado atravs da aglutinao de fibras de madeira com resinas

sintticas e outros aditivos. O material moldado em painis lisos sob alta

temperatura e presso. Para a obteno das fibras, a madeira cortada em

pequenos cavacos que, em seguida, so triturados por equipamentos denominados

desfibradores.

Produto relativamente recente, foi fabricado pela primeira vez no incio dos

anos 60 nos Estados Unidos. Em meados da dcada de 70, chegou Europa,

quando passou a ser produzido na antiga Repblica Democrtica Alem e,

posteriormente (1977), foi introduzido na Europa Ocidental atravs da Espanha. No

Brasil, a primeira indstria iniciou sua produo no segundo semestre de 1997.

O MDF possui consistncia e algumas caractersticas mecnicas que se

aproximam s da madeira macia. A maioria de seus parmetros fsicos de

resistncia so superiores aos da madeira aglomerada, caracterizando-se, tambm,

por possuir boa estabilidade dimensional e grande capacidade de usinagem.

A homogeneidade proporcionada pela distribuio uniforme das fibras

possibilita ao MDF acabamentos do tipo envernizado, pinturas em geral ou

revestimentos com papis decorativos, lminas de madeira ou PVC. Podem tambm

ser executadas junes com vantagens em relao madeira natural, j que no

possui ns, veios reversos e imperfeies tpicas do produto natural. um material

com vrias aplicaes e substitui com vantagens o aglomerado e a prpria madeira

em muitas delas.

Existe uma preocupao quanto ao uso de formaldedo nas resinas

empregadas na confeco de MDF e os riscos de sade envolvidos. Por esse motivo

h pesquisas em andamento para o desenvolvimento de novas resinas menos

nocivas.

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1.2 MATRIA PRIMA

O Brasil apresenta condies favorveis para se tornar um importante

produtor mundial de painis de madeira, isto porque possui tecnologia que

possibilita o uso de resduos de processamento da madeira em diversas reas. A

produo de painis base de madeira de relevante importncia para a economia

brasileira, pois possibilita gerao de divisas e empregos. Entretanto, para que haja

desenvolvimento, preciso investir em tecnologias voltadas para melhorar a

produo de painis derivados de madeira, especialmente em pinus e eucalipto.

Enquanto alguns produtos de madeira esto em declnio ou crescendo a

taxas bastante reduzidas, a produo mundial de painis vem crescendo a taxas

mdias superiores a 3% ao ano e, em alguns pases, como o caso do Brasil

projeta-se para a prxima dcada taxas anuais de crescimento acima de 6%,

segundo a Abipa Associao Brasileira da Indstria de Painis de Madeira. Uma

grande parte dos novos investimentos em unidades de produo de painis est

sendo orientada para pases emergentes. Em princpio, disponibilidade de matria-

prima e existncia de um mercado local so fatores importantes no processo

decisivo para a localizao dos novos e substanciais investimentos.

A produo de painis ainda ir pertencer aos principais produtores atuais

por um tempo, mas o crescimento da produo nos pases em desenvolvimento

ser decorrncia de uma srie de fatores, entre elas a disponibilidade de matria-

prima em quantidade e qualidade adequada, a competitividade resultante de

menores custos operacionais, e a abertura destes novos mercados.

O Brasil tem grandes perspectivas de se tornar um grande produtor de

painis. O novo perfil dos painis reconstitudos no Brasil, representado atualmente

pelo MDF e, mais recentemente pelo OSB (Oriented Strand Board), mudaro o

perfil de consumo no Brasil. A tendncia ainda a agregao de valores. Painis

revestidos com lminas e papis melamnicos, e ainda os pr-cortados vm sendo

obtidos diretamente nas linhas de produo das grandes fbricas de painis,

agregando valor ao produto acabado.

O MDF amplamente utilizado pelas indstrias de mveis e gabinetes, pois a

solidez e a uniformidade garantem resultados satisfatrios no uso de tcnicas

convencionais, e tambm, suas caractersticas de resistncia mecnica permitem

sua utilizao at em painis estruturais.

Resultados obtidos em seu estudo na fabricao de MDF empregando fibras

de Eucaliptus saligna mostraram que praticamente todas as propriedades

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mecnicas dos painis atenderam as exigncias mnimas especificadas no ANS-AHA

e no Euro MDF Board. As fibras longas das conferas alm de possurem colorao

clara, muito similar madeira serrada, possuem a vantagem de ter fibras longas

que favorecem a obteno de produtos com boa resistncia mecnica, graas ao

bom entrelaamento entre elas. O comprimento das fibras favorece a estabilidade

dimensional do MDF, pois com o aumento das ligaes entre as fibras decresce a

possibilidade de movimentao das mesmas. Uma pesquisa que produziu chapas

de madeira aglomerada e painis MDF a partir de Pinus taeda, tanto das partes

interna como externa no encontrou diferenas significativas no mdulo de

elasticidade (MOE) e de ruptura (MOR), adeso, inchamento e absoro de gua

em espessura. No entanto, outro estudo constatou que o MDF produzido com fibras

de Eucalipto exigiu maior porcentagem de adesivo para alcanar as mesmas

propriedades mecnicas que apresentam MDF produzidos com fibras de Pinus.

Entretanto, quanto s propriedades fsicas de inchamento e absoro MDF

produzidos com fibras de Eucalipto com mesmo teor de adesivo do MDF produzido

com Pinus apresentou melhores valores.

1.2.1. Pinus

Espcies de Pinus vm sendo introduzidos no Brasil h mais de um sculo

para variadas finalidades. Muitas delas foram trazidas pelos imigrantes europeus

como curiosidade, para fins ornamentais e para produo de madeira. As primeiras

introdues de que se tem notcia foram de Pinus canariensis, proveniente das Ilhas

Canrias, no Rio Grande do Sul, em torno de 1880.

Por volta de 1936, foram iniciados os primeiros ensaios de introduo de

Pinus para fins silviculturais, com espcies europias. No entanto, no houve

sucesso, em decorrncia da m adaptao ao nosso clima. Somente em 1948,

atravs do Servio Florestal do Estado de So Paulo, foram introduzidas, para

ensaios, as espcies americanas conhecidas nas origens como "pinheiros amarelos"

que incluem P. palustris, P. echinata, P. elliottii e P. taeda. Dentre essas, as duas

ltimas se destacaram pela facilidade nos tratos culturais, rpido crescimento e

reproduo intensa no Sul e Sudeste do Brasil. Desde ento um grande nmero de

espcies continuou sendo introduzido e estabelecido em experimentos no campo

por agncias do governo e empresas privadas, visando ao estabelecimento de

plantios comerciais.

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Pinus taeda foi o principal destaque nos plantios na regio do planalto do Sul

e Sudeste. Esta uma espcie de ampla distribuio geogrfica no Leste e Sudeste

dos Estados Unidos. Apesar do rpido crescimento inicial, o fuste costuma ser de

baixa qualidade devido a tortuosidades, bifurcaes e um grande nmero de ramos

grosseiros. Essas eram as caractersticas dos primeiros plantios comerciais com

esta espcie, visto que foram formados com semente importada, em sua maioria

sem qualquer controle de qualidade gentica, adquiridas de fornecedores inidneos.

Esta espcie altamente varivel, inclusive quanto resistncia geada e

temperatura requerida para o seu processo de crescimento. Assim que, aps

intensos estudos sobre variaes geogrficas nos materiais genticos introduzidos

no Brasil, as procedncias da plancie costeira do estado da Carolina do Sul ficaram

conhecidas como as de maior produtividade e melhor qualidade de fuste no Sul e

Sudeste do Brasil, em locais onde as geadas no so to severas. Para os locais

mais frios, como nas serras gachas e no planalto catarinense, as procedncias de

locais mais frios como da Carolina do Norte tm demonstrado maior produtividade.

Atualmente, com uso de semente geneticamente melhorada, no s

aumentou a produtividade de madeira mas, tambm, melhorou, substancialmente,

a qualidade do fuste. Adotando-se o devido manejo, podem ser formados

povoamentos de alta qualidade, com rvores de fuste reto, baixa incidncia de

defeitos e ramos finos. Alm disso, caractersticas internas como a densidade da

madeira tambm passvel de melhoramento, seja no sentido de aumentar, de

reduzir ou de uniformizar entre as rvores. Essas caractersticas so fundamentais

para a formao de madeira de alta qualidade e de alto rendimento nas indstrias.

A madeira de P. taeda utilizada para processamento mecnico na produo de

peas serradas para estruturas, confeco de mveis, embalagens, molduras e

chapas de diversos tipos. Para esses usos, a qualidade da matria-prima aumenta

medida que aumenta a densidade da madeira, dentro dos limites normais da

espcie.

O Pinus elliottii se destacou como espcie vivel em plantaes comerciais

para produo de madeira e resina no Brasil. A regio ecolgica ideal para o seu

desenvolvimento coincide, em grande parte, com a de P. taeda. Porm, por ser de

ambiente com caractersticas mais prximas ao tropical, ele perde em crescimento

para P. taeda nas partes mais frias do planalto sulino. Por outro lado, ele pode ser

plantado com grande sucesso em ambientes caractersticos de Cerrado das Regies

Sul e Sudeste, bem como na plancie costeira.

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O Pinus caribaea uma espcie que abrange trs variedades naturais:

caribaea, bahamensis e hondurensis. A variedade hondurensis est entre os Pinus

tropicais mais plantados no mundo. Isto pode ter relao com a grande amplitude

de condies ambientais nas suas origens, na Amrica Central. Sua distribuio

natural abrange altitudes desde o nvel do mar at 1.000 m, que propicia a gerao

de variabilidade gentica ligada adaptao a variadas condies ecolgicas. Entre

as variaes geogrficas mais importantes esto as procedncias litorneas e as

das montanhas, no interior do continente. As litorneas localizam-se em reas

castigadas, anualmente, por furaces e tempestades tropicais. Assim, o material

gentico selecionado, naturalmente, ao longo de milnios nesse ambiente, haveria

que apresentar maior resistncia aos ventos e menor propenso quebra de fuste

do que as procedncias do interior do continente. Essas diferenas ficaram

evidentes nos experimentos de campo no Sudeste do Brasil onde, aps a ocorrncia

de ventanias, somente as rvores das procedncias litorneas permaneceram

ilesas. No Brasil, esta variedade plantada exclusivamente na regio tropical, visto

que no toleram geadas.

Na maioria dos plantios de Pinus no Brasil, o material gentico em uso

costuma no ser o mais adequado para o seu propsito nesse local, visto que, na

melhor das hipteses, as sementes ou mudas so provenientes de pomares

formados com gentipos selecionados em uma regio distante, para atender os

requisitos de um segmento industrial distinto. Especialmente em operaes

florestais envolvendo plantios regulares de pelo menos 200 ha / ano, torna-se

indispensvel um programa de melhoramento gentico, especificamente para

atender os seus objetivos.

1.2.2. Eucalipto

O eucalipto uma espcie vegetal de porte arbreo, que tem origem

identificada a Austrlia. Da Famlia Mirtaceae, com nome de batismo - Gnero

Eucaliptus e sobrenomes diversos espcies, como grandis, dunii, saligna,

tereticornis, robusta, urophila, entre outras 660 espcies. Sua famlia Mirtaceae

tem parentes prximos de origem brasileira, como a pitangueira, a cerejeira, a

uvaieira, a jaboticabeira, o guabijuzeiro e outras tantas frutferas silvestres. O

eucalipto foi colocado no centro de uma grande polmica, que esta mexendo com

as opinies de todos. Vrias entidades o hostilizaram, dando-lhe adjetivos

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pejorativos como: degradador do solo, poluidor do ar, bebero de gua, entre

outros.

No a toa que o Eucalipto migrou pela mo do homem a 18 pases, se

adaptando as diversas situaes edafo-climticas e ganhou status de estrela

econmica e social, cobrindo 10 milhes de hectares. At o momento, no foi

expulso ou execrado de nenhum destes pases. No Brasil, juntamente com o

Gnero Pinus, so as espcies florestais mais plantadas, chegando a 3,4 milhes de

hectares, enquanto o Pinus a 1,8 milhes de hectares. Atualmente, so

responsveis pelo fornecimento de 70% de todos os produtos madeirveis

utilizados para os mais diversos fins econmicos. Os adjetivos pejorativos lhes

atribudos no tem qualquer fundamentao tcnica e cientfica, pois:

a) nenhuma rvore e muito menos o eucalipto degrada os solos. Pelo

contrrio, ele especialista em buscar os minerais no subsolo, levando-os s

folhas, ramos, cascas e madeira, e depositando-os na superfcie, enriquecendo o

solo com matria orgnica, cumprindo assim o ciclo de nutrientes. Tudo depende

do manejo florestal adotado;

b) no bebero, vindo a sugar toda a gua do solo, pois tem mestrado na

infiltrao de gua das chuvas no solo pelo seu volumoso sistema radicular,

fixando-as em suas razes pelo sistema de vaso-capilaridade, contribuindo para

abastecer o lenol fretico (vide estudos sobre escorrimento superficial da gua em

campos e pastagens, lavouras e florestas nativas e exticas). Tambm, tm

mestrado pela sua eficientssima converso da gua, minerais, energia e gs

carbnico em matria seca, tida como uma das mais altas entre as rvores. Possui

crescimento exuberante, entre 50 a 80 metros cbicos por hectare e por ano,

enquanto nossas espcies nativas nobres no passam de 30 m3/ ha / ano. Devemos

culp-lo por sua evoluo e pela imensa eficincia perante outros vegetais? Vale

lembrar que outras culturas anuais, como cana de acar, batata, arroz, consome

muito mais gua que o eucalipto em seu sistema produtivo;

c) nem polui o ar, pois tem doutorado no seqestro de carbono e liberao

de oxignio em sua fase de crescimento, podendo chegar ao seqestro de at 11

toneladas por hectare e por ano. Por enquanto, um dos vegetais mais eficientes

capturadores de carbono, evitando o famoso efeito estufa to prejudicial ao

planeta Terra e a sobrevivncia dos seres vivos;

d) e tambm, ps-doutorado na produo de mltiplos produtos

madeirveis que fornecem calor pela lenha e carvo vegetal; moradia pelo uso de

sua madeira na construo civil (casas, escolas, creches, pontilhes, etc.); e

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utenslios e mveis; bens para construes rurais (tramas, palanques, moires,

esteios e postes); e de produtos no madeirveis, como fototerpicos medicinais

pelos leos essenciais extrados de suas folhas; mel pelo plen e nctar; e alimento

e remdio pela produo de cogumelos.

Por todos estes atributos amplamente positivos que beneficiam o ser

humano, h de se defender e respeitar este excepcional e exemplar cidado

vegetal, chamado eucalipto. O corte de eucalipto para industrializao ocorre

normalmente aos 7 anos de idade, num regime que permite at 3 rotaes

sucessivas e econmicas, com ciclo final de at 21 anos. Os reflorestamentos

tradicionais de eucalipto so representados por densos macios florestais,

plantados em espaamentos regulares e normalmente com uma nica espcie.

Entretanto, nas propriedades rurais, alm dessa possibilidade de plantio, as rvores

tambm podem ser plantadas de forma integrada com as atividades agrcolas e

pecuria ou, ainda, como prestadoras de servios como quebra-ventos, cercas

vivas, proteo de animais sem, no entanto esquecer seu potencial para gerar

produtos de potencial econmico. Para que se tenha sucesso nesse

empreendimento, precisa-se considerar o espaamento da espcie florestal. Nesses

sistemas normalmente so usadas menores densidades de plantio e diferentes

arranjos espaciais das espcies florestais em campo. Plantios mais adensados

resultam na produo de um elevado numero de rvores com pequenos dimetros,

as quais normalmente so utilizadas para fins menos nobres como lenha, carvo,

celulose, engradados e estacas pra cercas.

Espaamentos amplos resultam num nmero menor de plantas por unidade

de rea, tornando mais fcil o acesso de maquinas para o plantio e tratos culturais.

Facilitam tambm a retirada da madeira e empregam menos mo-de-obra alm de

permitirem a produo de madeira de melhor valor comercial (postes, vigas,

esteios e serrarias). Como desvantagens h maior necessidade de tratos culturais e

menor derrama natural.

Na produo de madeira de alta qualidade, para serraria, necessrio que

os espaos entre as plantas sejam superiores ao normal. Assim, o manejo florestal

deve ser baseado em podas freqentes e rigorosas, de forma a alcanar um

mercado com maiores preos mediante uma mercadoria de maior valor agregado.

Praticas de manejo em eucalipto, caracterizadas por espaamentos iniciais

largos, desbastes precoces pesados e podas altas, revelam-se superiores aos

tradicionais, como a produo de madeira de boa qualidade, com bons resultados

econmicos. Alm disso, permite a penetrao de altos nveis de radiao no sub-

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bosque, o que, por sua vez, favorece o desenvolvimento satisfatrio de outras

espcies, tambm com valor econmico, associadas.

II. PROCESSO DE PRODUO

O MDF um produto homogneo, uniforme, estvel, de superfcie plana e

lisa que oferece boa trabalhabilidade, alta usinabilidade para encaixar, entalhar,

cortar, parafusar, perfurar e moldurar, alm de apresentar tima aceitao para

receber revestimentos com diversos acabamentos.

Dentre as vrias vantagens que justificam o emprego dos painis de MDF,

pode-se destacar a boa resistncia especfica, elevada disponibilidade de matria-

prima, associada ao aspecto renovvel da fonte, reciclabilidade e menor demanda

energtica para a produo, transporte e instalao.

A maioria dos defeitos inerentes anatomia da madeira, como ns, presena

de medula, gr desalinhada e tenses de crescimento, podem ser eliminados

durante o processo de fabricao dos painis obtendo-se um produto final com

caractersticas dependentes apenas das variveis envolvidas no processo de

fabricao. Alm disso, outras propriedades desejveis podem ser adicionadas ao

material, como por exemplo, resistncia ao fogo e a biodeteriorao, expandindo a

gama de aplicaes do produto.

O processo de produo de MDF inclui:

Descascamento - para a obteno de fibras, o tamanho da tora no

influencia, podendo apresentar dimenses mais limitadas.

Fragmentao - aps o descascamento, as toras passam por uma operao

de fragmentao, onde so gerados cavacos, ou partculas, a partir de picadores.

Classificao dos cavacos - No processo produtivo, no possvel obter

cavacos de tamanhos uniformes. Com esta irregularidade dimensional dos cavacos,

os maiores so separados por baterias de peneiras, e em seguida, retornam ao

picador.

Armazenamento de cavacos - so armazenados em silos com volume

equivalente a 24 horas de operao. Como na maioria das vezes os cavacos ficam

expostos atmosfera, antes do processamento feita uma seleo por peneiras.

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Lavagem de cavacos - os cavacos so lavados para retirar areia (slica) da

madeira, que prejudica a qualidade final do produto;

Tratamento de cavacos - nesta etapa os cavacos so amolecidos para

facilitar a operao do desfibrador na formao da polpa, reduzindo seu consumo

energtico.

Desfibramento - as fibras podem ser obtidas por desfibradores mecnicos ou

por meio de tcnicas de aumentos de presso, que um mtodo menos utilizado.

Mistura de resina - adicionada resina, o catalisador e, em alguns casos,

certos aditivos, e mistura-se a matria-prima. As resinas mais utilizadas so base

de uria-formaldedo, melanina-uria-formaldedo e tanino-formaldedo.

Secagem das fibras - o elevado teor de umidade das fibras acarreta uma

srie de problemas quando a manta formada prensada a quente.

Armazenamento das fibras - o silo de fibras, tambm chamado de tanque

"pulmo", tem a funo de acumular um volume adequado de fibras para a

formao das mantas (entrelaamento), sem que ocorra uma provvel interrupo

em funo de distrbios na linha de fluxo das fibras.

Produo do colcho de fibras - colcho a seco formado a partir de uma

suspenso das fibras ao ar. A altura do colcho delimitada por um cilindro

dentado acoplado a um tubo seccionador de fibra excedente.

Seccionamento - o sistema de seccionamento muda conforme o tipo de linha

de formao, que o conjunto de equipamentos cujas operaes do a forma final

ao MDF. Quando o processo de secagem intermitente, a manta cortada por

lminas circulares no-dentadas e, em seguida, encaminhada s operaes de pr-

prensagem e prensagem a quente.

Prensagem - a pr-prensagem evita possveis desmanchamentos e

deslizamentos das fibras da manta durante a prensagem a quente. Para cada

sistema de prensagem, existe um tipo de linha de formao.

Resfriamento - efetuado para evitar variaes dimensionais da chapa aps

o aquecimento. Normalmente, so resfriadas temperatura ambiente, protegidas

das intempries, onde o tempo depende do tipo de linha de formao utilizada.

Corte, lixamento e revestimento - o corte feito procurando estabelecer a medidas

dos painis de MDF, conforme padres estabelecidos. O lixamento est diretamente

relacionado preparao da superfcie das chapas, para acabamentos finais.

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2.1 PTIO DE TORAS

O lay-out do ptio de toras deve levar em considerao uma srie de fatores,

tais como:

Forma na qual a tora recebida;

Meio, volume e freqncia de fornecimento;

Tipo e nmero de espcies;

Preparao da tora requerida;

Meio escolhido para o manuseio do resduo;

rea disponvel e sua topografia.

Nesse sentido, h necessidade de um projeto especifico para cada instalao,

de modo a permitir uma maior flexibilidade nas operaes.

Os principais tipos de ptio de toras podem ser classificados como:

Recebimento de toras;

Estocagem de toras.

A recepo de toras feita com o objetivo de conhecer a procedncia das

toras selecionar as toras, medir as toras em relao ao peso e volume, destinar as

toras ao ptio, controlar a entrada, o consumo e a sada das toras.

Anlises devem ser feitas nas toras com o objetivo de verificar se a mesma

est dentro do padro de qualidade necessria para a industrializao.

Imagens de Ptio de Toras

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2.1.1 Estocagem de toras.

Aps recebimento, as toras, que no tem consumo direto, so estocadas para o

processo de gerao de energia, dependendo do destino fornecido pelo recebimento.

Como regra geral as toras devem permanecer o menor tempo possvel em

estoque, todo estoque superior a oito semanas vem a ser prejudicial para madeira

independentemente da forma que se encontra, se no for tratado ou seca.

A estocagem das toras em forma de pilhas feitas com o comprimento

desejado e uma altura mxima de 3m, com a cabeceira feita com as prprias toras,

s que tranada proporcionando equilbrio, facilidade de empilhamento e

aproveitamento de espao. Entre as pilhas deve haver um espao para permitir

ventilao e acesso, e estas devero ser dispostas de tal forma que recebam sol a

maior parte do dia para melhor conservao.

Gruas Florestais Estacionrias 30.80 S

As gruas estacionrias trazem um novo conceito em equipamentos florestais

no Brasil, pois tem menor peso, mais capacidade e maior alcance. Fixada sobre

bloco de concreto. recomendada no trabalho em ptio de toras para alimentao

das esteiras do picador ou na descarga direta dos caminhes.

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Grua Florestal Estacionria Modelo: 30.80 S

ESPECIFICAES TCNICAS:

Momento mx. da grua inclusive

valor da carga dinmica 650 KNm

Momento de Carga 302 KNm

Fora de Giro 45 KNm

Velocidade de Giro 6 U/min

Alcance Mximo da Lana 8007 mm

ngulo de Giro contnuo

Altura Prpria 2875 mm

Presso de Trabalho 1270 Bar

Vazo Hidrulica 2x80

L/min

Potncia de Acionamento Hidrulico

estimado 80 KW

Comprimento Telescpico NT

2.1.1.1 Elementos que interferem no fator de empilhamento.

Irregularidades das toras;

Compactao da pilha;

Comprimento e dimetro das toras quanto maior for o dimetro e o

comprimento, menor sero os espaos vazios;

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Quantidade de casca nas toras o volume slido efetivo para a

fabricao de MDF a madeira sem casca;

Dimenses do standart onde as toras so empilhadas quanto

maiores forem a altura e o cumprimento, maior ser o volume slido

da madeira.

2.1.1.2 Proteo contra incndio em ptios de toras.

A estocagem deve estar no mnimo 8m de predios, 10m de campos, 12m de

florestas e os blocos de pilhas devem ser separados por uma distncia de 4 a 6 m,

formando-se uma rua, por onde deve passar uma rede de hidrantes.

2.1.1.3. Principais controles da madeira em estoque.

O tempo de permanncia de cada pilha no ptio controlada atravs de

placas para que seja possvel manter um rodzio constante e perfeito. Faz-se ento,

o controle da quantidade de matria-prima disponvel, informando o setor de

compras. Tambm feito o controle do destino de cada carga que sai do ptio para

facilitar o clculo do custo industrial.

2.1.2. Descascador

Descascamento o recebimento de toras de madeira (principalmente Pinus),

que passam pelo descascador para separar a casca da madeira. Sendo uma

operao comum do fluxo operacional das indstrias de produtos base de

madeira. obteno de fibras, o tamanho da tora no influencia, podendo

apresentar dimenses mais limitadas. Aproximadamente 10% do peso das toras

recebidas relativa s cascas que, uma vez retiradas no descascador, so levadas

para esteiras mecnicas at um forno para serem queimadas, de forma a gerar

energia utilizada no processo produtivo.

A quantidade admissvel de casca que poder ser incorporada juntamente

com a madeira na produo de painis de fibras depende de dois fatores:

Densidade do painel.

Limitaes relacionadas qualidade superficial do painel, controle de

ph, propriedades fsico-mecnicas e coeso das fibras.

Os equipamentos utilizados na remoo da casca podem ser:

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Sistema abrasivo.

Sistema hidrulico.

Sistema mecnico.

Sistema abrasivo

Consiste em tambor rotativo, aberto nas extremidades para entrada e sada

de toras, e o descascamento se processa atravs de atrito entre os mesmos e as

paredes do tambor. Outra variao desse sistema consiste em trs ou quatro

compartimentos giratrios para movimentao das toras e auxiliado pela asperso

contnua de gua para lavagem e remoo final da casca.

Sistema abrasivo (compartimentos mltiplos)

Sistema hidrulico

um sistema misto, dotado de dois cilindros giratrios com ranhuras, com

funo abrasiva e de movimentao das toras, e com aplicao de jato dgua a

alta presso (30 a 105 Kgf/cm) para remoo da casca.

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Sistema mecnico

Utiliza facas rotativas para remoo da casca, atravs do mtodo de

cisalhamento de cmbio.

Sistema de cisalhamento

2.1.3. Picador

Produo de cavacos: uma vez descascadas, as toras passam por um

picador, que as transforma em cavacos, com dimenses definidas por meio de um

picador. Os cavacos so transportados atravs de esteiras mecnicas para serem

armazenadas em silos. Um dos picadores utilizados na produo de MDF o Picador

a Disco Inclinado, que produz cavacos a partir de costaneiras e destopos

19

provenientes de serrarias. Sua alimentao horizontal, forada atravs de rolos

alimentadores tracionados, com ngulo de corte de 45, permitindo a produo de

cavacos prprios para uso em processos de fabricao de MDF e outros painis de

fibra de madeira. O ajuste das facas e contrafacas efetuado por regulagens

milimtricas, com calos de metal patente, e a extrao dos cavacos pode ser feita

por exausto pneumtica ou gravidade. O acionamento principal por motor

eltrico e correias trapezoidais, e a alimentao atravs de motorredutores,

determinando assim a granulometria dos cavacos. Possui base sobre chassi

monobloco, o que o torna firme e slido.

Fluxo de produo do Cavaco

Picador de Disco

20

2.1.4. Mesa imantada

As mesas imantadas ou mesas magnticas so formadas por placas ou

peneiras magnticas de separao. So utilizadas na separao automtica de

impurezas ferrosas que contaminam produtos diversos, tais como: acar,

cermicas, madeiras, etc. Podem ser construdas em ao inoxidvel e outros

materiais, c/ ms de Ferrite, Neodmio ou Terras Raras. A capacidade magntica do

Ferrite de 1500 Gauss e a do Neodmio de at 15000 Gauss. No processo de

produo do MDF so instaladas aps os picadores para separar as impurezas

ferrosas da madeira picada. E evitando que esses metais prossigam no processo

produtivo e causem avarias e problemas na linha produtiva, mais precisa e

especificamente no que se diz respeito ao desfibrador que o processo em que

esses metais podem ocasionar maiores problemas no processo e principalmente a

maquina. As mesas podem ser de vrios tipos, variando de acordo com a

necessidade bsica de cada processo. As mais utilizadas so:

As de peneira magnticas onde os cavavos de madeira caem sobre uma peneira

constituda de material eletromagntico, onde ficam retidos os materiais

ferrosos, bem como os pedaos de madeira que possuam materiais ferrosos em

seu interior. Embora esse processo no seja especificamente uma mesa para

separao, mas os mtodos so os mesmos.

Os separadores de mesa propriamente ditos, onde os mais utilizados, so os que

possuem uma placa eletromagntica suspensa onde passa uma esteira

transportadora de cavacos logo abaixo desta placa. A placa desenvolve um fluxo

eletromagntico de cima para baixo atraindo os materiais ferrosos e os cavacos

de madeira que contenham impregnados junto a eles partculas de materiais

ferrosos, essas impurezas so atradas pela placa magntica e eliminadas do

processo de produo.

O desenho abaixo demonstra um exemplo de mesa imantada.

Detalhamento de Mesa Imantada

21

2.1.5 Estoque de cavacos

Os cavacos podem ser estocados em ptios que devem possuir, para se

evitar a mistura de materiais no desejados ao cavaco, piso.

A alimentao desse ptio feita por correias transportadoras que trazem os

cavacos dos picadores e os lanam por sobre o ptio formando pilhas. A capacidade

de estocagem deve garantir que no haja interrupo no abastecimento da linha de

produo.

A movimentao do cavaco necessria para que o mesmo no entre em

combusto espontnea devido ao aquecimento e fermentao no centro da pilha.

Para este trabalho se dispe de carregadeiras de rodas que executam os

seguintes servios:

-Movimentao de material como cavacos e biomassa nos ptios;

-Movimentao dos resduos do sistema de peneiramento.

Do ptio de estocagem os cavacos seguem por uma esteira transportadora

que dispe de um equipamento magntico para remoo de possveis materiais

(pregos, grampos) que possam danificar o desfibrador.

2.2 PRODUO DE FIBRAS

As fibras de madeira podem ser obtidas a partir de madeira em toras ou de

cavacos proveniente de resduos de outras indstrias da madeira.

22

Layout de um sistema de produo de fibras

Como processo genrico pode-se adotar:

A madeira descascada;

A madeira cortada em pedaos formando-se cavacos;

O cavaco separado sendo aproveitada apenas a de tamanho adequado;

O cavaco lavado;

O cavaco cozido;

O cavaco desfibrado.

2.2.1 Lavagem de cavacos

A etapa da lavagem de cavacos surge no processo de fabricao do MDF logo

aps o picador, na etapa de produo de partculas, onde as partculas de madeira

so formadas em tamanhos praticamente uniformes.

Porm, esta partcula geralmente contm terra, areia, etc. que so materiais

que contem grandes quantidades de slica, ou pode ser considerada slica pura. Os

cavacos so lavados para retirar a areia (slica) da madeira, que prejudica a

qualidade final do produto;

23

Os principais prejuzos principalmente na afiao de serras, devido s

partculas serem extremamente abrasivas, e no somente s indstrias de painis

em si, mas s indstrias que fazem o beneficiamento destes painis para o

consumidor final, principalmente as fbricas de mveis e marcenarias. Tambm

atrapalham nas etapas seguintes do processo de produo, principalmente na

aplicao de resinas e aditivos, onde as fibras de madeira so umedecidas ou

embebidas neste material, onde a areia se une s fibras se permanecer no

processo. Outro detalhe a ser observado o aumento na corroso da tubulao por

onde so conduzidas as fibras at a peneira e silo de fibras, e, o principal efeito

sendo na formao do colcho, onde a slica atrapalha na aglutinao das fibras.

Dependendo da necessidade de qualidade do produto final, existe uma

grande variedade e grandes capacidades de processamento dos sistemas de

lavagem de resduos de madeira e cavacos.

A alta performance do sistema envolve alta presso do jato de gua e alto

poder se suco. Partculas de areia em especial, so removidas sendo separadas

das partculas de madeira ou cavacos maiores. As partculas finas de madeira (p

de serra ou moagem) tambm so expulsos no sistema de lavagem por serem

materiais que se confundem com a poeira ou areia contida nas superfcies das

toras. Estes sistemas so eficientes maquinas de lavagem de material. Alguns

sistemas de lavagem tambm separam as partculas metlicas, onde so

obsorvidas por eletromagnetismo.

As partculas de slica e outros minerais vo para o curso de descarte ou

resduo. As partculas minerais so removidas por frico dos cavacos ou pelo jato

contnuo e suco.

24

Incio do processo de produo do MDF.

.

Na figura acima esto representadas as etapas seguintes, onde os cavacos

so desfibrados e ocorre a aplicao da resina.

Na imagem abaixo o sistema de lavagem de cavacos, onde as partculas

entram no sistema pela tubulao superior, sendo aplicado o jato de alta presso.

Logo aps ocorre a separao das partculas por suco, onde as partculas

maiores permanecem no sistema devido ao seu tamanho ser maior que o das

partculas de terra ou areia, no sendo sugados e ficando retidos na bandeja

transportadora.

A etapa de lavagem dos cavacos acontece aps a classificao de partculas pelo classificador de agitao ou peneiras.

25

Sistema Compacto de Lavagem de Cavacos.

Maier cleaning-technology

Exemplo do compact-cleaning-system da Maier Alemanha.

2.2.2. Desfibrador

Primeiramente, antes de ocorrer o desfibramento, os toretes so

transformados em cavacos, atravs de picadores de disco ou de cilindro, os cavacos

produzidos passam por peneiramento para homogeneizao das dimenses e por

detector de metais. Os cavacos maiores passam por um moinho de martelo para a

reduo em dimenses aceitveis pelo processo, visando uma melhor qualidade e

um maior rendimento.

Os cavacos so pr-aquecidos num digestor pressurizado para uma hidrlise

parcial e suave da hemicelulose e lignina. Um parafuso cnico alimentador

comprime e descarrega os cavacos no digestor e recebem vapor a uma

Entrada dos cavacos no sistema de alta presso.

Suco da gua, onde ser reutilizada no processo aps decantao e tratamento.

Sada de micro partculas de areia ou minerais para

o rejeito. Retorno dos cavacos para o

processo seguindo pela tubulao at o desfibrador.

26

temperatura de 170 a 180C por um perodo de 2 a 5 minutos, antes de serem

enviados ao desfibrador por meio de um parafuso alimentador.

Existem quatro processos diferentes utilizados no desfibramento da madeira:

mecnico; termo-mecnico; qumico-mecnico; e de exploso.

2.2.2.1. Processo Mecnico

Para o processo mecnico existem dois mtodos de desfibramento. No

primeiro mtodo os toretes so pressionados diretamente sobre rebolo em contato

com a gua; atravs da ao abrasiva, a madeira desfibrada, resultando na

formao de suspenso de fibras e gua; e no segundo mtodo os toretes so

primeiramente transformados em cavacos e posteriormente passam por moinho de

disco para o desfibramento.

A elevada temperatura gerada do contato da madeira com o rebolo amolece

as ligninas e as polioses da lamela mdia, facilitando o desfibramento. A produo

pode variar na faixa de 20 a 50 ton./dia.

2.2.2.2. Processo Termo-mecnico (Asplund)

No mtodo convencional, os cavacos passam por aquecimento a vapor, a uma

temperatura de 150-180C e presso de cinco kgf./cm por um perodo de 30

minutos, para posterior desfibramento em moinhos de discos.

Num outro mtodo, os cavacos passam por um tratamento a temperatura de

170-190C e presso de 7-11,5 kg/cm por um perodo de 20 a 60 segundos, para

posterior desfibramento em moinhos de discos. Devido ao menor tempo de

exposio da madeira ao vapor, as perdas em fibras so menores, com rendimento

maior (90 a 93%), e as fibras obtidas so mais flexveis, melhorando as

propriedades de formao e resistncias das chapas produzidas.

Processo Asplund um processo desenvolvido especialmente para indstrias

de chapas de fibras e que se caracteriza por utilizar s propriedades termo-plstico

de material a base de lignocelulose. O equipamento construdo num sistema

integrado, composto de cilindro para aquecimento a vapor dos cavacos e

desfibrador a discos, evitando o resfriamento dos cavacos.

O refinador a disco possui as seguintes caractersticas:

- dimetro dos discos.........0,6-1,0 m;

- rotao dos discos.......... 400-1200 RPM;

27

- material............................ao cromo-nquel;

- produo..........................10-50 ton./dia

Equipamentos mais modernos trabalham com discos de 152 cm de dimetro e

produo diria de at 120 toneladas de fibras secas. No processo chamado

Asplund apresenta vantagens decorrentes da operao continua num sistema

integrado, tais como:

- menor custo de converso com menor custo de consumo de potncia e

vapor;

- maior rendimento;

- uniformidade da polpa;

- qualquer matria-prima lignocelulsica pode ser processada

2.2.2.3. Processo Qumico-mecnico

Os cavacos passam por tratamentos base de hidrxido de sdio ou sulfito

neutro, num digestor e seguem posteriormente para o desfibramento em moinho

de discos. O rendimento do processo est na faixa de 70 a 85%. Apresenta

problemas da ao corrosiva de agentes qumicos no digestor. A adio de

substncias alcalinas pode neutralizar a ao de componentes cidos produzidos

durante o tratamento de cavacos.

2.2.3.4. Processo de Exploso ou Masonite

Os cavacos so submetidos ao tratamento no digestor sob presso de 42

kg/cm, por um minuto, e a seguir, a presso elevada para 70-80 kg/cm sob

uma temperatura de 290C, por um perodo de 5 segundos e, ento, ocorre uma

despressurizao repentina, o que resulta em exploso dos cavacos e seu

desfibramento. O cilindro do digestor possui um dimetro de 50 a 60 cm e altura de

150 a 180 com. O rendimento do processo na ordem de 80-85%.

28

Desfibrador de disco duplo

Desfibrador andritz (processo termo-mecnico

2.2.3. Armazenagem

A mistura fibra /resina vai para o secador, onde a madeira sofre uma

reduo de 80% para 10% em sua umidade. Ento resina passa por um processo

de cura, reforando suas caractersticas de cola.

Aps sarem do secador, as fibras passam por peneiras e so armazenadas

no tanque pulmo. Os tanques pulmes so silos, onde so depositadas as fibras

com a mistura da resina. O armazenamento das fibras realizado visando a

necessidade do acumulo de um volume adequado desse material, para que, quando

houver o abastecimento da mesa formadora, para a formao das mantas

29

(entrelaamento), no haja problemas de interrupo do fluxo, devido a falta de

abastecimento de fibras por eventuais distrbios no processo.

Segue a baixo o fluxograma de produo onde se pode analisar o processo

de armazenagem das fibras:

2.2.4. Aplicao de adesivos

No processo de adeso, o adesivo deve umedecer as fibras. Em seguida,

deve fluir de modo controlado durante a prensagem e, finalmente, adquirir forma

slida. Uma tima ligao requer ntimo contato entre o adesivo e a fibra. Isto

realizado usando presso e aquecimento, ajustando a viscosidade do adesivo,

transferindo fluxo atravs dos pontos de ligao, enquanto deforma a madeira para

conseguir melhor contato na superfcie. A adeso ou colagem pode ser entendida

como um fenmeno que prov um mecanismo de transferncia de tenses entre a

madeira e a resina, atravs de processos moleculares.

Essencialmente, um adesivo necessita aderir (ligar-se) superfcie de um

slido, possuir fora de coeso adequada. Segundo Watai, as principais teorias de

adeso podem ser classificadas de uma forma geral em:

Teoria mecnica o mecanismo de adeso se daria atravs de

enganchamento (interlocking) mecnico. A fluidez e penetrao do

adesivo em substratos porosos levariam formao de ganchos

fortemente presos ao substrato aps solidificao deste.

Teoria da difuso de polmeros a adeso se daria atravs da difuso

de segmentos de cadeias de polmeros. As foras de adeso podem ser

visualizadas como as mesmas produzidas na adeso mecnica, s que

agora em nvel molecular. No entanto, as aplicaes desta teoria tambm

so limitadas. A mobilidade de longas cadeias de polmeros bastante

restrita, limitando severamente a interpenetrao molecular proposta

nesta teoria.

Teoria de adeso qumica a adeso se daria atravs de ligaes

primrias (inicas, covalentes, coordenadas e metlicas) e/ou atravs

das foras secundrias intermoleculares (foras de Kaeson, Debye e

London). Acredita-se, atualmente, que a adeso na interface, do ponto

de vista molecular, deve-se ao das foras secundrias, com exceo

30

de casos especficos. A adeso ocasionada por foras secundrias

intermoleculares tambm conhecida por Adeso Especfica.

Independente das teorias envolvidas na adeso pode-se dizer que o

desenvolvimento de uma boa colagem depende essencialmente de trs requisitos:

adequado umedecimento proporcionado pelo adesivo lquido;

solidificao do adesivo lquido;

suficiente capacidade de modificao da forma por parte do adesivo j

solidificado.

Durante o processo de colagem podem-se atribuir ao adesivo as seguintes funes

de movimento e mobilidade:

Fluidez refere-se ao escoamento da massa lquida do adesivo no plano da

superfcie do substrato;

Transferncia refere-se ao movimento pelo qual o adesivo se transfere

para o substrato;

Penetrao movimento do adesivo no sentido de penetrar a estrutura

capilar e porosa do substrato;

Umedecimento movimento do adesivo no sentido de recobrir a estrutura

submicroscpica do substrato, adquirindo maior proximidade e contato

molecular;

Solidificao movimentos envolvidos na mudana do estado lquido,

incluindo a migrao/evaporao do solvente, orientao molecular,

polimerizao e cross-linking.

Conforme a teoria qumica da adeso, as ligaes ou colagens resultam das

atraes qumicas e eltricas entre o adesivo e o substrato, quando se consegue

suficiente proximidade entre suas estruturas atmicas e moleculares.

Caractersticas e propriedades da madeira que afetam os mecanismos de adeso e

colagem.

A formao de uma colagem adequada e seu desempenho depende de uma

srie de parmetros relacionados s caractersticas fsico-qumicas do adesivo,

caractersticas do substrato (material a ser colado), procedimentos de colagem e as

condies da matria-prima a ser utilizada.

Segundo Kollman, algumas das principais caractersticas da madeira que

afetam a adeso e colagem esto apresentadas de forma detalhada a seguir.

31

Variabilidade as maiores variaes acontecem entre espcies, sendo que

algumas delas apresentam maior facilidade de colagem que outras. A

natureza biolgica da madeira causa adicionalmente amplas variaes entre

rvores de uma mesma espcie, e mesmo no material de uma mesma

rvore. Esta variabilidade atinge uma srie de propriedades (peso especfico,

textura, permeabilidade, etc), que por sua vez so definidas no processo de

adeso e na desempenho da colagem.

Densidade colagens feitas em madeiras de densidade mais alta degradam-

se mais rapidamente do que as efetuadas em madeiras de mais baixa

densidade. Madeiras mais densa, normalmente possuem maior resistncia

mecnica. A densidade da espcie est diretamente relacionada com a sua

porosidade e permeabilidade, influenciando assim o grau de rugosidade e as

funes de mobilidade, fatores determinantes na formao da ligao

adesivo-substrato.

Porosidade e permeabilidade o tamanho, a disposio e a freqncia de

cavidades celulares e poros na estrutura da madeira afetam diretamente a

penetrao do adesivo. As interaes da porosidade e permeabilidade com a

migrao do solvente tambm interferem na viscosidade da resina, afetando

suas funes de mobilidade, o que acarreta mudanas na qualidade da

colagem, ocorrendo mais ou menos vazios.

Capacidade tampo e pH a maior parte das espcies de madeira apresenta

pH cido. As variaes de pH e a capacidade tampo afetam diretamente a

cura e a solidificao do adesivo, uma vez que estes processos ocorrem

somente em faixas relativamente estreitas de pH.

Contedo de umidade na colagem com os tradicionais adesivos sintticos

base de uria, melamina, fenol e resorcinol, so imprescindvel que a

madeira seja previamente seca at teores de umidade normalmente entre

5% e 20%. Teores de umidade mais altos podem ocasionar formao de

bolhas.

2.2.4.1 Adesivos

O uso de adesivos pelo homem tem registros de mais de dois mil anos antes

de Cristo. Informaes dizem que os egpcios foram um dos primeiros povos a

usarem adesivos. Eles empregavam a goma arbica retirada de essncias florestais

e, resinas de algumas rvores, bem como do ovo e da borracha. Uma cola feita

32

com pasta de farinha foi usada para confeccionar os primeiros papiros compostos

por lminas finas, justapostas e coladas.

At o incio do sculo XX ocorreu pouca evoluo no estudo dos adesivos. At

a primeira guerra mundial, o predomnio acontecia por parte dos adesivos base

de protenas animais. Aps a Primeira Guerra comearam a surgir novos tipos de

adesivos com caractersticas de serem empregados temperatura ambiente e com

certa resistncia gua. Esses adesivos so empregados at hoje em vrios pases,

na colagem de peas estruturais de madeira para uso interno. Tambm foram

criados adesivos base de albumina sangnea com elevada resistncia ao da

gua, porm com cura a quente.

Por volta de 1930, comeou a ser empregada em escala industrial a primeira

resina sinttica base de fenol-formaldedo. Nesta mesma poca tambm comeou

a ser empregado o adesivo base de uria-formaldedo, na produo de mveis e

madeira compensada para uso interno. Este adesivo base de uria apresentava

pouca resistncia gua quando comparado s resinas fenlicas, entretanto, a cura

era processada em temperatura mais baixa e menor custo.

Aps a Segunda Guerra Mundial, novos adesivos foram desenvolvidos,

podendo destacar o resorcinol-formaldedo, com custo maior que os citados

anteriormente, porm com cura temperatura ambiente e maior resistncia

gua. Tambm surgiram os primeiros adesivos poliuretanos e as emulses de

acetato de polivinila comearam a substituir adesivos base de protena animal.

Segundo Mantilla Carrasco, foi o estudo de qumica das macromolculas com

melhores caractersticas quanto ao seu desempenho como adesivo, que possibilitou

grande expanso das indstrias de adesivos base de resinas vinlicas, polister,

poliuretanas, entre outras e as aplicaes de colagem com vrias finalidades.

Butterfield , comenta que, durante a reduo da espessura de um colcho de

fibras, estas se orientam, preferencialmente, no sentido horizontal ao plano do

painel, resultando em uma considervel presso das fibras, umas sobre as outras,

provocando amplo contato entre as paredes destas fibras e a resina.

Com o surgimento dos adesivos sintticos foi notrio que estes

impulsionaram a indstria de painis base de madeira. A partir de 1930, a

disponibilidade de resinas lquidas, base de uria-formaldedo e fenol-formaldedo,

permitiram a fabricao de painis de melhores qualidades.

Os principais adesivos empregados na fabricao de painis base de

madeira so os adesivos sintticos, destacando-se o fenol-formaldedo, o

resorcinol-formaldedo, a uria-formaldedo e a melamina-formaldedo. Estas quatro

33

resinas compem, aproximadamente, 90% de todas as resinas adesivas em painis

de madeira, sendo todas elas derivados de combustveis fsseis. O fenol e o

resorcinol so derivados do benzeno, que sintetizado a leo, e a uria, a

melamina e o formaldedo so todos derivados do petrleo. Apresentam como

principais propriedades sua resistncia umidade e imunidade ao ataque de

microorganismos. Devido a estas propriedades, essas resinas so amplamente

empregadas na indstria madeireira. Os adesivos sintticos geralmente so

classificados de acordo com sua termo-estabilidade, Koch et al.

Um adesivo termo-estvel pode ser definido como aquele que possui

capacidade de se solidificar atravs de reaes qumicas ativadas por calor ou

catalisadores, resultando em uma colagem resistente a umidade e calor. Um

adesivo termo-plstico aquele capaz de ser, repentinamente, amolecido por

aquecimento e endurecido por resfriamento. A classe dos adesivos termoestveis

representada, principalmente, pelas resinas de origem fenlica.

2.2.4.2 Classificao Dos Adesivos

Os adesivos podem ser classificados a partir de diferentes parmetros como:

origem dos componentes primrios, temperatura de cura, resistncia umidade,

composio qumica, entre outros. Neste trabalho, a classificao ser feita a partir

da composio qumica do adesivo, podendo os mesmos ser inorgnicos ou

orgnicos.

Adesivos inorgnicos

O emprego de adesivos sob presso e temperatura permite a fabricao de

chapas com larguras muitas vezes superiores ao dimetro da rvore que fornece a

matria-prima. A fabricao de painis base de madeira, alm de praticamente

eliminar as limitaes de tamanho, permite o aumento da resistncia lateral (eixo

transversal), atravs da disposio das lminas na fabricao do compensado, ou

atravs da orientao das fibras e partculas na produo de chapas de fibra e

chapas de madeira aglomerada, contribuindo significativamente para diminuir os

efeitos da anisotropia da madeira. Para a fabricao do MDF, as resinas naturais

existentes na madeira no so suficientes para agregar as fibras. Ento, passa a

ser necessrio adicionar algum tipo de elemento ligante. A adeso entre as fibras

da madeira e o adesivo, depende de interao fsico-qumica. Os adesivos realizam

trs fases distintas durante o processo de ligao. Inicialmente o adesivo deve

34

umedecer as fibras; em seguida, deve fluir de modo controlado durante a

prensagem e, finalmente, adquirir forma slida. Se ocorrerem falhas em algumas

destas etapas, certamente a qualidade da colagem ser afetada. Uma tima ligao

requer ntimo contato entre o adesivo e a fibra. Isto realizado usando presso e

temperatura, ajustando tambm a viscosidade do adesivo, transferindo o fluxo

atravs dos pontos de ligao, enquanto, acomoda-se a madeira para conseguir

melhor contato na superfcie.

Os principais adesivos que empregados na produo de MDF so: uria-

formaldedo e melamina-formaldedo. Os adesivos base de uria-formaldedo

podem ser formulados para curar temperatura ambiente (20C) ou para

aquecimento atravs de prensas quentes a temperaturas que variam at 160C. O

uso de extensores base de farinha de cereais, juntamente com a resina, realiza

colagens perfeitas. A farinha e o excesso de cola retardam a velocidade de cura da

cola e, para compensar este fenmeno, adiciona-se mistura um catalisador.

Existem vrios tipos de catalisadores adaptveis s condies especficas do

emprego. Para prensagem a frio existe um tipo, enquanto para prensagem

quente utiliza-se outro tipo de catalisador. O adesivo uria-formaldedo apresenta

colorao clara. Possui como desvantagem liberao de formaldedo na

prensagem a quente, e vem sendo muito combatido por rgo de controle

ambiental, porque o formaldedo altamente txico.

J os adesivos base de melamina-formaldedo so normalmente do tipo de

cura quente (115C a 160C), similar uria-formaldedo. A emisso de

formaldedo causada pelo excesso de formaldedo liberado pelos adesivos. A

liberao ocorre pela quebra das ligaes na resina devido a grande exposio

umidade. Devido aos processos de produo, o custo da resina melamina bem

mais alto que a resina de uria. Basicamente, as reaes de condensao da uria

e da melamina so iguais. Tambm a reao melamina-formaldedo, interrompe-se

por meio de neutralizao quando os produtos de condensao ainda esto

suficientemente solveis em gua. As resinas melamnicas so comercializadas sob

a forma de p, porque em solues aquosas a sua vida til curta. A cura, ao

contrrio das resinas uria-formaldedo, pode ser efetuada sem catalisadores

cidos, mas simplesmente atravs do calor. Possui algumas vantagens como: maior

resistncia gua, possibilidade de cura sem catalisador. E como desvantagens:

alto custo de produo, pequena vida til em soluo aquosa e impossibilidade de

prensagem a frio.

35

2.3. PROCESSO DE PRODUO

Produo do colcho de fibras - aps a secagem, a mistura fibra /resina vai

para a linha de formao, onde concebido o colcho de fibras. Tal

equipamento distribui as fibras de maneira uniforme. O processo de

formao do colcho um processo seco, no qual no se acrescenta gua.

Entrelaamento das fibras -colcho a seco formado a partir de uma

suspenso das fibras ao ar. A altura do colcho delimitada por um cilindro

dentado acoplado a um tubo seccionador de fibra excedente.

Seccionamento - o sistema de seccionamento muda conforme o tipo de linha

de formao, que o conjunto de equipamentos cujas operaes do a

forma final ao MDF. Quando o processo de secagem intermitente, a manta

cortada por lminas circulares no-dentadas e, em seguida, encaminhada

s operaes de pr-prensagem e prensagem a quente.

Prensagem - o colcho de fibras transformado em chapas de MDF atravs

do processo mecnico de prensagem e do processo termo-qumico de cura

das resinas com as fibras, ambos contnuos . Prensagem - a pr-prensagem

evita possveis desmanchamentos e deslizamentos das fibras da manta

durante a prensagem a quente. Para cada sistema de prensagem, existe um

tipo de linha de formao.

Climatizao - aps a prensagem, as chapas so submetidas ao processo de

climatizao, durante o qual ocorre a consolidao da chapa de fibras no que

se refere a seus aspectos de estabilidade dimensional e cura de resina.

Resfriamento - efetuado para evitar variaes dimensionais da chapa aps

o aquecimento. Normalmente, so resfriadas temperatura ambiente,

protegidas das intempries, onde o tempo depende do tipo de linha de

formao utilizada.

Acabamento - nesta etapa retirado o refilo das chapas, proporcionando o

acabamento nas bordas. Tambm se determina a dimenso final da chapa -

comprimento e largura. Corte, lixamento e revestimento - o corte feito

procurando estabelecer a medidas dos painis de MDF, conforme padres

estabelecidos. O lixamento est diretamente relacionado preparao da

superfcie das chapas, para acabamentos finais.

36

Fluxo de Produo das Chapas de MDF

2.3.1. Alimentao da esteira (Luciano Scheid)

2.3.2. Formao do colcho

37

A mquina formadora do colcho baseada no princpio empregado no

processo de formao do papel e chapas duras, o tipo fourdrinier.

Recentemente, foi desenvolvido um novo equipamento denominado do

formador rando-wood mdf, com a tcnica derivada da indstria txtil.

Esquema de funcionamento do formador randowood mdf.

Na figura anterior, pode-se observar que as fibras resinadas so fornecidas

para o alimentador por meio de um sistema de expedio mecnico ou

pneumtico, o qual assegura um constante e uniforme suprimento de material para

cada estao formadora. As fibras entram na unidade formadora por meio de

um separador pneumtico, onde so separadas. Por sistema de ar-transportador e

mantidas em uma calha transportadora fixa para o primeiro estgio do

equipamento formador. Um sistema misturador, consistindo de um par de rolos com

cravos, desintegra eventuais pores de fibras aglutinadas, e proporcionam um

fornecimento uniforme atravs da largura do colhedor aps a passagem por rolos

misturadores, uma quantidade de umidade pode ser adicionada s fibras, para

ajuste do teor de umidade. As fibras caem sobre uma esteira mvel horizontal, que

transporta para uma esteira, inclinada e equipada com pinos e sarrafos

especialmente projetados que suspende a massa de fibras para o rolo espanador a

queda livre das fibras tambm influenciada pela presso de ar negativa,

desenvolvida na seo formadora do colcho, onde h uma ponte de ar, com uma

seo transversal tipo cunha. As fibras so compactadas pela presso de suco do

38

sistema condensador. como os condensadores so rotacionados para adiante, o

movimento da superfcie, combinado com a presso de suco, causa o movimento

das fibras para frente na ponte de ar.

Onde houver uma pequena aglutinao de fibras, um forte fluxo de ar

estabelecido, e as fibras so imediatamente sugadas para o interior deste,

formando, desta forma, um colcho denso e uniforme o rendimento do formador

determinado volumetricamente e pode ser controlado pela velocidade superficial

da condensadora, atravs do aumento ou reduo da distncia transversal da

entrada e, tambm, pelo aumento ou reduo da velocidade da seo alimentadora

das esteiras de suprimento.

2.3.3. Cilindros formadores

Antes da prensagem a quente, o colcho de fibras passa pela pr-prensagem

nos cilindros formadores, com o objetivo de reduzir a altura do colcho e melhorar

a consistncia da mistura, facilitando o processo de carregamento da prensa

quente.

O rendimento do cilindro formador determinado volumetricamente e pode

ser controlado pela velocidade superficial da condensadora, atravs do aumento ou

reduo da distncia transversal da entrada e, tambm, pelo aumento ou reduo

da velocidade da seo alimentadora das esteiras de suprimento. Cada cilindro

formador produz um colcho de uma simples camada, com arranjo entrelaado de

fibras.

O colcho formado assentado sobre uma esteira transportadora para

conduzi-lo linha de prensagem. Para colches espessos, pode ser empregado

mais de um cilindro formador composto em srie, formando uma laminao

mltipla de colches finos.

Um formador pode assentar at 150 toneladas de colcho por dia, com

largura mxima de 2,54 m.

2.3.4. Corte das chapas

Nesta etapa retirado o refilo das chapas, proporcionando o acabamento nas

bordas. Tambm se determina a dimenso final da chapa - comprimento e largura.

39

2.3.5. Carrossel de descanso

2.3.5.1 Resfriamento e Climatizao

Aps a prensagem, as chapas so submetidas a um processo de

resfriamento , este processo efetuado para evitar as variaes das chapas aps o

aquecimento, normalmente as chapas so resfriadas temperatura ambiente e

protegidas de intempries. Na climatizao ocorre a consolidao da chapa de

fibras no que se refere a seus aspectos de estabilidade dimensional e cura de

resina.

Esta etapa dura em media de 72 horas de descanso dependendo do tipo de

linha e da formao utilizada.

Resfriador Estrela

2.3.6. Classificao

Os materiais caractersticos deste grupo so:

Hardboard

Mediumboard

Softboard

Tambm conhecidos pelas siglas:

HDF - High Density Fiberboard - placas de alta densidade (at 1050 kg por m.)

MDF- Medium Density Fiberboard placas de densidade mdia (at 800 kg por m.)

40

LDF - Low Density Fiberboard - placas de baixa densidade (at 650 kg por

m.).

As diferenas de densidade ditada pelo mbito de aplicao das chapas: HDF

utilizado obter produtos mais sofisticados com um elevado perfil operacional carga,

MDF - artigos para profiling mdia complexidade ou de produtos com um perfil

simples, mas suficiente carga (mobilirio painel) e LDF - no caso de produtos com

um simples e de perfil de baixa carga (parede painis, mobilirio elementos com

uma fraca carga).

Tipos de MDF

As chapas de MDF so fabricadas com diferentes caractersticas, que variam

em funo de sua utilizao final. Como exemplo citamos, alm das chapas

standard, as chapas FR (resistentes ao fogo) e as chapas MR (resistentes

umidade, que so usadas em ambientes externos). Existem tambm chapas de

maior resistncia mecnica (HD), fabricadas com maior quantidade de fibras e

resinas, o que lhes permite aplicaes que requeiram maior resistncia flexo ou

ao impacto.

As espessuras das chapas variam de 3 mm at 60 mm, sendo as mais

grossas utilizadas em elementos estruturais ou decorativos de arquitetura e mveis

(ps torneados para mesas, por exemplo).

O MDF oferecido ao mercado basicamente com trs acabamentos: chapas

cruas, chapas com revestimento laminado de baixa presso e chapas com

revestimento finish foil:

As chapas cruas so fornecidas ao usurio in natura de forma que possa ser

realizado o acabamento das peas atravs de pintura, revestimento com PVC

ou hot stamping;

As chapas com revestimento com laminado de baixa presso so produzidas

atravs da sobreposio de uma folha de papel especial, impregnada com

resina melamnica, que fundida atravs de presso e temperatura ao painel

de MDF, resultando em uma chapa j acabada. Pode-se revestir apenas uma

das faces, permitindo ao usurio usinar a face no revestida e acab-la

atravs de pintura ou revestimento PVC, e

As chapas com revestimento finish foil so produzidas por adio de uma

pelcula de papel colada chapa, resultando em um produto j acabado.

Essa pelcula pode ser impressa com padres madeirados ou em cores.

41

III. ARMAZENAMENTO DE PAINIS

A carga aplicada aos painis quando os mesmos esto colocados

horizontalmente, pode ocasionar deformaes temporrias ou permanentes.

Depende tambm de outros fatores para ocorrer s deformaes, como, o sol e a

umidade relativa que esto submetidos os mesmos, e durante a aplicao da

carga, da sua espessura, do mdulo de elasticidade e da distncia existente entre

os separadores em que se apia os painis.

Para evitar as deformaes permanentes durante o armazenamento no

depsito ou na obra, se incluem algumas recomendaes para o acondicionamento

do mesmo. Os painis devem ser acondicionados separados da umidade do piso,

colocados horizontalmente e com uma quantidade adequada de separadores.

Devero evitar-se distncias variveis e demasiadas grandes entre os

separadores. Os separadores devem estar alinhados verticalmente e igualmente

espaados horizontalmente, evitando-se uma distncia excessiva entre o ltimo

separador e o canto dos painis. No caso que devam permanecer ao tempo (por

exemplo, durante a execuo de obras), devem proteger-se adequadamente do sol

e das chuvas, e mantendo uma adequada ventilao entre os mesmos.

Na figura 3.1 temos como exemplo, os benefcios de um correto

armazenamento, mostrando-se direita as deformaes que podem ocorrer devido

a um armazenamento incorreto.

Orientao para Armazenamento

42

Os painis de MDF devero ser armazenados se possvel na posio

horizontal. Conforme a figura abaixo

Armazenamento correto das chapas

Se o espao de armazenamento reduzido, se recomenda um empilhamento

oblquo, com um ngulo que no supere os 20 em relao vertical. E somente

para painis de 9 mm ou mais. Exemplo na figura abaixo:

Armazenamento correto das chapas

Em ambos os casos, a superfcie de apoio de ser lisa e completamente isenta

de umidade. Os painis devem manter-se separados do solo, sobre suportes

(pallets ou tacos) de igual bitola com uma distncia mxima de 80 cm entre eles. A

exemplo na figura 3.4. No caso de painis de espessura de 3,2 a 9 mm, deve-se

43

considerar 60 cm como distncia mxima entre apoios e um painel de 18 mm como

suporte. Em igual no transporte, os painis devem ser perfeitamente alinhados

para evitar danos nos cantos.

Armazenamento correto das chapas

Ao se armazenar, uma pilha de painel sobre outra, necessrio considerar a

posio dos separadores, que devem sempre se encontrar em perfeita

verticalidade. Como na figura abaixo:

Uso de Separadores no Armazenamento

A bitola mnima dos separadores de 3 x 3 e a quantidade mnima

requerida demonstrada na tabela abaixo:

44

ESPESSURA DO PAINEL QUANTIDADE DE SEPARADORES

Menor ou Igual a 9 mm 4

Superior a 9 mm 3

IV. PRODUTOS

4.1 MADEFIBRA (CHAPAS CRUAS)

Painel de madeira de mdia densidade sem revestimento. Matria-prima que

oferece vrias possibilidades de aplicao e acabamento. Ideal para mobilirio,

molduras e revestimentos no geral. As peas podem ser fabricadas com cantos

retos ou utilizando solues mais elaboradas, como usinagens e torneados. O

acabamento acompanha a criatividade do profissional, o painel pode ser

apresentado no seu aspecto natural, recebendo apenas a aplicao de um verniz,

ou ser base para pinturas e outros revestimentos. As chapas cruas so fornecidas

ao usurio in natura de forma que possa ser realizado o acabamento das peas

atravs de pintura, revestimento com PVC ou hot stamping.

Ficha tcnica dos painis Dimenses

Espessura (mm)* Dimenses (mm)*

Pinus 3 / 6 / 9/ 12 / 15 / 18 / 20 / 25 / 30 1830 x 2750

Eucalipto 9/ 12 / 15 / 18 / 20 / 25 / 30 / 35

1830 x 2440 / 2100 x 2750 / 2130 x 2750 / 2440 x 2750

Aplicaes

Residenciais Comerciais

Porta e caixa de armrio; frente e lateral de gaveta; prateleira; tampo e estrutura de mesa; estante; painel decorativo; cabeceira de cama; gabinete de pia; porta interna e revestimento de parede.

Painel divisrio, display, tampo de balco, frente de balco, estrutura de balco, gndola e aparador.

Acabamentos

De Possibilita

45

Fbrica

Cru e Liso Entalhe, Torneamento, Pintura, Verniz, Tingimento e Revestimento. * outras medidas sob encomenda

4.2 MADEFIBRA BP (CHAPAS COM REVESTIMENTO LAMINADO DE BAIXA PRESSO)

As chapas com revestimento com laminado de baixa presso so produzidas

atravs da sobreposio de uma folha de papel especial, impregnada com resina

melamnica, que fundida atravs de presso e temperatura ao painel de MDF,

resultando em uma chapa j acabada. Pode-se revestir apenas uma das faces,

permitindo ao usurio usinar a face no revestida e acab-la atravs de pintura ou

revestimento PVC. Disponvel em diversos padres e texturas. Ideal para

mobilirio, e revestimentos no geral. Suas principais vantagens so a agilidade no

processo de fabricao e a resistncia da superfcie acabada, principalmente

quando comparado a acabamentos convencionais, como a pintura e a lmina de

madeira.

Ficha tcnica do Paineis Dimenses

Espessura (mm)* Dimenses (mm)*

Pinus 6 / 9 / 15 / 18 1830 x 2750 / 2200 x 2750 **

Eucalipto 6 / 9 / 15 / 18 ** 1830 x 2750 / 2200 x 2750

Aplicaes

Residenciais Comerciais

Porta, fundo e caixa de armrio; frente, fundo e lateral de gaveta; prateleira; tampo e estrutura de mesa; estante; painel decorativo; cabeceira de cama; gabinete de pia; porta interna e revestimento de parede.

Painel divisrio, display, tampo de balco, frente de balco, estrutura de balco, gndola e aparador.

Acabamentos

De Fbrica

Revestido em 1 face, Revestido em 2 faces, Liso, Texturado, Padres madeirados e Padres cromticos.

46

* outras medidas sob encomenda * padres sob consulta

4.3 MADEFIBRA DESIGN

Painel de madeira revestido nas duas faces com laminado melamnico que

reproduz na face principal, atravs da mais avanada tecnologia, os veios naturais

da madeira. Ideal para reas externas das peas de mobilirios e revestimentos no

geral. So produzidas por adio de uma pelcula de papel colada chapa,

resultando em um produto j acabado. Essa pelcula pode ser impressa com

padres madeirados ou em cores.

Ficha tcnica

Dimenses

Espessura (mm)* Dimenses (mm)*

Eucalipto 15 / 18 / 25 1830 x 2750

Aplicaes

Residenciais Comerciais

Porta e caixa de armrio; frente e lateral de gaveta; prateleira; tampo e estrutura de mesa; estante; painel decorativo; cabeceira de cama; gabinete de pia; porta interna e revestimento de parede.

Painel divisrio, display, tampo de balco, frente de balco, estrutura de balco, gndola e aparador.

Acabamentos

De Fbrica

Revestido em 2 faces, Texturado e Padres Madeirados.

* outras medidas sob encomenda

Uso e Aplicaes

O MDF destina-se, principalmente, indstria moveleira. O uso do MDF

freqente como componente de mveis para partes que requerem usinagens

especiais. Destaca-se a fabricao de p de mesa, caixas de som, componentes

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frontais, internos e laterais de mveis, fundos de gaveta e tampos de mesa. Na

construo civil, pode ser utilizado como pisos finos, rodaps, almofadas de portas,

divisrias, portas usinadas, batentes, balastres e peas torneadas. A principal

matria-prima utilizada pelas fbricas de MDF a madeira. No Brasil, esta obtida

de reflorestamento, utilizando-se espcies selecionadas de pinus em funo do

melhor rendimento agro-industrial. Alm desse aspecto, as fibras de pinus

proporcionam uma chapa de cor clara, mais valorizada pelo mercado.

V. CONSIDERAES FINAIS

O MDF com o passar dos anos, na economia mundial atual onde preo e

qualidade so fundamentais para a competitividade, passou a ser um produto

largamente explorado. Como o acabamento alcanado por meio da evoluo do

MDF superior ao da madeira slida, o produto passou a ser uma excelente

alternativa para a indstria moveleira. Apesar de um alto custo para uma empresa

se instalar para a fabricao do MDF, a grande vantagem o aumento ano a ano

pela procura do produto.

Apesar de apresentar algumas desvantagens sobre a madeira como a

resistncia umidade, estudos atuais esto avanados com relao a esse sentido,

trabalhando muito a parte de resinas.

O conceito do MDF vem aumentando conseqentemente devido sua

qualidade e tambm pela m fama que o aglomerado deixou no mercado. Mas

devido sua trabalhabilidade com relao ao produto final isso vem agradando cada

vez mais o consumidor.

6. REFERNCIA (Marlos Paulo/Thiago)

http://german-woodworking-machinery.com/pt/Fdimter.html