JOS REINALDO MOREIRA DA SILVA

RELAES DA USINABILIDADE E ADERNCIA DO VERNIZ COM AS PROPRIEDADES FUNDAMENTAIS DO Eucalyptus grandis HILL EX. MAIDEN

Tese apresentada ao curso de PsGraduao em Engenharia Florestal do Setor de Cincias Agrrias da Universidade Federal do Paran, como requisito parcial obteno do Ttulo de Doutor em Cincias Florestais, rea de Concentrao: Tecnologia e Utilizao de Produtos Florestais. Orientadora: Prof. Dr. Graciela Ins Bolzon de Muiz

CURITIBA 2002

A Deus. A minha mulher Soraya e minha filha Jlia. Aos meus pais Sebastio e Dinorah e minha sogra Dona Maria. Aos meus irmos e aos meus cunhados. Aos meus sobrinhos. Aos meus demais parentes. Aos meus verdadeiros amigos. sociedade brasileira.

Dedico

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AGRADECIMENTOS

DEUS, minha razo de viver. Universidade Federal de Lavras (UFLA) e a Universidade Federal do Paran (UFPR), em especial ps-graduao em Engenharia Florestal, pela oportunidade oferecida para realizao do curso de doutorado. Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES) Programa PICDT, pela concesso da bolsa e apoio financeiro. professora Graciela Ins Bolzon de Muiz, pelos ensinamentos, orientao, amizade e respeito s idias de seus orientados. Aos professores Jorge Lus Monteiro de Matos, Jos Tarcsio de Lima e Umberto Klock, pelas colaboraes prestadas como co-orientadores e pela amizade. Aos professores Arnaud Bonduelle e Paulo Fernando Trugilho pelos ensinamentos, orientaes e apoio na realizao deste trabalho e em especial, pela amizade. Aos demais professores do programa de ps-graduao em Engenharia Florestal da UFPR, pelos ensinamentos, convvio e amizade. empresa Klabin Fabricadora de Papel e Celulose S.A., pela doao da madeira e apoio logstico durante a coleta do material. empresa Araupel S.A., antiga Cascol Indstria Madeireira, pela execuo do desdobro e secagem da madeira. empresa Sayerlack S.A. e Adere Produtos Auto-adesivos LTDA., pela doao dos produtos de acabamento e fitas para execuo dos testes de aderncia, respectivamente. Ao SENAI/CETMAM, nas pessoas de seus funcionrios, pela concesso do maquinrio para execuo dos testes de usinagem e de acabamento. Ao SENAI/CFP-JAGS (Ub/MG), pela ajuda na confeco do riscador de gr e pelo convvio e troca de informaes tcnicas que sem dvida me forneceram profissional. conhecimentos valiosos sobre a madeira, de fundamental importncia para conseguir vencer mais uma etapa importante na minha vida

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Ao Herbrio da UFPR, atravs do Professor Roderjan que realizou a identificao e catalogao da espcie. Ao acadmico Ezequiel pelo auxlio nas anlises qumicas da madeira e pela sincera amizade. Aos funcionrios dos laboratrios da UFPR pelo reconhecimento de suas atividades e profissionalismo, que foram de fundamental importncia para a realizao deste trabalho. Ao amigo Leopoldo Saldanha pelo valoroso auxlio nas operaes de usinagem. Silvana Nisgoski e ao IPT, na pessoa do Sr. Geraldo Zenid, pelo auxlio na obteno dos cortes anatmicos para confeco das lminas histolgicas permanentes. Embrapa Florestas, na pessoa da Eng Patrcia Povoa pelas afiaes das navalhas para o micrtomo. s amigas Dayane, Gisele e Mrcia pelo auxlio nas prticas de laboratrio. Aos professores Arnaud (UFPR), Gerson Selle (CEPEF/UFSM), Hernando (UNESP), Jos Tarcsio (UFES), Luciano Bet (UFRN), Mrcio (UFPR), e Santini (UFSM) pelo auxlio no levantamento bibliogrfico. Aos professores Adler e William do Departamento de Engenharia Mecnica (UFPR) e Mitutoyo, na pessoa do Sr. Marcelo, pelo auxlio nas tentativas de qualificar a superfcie usinada. Ao professor Edlson Batista de Oliveira (Embrapa Floresta, Colombo/PR) pelo auxlio nas anlises estatsticas. biblioteca de Cincias Florestais e da Madeira, da UFPR, na pessoa da Senhora Tnia Bggio, pela ajuda na reviso das referncias bibliogrficas. Aos professores da rea de Tecnologia da Madeira do DCF/UFLA Fabio, Jos Tarcsio, Lourival e Paulo pela substituio nas atividades durante a realizao deste curso. Estejam certo de que vocs fazem parte desta alegria e certamente, com meu retorno poderemos colher juntos os frutos desta vitria, nesse agradvel ambiente de trabalho. Ao professor Sebastio do Amaral, pela amizade, convvio e segurana nos conhecimentos profissionais.

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minha mulher Soraya e minha filha Jlia, que pacientemente doaram parte do tempo familiar. Certamente, em nenhum momento, nunca esqueci de vocs. Amo muito vocs. Aos meus pais queridos Tio e Lal, minha eterna gratido pela vida, pela criao, pelo carinho. Estou certo que no mediram esforos em nenhuma etapa, ento essa vitria tambm de vocs. minha cunhada Leda (carinhosamente Isaura), que no mediu esforos, tornando-se a segunda me e segundo pai da pequena Jlia, me promovendo mais tempo livre durante a coleta de dados, sincero obrigado. Aos meus avs (in memorian) que certamente me conduziram ao gosto de trabalhar com a madeira (Joo do Stio - marceneiro de natureza) e a arte de buscar a perfeio, respeitando as propriedades do material (Jos Moreira alfaiate por vocao), estejam certos do dever cumprido. Aos demais familiares pelo carinho, pela dedicao, pelo incentivo e principalmente por terem sido privados de atividades para que eu pudesse me desenvolver na vida acadmica. Aos amigos e colegas de curso Alba Valria, Alexandre, Alexsandro, Ana Cladia, Ana Raquel, Camargo, Carlos, Cludio, Christine, Clair, Dbora, Eduardo, Eremar, Elianice, Fabio, Fernando, Guadalupe, Guilherme, Joo Vicente, Jos Caron, Karinne, Lima, Marcos, Martha, Nabor, Nilton, Paixo, Ricardo, Rubens, Sanatiel, Selma, Srgio, Silvana e Walter pela amizade, companheirismo, sinceridade em todas as etapas do curso. Aos funcionrios do Departamento de Cincias Florestais da UFLA, pela amizade e pela ajuda na soluo dos problemas durante minha ausncia. Aos funcionrios dos departamentos da UFPR e da FUPEF, pela amizade e informaes pertinentes, embora, s vezes, simples, mas valiosas. Aos amigos Alan, Allan, Cristiane, Daniel, Eduardo, Prata, Silvia e Valdir pelo convvio e amizade. Ao amigo Leif Nutto pelas tradues dos complicados textos em alemo. A todos que direta ou indiretamente contriburam para realizao deste trabalho.

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BIOGRAFIA DO AUTOR

JOS REINALDO MOREIRA DA SILVA, filho de Sebastio de Castro e Silva e Dinorah Moreira da Silva, nasceu em 29 de julho de 1967, em Viosa, Minas Gerais. Concluiu curso primrio na Escola Estadual Presidente Bernardes; o colegial na Escola Estadual Dr. Raimundo Alves Torres e o cientfico no Colgio Universitrio da Universidade Federal de Viosa, em Viosa/MG. Em janeiro de 1991, graduou-se em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Viosa, Viosa/MG. Em setembro de 1993, concluiu o curso de Mestrado em Cincia Florestal, na Universidade Federal de Viosa/MG, obtendo o ttulo de Magister Scientiae. Em fevereiro de 1994 foi contratado como tcnico do laboratrio de madeiras e derivados do Centro de Formao Profissional Jos Alencar Gomes da Silva SENAI/CFP-JAGS, em Ub/MG, na rea de marcenaria e mobilirio. Em julho de 1996 foi contratado como professor visitante pelo Departamento de Cincias Florestais da Universidade Federal de Lavras, em Lavras/MG. Em outubro de 1997 ingressou, atravs de concurso pblico federal, no quadro definitivo de docentes da Universidade Federal de Lavras. Em maro de 1999 ingressou no curso de Doutorado em Cincias Florestais da Universidade Federal do Paran, na rea de concentrao Tecnologia e Utilizao de Produtos Florestais. Em Dezembro de 2002, concluiu os requisitos necessrios obteno de ttulo de Doutor em Cincias Florestais.

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SUMRIO

P g in a

LISTA DE FIGURAS ................................................................................ xi LISTA DE QUADROS ........................................................................... xvii RESUMO .............................................................................................. xxi ABSTRACT .......................................................................................... xxii RESUM ............................................................................................. xxiii ZUSAMMENFASSUNG ........................................................................ xxiv RESUMEN .......................................................................................... xxvi

1. INTRODUO ................................................................................... 01 1.1. OBJETIVOS GERAIS ...................................................................... 02 1.2. OBJETIVOS ESPECFICOS ............................................................. 02 2. REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................ 04 2.1. PROPRIEDADES ANATMICAS ..................................................... 05 2.2. PROPRIEDADES FSICAS .............................................................. 12 2.3. PROPRIEDADES QUMICAS .......................................................... 19 2.4. OPERAES DE USINAGEM ......................................................... 23 2.5. ACABAMENTOS SUPERFICIAIS .................................................... 41 3. MATERIAL E MTODOS .................................................................... 43 3.1. DESCRIO DA REA DE COLETA DAS RVORES ...................... 43 3.2. DESCRIO DO MATERIAL E COLETA DOS DADOS .................... 43 3.3. ANLISES ANATMICAS ............................................................. 50 3.3.1. Preparao das lminas histolgicas permanentes ..................... 50 3.3.2. Macerao ............................................................................ 51 3.3.3. ngulo da gr ....................................................................... 52 3.4. ANLISES FSICAS ....................................................................... 54 3.5. ANLISES QUMICAS ................................................................... 55 viii

3.6. TESTES DE USINAGEM ................................................................. 56 3.6.1. Desempeno e desengrosso ...................................................... 61 3.6.2. Moldura axial parada .......................................................... 62 3.6.3. Moldura no topo .................................................................... 63 3.6.4. Perfilagem axial sinuosa com faca plana .................................. 63 3.6.5. Rasgo na furadeira horizontal ................................................. 64 3.6.6. Fresagens axial e transversal na tupia superior ......................... 64 3.6.7. Furao para cavilhas ............................................................ 65 3.6.8. Furao para dobradia .......................................................... 66 3.7. TESTES DE ADERNCIA DO ACABAMENTO SUPERFICIAL .......... 67 3.8. ANLISES ESTATSTICAS ............................................................ 69 4. RESULTADOS E DISCUSSES ........................................................... 70 4.1. POTENCIAL DENDROMTRICO .................................................... 70 4.2. DESCRIO GERAL DAS CARACTERSTICAS DO LENHO ............ 72 4.3. PROPRIEDADES ANATMICAS ..................................................... 72 4.3.1. Dimenses das fibras ............................................................. 74 4.3.2. Vasos ................................................................................... 79 4.3.3. Parnquima radial ................................................................. 82 4.3.4. ngulo da gr ....................................................................... 85 4.3.5. Composio do tecido por tipo de clulas ................................ 87 4.4. PROPRIEDADES FSICAS .............................................................. 91 4.4.1. Contraes lineares, volumtricas e coeficiente de anisotropia .. 91 4.4.2. Massa especfica bsica ......................................................... 96 4.5. PROPRIEDADES QUIMICAS .......................................................... 97 4.5.1. Solubilidade da madeira ......................................................... 97 4.5.2. Percentuais de extrativos totais, lignina insolvel e cinzas ...... 100 4.6. OPERAES DE USINAGEM ....................................................... 103 4.6.1. Desempeno ...................................................................... 106

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4.6.2. Desengrosso..................................................................... 107 4.6.3. Moldura axial parada ..................................................... 108 4.6.4. Moldura no topo ............................................................... 110 4.6.5. Perfilagem axial sinuosa com faca plana ............................. 112 4.6.6. Rasgo na furadeira horizontal ............................................ 114 4.6.7. Fresagens axial e transversal na tupia superior .................... 115 4.6.8. Furao para cavilhas ....................................................... 116 4.6.9. Furao para dobradia ..................................................... 117 4.7. ADERENCIA DO ACABAMENTO SUPERFICIAL ........................... 118 4.8. ESTUDO DAS E CORRELAES ADERNCIAS ENTRE DO AS OPERAES COM DE AS

USINAGEM

VERNIZ

PROPRIEDADES DA MADEIRA ................................................ 120 4.8.1. Correlaes com as caractersticas das fibras ...................... 120 4.8.2. Correlaes com as caractersticas dos vasos ...................... 124 4.8.3. Correlaes com as caractersticas do parenquima radial ...... 126 4.8.4. Correlaes com o ngulo da gr ....................................... 127 4.8.5. Correlaes com os percentuais de tecido por tipo de clula . 128 4.8.6. Correlaes com as propriedades fisicas ............................. 132 4.8.7. Correlaes com as propriedades qumicas.......................... 134 5. CONCLUSES E SUGESTES .......................................................... 136 5.1. CONCLUSES ............................................................................. 136 5.2. SUGESTES ................................................................................ 138 REFERNCIA BIBLIOGRFICA ........................................................... 140 ANEXOS .............................................................................................. 145

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LISTA DE FIGURASP g in a

Figura 1. Aspecto ilustrativo das tcnicas de se cortar a madeira, sendo V c = velocidade de corte da serra circular e V f = velocidade de avano da pea de madeira..................................................... 25 Figura 2. Aspectos ilustrativos dos ngulos bsicos dos dentes de uma serra circular, sendo = ngulo livre; = ngulo de cunha e = ngulo de ataque.............................................................. 26 Figura 3. Valores normativos de um aplainamento, sendo fz = avano por dente, t = profundidade do arco de ciclide, V c = velocidade de corte do rolo de facas e V f = velocidade de avano da pea de madeira................................................................................. 27 Figura 4. Magnitudes das pr-clivagens na madeira, em funo da usinagem, sendo a = corte longitudinal; b = corte transversal; c = corte no topo, V c = velocidade de corte das facas e V f = velocidade de avano da pea de madeira.......................... 30 Figura 5. Uso de contra-facas para reduo da pr-clivagem na madeira, sendo a = usinagem sem as contra-facas; b = usinagem com as contra-facas; n = freqncia de rotao do eixo porta facas e V f = velocidade de avano da pea de madeira. Em destaque as regies de pr-clivagem e as qualidades obtidas....................... 31 Figura 6. Aparato, do tipo tico, utilizado para mensurar a qualidade da quina em uma chapa revestida................................................. 33 Figura 7. Instrumento usado para medio da qualidade de superfcies usinadas de uma chapa revestida, sendo LP= leitura padro, LD= Leitura do defeito (profundidade), P= processamento dos dados por diferena e Q= qualidade registrada......................... 33 Figura 8. Medio da superfcie usinada/lixada com instrumento de arraste, que possua agulha rgida com ponta de diamante (raio de 3 m)............................................................................... 34 Figura 9. Padres de qualidade de superfcies usinadas, sendo a e b as superfcies obtidas em processo de ferramentas/lixas alinhadas e desalinhadas, respectivamente; 1- lixamento linear tipo vai e vem; 2- lixamento tangencial tipo circular; 3- usinagem com dentes inclinados e 4- lixamento utilizando gros soltos........... 34 Figura 10. Ilustrao obtidas a inclinada, lixamento inclinados esquemtica das qualidades de superfcies lixadas partir de estreo-microscpio eletrnico de luz sendo a- perfil resultante; b- imagem obtida, 1linear tipo vai e vem; 2- usinagem com dentes e 3- lixamento utilizando gros soltos...................... 35

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Figura 11. Aparato, com sensor de arraste, utilizado para mensurar a qualidade das quinas dos cantos usinados de chapas revestidas............................................................................. 36 Figura 12. Ilustrao dos diferentes tipos de perfis, segundo Sander, citado por Bet (1999)............................................................ 38 Figura 13. Desvio das formas, atravs de representao em uma seo de perfil para a superfcie, sendo a-, b-, c- e d-, os respectivos desvios de 1, 2, 3 e 4 ordens; e- superposio desses desvios................................................................................ 39 Figura 14. Foto de uma superfcie de madeira de Eucalyptus grandis desengrossada, nota-se a presena dos vasos e pedaos de paredes (aumento 20X).......................................................... 41 Figura 15. Esquema de retirada da segunda tora de trs metros de comprimento, localizada entre trs e seis metros de altura e os discos D 3 , a trs metros e D 6 , a seis metros............................. 45 Figura 16. Esquema de retirada das amostras nos discos, com indicao do posicionamento na tora, atravs da seta, indicao do disco (letra A) e das amostras para as anlises anatmicas (A 0 , A 3 , A 6 , A 1 ), fsicas (F 0 , F 3 , F 6 , F 1 ) e qumicas (Q 0 , Q 3 , Q 6 , Q 1 ) nas posies 0, 33, 66 e 100%, respectivamente............................ 46 Figura 17. Esquema de separao das trs regies nas toras, sendo E = externa; I = intermediria e C = central.................................. 47 Figura 18. Esquema de desdobro utilizado na serra de fita. Os nmeros representam a seqncia dos cortes realizados......................... 48 Figura 19. Tbuas identificadas por regio e empilhadas para a secagem... 49 Figura 20. Instrumento usado para medio do ngulo da gr, sendo A = agulha de gramofone; H = haste em ao; C = cabo de madeira com movimento pivotante...................................................... 54 Figura 21. Esquema da medio das contraes radiais e tangenciais........ 55 Figura 22. Esquema de retirada dos corpos-de-prova para o teste de usinagem, sendo D = descarte; U = amostra de 800 mm para os testes de usinagem; A = sobra para os testes de acabamento..... 57 Figura 23. Corpos-de-prova para os testes de usinagem, entabicados sobre pallets nas salas de mquinas do SENAI/CETMAM................. 58

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Figura 24. Corpo-de-prova das operaes de usinagem, sendo Dg= desengrosso; Dp= desempeno; Fa= fresagem axial; Fc= furao para cavilha; Fd= furao para dobradia; Ft= fresagem transversal; Ma= moldura axial parada; Mt= moldura no topo; Pa= perfilagem axial sinuosa com faca plana; Rg= rasgo na furadeira horizontal................................ 59 Figura 25. Cabeote (a) e faca perfilada, modelo LEN - perfil 24 (b) utilizados nas operaes de moldura axial parada e de moldura no topo................................................................... 62 Figura 26. Aspecto ilustrativo da operao de rasgo no canto, executado em uma furadeira horizontal.................................................. 64 Figura 27. Fresa utilizada na operao de fresagem axial e transversal na tupia superior, sendo NL= comprimento de corte; GL= comprimento total; D= dimetro de corte; d= dimetro da haste.................................................................................... 65 Figura 28. Medio do arrancamento das fibras na operao de furo para dobradia, onde c= comprimento mximo do arrancamento de fibras................................................................................... 67 Figura 29. Teste de aderncia do verniz atravs do destacamento na interseco e ao longo das incises pelo mtodo de incises cruzadas, detalhe do material necessrio................................. 68 Figura 30. Distribuio e comparao mltipla das mdias dos comprimentos das fibras, em m, em funo da regio medulacasca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey..... 75 Figura 31. Distribuio e comparao mltipla das mdias dos dimetros internos ou lume das fibras, em m, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey.................................................................................. 77 Figura 32. Distribuio e comparao mltipla das mdias das espessuras de paredes das fibras, em m, em funo da regio medulacasca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey.... 78 Figura 33. Distribuio e comparao mltipla parede (%), em funo da regio seguidas de, pelo menos, uma mesma si, a 5% de significncia, pelo teste de das mdias da frao medula-casca. Mdias letra no diferem entre Tukey......................... 78

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Figura 34. Distribuio e comparao mltipla das mdias para vasos por milmetro quadrado, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey................. 81 Figura 35. Distribuio e comparao mltipla das mdias para o dimetro tangencial dos vasos, em m, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey.................................................................................. 82 Figura 36. Distribuio e comparao mltipla das mdias para a altura mdia de cada clula do raio, em m, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste Tukey.................................................................................. 84 Figura 37. Fenmeno da gr entrecruzada, sendo a= amostra de madeira retirada na fronteira entre as regies intermediria e externa; b= amostra retirada na regio externa; Tv= plano transversal; Rd= plano longitudinal radial e Tg= plano longitudinal tangencial............................................................................ 86 Figura 38. Distribuio e comparao mltipla das mdias para a proporo de vasos no tecido da madeira, em %, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey...................................................................... 89 Figura 39. Distribuio e comparao mltipla das mdias para a proporo de parnquima radial no tecido da madeira, em %, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey.......................................... 90 Figura 40. Distribuio e comparao mltipla das mdias para a proporo de clulas do parnquima axial no tecido da madeira, em %, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey......................... 91 Figura 41. Distribuio e comparao mltipla das mdias para a contrao radial total da madeira, em %, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey.................................................................................. 93

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Figura 42. Distribuio e comparao mltipla das mdias para a contrao volumtrica total da madeira, em %, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey...................................................................... 94 Figura 43. Distribuio e comparao mltipla das mdias para o coeficiente de anisotropia da madeira em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey................................................................................... 95 Figura 44. Distribuio e comparao mltipla das mdias para a massa especfica bsica da madeira, em g/cm 3 , em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey................................................................................... 96 Figura 45. Distribuio e comparao mltipla das mdias para a solubilidade em gua quente, em %, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey................................................................................... 98 Figura 46. Distribuio e comparao mltipla das mdias para a solubilidade da madeira em gua fria, em %, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey....................................................................... 99 Figura 47. Distribuio e comparao mltipla das mdias para o teor de extrativos totais da madeira, em %, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey................................................................................... 101 Figura 48. Distribuio e comparao mltipla das mdias para o teor de lignina insolvel da madeira, em %, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey................................................................................... 102 Figura 49. Esquema ilustrativo das diferenas entre os avanos por dente (f z ), sendo: a) a qualidade da usinagem ideal desejada; b) a qualidade observada aps a usinagem, f z 1 = calculado por dente; f n = avano por rotao; f z 3 = medido diretamente no corpo-deprova; e f z n v = no visvel pela medio.................................... 105

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Figura 50. Distribuio e comparao mltipla das mdias das notas atribudas para a operao de moldura axial parada, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey........................................... 110 Figura 51. Distribuio e comparao mltipla das mdias das notas atribudas para a operao de moldura no topo, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey...................................................................... 112 Figura 52. Distribuio e comparao mltipla das mdias das notas atribudas para a operao de perfilagem axial sinuosa com faca plana, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey........................................... 113 Figura 53. Distribuio e comparao mltipla das mdias das notas atribudas para a operao de rasgo no canto, executado na furadeira horizontal, em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey.................. 115 Figura 54. Distribuio e comparao mltipla das mdias dos ndices de arrancamentos de fibras, em mm, durante a operao de furao para dobradia, executado na furadeira vertical em funo da regio medula-casca. Mdias seguidas de, pelo menos, uma mesma letra no diferem entre si, a 5% de significncia, pelo teste de Tukey....................................................................... 118

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LISTA DE QUADROSP g in a

Quadro 1.

Valores mdios dos comprimentos, dos dimetros externos e internos e das espessuras de parede das fibras do Eucalyptus grandis em diferentes idades................................................. 08 Valores mnimos, mdios e mximos dos comprimentos, dos dimetros externos e internos e das espessuras de parede das fibras do Eucalyptus grandis, aos dez anos de idade................ 09 Valores mnimos, mdios e mximos para as principais caractersticas anatmicas do Eucalyptus grandis Hill. Ex Maiden................................................................................ 10 Valores mdios para as principais propriedades anatmicas da madeira em clones do Eucalyptus, em funo da regio medula-casca....................................................................... 11 Valores mdios da distribuio percentual do tecido do lenho por diferentes tipos de clulas, para algumas espcies de conferas e folhosas.............................................................. 12 Valores mdios da massa especfica bsica, em g/cm 3 , nos sentidos longitudinal e radial para o Eucalyptus grandis, aos sete anos de idade................................................................ 14 Valores mnimos, mdios e mximos da massa especfica bsica do Eucalyptus grandis, aos dez anos de idade............... 14 Valores mdios para as caractersticas ligadas instabilidade dimensional em clones de Eucalyptus, em funo da regio medula-casca....................................................................... 17 Classificao das principais madeiras com base no coeficiente de anisotropia...................................................................... 18

Quadro 2.

Quadro 3.

Quadro 4.

Quadro 5.

Quadro 6.

Quadro 7. Quadro 8.

Quadro 9.

Quadro 10. Valores mdios das contraes e da massa especfica bsica em madeiras de diferentes clones do Eucalyptus grandis e Eucalyptus saligna aos 90 meses de idade.............................. 19 Quadro 11. Valores mdios dos teores de extrativos em diferentes solventes para algumas madeiras do gnero Eucalyptus............ 22 Quadro 12. Valores mdios dos teores de extrativos, de ligninas e de cinzas em madeiras do gnero Eucalyptus............................... 23 Quadro 13. Classificao da qualidade do acabamento para fresas, desempeno e desengrosso, em funo dos valores do avano por dente (f z )....................................................................... 28

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Quadro 14. Valores indicados para o avano por dente (f z ) em funo dos tipos de materiais a serem seccionados em serras circulares..... 29 Quadro 15. Velocidades tangenciais da serra circular recomendadas para vrios materiais.................................................................... 31 Quadro 16. Classificao dos desvios de forma em funo de sua ordem, exemplos e suas causas geradoras.......................................... 40 Quadro 17. Programa de secagem utilizado para madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden........................................................ 49 Quadro 18. Indicao do instrumento de medio, nmero repeties, por ponto e total dos dados anatmicos para cada rvore, altura e posio................................................................................ 53 Quadro 19. Relao das normas utilizadas para as anlises qumicas.......... 56 Quadro 20. Parmetros utilizados na execuo dos testes de usinagem, por operao.............................................................................. 59 Quadro 21. Caractersticas dendromtricas e de interesse ao processamento do material utilizado....................................... 70 Quadro 22. Diferenas mdias entre as principais caractersticas anatmicas para as regies central, intermediria e externa e valores totais da variao medula-casca.................................. 73 Quadro 23. Valores mdios e coeficientes de variao (%) para as caractersticas relacionadas s dimenses das fibras................ 74 Quadro 24. Valores mdios e coeficientes de variao (%) para as caractersticas relacionadas aos aspectos dos vasos................. 80 Quadro 25. Valores mdios e coeficientes de variao (%) para as caractersticas relacionadas ao parnquima radial (raios)......... 83 Quadro 26. Valores mdios e coeficientes de variao (%) para o ngulo da gr................................................................................. 85 Quadro 27. Valores mdios e coeficientes de variao (%) para a composio do tecido da madeira pelos seus principais tipos de clulas. 88 Quadro 28. Valores mdios e coeficientes de variao (%) para as propriedades fsicas da madeira............................................. 92 Quadro 29. Valores mdios e coeficientes de variao (%) para as propriedades qumicas de solubilidades da madeira................. 97

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Quadro 30. Valores mdios e coeficientes de variao (%) para as propriedades qumicas de percentuais de extrativos totais, de lignina insolvel e de cinzas da madeira................................ 100 Quadro 31. Valores mdios calculados e coeficiente de variao para os parmetros avanos por dente (f z ) e velocidade de avano (V f ), nas diferentes operaes de usinagem..................................... 104 Quadro 32. Diferena entre os valores mdios calculados e medidos, para o avano por dente (f z ), por operao de usinagem................. 105 Quadro 33. Valores mdios (notas) e coeficientes de variao (%), para a operao de desempeno......................................................... 107 Quadro 34. Valores mdios (notas) e coeficientes de variao (%), para a operao de desengrosso....................................................... 108 Quadro 35. Valores mdios (notas) e coeficientes de variao (%), para a operao de moldura axial parada....................................... 109 Quadro 36. Valores mdios (notas) e coeficientes de variao (%), para a operao de moldura no topo................................................. 111 Quadro 37. Valores mdios (notas) e coeficientes de variao (%), para a operao de perfilagem axial com faca plana.......................... 113 Quadro 38. Valores mdios (notas) e coeficientes de variao (%), para a operao de rasgo na furadeira horizontal.............................. 114 Quadro 39. Valores mdios (notas) e coeficientes de variao (%), para a operao de fresagem axial e transversal............................... 115 Quadro 40. Valores mdios (notas) e coeficientes de variao (%), para a operao de furao para cavilha.......................................... 116 Quadro 41. Valores mdios (mm) e coeficientes de variao (%) para a operao de furao para dobradia....................................... 117 Quadro 42. Valores mdios, notas, e coeficientes de variao, em %, por rvore e regio, para a aderncia do verniz na interseco e ao longo das incises cruzadas.................................................. 119 Quadro 43. Valores das correlaes de Pearson entre as operaes de usinagem e as aderncias do verniz com as caractersticas das fibras.................................................................................. 121 Quadro 44. Valores das correlaes de Pearson entre as operaes de usinagem e as aderncias do verniz com as caractersticas dos vasos.................................................................................. 125

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Quadro 45. Valores das correlaes de Pearson entre as operaes de usinagem e as aderncias do verniz com as caractersticas do parnquima radial................................................................ 127 Quadro 46. Valores das correlaes de Pearson entre as operaes de usinagem e as aderncias do verniz com o ngulo da gr......... 128 Quadro 47. Valores das correlaes de Pearson entre as operaes de usinagem e as aderncias do verniz com os percentuais de composio do tecidos por tipo de clulas.............................. 129 Quadro 48. Valores das correlaes de Pearson entre as operaes de usinagem e as aderncias do verniz com as propriedades fsicas................................................................................. 132 Quadro 49. Valores das correlaes de Pearson entre as operaes de usinagem e as aderncias do verniz com as propriedades qumicas............................................................................. 135

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RESUMO A atual situao da indstria madeireira e principalmente a discriminao ao uso da madeira do eucalipto sob a forma slida, est baseado na falta de conhecimentos aprofundados sobre o processo de como trabalhar corretamente esse material. preciso conhecer a estrutura da madeira e os parmetros de usinagem para entender suas relaes, que proporcionam os bons resultados tanto em qualidade quanto em rendimento. Frente a essa abordagem, o presente trabalho visou coletar as variaes no sentido medula-casca das operaes de usinagem, a aderncia do verniz e as propriedades anatmicas, fsicas e qumicas. A madeira utilizada foi de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden proveniente de plantio comercial da Klabin fabricadora de papel e celulose S.A., com 24 anos de idade. Os dados foram avaliados separadamente atravs das anlises de varincia e testes de mdias. Aps, executou-se as correlaes de Pearson entre as operaes de usinagem e as aderncias com as outras propriedades estudadas. Foram encontrados seis diferentes modelos de variao da medula para a casca. Para as operaes de usinagem, pde-se concluir que as atuais condies de corte foram consideradas insuficientes para apresentar melhores qualidades das superfcies, podendo frisar as baixssimas velocidades de corte, que geraram pr-clivagem. Contudo, em termos de qualidade, o Eucalyptus grandis apresentou resultados satisfatrios, mas inferiores ao mogno e imbuia. A utilizao de operaes como a moldura no topo (corte 90-90), moldura axial parada (corte 90-0) e perfilagem axial sinuosa com faca plana (corte 90-0, contra as fibras) permitem, realmente, apreciar a usinabilidade da madeira, pois a madeira usinada sob drsticas condies, podendo mostrar seu verdadeiro potencial.

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ABSTRACT The present wood industry situation and maisily the discrimination to the use of eucalypt as solid wood is based on the lack of deep understanding on the process of how to work correctely this material. It is necessary to know the wood struture and woodworkability parameter to understand their relationships, that propiciate good results in quality and yields. Thus this present research aimed to identify the variation from pith to bark of the wood machining processes, the adherence of varnish and the anatomic, phisics and chemical properties. It was used wood from Eucaluptus grandis Hill ex. Maiden caming from Klabin fabricadora de papel e celulose S.A. commercial plantations 24 years old. The data were evaluated separately through analysis of variance and tests of comparison of means. After this it was done correlation of Pearson among wood machining processes and adherences with the others studied properties. They were found six different variation models from the pith to bark. For the woodworkability it was conclued that the present cut conditions were considered insufficient to present better surface qualities, pointing out very low cutting velocities, which generated precleavage. However, in terms of quality, Eucalyptus grandis presented satisfactory results, but inferior to mahogany and Brazilian Walnut (Ocotea porosa (Nees ex.Mart.) Barroso). The utilization of operations, such as mouding in top (cut 90-90), axial mouding stoped (cut 90-0) and axial edgecutting with plane knife (cut 90-0 against the fibers) really allowed to appreciate the woodworkability, since the wood is processed under drastic condictions, showing its thrue potential.

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RESUM La situation actuelle de lindustrie du Bois et principalement la

discrimination de lutilisation du bois dEucaliptus sous la forme du bois massif, est base sur le manque de connaissance approfondie de la manire de comment se travaille correctement ce matriau. Il est ncessaire de connatre la structure du bois et les parametres dusinagem pour comprendre ses relations, qui engendrent les bons rsultats aussi bien envers la qualit quen terme de rendement. Face ce constat, le prsent travail a permis de runir les variations dans le sens moelle-corce des oprations dusinage, de ladhrence de vernis et des proprits anatomiques, physiques et chimiques. Lessence utilise est lEucaliptus grandis Hill ex. Maiden provenant de plantation commerciale de la socit Klabin fabricadora de papel e celulose S.A. de 24 ans. Les donnes ont t values sparment laide des analyses de la variance et tests de moyenne. Ensuite, les coorlations de Pearson ont t excutes entre les oprations dusinage et dahrence de vernis vis--vis des proprits tudis. Six modles de variation de la moelle lcorce ont t observs. Pour les oprations dusinage, nous pouvons conclure que les conditions de coupe ont t considres insufisantes pour obtenir les meilleurs tats de surface, de par les trs basses vitesses de coupe utilises ocasionant le pr-clivage. Cependant, lEucaliptus grandis prsente des rsultats satisfaisants, mais infrieurs lacajou (Swietenia macrophylla King.) ou limbuia (Ocotea porosa (Nees ex.Mart.) Barroso). Lutilisation des oprations telles que le profilage en bout (coupe 90-90), le profilage arrt (coupe 90-0) et le profilage axial sinueux laide de couteaux droits (coupe 90-0 contre fil) permettent rellement dapprcier lusinabillit du bois, puisquil est usin sous conditions drastiques, montrant son vritable potenciel.

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ZUSAMMENFASSUNG Die momentane Situation der auf Eukalyptus basierenden Holzindustrie und insbesondere die Abneigung dieses Branchenzweiges gegenber einer Schnittholzproduktion, ist begrndet in den fehlenden Kenntnissen ber die Materialeigenschaften dieses Holzes und wie es zu bearbeiten ist. Es ist unumgnglich die Zusammenhnge zwischen der Holzstruktur und den wichtigsten Parametern der Holzbearbeitung besser zu verstehen um gute Ergebnisse sowohl in qualitativer Hinsicht als auch bei der Ausbeute zu erzielen. Vor diesem Hintergrund ist es Ziel dieser Arbeit, die auftretende Variation der Holz- und Bearbeitungseigenschaften in radialer Richtung (Mark Rinde) zu erfassen, die Aufnahmefhigkeit gegenber Lacken zu analysieren sowie die anatomischen, physischen und chemischen Eigenschaften genauer zu untersuchen. Das in dieser Arbeit verwendete Probematerial stammt aus einer Pflanzung der Firma Klabin Papier- und Cellulose S.A. im Bundesstaat Paran (Brasilien), bestehend aus Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden, die im Alter von 24 Jahren geerntet wurde. Die Daten wurden mit Hilfe der Varianzanalyse und unterschiedlichen Mittelwerttests statistisch untersucht. Fr die Untersuchung der Beziehung zwischen unterschiedlichen Bearbeitungsverfahren, der Aufnahmefhigkeit des Holzes gegenber schtzenden Substanzen und den Holzeigenschaften, wurde auf die Korrelationsanalyse nach Pearson zurckgegriffen. Es konnten 6 unterschiedliche Modelle ausgeschieden werden die in der Lage sind, die auftretenden Variationen in radialer Richtung zu beschreiben. Fr die momentan in Brasilien angewandten Bearbeitungsverfahren von Eukalyptusholz kann zusammenfassend gesagt werden, dass diese nicht ausreichend sind um hherwertige Oberflchenqualitten zu erzielen, da die relativ langsamen Schnittgeschwindigkeiten der Frsmesser Vorspaltungen verursachen, wodurch die Oberflche stark aufgeraut wird. Dennoch zeigte das Holz von Eucalyptus grandis zufriedenstellende Qualittseigenschaften, die im Vergleich mit einheimischen Laubholzarten wie Amerikanisches Mahagony (Swietenia macrophylla King.) und Imbuya (Brazilian Walnut, Ocotea porosa (Nees ex.Mart.) Barroso). schlechter sind. Die Anwendung von

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Bearbeitungsmethoden wie Frsen an den Stirnseiten (Anschnittwinkel zur Faser 90-90), auslaufendes Frsen an den Lngsseiten (Anschnittwinkel 90-0) sowie Frsen 90-0, in axialer Richtung dem mit flachen Messern in (Anschnittwinkel entgegen Faserverlauf) ermglichen

qualitativer Hinsicht eine durchaus zufriedenstellende Bearbeitbarkeit des Eukalyptusholzes, da das Material unter diesen extremen Bedingungen sein tatschliches Potenzial unter Beweis stellen kann.

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RESUMEN La actual situacin de la industria maderera y principalmente la

discriminacin para el uso de madera slida de eucalipto, es debido a la falta de conocimientos profundos sobre el proceso de como trabajar correctamente ese material. Es necesario conocer la estructura de la madera y los parmetros de trabajabilidad para entender sus relaciones, que proporcionen buenos resultados, tanto en calidad como en rendimiento. Por lo tanto, el presente trabajo tuvo como objetivo evaluar las variaciones en el sentido mdulacorteza de las propiedades de trabajabilidad, adherencia de barniz, y de las propiedades anatmicas, fsicas, y qumicas. La madera utilizada fue Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden, proveniente de plantaciones comerciales de 24 aos de edad, de la empresa Klabin Fabricadora de Papel e Celulose S.A.,. Los datos fueron analizados separadamente a travs de las anlisis de variancia y tests de medias. Despus fueron realizadas correlaciones de Pearson entre las operaciones de trabajabilidad y las relaciones con las otras propiedades estudiadas. Fueron encontrados 6 diferentes modelos de variacin desde la mdula hacia la corteza. Para las operaciones de trabajabilidad, podemos concluir que las actuales condiciones de corte fueron consideradas insuficientes para presentar mejores calidades de superficies, que velocidades de corte, generan un pre-clivaje. las bajas En trminos de calidad, el

Eucalyptus grandis tuvo resultados satisfactorios, siendo inferiores al mogno (Swietenia macrophylla King.) e imbuia (Ocotea porosa (Nees ex.Mart.) Barroso). La utilizacin de operaciones como el moldurado en la cara transversal (corte 90-90), moldurado axial parada ? (corte 90-0) y perfilado axial sinuoso, con cuchilla plana (corte 90-0, contra las fibras), permiten, realmente, apreciar a trabajabilidad de la madera, pues es procesada bajo las condiciones ms severas, pudiendo mostrar su verdadero potencial.

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1. INTRODUO O setor brasileiro de processamento da madeira, de maneira geral, apresenta baixo poder de competio no mbito mundial. Tal perfil , em parte, devido falta de conhecimentos sobre a matria-prima empregada e ao baixo nvel tecnolgico do maquinrio e das ferramentas de corte utilizadas na linha de produo. Para o caso especfico da indstria moveleira nota-se um agravamento pela falta de design prprio e de apoio governamental. A madeira um recurso natural renovvel e possui vantagens competitivas em relao a outros materiais utilizados na indstria moveleira e de construo civil. Contudo, ela necessita ser bem trabalhada para que os resultados obtidos no transformem essas vantagens em autnticas desvantagens. importante entender que para bem trabalhar a madeira, necessita-se conhecer suas propriedades, os parmetros de usinagem a serem utilizados e suas interaes. Nos encontros tcnicos comum a discusso sobre o total de rea plantada com eucalipto e pinus destinados ao uso como madeira serrada. Deve-se salientar, entretanto, que mais importante que aumentar a rea plantada, cabe aos profissionais da tecnologia da madeira melhorar os rendimentos nos aproveitamentos da madeira produzida nos atuais plantios existentes. Tal melhoria de processos depende tambm do conhecimento das propriedades da madeira e suas relaes com o produto desejado. Por exemplo, o estudo das propriedades da madeira, associado ao estudo dos parmetros de usinagem estabelecidos, pode fornecer subsdios para predizer as facilidades e dificuldades da sua trabalhabilidade. Dessa forma ser possvel reduzir e em certos casos at eliminar os defeitos obtidos, isto , melhorar a qualidade da superfcie usinada e tornar peas, anteriormente recusadas em peas de qualidade aceitvel ao processo produtivo. Outro ponto a ser considerado com relao s variaes das propriedades da madeira no sentido da medula para a casca, as quais podem se apresentar em maior ou menor magnitudes, dependendo da madeira e idade. Estudos de melhoramento gentico tm sido desenvolvidos com intuito de reduzir essa variabilidade e aumentar o aproveitamento industrial da madeira.

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Contudo, o melhor aproveitamento da madeira poder ser obtido, de forma otimizada, atravs de conhecimento do padro de comportamento radial existente e com a sua interao com as diferentes operaes de usinagem. Isto permitir a estratificao de pores nas rvores para fins especficos, onde pores de tbuas ou outras peas, dependendo de sua regio de localizao na rvore, podero ser destinadas para formar componentes especficos dos mveis em funo das operaes de usinagem necessrias para confeco dos mesmos.

1.1. OBJETIVO GERAL O presente trabalho objetivou estudar o comportamento de diferentes operaes de usinagem e da aderncia do verniz e caracterizar a variao radial das propriedades anatmicas, fsicas, qumicas da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden, visando sua utilizao industrial.

1.2. OBJETIVOS ESPECFICOS Caracterizar a madeira, no sentido medula-casca, em relao s propriedades anatmicas ligadas aos aspectos das fibras, dos vasos, dos parnquimas radial e axial e do percentual, por tipo de clula, de formao do tecido lenhoso. Caracterizar a madeira, no sentido medula-casca, em relao massa especfica bsica e as retratibilidades radial, tangencial e volumtrica. Caracterizar a madeira, no sentido medula-casca, em relao s propriedades qumicas, sendo analisadas as solubilidades em gua

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quente, em gua fria, em lcool-tolueno e em NaOH (1%) e os percentuais de extrativos totais, de lignina insolvel e de cinzas. Verificar o comportamento da madeira, no sentido medula-casca, frente s operaes de usinagem para o desempeno, desengrosso, moldura axial parada, moldura no topo, perfilagem axial sinuosa com faca plana, rasgo na furadeira horizontal, fresagem axial e transversal, furao para cavilha e furao para dobradia. Verificar o comportamento da madeira, no sentido medula-casca, frente qualidade da aderncia do verniz. Analisar as associaes existentes entre as operaes de usinagem e de aderncias do verniz com as propriedades anatmicas, fsicas ou qumicas.

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2. REVISO BIBLIOGRFICA

J fora intensamente informado que, no Brasil, a madeira do eucalipto foi introduzida para ornamentao e posteriormente utilizada para produo de pasta celulsica e energia devido s caractersticas de adaptabilidade, de rpido crescimento e variabilidade entre espcies. Segundo Cruz (2000), apesar do grande incremento verificado nas rvores de eucalipto, a madeira no interessava indstria moveleira, pois essa apresentava grandes defeitos. Neste sentido, existem dois caminhos a seguir. O primeiro minimizar, atravs dos programas de melhoramento gentico, o efeito das caractersticas indesejveis que induzem o aparecimento dos defeitos, visando a seleo de matria-prima para formao de povoamentos mais homogneos e com defeitos reduzidos. O segundo conhecer e aprender a trabalhar as caractersticas da matria-prima existente. O objetivo deste, aumentar o aproveitamento e melhorar a qualidade de seus produtos. Este ltimo procedimento de forma mais abrangente, pois avalia a matria-prima e o processo de sua utilizao. certa que a unio desses dois caminhos seja a forma mais consensual para obter a otimizao da utilizao. Este fato pode ser confirmado, por Panshin e De Zeeuw (1980), que afirmaram que fundamental o uso racional da madeira, recurso to utilizado desde o incio da humanidade at os dias de hoje. Assim, para a sua melhor utilizao essencial o conhecimento de suas propriedades que auxiliaro na escolha correta das espcies mais apropriadas para determinados usos. Segundo Moura (2000) a qualidade de uma madeira est diretamente relacionada s propriedades anatmicas, fsicas e qumicas. A combinao destas propriedades ir definir sua melhor forma de utilizao. Para avaliar sua qualidade, importante definir o uso, identificar os fatores que afetam essa madeira, quantific-los, alm de avaliar seus efeitos na qualidade do material. Assim sendo, para Kninmonth e Whitehouse (1991), a qualidade deixa de ser um aspecto pontual e passa a ser uma relao ampla de todas as propriedades. Contudo, importante verificar a variao destas propriedades, atravs de medies no mbito macro e microscpico. Alm disto,

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necessrio tambm conhecer variaes de forma, de dimenso e os aspectos externos das toras, visando determinar os rendimentos em converso. Para que a madeira de eucalipto seja bem aceita pelos industriais e consumidores, em substituio s atuais madeiras tradicionais necessrio ampliar as investigaes em relao sua aptido. Deve-se intensificar os estudos em silvicultura, nas caracterizaes tecnolgicas das vrias espcies e nas tcnicas de processamento industrial (Freitas e Ponce, 1979). Em especial ao gnero Eucalyptus, devido diversidade de espcies e de procedncias, existe uma grande variao nas propriedades dentro e entre materiais. Neste caso, para o Eucalyptus grandis, Alfonso (1987) afirma que o alburno e cerne so distintos quanto a cor; alburno bege levemente rosado, estreito, variando de 2 a 2,5 cm de espessura; cerne rseo-claro. A madeira possui pouco brilho; gr direita a inclinada; textura fina a mdia; macia ao corte; cheiro e gosto indistintos.

2.1. PROPRIEDADES ANATMICAS Segundo Burger e Richter (1991), a anatomia (do grego anatom: inciso, dissecao, com o sufixo ia) da madeira pode ser definida pelo estudo dos diversos tipos de clulas que constituem o lenho ou xilema secundrio, suas funes, organizao e peculiaridades estruturais. Este estudo objetiva, entre outros, conhecer a madeira visando um emprego correto, predizer utilizaes adequadas de acordo com as caractersticas anatmicas da madeira e prever e compreender o comportamento da madeira no que diz respeito sua utilizao. Essas afirmativas so ratificadas por Oliveira (1997), o qual menciona que o objetivo do estudo das propriedades anatmicas obter informaes para fins tecnolgicos, atravs da caracterizao do xilema secundrio, permitindo ao tecnologista da madeira entender o seu comportamento, quanto s diversas situaes de utilizao. A madeira, de modo geral, apresenta variaes nos seus componentes anatmicos tanto na direo axial (base-topo) quanto na radial (medulacasca). Este fato intensamente observado em madeiras do eucalipto. Essas

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variaes na anatomia tm como conseqncia, uma variao nas propriedades fsicas e mecnicas da madeira, sendo de grande importncia no que diz respeito sua melhor utilizao (Cruz, 2000). A variao existente no sentido axial se apresenta em menores intensidades que aquelas encontradas no sentido medula-casca (Downes et al., 1997). Numa descrio aprofundada, Alfonso (1987) define as seguintes caractersticas anatmicas do lenho do Eucalyptus grandis Hill. Ex Maiden, com idade de 8 anos, procedente de Mogi-Guau/SP: Parnquima axial: indistinto mesmo sob lente; pouco abundante; paratraqueal vasicntrico, com 2 a 4 clula de largura, formando confluncias curtas e oblquas; seriado com 2 a 9 clulas por srie. Poros/vasos: notados a olho nu; seo ovalada a circular; distribuio difusa; exclusivamente solitrios; disposio diagonal; pouco numerosos (18%), numerosos (64%) e muito numerosos (18%), com variao de 11-15-21 poros/mm 2 ; pequenos (11%) e mdios (89%), com variao de 88-128164 m; contedo: obstrudos por tilas. Elementos vasculares curtos (16%) a muito longos (25%), predominando os longos (59%), com variao de 374670-984 m; apndices ausentes e presentes em uma ou ambas extremidades, curtos e longos; placa de perfurao simples; pontuaes intervasculares pequenas (56%) e mdias (44%), com variao de 5-7-9 m, alternas, circulares a ovaladas, de abertura horizontal a oblqua, lenticular e guarnecida; pontoaes raio-vasculares pequenas (5-6-8 m), arredondadas, simples, eventualmente com arolas incompletas. Raios: visveis apenas sob lente; espelhado dos raios pouco contrastado; homogneos; unisseriados (98%), eventualmente localmente bisseriados (2%); extremamente finos (78%) e muitos finos (22%), com variao de 8-13-22 m; extremamente baixo (120-290-450 m), com 4-13-23 clulas de altura; pouco numerosos (20%), numerosos (57%) e muito numerosos (23%), com variao de 5-9-14 raios/mm; contedo: substncias tanferas. Fibrotraquedeos: extremamente curtos (4%), muito curtos (46%) a curtas (50%), com variao de 670-1040-1460 m; estreitos (89%) e mdios

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(11%), com variao de 14-19-25 m; lume com 6-10-15 m de largura; paredes delgadas (64%), espessas (30%) e muito espessas (6%), com variao de 2-5-7 m de espessura. Traquedeos: vasicntrico presentes. Camadas de crescimento: demarcadas por zonas fibrosas, caracterizadas por um maior espessamento das paredes dos fibrotraquedeos.

Segundo Esau (1993) e Raven et al. (1992), as divises transversais na regio perifrica e na medula constituem as bases dos primeiros estgios de alongamento das clulas e mais tarde predomina o aumento do nmero destas clulas. Estas divises so afetadas pela taxa de hormnios da rvore a qual est ligada a sazonalidade, s condies ambientais e a fatores genticos. Neste sentido condies adversas de crescimento podem aumentar a proporo relativa de determinado lenho em diferentes espcies. Nas estaes primavera e vero, a taxa hormonal aumenta, induzindo as clulas cambiais a rpidas divises das clulas, apresentando tempo reduzido para o incremento em comprimento da fibra antes da prxima diviso. Ento, pode-se observar menores valores para esta dimenso nas referidas estaes. Shimoyama (1990), em trabalhos com o Eucalyptus grandis, com idade de 7 anos, procedente do municpio de Santa Rosa do Viterbo/SP (Chamflora S.A.), menciona que a variao radial do comprimento, da largura ou dimetro externo e da espessura de parede das fibras tende a uma forma crescente da posio interna (10 a 45% do raio) para a externa (55 a 90% do raio). J para o dimetro interno, de forma geral, observou-se variao decrescente entre as regies internas e externas. Para a mesma autora, uma das principais caractersticas do gnero Eucalyptus possuir pequeno comprimento das fibras, cujo valor mdio, para as espcies de seu estudo, encontra-se prximo a 1000 m. Quanto ao dimetro do lume, explica-se que os altos valores encontrados devem colaborar para reduo na sua massa especfica bsica. J para a frao parede, os valores encontrados, foram de 41 e 45% para as regies interna e externa, respectivamente.

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Tomazello Filho (1985b) apresentando a variao mdia das dimenses e freqncia dos vasos em duas espcies do gnero Eucalyptus no sentido medula-casca concluiu que ocorre aumento no dimetro tangencial dos vasos, enquanto que a freqncia diminuiu. Barrichelo e Brito (1976) afirmaram que as fibras do eucalipto tm seu comprimento variando de 750 a 1300 m, mostrando-se em mdia prximo de 1000 m. O dimetro das fibras possui grande variao e est geralmente entre 15 a 20 m. Os vasos do eucalipto so elementos estruturais bastante variados quanto freqncia, forma e distribuio. O dimetro dos vasos varia de 50 a 300 m, enquanto sua freqncia est entre 5 a 100 vasos por milmetro quadrado. Os percentuais de fibras, vasos e parnquima so de 65, 17 e 18%, respectivamente, no tecido lenhoso. No Quadro 1 encontram-se os valores dos comprimentos, dos dimetros externos e internos e das espessuras de parede das fibras do Eucalyptus grandis em diferentes idades.

Quadro 1. Valores mdios dos comprimentos, dos dimetros externos e internos e das espessuras de parede das fibras do Eucalyptus grandis em diferentes idades. Idade (anos) 5 7 16 Comprimento das Dimetro das fibras fibras (m) Externo (m) Interno (m) 1030 20,5 10,3 1060 18,6 12,2 840 a 1280 17,0 a 17,2 7,8 a 9,8 Espessura da parede (m) 5,1 3,2 3,9 a 5,0

FONTE: Adaptao de Barrichelo e Brito (1976).

No Quadro 2 encontram-se os resultados obtidos por Tomazello Filho (1985b) para as variaes radiais medidas em cinco diferentes posies, para as caractersticas das fibras do Eucalyptus grandis aos dez anos de idade. O autor afirma que a variao existente para o comprimento das fibras est distribuda da seguinte forma: 2,6% das fibras possuem comprimento entre 500 a 600 m; 90,4% entre 600 a 1400 m e 7,0% entre 1400 a 1700 m.

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Quadro 2. Valores mnimos, mdios e mximos dos comprimentos, dos dimetros externos e internos e das espessuras de parede das fibras do Eucalyptus grandis, aos dez anos de idade. Caracterstica da fibra (m) Comprimento Mnimo Mdio Mximo Dimetro externo Mnimo Mdio Mximo Dimetro interno Mnimo Mdio Mximo Espessura de parede Mnimo Mdio Mximo Posio radial (medula-casca) 25% 50% 75% 630 850 1090 12,0 18,6 26,0 5,5 9,5 16,0 3,2 4,5 5,0 720 1070 1410 14,0 21,1 28,0 6,5 10,8 18,0 3,7 5,1 5,5 890 1200 1520 17,0 23,0 33,5 7,0 12,2 23,5 5,0 5,4 6,0

0% 460 680 930 12,0 19,3 26,0 5,5 10,0 16,0 3,2 4,6 5,0

100% 1040 1320 1800 17,0 24,1 31,0 6,0 12,0 19,0 5,5 6,0 6,5

F O N T E : A d a p t a o d e T o ma z e l l o F i l h o ( 1 9 8 5 b )

No Quadro 3 encontra-se o resumo das principais caractersticas anatmicas do Eucalyptus grandis Hill. Ex Maiden. Essas observaes foram extradas de Oliveira (1997) e Alfonso (1987). O primeiro pesquisador utilizou rvores com idade de 17 anos, provenientes de plantios na Estao Experimental de Cincias Florestais de Anhembi/SP. As rvores foram amostradas na regio do cerne externo. A segunda pesquisadora utilizou rvores com idade de oito anos, procedente de Mogi-Guau/SP, amostrando a regio do cerne, fronteira com o alburno. Ambos executaram suas observaes em cinco rvores a 1,30 m de altura. Cruz (2000), trabalhando com sete clones hbridos naturais do gnero Eucalyptus com idades de 5,5 e 10,5 anos, procedentes da regio de Vazante/MG, afirma que as dimenses das fibras e vasos aumentam medida que se afastam da medula. Isso pode ser explicado devido o rpido crescimento do gnero, pois no incio o crescimento acelerado e as clulas da madeira se multiplicam antes de atingirem o tamanho gentico

10

caracterstico da espcie. Com as dimenses reduzidas as diferenciaes acontecem e clulas como fibras e vasos so formadas. A madeira formada nesse perodo de rpido crescimento conhecida como madeira juvenil, que caracterizada pela variao na dimenso dos componentes anatmicos, principalmente vasos e fibras no sentido medula-casca da rvore. A cada camada de crescimento da rvore, as clulas vo aumentando seu tamanho at estabilizarem-se no lenho. Quanto aos vasos, o mesmo autor informa que observou um aumento do nmero por milmetro quadrado na regio mais prxima da medula, reduzindo medida que se aproxima da casca. Por outro lado, um menor dimetro desses elementos observado prximo a medula, aumentando em direo a casca. Confrontando-se essas caractersticas pode-se afirmar que existe uma tendncia de equilbrio da rea dos vasos, que representa grande parte dos espaos vazios da madeira, em relao s posies medula-casca.

Quadro 3. Valores mnimos, mdios e mximos para as principais caractersticas anatmicas do Eucalyptus grandis Hill. Ex Maiden. Caractersticas anatmicas Fibras Comprimento (m) Dimetro externo (m) Dimetro interno (m) Espessura de parede (m) Vasos Dimetro tangencial (m) Freqncia (n/mm 2 ) Parnquima radial Freqncia (n/mm) Nmero de clulas na altura (n) Dimenso da altura (m) Nmero de clulas na largura (n) Dimenso da largura (m) Mnimos * ** 500 11 6 2 59 7 10 6 111 1 6 670 14 6 2 88 11 5 4 120 1 8 Mdios * ** 970 18 12 3 127 13 13 11 220 1 12 1040 19 10 5 128 15 9 13 290 1 13 Mximos * ** 1630 31 20 6 216 24 16 18 310 1 22 1460 25 15 7 164 21 14 23 450 1 22

FONTE: Adaptao de Oliveira, 1997 (*) e de Alfonso, 1987 (**).

11

No

Quadro

4,

encontram

resultados

mdios

para

as

principais

propriedades anatmicas da madeira em clones de Eucalyptus, em funo da regio medula-casca, bem como o percentual de variao radial destas caractersticas. Estas caractersticas se tornam importantes para a produo de madeira serrada, pois neste caso necessita de maior homogeneidade da matria-prima.

Quadro 4. Valores mdios para as principais propriedades anatmicas da madeira em clones do Eucalyptus, em funo da regio medulacasca. Propriedades anatmicas Fibras Comprimento (m) Largura das fibras (m) Espessura de parede (m) Vasos Dimetro tangencial (m) Freqncia (n/mm 2 ) Posies radiais Mdia Central Intermediria Externa geral 910 17,1 4,3 108 17 1000 17,8 4,3 127 13 1080 17,8 4,6 136 12 1000 17,6 4,4 124 14 Variao radial (%) 18,7 4,0 6,5 25,9 17,0

FONTE: Adaptao de Cruz (2000).

Ainda com relao variao radial das dimenses dos componentes anatmicos, Ceccatini (1996) em seus trabalhos com espcies nativas, afirma que a zona de estabilizao dos comprimentos das fibras marcada pela transio da madeira juvenil para a adulta, isto , a variao das dimenses possui um carter uniforme crescente, para a regio de madeira juvenil e que tende a se estabilizar na madeira adulta. Neste sentido, Cruz (2000) afirma que para fins de madeira serrada almejado material que possuem caractersticas mais homogneas, podendo concluir que se deve evitar o uso de madeira juvenil, pois esta poro possui padres de variaes mais evidentes e freqentes. No Quadro 5 encontra-se a distribuio percentual do tecido do lenho de algumas espcies de conferas e de folhosas, por diferentes tipos de clulas que compem a madeira.

12

Quadro 5. Valores mdios da distribuio percentual do tecido do lenho por diferentes tipos de clulas para algumas espcies de conferas e folhosas. Espcie Conferas Pinus strobus Pinus pinaster Picea abies Juniperus excelsa Folhosas Acer saccharium Btula papyrifera Populus deltides Quercus rubia Ulmus thomasii Percentual de tecidos por tipo de clulas Traquedeos 1 Canais de resina 1 Parnquimas ou fibras 2 (%) ou vasos 2 (%) Radial (%) Axial (%) 93,3 93,3 94,1 93,5 66,6 75,7 53,1 43,5 55,4 0,9 0,6 0,8 21,4 10,6 33,0 21,6 25,4 5,3 6,2 6,0 8,3 11,9 11,7 13,7 21,5 11,7 0,3 0,1 2,0 0,2 13,5 7,6

F O N T E : A d a p t a o d e P a n s h i n e D e Z e e u w ( 1 9 8 0 ) , o n d e 1 e 2 s o r e l a t i v o s a o s e l e me n t o s d a s c o n f e r a s e d a s f o l h o s a s , r e s p e c t i v a me n t e .

2.2. PROPRIEDADES FSICAS Segundo Stewart e Polak (1975), a massa especfica aparente uma das propriedades que mais fornece informaes sobre as caractersticas da madeira e quanto maior sua magnitude, quase sempre maior a retratibilidade, mais difcil de trabalhar e, na maioria das vezes, aumenta as dificuldades de sua secagem. Nesta mesma linha de pensamento, Zobel e Van Buijtenen, citados por Moura (2000), informam que dentre todas as propriedades que definem a qualidade de uma madeira, a massa especfica a mais amplamente usada, porque considerada de importncia chave na fabricao de produtos florestais, pois representa um reflexo das demais propriedades da madeira. Contudo, a massa especfica no deve generalizar todas as variaes existentes. Downes et al. (1997) mencionam que as propriedades fsicas e mecnicas da madeira podem ser afetadas pelas dimenses e quantidades das fibras e dos vasos e tambm pela quantidade de tecido parenquimtico. Neste sentido, o aumento do nmero e dimenses dos vasos poder causar um

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decrscimo na massa especfica da madeira, pois os vasos apresentam mais espaos vazios, os quais poderiam estar ocupados pelas fibras. Burger e Richter (1991) alertam para a presena de incrustaes e contedos como gomo-resinas, cristais, slica etc., que quando em grande quantidade, tambm podem aumentar a massa da madeira e conseqentemente aumentar sua massa especfica. Para Panshin e de Zeeuw (1980), as variaes da massa especfica so resultados das diferentes espessuras da parede celular, das dimenses das clulas, das inter-relaes entre esses dois fatores, da quantidade de componentes extratveis presentes por unidade de volume. Shimoyama (1990) menciona que a massa especfica bsica varia em funo de fatores genticos, silviculturais, edafo-climticos, etc. Os seus resultados mdios, obtidos de trinta rvores de Eucalyptus grandis, com idade de 7 anos mostram uma variao longitudinal que acompanha um modelo matemtico cbico. Os valores gerais apresentaram-se de forma decrescente da base para o topo, diferindo de outros pesquisadores, mas que pode ser explicada em funo de materiais genticos utilizados. Para a variao entre as regies presente no intervalo de 10 a 45% e de 55 a 90% do raio, a mesma pesquisadora verificou pequena variao entre essas duas regies. Contudo, atravs da anlise de varincia conjunta com outras espcies de eucalipto, foi possvel concluir que houve diferena significativa a 99% de probabilidade, para as espcies, alturas e regies estudadas. Os maiores valores apresentados para a massa especfica bsica ocorreram na base da rvore, sendo a nica posio a diferir significativamente das demais. O resumo dos seus resultados para as variaes longitudinais e radiais encontra-se listados no Quadro 6. Lima (1999) relata que a massa especfica bsica em Eucalyptus tende a aumentar da medula para a casca. Tendncia similar observada da base da para o topo do tronco. O mesmo autor salienta que a magnitude de variao radial existente nas regies prximas base maior. Comparativamente, as variaes verificadas no sentido medula-casca so, em propores, mais elevadas que aquelas existentes axialmente ao tronco.

14

Quadro 6. Valores mdios da massa especfica bsica, em g/cm 3 , nos sentidos longitudinal e radial para o Eucalyptus grandis, aos sete anos de idade. Sentido medula-casca 10-45% 55-90% Base 0,505 0,508 Sentido DAP 0,476 0,489 longitudinal do tronco 25% 50% 75% 0,467 0,468 0,457 0,477 0,470 0,464 100% 0,460 0,459

F O N T E : A d a p t a o d e S h i mo y a ma ( 1 9 9 0 ) . 1 0 - 4 5 % e 5 5 - 9 0 % r e p r e s e n ta m a s regies presente nos intervalos de 10 a 45% e de 55 a 90% do raio, respectivamente.

Oliveira (1997) apresenta uma tendncia geral de variao da massa especfica bsica nas madeiras estudas em seu trabalho. Seus valores so mais baixos na regio da medula e, na maioria das vezes, ocorre aumento acentuado at prximo a regio do alburno. A partir da tm-se uma nova queda. A variao radial da massa especfica da madeira do Eucalyptus grandis foi aquela que se apresentou de forma mais intensa. A variao crescente da massa especfica bsica da medula para a casca tambm foi observada por Tomazello Filho (1985b), nas anlises dos Eucalyptus saligna e Eucalyptus grandis. Contudo, observou-se um pequeno desvio desta tendncia, para o Eucalyptus grandis, sendo que a regio de 25% do raio apresentou valores mdios superiores queles encontrados a 50 e 75% do raio (Quadro 7). O mesmo autor afirma que o aumento do valor da massa especfica bsica da madeira, no sentido medula-casca, tem sido comumente relatado para as duas referidas espcies, em diferentes locais e idades, constituindo-se no modelo bsico de variao das espcies.

Quadro 7. Valores mnimos, mdios e mximos da massa especfica bsica do Eucalyptus grandis, aos dez anos de idade. Massa especfica bsica (g/cm 3 ) Mnimo Mdio Mximo 0% 0,291 0,346 0,369 Posio radial (medula-casca) 25% 50% 75% 0,365 0,319 0,344 0,401 0,359 0,386 0,445 0,397 0,449 100% 0,384 0,434 0,479

F O N T E : A d a p t a o d e T o ma z e l l o F i l h o ( 1 9 8 5 b )

15

Os dados, acima apresentados (Quadro 7), so corroborados pelos trabalhos de Cruz (2000) que encontrou valores mdios de 0,457; 0,484 e 0,535 g/cm 3 para as massas especficas, gerando um variao radial de +11,42% para sete diferentes clones do gnero Eucalyptus, a 0,2 m do solo. Contudo, esse mesmo autor afirma que determinados clones podem apresentar massa especfica bsica maior que outros em certa posio radial e comportamento inverso em outra posio ao longo do raio. Fazendo uma comparao entre as variaes radiais e longitudinais, Cruz (2000) informa que para a utilizao em serrarias, para que se possa ter peas mais homogneas no momento da secagem, torna-se mais importante a seleo das peas no sentido medula-casca da tora do que entre alturas diferentes na rvore. Tal afirmao foi embasada na variao longitudinal encontrada entre a regio de 0,2 e 7,5 m de altura, que foi de +5,28%. Toda a variao existente para a massa especifica, associada alta herdabilidade, sua baixa interao entre gentipos e ambientes e tambm pelos seus efeitos sobre a produo e qualidade da madeira, torna essa propriedade ideal para ser manipulada geneticamente (Silveira, 1999). Contudo, Xavier (2001) esclarece que as informaes genticas especficas no viabilizam a seleo de clones por regio de amostragem, pois a madeira constituda por diferentes tipos e propores de componentes anatmicos, distribudos nas regies perifricas, intermediria e central da rvore, conferindo caractersticas prprias a cada uma destas. Assim, no possvel selecionar o melhor clone somente para a regio perifrica ou somente para a regio central da rvore. Ao selecionar o melhor clone em uma determinada regio, obviamente as outras duas estaro includas. Dessa forma, a seleo da caracterstica deve ser realizada com base nas mdias das regies para a qual os ganhos so maiores. Este procedimento foi vlido para as propriedades fsicas estudadas pela autora. Uma outra importante propriedade fsica da madeira pode ser obtida a partir das contraes transversais. Ela representa a relao entre a contrao tangencial e a radial. Esse ndice fornece uma idia do comportamento das madeiras em relao secagem, indicando uma maior ou menor propenso das peas fendilharem. Tais valores variam prximo 1,3 para madeiras muito

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estveis,

at

mais

de

3,0

para

espcies

extremamente

instveis

dimensionalmente, como no caso das madeiras de muitas espcies do gnero Eucalyptus (Oliveira, 1997). As caractersticas de retrao da madeira so bastante diferentes de espcie para espcie. Dependendo do modo de conduo da secagem e do prprio comportamento da madeira freqentemente leva a alteraes da forma e formao de fendas e empenos. Cabe salientar a diferena existente entre a retrao e o inchamento, que segundo Galvo e Jankovsky (1985) tratam-se de variaes dimensionais em funo da variao na umidade, mas por serem calculadas atravs dos percentuais de variao em relao dimenso inicial fornecem valores diferentes. Assim sendo, a retrao dimensional determinada em relao s dimenses saturadas ou verdes e o inchamento, atravs da relao com as dimenses secas. Com relao influncia das contraes ou dos inchamentos com a massa especfica, Tsoumis (1991) menciona que existe uma relao direta entre essas propriedades fsicas. Este fato devido a maior presena da massa lenhosa, representada pelas paredes celulares, que podem interagir com maiores volumes de gua. Conforme anteriormente exposto, o no conhecimento das propriedades da madeira pode levar a transformar vantagens em desvantagens durante a sua utilizao. Neste contexto, Moura (2000) afirma que algumas caractersticas da madeira limitam sua utilizao e podem, dependendo da solicitao, desqualifica-la, causando, em alguns casos, a sua substituio por outros materiais. Entre essas propriedades, destaca-se a sua variao dimensional devido s alteraes de umidade. Em seu trabalho com clones do gnero Eucalyptus, a autora concluiu que houve diferenas significativas entre os diferentes clones pesquisados para as contraes radiais, tangenciais e volumtricas, indicando a possibilidade de seleo dos melhores gentipos, para reduo da instabilidade dimensional da madeira. Comparativamente, foram encontrados menores valores que aqueles presentes em algumas espcies tradicionais como o cedro, pinheiro brasileiro, peroba rosa e sucupira. As retraes da madeira variam em relao posio da rvore. De forma geral, ela maior na madeira juvenil, ou seja, mais prxima medula,

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decrescendo rapidamente da medula para a casca, estando essa mudana relacionada com a rpida reduo do ngulo microfibrilar na parede celular, com o aumento do comprimento das clulas e do teor de celulose (Panshin e De Zeeuw, 1980). No Quadro 8, encontram-se os resultados mdios das caractersticas ligadas a instabilidade dimensional da madeira, de sete diferentes clones do gnero Eucalyptus (Cruz, 2000). Os resultados definidos como parcial e total representam as respectivas condies de 12 e de 0% de umidade, em amostras retiradas a 0,2 m do solo.

Quadro 8. Valores mdios para as caractersticas ligadas instabilidade dimensional em clones de Eucalyptus, em funo da regio medulacasca. Propriedades fsicas Contraes (%) Radial parcial Tangencial parcial Volumtrica parcial Volumtrica totalFONTE: Adaptao de Cruz (2000).

Mdia Central Intermediria Externa geral 2,90 6,37 8,03 13,51 2,43 6,73 8,99 14,57 2,83 2,39 2,57 4,47 5,86 7,32 8,11 13,40 13,83 1,91 2,32

Posies radiais

Variao radial (%) +6,21 -21,50 -15,41 -5,50 -25,43

Coeficiente de anisotropia (adm.) 2,21

Quanto

ao

coeficiente

de

anisotropia,

determinado

pela

relao

matemtica entre as contraes tangencial e radial, Cruz (2000) relata que quanto mais prximos os valores isolados das contraes lineares, menor a propenso da madeira a empenamentos e conseqentes rachaduras, j que no momento da diminuio da umidade, a madeira vai reduzir suas dimenses em propores semelhantes nos sentidos radial e tangencial. No trabalho desenvolvido com madeira de 17 clones do gnero Eucalyptus, hbridos naturais, com 63 meses de idade, plantados no espaamento 10 x 4 m, Xavier (2001) considerou sua madeira como normal, frente a classificao apresentada por Durlo e Marchiori (1992), que basearam

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apenas nas mdias do coeficiente de anisotropia. Esta classificao encontrase no Quadro 9.

Quadro 9. Classificao das principais madeiras com base no coeficiente de anisotropia. Classe Excelente Normal Ruim Coeficiente de anisotropia () 1,2 1,5 1,5 2,0 2,0 Exemplos de madeiras cedro, sucupira e balsa araucria, ip, peroba, Pinus echinata e teca lamo, araucria e imbuia

F o n t e : A d a p t a o d e D ur l o e M a r c h i o r i , 1 9 9 2 .

Os valores mdios encontrados por Xavier (2001) para as contraes tangenciais, radiais e volumtricas, na condio de 0% de umidade, foram de 8,05; 5,26 e 13,94%, respectivamente. Portanto, pode-se observar um coeficiente de anisotropia mdio de 1,53. A mesma autora informou que os valores dos coeficientes de herdabilidade e das varincias genticas permitiram estimar ganhos de -10,8%, -21,1% e -13,9%, para as contraes totais tangencial, radial e volumtrica, respectivamente. Os sinais negativos indicam que os ganhos proporcionam uma reduo nas mdias destas caractersticas, visto que desejvel que a madeira apresente os menores valores possveis de contraes, o que ir refletir diretamente no aumento de sua estabilidade dimensional. No Quadro 10 encontram-se os resultados mdios das contraes volumtricas, radiais e tangencias, do coeficiente de anisotropia e da massa especfica bsica, para sete clones de Eucalyptus grandis e trs de Eucalyptus saligna, aos 90 meses de idade (Oliveira et al., 1997).

19

Quadro 10. Valores mdios das contraes e da massa especfica bsica em madeiras de diferentes clones do Eucalyptus grandis e Eucalyptus saligna aos 90 meses de idade. Clones 1g 2g 3g 4g 5g 6g 7g 8s 9s 10 s Contrao (%) Coeficiente de anisotropia Volumtrica Radial Tangencial 25,4 5,8 8,9 1,52 17,5 5,1 8,5 1,67 13,7 5,8 8,4 1,44 14,0 5,7 8,8 1,56 14,4 5,9 9,7 1,65 13,1 5,4 8,6 1,59 14,3 6,3 9,2 1,46 14,0 5,8 9,1 1,58 25,6 6,3 9,7 1,54 14,7 6,1 9,8 1,62 Massa especfica bsica (g/cm 3 ) 0,508 0,519 0,548 0,595 0,597 0,586 0,534 0,577 0,514 0,602

F o n t e : A d a p t a o O l i v e i r a e t a l . , 1 9 9 7 . g = E u c a ly p tu s g r a n d is , s = E u c a ly p tu s s a lig n a .

2.3. PROPRIEDADES QUMICAS Segundo Berlyn (1964) as propriedades fsicas e mecnicas so funes da composio qumica, da proporo e da organizao dos materiais e dos elementos constituintes da madeira. O conhecimento da natureza qumica da madeira de importncia, pois se relaciona s propriedades, que conseqentemente influiro na sua adequacidade para as diferentes formas de utilizao. Portanto, somente atravs do conhecimento de sua composio, bem como das caractersticas de seus constituintes, podemos entender o seu comportamento como material e a posterior otimizao do seu uso (Oliveira, 1997). Um dos problemas a serem enfrentados no processamento da madeira diz respeito corroso provocada pelos produtos qumicos presentes na matria-prima sobre as serras e facas. O desgaste excessivo, alm de provocar aumento no custo de manutenes, pode provocar acidentes pessoais de trabalho. Dependendo das propriedades fsicas e qumicas da madeira, o desgaste provocado nas ferramentas de ao pode ser considervel, e os danos podem assumir dimenses significativas. Contudo, pouco se conhece sobre o

20

grau de corroso causado pela madeira de eucalipto nas lminas de ao usadas no seu processo de desdobro em serrarias (Trugilho et al., 1998). Os extrativos podem ser classificados em vrios grupos, de acordo com as suas caractersticas estruturais, embora freqentemente ocorra sobreposio na classificao, devido natureza multifuncional associada com alguns compostos. comum a denominao de resina para uma determinada classe de extrativos. Esse termo, no entanto, caracteriza mais a condio fsica do que designa os compostos qumicos. Chama-se de resina uma srie de compostos diferentes, que inibem a cristalizao. Deste modo, os seguintes compostos podem ser componentes das resinas: terpenos, lignanas, estilbenos, flavanides e outros aromticos. Alm destas substncias, outros compostos orgnicos podem estar presentes nos extrativos como gorduras, ceras, cidos graxos, lcoois, esterides e hidrocarbonetos de elevada massa molecular (DAlmeida, 1988a). Existe uma considervel variao na distribuio de extrativos atravs da madeira ao longo do tronco. Os acares, outros constituintes solveis da seiva e depsitos de alimentos de reserva, tais como amido e gorduras, so encontrados no alburno. J as substncias fenlicas, so normalmente depositadas no cerne. Existe tambm uma variao na quantidade de material depositado ao longo do comprimento da rvore e no sentido medula-casca. Alm disto, observada uma variao dos extrativos na estrutura celular da madeira, pois as gorduras so encontradas nas clulas parenquimatosas, especialmente no parnquima radial e algumas outras substncias so depositadas nos vasos de certas folhosas (Buchman, citado por Oliveira, 1997). Segundo Krilov (1986), a madeira apresenta um variado e complexo grupo de extrativos, que contm numerosos componentes altamente reativos, tais como os cidos orgnicos e as substncias polifenlicas, sendo que algumas so capazes de formar complexos organolpticos. Tais complexos esto usualmente envolvidos nas reaes de corroso, quando ativadas por um pH apropriado. Durante a formao do cerne, uma ampla variedade de substncias extrativas, incluindo taninos, diversos corantes, leos, gomas, resinas e sais

21

de cidos orgnicos so acumulados nos lumes e paredes das clulas, resultando na cor escura da madeira. Algumas destas substncias tambm ocorrem no alburno, mas em menores teores. Neste sentido, os extrativos do cerne chegam a exceder 30% da massa total da madeira seca. Sua presena promove alteraes na cor, massa especfica e durabilidade da madeira, que na maioria das vezes expressa-se de maneira positiva (Kramer e Kozlowski, citados por Oliveira, 1997). Segundo Hillis (1984), os extrativos que se encontram no cerne de vrias espcies do gnero Eucalyptus afetam as propriedades da madeira. Sob condies alcalinas, esses componentes promovem um considervel escurecimento da madeira. Os principais problemas podem se manifestar durante a utilizao da madeira, ligados ao processo de polpao, aderncia de peas e corroso das ferramentas de corte. Certa parte dos componentes da madeira pode ser extrada por solventes orgnicos. Os mais freqentemente empregados so a gua fria, que extrai substncias como gomas, taninos, acares e corantes; a gua quente, que alm das substncias listadas anteriormente, tambm extrai os amidos; a mistura etanol-tolueno, que extrai ceras, gorduras, resinas e leos de outros componentes; os steres, que extraem as graxas, as resinas e os leos e o metanol. Embora freqentemente presentes em pequenas concentraes, essas substncias tm grande importncia na utilizao da madeira. Os extrativos so responsveis pela colorao peculiar de cada espcie de madeira e a presena de certos tipos tem sido apontada como a causa de dificuldades na adeso e de incmodos como dermatites em operadores de serras (Oliveira e Della Lcia, 1994). No Quadro 11, encontra-se o resumo dos resultados de extraes com diferentes solventes, efetuadas por Oliveira e Della Lucia (1994) em algumas madeiras do gnero Eucalyptus. Segundo Oliveira (1997), os teores de extrativos para as madeiras de espcies tropicais se apresentam, na maioria das vezes, com valores mais elevados que aqueles encontrados para as madeira das espcies que se desenvolvem nos climas temperados.

22

Quadro 11. Valores mdios dos teores de extrativos em diferentes solventes para algumas madeiras do gnero Eucalyptus. Espcies Eucalyptus Eucalyptus Eucalyptus Eucalyptus Eucalyptus Eucalyptus citriodora grandis gummifera paniculata resinfera saligna Solubilidade (%) gua quente gua fria lcool-tolueno 11,3 8,0 12,1 3,2 2,4 1,3 5,1 3,1 4,0 14,6 11,5 12,1 10,4 7,2 9,1 6,3 3,3 5,6 Extrativos totais (%) 16,0 3,6 6,9 18,3 14,7 10,0

Fonte: Adaptao de Oliveira e Della Lcia, 1994.

Altos nveis de extrativos solveis em gua fria, gua quente, lcooltolueno e extrativos totais em determinadas madeiras podem indicar problemas relacionados com corrosividade das ferramentas de corte usadas no processamento da madeira. Este fato trar maiores dimenses durante o processamento primrio, pois este est sempre associado s altas umidades presentes nas madeiras, devido aos mtodos de resfriamento das serras e tambm pelas altas temperaturas provocadas pelo atrito entre a madeira e a serra (Mendes et al., 1998). Segundo Burger e Richter (1991) a slica um material cuja frmula qumica e grau de dureza assemelha-se aos diamantes. Elas se encontram no interior dos diferentes tipos de clulas sob formas variadas. Sua presena tem grande importncia nas propriedades de trabalhabilidade da madeira. Um elevado contedo de slica pode tornar antieconmica a converso de toras em madeira serrada, devido ao seu efeito abrasivo sobre os dentes das serras e equipamentos. Neste mesmo sentido, Mendes et al. (1998) afirmam que o teor de cinzas da madeira tambm est ligado ao desgaste das ferramentas de corte durante o processamento. importante salientar a relao desta propriedade com a qualidade do stio de crescimento da rvore. No Quadro 12, encontra-se o resumo dos resultados de extraes em gua quente, gua fria, lcool-benzeno, NaOH (1%) e dos teores de lignina e de cinzas, relatados por DAlmeida (1988b) em algumas madeiras do gnero Eucalyptus, de diferentes procedncias.

23

Quadro 12. Valores mdios dos teores de extrativos, de ligninas e de cinzas em madeiras do gnero Eucalyptus. Solubilidade (%) gua gua lcool - NaOH Quente Fria Benzeno (1%) 2,0 1,1 1,4 14,8 2,0 1,1 1,4 14,8 1,2 1,8 3,2 2,6 4,2 3,2 4,7 3,6 4,6 2,1 Teor (%) Lignina Cinzas 25,5 25,5 27,0 26,2 23,0 25,8 27,8 0,3 0,3 0,4 0,3 0,2 0,3

Eucalipto (Esprito Santo) Eucalipto (So Paulo) Eucalyptus grandis (5 anos) Eucalyptus grandis (7 anos) Eucalyptus saligna (5 anos) Eucalyptus saligna (7 anos) Eucalyptus saligna (20 anos)

F o n t e : A d a p t a o d e D A l me i d a , 1 9 8 8 b .

2.4. OPERAES DE USINAGEM A grande deficincia na qualidade final dos produtos da indstria de mveis, bem como os baixos rendimentos na transformao da matria-prima em produtos acabados so decorrentes principalmente de ineficincias no setor de secagem, usinagem e acabamentos superficiais da madeira. Segundo Lima [199-] o objetivo de usinar a madeira no somente cort-la, mas produzir uma forma desejada quanto s dimenses e qualidade da superfcie, to exato e econmico quanto possvel. Os principais defeitos no processo de usinagem da madeira esto ligados a quatro fontes bsicas, sendo: variaes das propriedades da madeira, conforme j discutido anteriormente nas suas diferentes propriedades. condies das mquinas - relacionado diretamente ao desgastes dos componentes das mquinas que alteram o seu funcionamento. Os principais aspectos a serem considerados so a manuteno, o balanceamento e o alinhamento do eixo porta ferramentas (Silva et al., 1996); ferramentas de corte - relacionado ao estado de conservao do gume de corte e a escolha da ferramenta mais adequada; treinamento do operador - a regulagem e o ajuste correto das mquinas funo do grau de conhecimento do operador sobre todas as regulagens

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existentes que afetam diretamente a qualidade da superfcie usinada (Silva et al. 1996). Os inspetores de qualidade devem compreender bem todas as

especificaes presentes num projeto. Alm disto preciso reconhecer que condies como tipo de mquina utilizada, desg