Qualidade da adesão da madeira de Hevea brasiliensis (Willd ex Adr de Juss.). Muell. Arg (seringueira) em corpos de prova colados com três tipos de adesivos



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Qualidade da adesão da madeira de Hevea brasiliensis (Willd. ex Adr. de Juss.). Muell. -Arg (seringueira) em corpos de prova colados com três tipos de adesivos

M. E. M. Piva 1; A. M. F. Cerchiari 1; L. J. Parra-Serrano 1 ; H. J. Servolo Filho 1; J. M. S. Bernardes 2; N. Garcia 1.

ESALQ/USP, Av. Pádua Dias, 11 CEP 13418-900, Piracicaba/SP, Depto. Ciências Florestais, Laboratório de Engenharia da Madeira (LEM).

e-mail: marcia.piva@usp.br



1 Depto. Ciências Florestais, Laboratório de Engenharia da Madeira da ESALQ/USP

2 Depto. Produção Vegetal da ESALQ/USP

RESUMO

O presente estudo teve como objetivo avaliar a qualidade da colagem da madeira de Hevea brasiliensis (seringueira) clone RRIM 600, mediante ensaios de resistência ao cisalhamento no plano de cola, a fim de contribuir para a fabricação de produtos madeireiros de boa qualidade, procurando maximizar o aproveitamento da espécie, a que por ausência de pesquisas não se encontra posicionada no mercado brasileiro. Foram efetuados testes de cisalhamento na linha de cola de corpos de prova em madeira de H. brasiliensis colados com três diferentes tipos de adesivo: PVA, Resorcinol-formol e emulsão polimerizada com isocianato; comparados com valores de resistência ao cisalhamento das espécies Eucalyptus grandis e Pinus elliottii. Observou-se que a H. brasiliensis apresenta resistência ao cisalhamento tanto na linha de cola como no maciço, superior ao dessas espécies já consagradas no mercado o que a qualifica para a produção de viga laminada colada.
Palavras-chave: Seringueira, madeira, adesivo
INTRODUÇÃO
A seringueira (Hevea brasiliensis Willd. ex Adr. de Juss. Muell.-Arg) pertencente à família Euphorbiaceae é a espécie mais importante dentre as produtoras de látex. Tem ciclo perene, cultivada e utilizada com a principal finalidade de produção de borracha natural. Árvore de origem tropical da região amazônica, de fuste ereto que pode atingir 30 m, quando cultivada e manejada em condições favoráveis com diâmetro de tronco variando entre 30 a 60 cm. Leva em média 7 a 8 anos para começar a fornecer o látex, mantendo-se produtiva por um período aproximado de 30 anos (3). Sua madeira apresenta boa qualidade de usinagem e pode ser curvada com o uso de vapor e tingida facilmente devido a sua cor clara. (5 e 8)

O estudo do aproveitamento da madeira da Hevea brasiliensis não tem como finalidade substituir espécies já consagradas, mas é de grande interesse como agregador de valor ao produtor, bem como ocupar vazios de produção de madeira não contemplados pelas espécies já comercializadas, com potencial de utilização para madeira serrada, celulose e energia. Com o aumento da área plantada e o aperfeiçoamento das pesquisas com clones de H.brasiliensis visando à produção de látex e madeira com melhor qualidade, a perspectiva para o suplemento de madeira de seringueira parece ser viável e promissora, principalmente quando se começa a vislumbrar seu melhoramento para essa dupla aptidão (4). Segundo Toledo (10) a possibilidade do uso de madeira de seringal a ser reformado traz uma perspectiva de receita na hora de derrubada das árvores e preparo do terreno para novo investimento, normalmente, uma decisão difícil para o produtor pelo custo significativo.

Na Ásia, a seringueira foi, por muito tempo, utilizada apenas para a extração de látex. Atualmente passou a ser utilizada na fabricação de painéis e móveis, sendo nesta região uma cultura de grande importância econômica de exportação com aptidão econômica dupla, para látex e para madeira. (5 e 8)

O objetivo deste estudo foi avaliar a adesão da madeira de seringueira no esforço de cisalhamento com três tipos de adesivos: PVA, resorcinol-formol e emulsão polimerizada com isocianato, bem como comparar a qualidade da madeira de seringueira quanto resistência ao cisalhamento em corpos de prova maciços e colados com a resistência de espécies já consagradas como Eucalyptus grandis e Pinus elliotii, utilizadas na fabricação de madeira laminada colada.


MATERIAIS E MÉTODOS
Material de estudo e caracterização da área
Neste estudo foram utilizadas 5 árvores de H. brasiliensis do clone RRIM 600 escolhidas aleatoriamente dentro do tratamento de campo instalado em 1989 no município de Mococa – SP. Localizado a 665m de altitude, com 21°28’ de latitude S e 47°01’de longitude E; com temperatura de 24,5°C e precipitação média anual de 1500 mm. Das cinco árvores foram retiradas 115 peças com dimensões 3x7x47cm, submetidas à secagem em estufa até atingir um teor de umidade médio de 12%. Efetuou-se a avaliação visual das diferentes peças a serem utilizadas excluindo-se aquelas com defeitos como nós e rachaduras, sendo maquinadas para a obtenção de 12 corpos de prova maciços e 48 corpos de prova colados, com densidade aparente média do lote de 0,685 g/cm3.

Foram empregados os adesivos: PVA acetato de polivinila , resorcinol-formol e emulsão polimerizada com isocianato, conhecidos comercialmente como Cascorez, Cascophen e Wonderbond respectivamente, simbolizados pelas letras (P), (R) e (I) selecionados sob os critérios de facilidade de manipulação, grande aplicação na indústria da madeira laminada e o bom desempenho estrutural.


Obtenção dos corpos de prova
Os corpos de prova confeccionados tiveram dimensões adaptadas em relação aquelas estabelecidas pela norma NBR 7190/97 (2) com uma área de cisalhamento de 42 cm2. Esta adaptação permitiu o aproveitamento das peças previamente usinadas, diminuindo assim a manipulação da madeira, assumindo-se que a modificação destas medidas não compromete os resultados comparativos de cisalhamento entre os tratamentos, pois foi mantida a área de pressão e de colagem (figura 1).


7 cm

3 cm

3 cm

6 cm

7 cm

Figura 1- Corpo de prova de cisalhamento adaptado segundo norma NBR 7190/97 (2)

Os adesivos foram aplicados nas duas faces dos corpos de prova, na proporção de 250g/m² e atendendo especificações de cada fabricante. A pressão adotada para a prensagem dos corpos de prova foi de 1,65 MPa, mantida constante por 24 horas. Os ensaios de cisalhamento foram conduzidos em máquina universal de ensaios avaliando o tipo de falha ocorrido na ruptura (Figura 2):


  1. (b) (c)

Figura 2–Preparação dos corpos de prova (a); ensaio em máquina universal (b); corpo prova com ruptura na linha de cola após ensaio(c)


Utilizou-se a metodologia de classificação de falhas adotada por Parra (9):

•Falha na cola: a ruptura ocorre na cola sem envolver fratura na madeira;

•Falha na madeira: a ruptura ocorre na madeira sem envolver fratura na cola;

•Falha mista: a ruptura ocorre parcialmente na madeira e parcialmente na cola, envolvendo apenas uma ou duas partes do corpo-de-prova.


Delineamento estatístico
O desempenho das propriedades de resistência na linha de cola dos tratamentos foi avaliado por meio de análise de variância da resistência média apresentada e comparadas através do teste de Tukey (p<0,01).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Após a ruptura, avaliaram-se os tipos de falhas nos corpos de prova, classificando-as em 99% em falhas mistas. Isto evidencia uma boa eficiência na colagem dos três adesivos estudados.

Observa-se que os resultados de resistência ao cisalhamento na linha de cola variaram de acordo com cada tratamento. Houve diferença significativa (P<0,01) entre os valores médios dos tratamentos representados no gráfico abaixo (Figura 3):




Figura 3- Resistência média ao cisalhamento no plano de cola (fgvα) e em corpos de prova maciços (fgv0)
Através do teste de Tukey, podemos observar que o adesivo (R) diferencia-se dos adesivos (P) e (I), mostrando-se superior 25% em relação à resistência ao cisalhamento na seringueira (Hevea) é similar à madeira maciça (Figura 3)

Lima et al (6) também encontrou altos valores de resistência ao cisalhamento utilizando o adesivo a base de resorcinol formol (R) avaliado em clones de Eucalyptus. Segundo o autor, comparado ao adesivo (P), o adesivo (R) mostrou-se 100% superior na qualidade da colagem.

Ao comparar, a resistência ao cisalhamento obtida tanto no plano de cola com três adesivos como na madeira maciça de seringueira, com as resistências obtidas das espécies Eucalyptus grandis e Pinus elliottii citadas por Parra (10) (Figura 3); pode-se afirmar que a madeira da seringueira constitui uma alternativa viável para a produção de peças coladas.

A adesão entre a madei­ra e o adesivo depende de vários fatores como, as características inerentes à própria ma­deira (anatomia, química e física), característi­cas do adesivo (químicas e físicas) e do processo adotado durante a colagem propriamente dita. (7)

Segundo Albino et al. (1), os elementos anatômicos de algumas madeiras permitem a penetração uniforme do adesivo, garantindo a formação de linhas de cola homogêneas que favorecem a resistência da mesma.

CONCLUSÕES
A madeira de Hevea brasiliensis (seringueira), clone RRIM 600, apresentou excelente desempenho quanto ao cisalhamento da madeira maciça, sendo superior ao Eucalyptus grandis e ao Pinus elliotti.

O adesivo Resorcinol formol apresentou maior eficiência dentre os adesivos e a mesma resistência ao cisalhamento comparado a resistência ao cisalhamento da madeira maciça de H. brasiliensis.

A espécie exibiu uma ótima qualidade de colagem, já que os três adesivos empregados apresentaram uma eficiência maior que 75% em relação à madeira maciça; porcentagem considerada satisfatória na resistência para viga laminada colada.

A madeira de H. brasiliensis apresentou uma densidade de 0,685g/cm³ valor este que a classifica como densidade média, permitindo uma boa penetração do adesivo, constituindo uma excelente alternativa para a produção de peças coladas.


REFERÊNCIAS
1. ALBINO, V.C.S.; MORI, F.A.; MENDES, L.M. Estudo da interface madeira-adesivo de juntas coladas com resorcinol-formaldeido e madeira de Eucalyptus grandis w.Hill ex Maiden. Scientia forestalis, Piracicaba, n.87, p. 509-516, set.2010.

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

3. CAMPELO JÚNIOR, J.H. Estimativa da transpiração em seringueira. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.8, n.1, p. 35-42, 2000.

4. FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION (FAO) OF THE UNITED NATIONS. 2001. Global forest resources assessment 2000.FAO Forestry Paper 140. Rome.

5. KAMALA, B.S. & RAO, P.V.K. Physical and mechanical properties of Hevea brasiliensis (rubber wood) – a review. Rubber Board Bulletin, Kottayam, 25, 27-28, 1989.

6. LIMA, C.K.P. ;MORI, F.,A.; MENDES, L.M.; TRUGILHO, P.F.; MORI, C.L.S.O. Colagem da madeira de clones de Eucalyptus com três adesivos comerciais. Scientia forestalis, Piracicaba, n. 77, p. 73-77, mar. 2008.

7. MARRA, A. A. Technology of wood bonding: principles and practice. Nova York: Van Nostrand Reinhold, 1992. 454 p.

8. MAY,A.; GONÇALVES,P.S. Produtos complementares na Exploração do Seringal. Matéria técnica In: Borracha Atual, p. 17-21, Data de publicação indefinida. Disponível em: www.borrachaatual.com.br/materiatecnica/20/materia_tecnica_20a. Acesso em: 13/04/2012.

9. PARRA, L. J. S. Resistência à tração da madeira e resistência ao cisalhamento no plano de cola, seus impactos na geometria do dente e propriedades mecânicas de emendas dentadas. Dissertação (Mestrado) Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Piracicaba, 2009.

10. TOLEDO, P.E.N. Um Novo Ciclo da Borracha Natural? Análise Conjuntural, Instituto de Economia Agrícola, setembro de 2002. Disponível em: http://www.iea.sp.gov.br/out/verTexto.php?codTexto=53. Acesso em: 12/08/2011.



shear strength EVALUATION OF Hevea brasiliensis (Willd. ex Adr. de Juss.). Muell. -Arg (rubber wood) LUMBER GLUED WITH THREE DIFFERENTS KINDS OF ADHESIVES
ABSTRACT

The aim of this study was to evaluate shear in the bonding surface of rubber wood (Hevea brasiliensis), clone RRIM 600, in order to contribute to the manufacturing of high quality wood products, seeking to maximize the wood use, which lacks research in the Brazilian market. Tests were performed at shear in the bonding surface wood specimens of H. brasiliensis bonded with three different types of adhesive: PVA, resorcinol-formaldehyde and polyurethane, compared with reference values ​​from the literature on shear specimens bonded and solid Eucalyptus grandis and Pinus elliottii. It was observed that H. brasiliensis has shear strength both in the glue line as in solid, better than those species already established on the market which qualifies it for the production of glulam.




Keywords: Rubber, wood, adhesive

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