Journal of Biotechnology and Biodiversity | v.7 | n.4 | 2019
Journal of Biotechnology and Biodiversity
journal homepage: https://sistemas.uft.edu.br/periodicos/index.php/JBB/index
Elaboração de um programa de secagem para espécie nativa do cerrado
Natália Stheffany de Brito Limaa*, Hyara Alves Pereira e Silvaa, Raquel Marchesana ,
Priscila Bezerra de Souza a
a Universidade Federal do Tocantins (UFT), Brasil
* Autor correspondente (nataliastheffany@hotmail.com )
I N F O A B S T R A C T
Keyworks
wood drying basic density sucupira
Elaboration of a drying program for native Cerrado species .
This study aimed to elaborate a wood drying program of Pterodon emarginatus that is a native species of the Cerrado, widely used in wood production, mainly for forest based industry, all over Brazil. For this work, 10 specimens were made for the determination of basic density and retractability with dimensions of 4.5x2.0x2.0 cm, and for the drying program, 10 samples with dimensions of 15x4.5x1.0 cm were used. the length, width and thickness. The drying of the specimens was performed according to the drastic drying methodology at 100 °C adapted by Ciniglio (1998). The results showed that the wood of Pterodon emarginatus has a basic density of 0.800 g.cm-3, classifying this wood as moderately heavy. Its initial humidity was 70.61%, calculated by the gravimetric method. Collapse was the main defect observed in the samples with a value of 0.450mm, thus being classified as low degree of collapse. The main parameters of the drying program were initial temperature (40.77), final temperature (63.13) and drying potential (1.8). The program generated a difficult drying for the species, indicating lower temperatures in the drying. in order to avoid severe wood defects .
R E S U M O
Palavras- chaves
secagem da madeira
densidade básica sucupira
Este estudo teve como objetivo a elaboração de um programa de secagem da madeira de Pterodon emar- ginatus que é uma espécie nativa do Cerrado, amplamente utilizada na produção de madeira, princi pal- mente para indústria de base florestal, em todo o Brasil. Para a realização deste trabalho foram confecci- onados 10 corpos de provas para a determinação da densidade básica e retratibilidade com dimensões de 4,5x2,0x2,0 cm, e para o programa de secagem foram utilizados 10 amostras com dimensões de 15x4,5x1,0 cm, referentes a comprimento, largura e espessura. A secagem dos corpos de prova foi reali- zada segundo a metodologia de secagem drástica a 100°C adaptado por Ciniglio (1998). Os resultados
demonstram que a madeira de Pterodon emarginatus possui uma densidade básica de 0,800 g.cm-3, clas- sificando está madeira como moderadamente pesada. Sua umidade inicial foi de 70,61%, calculado por meio do método gravimétrico. O colapso foi o principal defeito observado nas amostras que apresentou valor de 0,450mm, sendo assim classificada como baixo grau de colapso. Os principais parâmetros do programa de secagem foram temperatura inicial (40,77), temperatura final (63,13) e potencial de secagem (1,8), o programa gerou uma secagem difícil para a espécie, indicando temperaturas mais baixas na seca- gem a fim de evitar defeitos severos na madeira.
© 2019 Journal of Biotechnology and Biodiversity ISSN: 2179- 4804
DOI: https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v7n4.lima
434
LIMA et al. / Journal of Biotechnology and Biodiversity / v.7 n.4 (2019) 434- 442
INTRODUÇÃO
O Cerrado é o segundo maior bioma brasileiro, ocupando cerca de 24%de todo território nacional . Do ponto de vista da diversidade biológica, o Cer- rado brasileiro é conhecido como a savana mais rica do mundo, abrangendo 11.627 espécies de plantas nativas já catalogadas (MMA, 2007 ).
Pterodon emarginatus, conhecida popularmente como sucupira é uma espécie arbórea pertencente à família Fabaceae ocorrendo no Cerrado e regiões de Mata Atlântica do País (Vidaurre et al., 2012). A árvore possui coloração marrom é muito resistente ao ataque de fungos e cupins de madeira seca sob condições naturais. Atinge até 16 metros de altura com tronco de 30 a 40 cm de diâmetro. Sua madeira é altamente densa (IPT,1989) relata que a densi- dade básica desta espécie é de 0,780 g.cm-3, muito utilizada para fabricação de pontes e construções
marítimas, construção civil, móveis e dormentes ferroviários, devido ser altamente resistente (Car-
valho, 2007).
Asecagem é uma fase de grande importância nos processos de transformação da madeira, hoje em dia, busca-se cada vez mais conhecer e aprimorar os processos que envolvem a industrialização das madeiras.
A secagem da madeira é o processo de redução do seu teor de umidade a fim de levá-la a um teor de umidade definido, com o mínimo de defeitos, no menor tempo possível e de uma forma economica- mente viável, para o uso a que se destina (Martins, 1988). Muitos são os benefícios obtidos ao se fazer a secagem da madeira, dentre eles estão: melhora das características de trabalhabilidade, a estabili- dade das dimensões da madeira, a redução dos ris- cos de manchas e apodrecimentos e o aumento da resistência mecânica. Apesar dos benefícios, a se- cagem da madeira além de ser pouco difundida no Brasil, é também uma prática pouco utilizada por indústrias do setor madeireiro (Revista da madeira, 2011). O Brasil destaca-se por sua grande vocação florestal, seja na alta produtividade de espécies plantadas, quanto na rica variedade que ocorre nas savanas brasileiras. A diversidade de espécies, to- nalidades, desenhos e texturas da madeira, tornam
as espécies do cerrado muito apreciadas em todo mercado nacional (Takeshita, 2016).
Embora a espécie esteja adquirindo uma impor- tância no país, nota-se uma escassez de trabalhos científicos voltados para o desenvolvimento de pro- grama de secagem. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi elaborar um programa de secagem para a espécie Pterodon emarginatus (sucupira- branca) utilizando a metodologia de secagem drástica em estufa à 100 °C .
MATERIAL E MÉTODOS
Características do material e localização de co- leta
O estudo foi realizado no Laboratório de Tecno- logia e Utilização de Produtos Florestais da Univer- sidade Federal do Tocantins, Campus Universitário de Gurupi, TO. As toras de Pterodon emarginatus foram provenientes da vegetação de cerrado sensu stricto, localizada na região sul do estado do Tocan- tins, com latitude: 11º 43' 45" S e longitude 49 º 04' 07" W. Foram selecionadas três toras e a partir des- sas toras foram retirados dez corpos de prova livres de defeitos para determinação de densidade básica e retratibilidade com dimensões de 15 x 4,5 x 1,0 cm e 10 amostras com dimensões de 4,5x 2,0x 2,0 cm respectivamente, comprimento x largura x es- pessura, para a realização do programa de secagem .
Coleta de dados para o programa de secagem
Para a elaboração do programa de secagem, pri- meiramente foram selados os topos dos corpos de prova com adesivo PVAc, para reduzir a perda pre- cipitada de umidade no processo de secagem. Pos- teriormente, os corpos de prova foram submetidos à pesagem em balança semi-analítica e à medição de comprimento, largura e espessura foi realizada com auxílio de paquímetro digital (precisão 0,01 mm).
Sequencialmente foram encaminhados para a es- tufa a 100 ±2 °C para a primeira hora de secagem drástica, após o primeiro horário, foram realizadas as pesagens e medições dos corpos de prova, além
da verificação de possíveis defeitos ocasionados no processo. As amostras retornaram à estufa e a cada uma hora e foram contabilizadas as pesagens e me- dições do seu volume até todos apresentarem massa constante. Também foram medidos com paquíme- tro digital o comprimento e largura das rachaduras ocorridas durante o processo, assim como a medi- ção de colapsos, vale ressaltar que as variáveis fo- ram determinadas após o término da secagem (Ta- bela 0 1).
.
© 2019 Journal of Biotechnology and Biodiversity ISSN: 2179- 4804
DOI: https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v7n4.lima
435
LIMA et al. / Journal of Biotechnology and Biodiversity / v.7 n.4 (2019) 434- 442
Tabela 01 - Variáveis relacionadas ao ensaio de secagem drástica .
Variável Descrição Umidade Unidade
T1 Tempo de Secagem Verde à 30% Hora
T2 Tempo de Secagem 30 à 5% Hora
T3 Tempo de Secagem Verde à 5% Hora
V1 Velocidade de Secagem Verde à 30% g.(cm2.hora) - 1
V2 Velocidade de Secagem 30 à 5% g.(cm2.hora) - 1
V3 Velocidade de Secagem Verde à 5% g.(cm2.hora) - 1
R1
R2
R3
Rachadura do topo Rachadura do topo Rachadura do topo
Verde à 30% 30 à 5% Verde à 5%
Adimensional Adimensional Adimensional
Fonte: Ciniglio (1998) e Jankowsky (2009).
Tabela 02 - Equações para determinar os parâmetros da secagem convencional da madeira.
Parâmetro Equação
TI 27,9049 + 0,7881 * T2 + 419,0254 V1 + 1,9483 * R2
TF 49,2292 + 1,1834 * T2 + 273,8685 V2 + 1,0754 * R1
PS 1,4586 - 30,4418 * V3 + 42,9653 * V1 + 0,1424 * R3
Nota. TI: Temperatura Inicial; TF: Temperatura Final; PS: Potencial de Secagem; T: Tempo de Secagem; V: Velocidade de Secagem ; R: Rachadura. Fonte: Ciniglio (1998).
Os principais parâmetros do programa de seca- gem são Temperatura Inicial (TI), Temperatura Fi- nal (TF) e o Potencial de Secagem (PS). Estes f o- ram calculados a partir das variáveis obtidas na se- cagem drástica e aplicadas nas equações (Tabela 02).
Galvão e Jankowsky (1985), onde primeira mente pesaram-se os corpos-de-prova úmidos e posterior- mente foram encaminhados para a estufa a 103°C ± 2 até atingirem massa constante. Oteor de umidade foi calculado de acordo com a Equação 2:
Densidade Básica Onde: = ( − ) ∗ 100 (2)
Para a determinação da densidade básica da ma- deira os corpos de prova utilizados foram confecci- onados com dimensões de 2,0 cm de largura, 2,0 cm de espessura e 4,5 cm de comprimento, base- ando-se na norma da Associação Brasileira de Nor- mas Técnicas - ABNT NBR 7190/1997. Foram uti- lizados 10 corpos de prova para a determinação da densidade básica da madeira, onde utilizou-se o método da balança hidrostática (Equação 1 ).
U = umidade inicial (%); mu = massa úmida (g); ms = massa seca (g).
Água na madeira
Para o cálculo da porcentagem de água na ma- deira, durante o processo de secagem foram utiliza- das as variáveis massa úmida, massa seca e percen- tual de umidade da madeira. A porcentagem de água na madeira foi obtida utilizando-se os valores
=
0
(1)
de massa de água na madeira e massa úmida (e qua- ção 3 ).
Onde:
d = Densidade básica da madeira (g.cm-3); m0 = massa do corpo de prova a 0% de umidade (g); Vs = volume do corpo-de-prova saturado (cm³).
Teor de umidade da madeira
Para determinar a umidade dos corpos de prova, utilizou-se o método gravimétrico apresentado por
A = ∗ 100 (3) Onde:
A: porcentagem de água na madeira (%); ma: massa de água na madeira (verde, a 30% e a 5% de umidade); mu: massa úmida da madeira (g).
© 2019 Journal of Biotechnology and Biodiversity ISSN: 2179- 4804
DOI: https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v7n4.lima
436
LIMA et al. / Journal of Biotechnology and Biodiversity / v.7 n.4 (2019) 434- 442
Velocidade de Secagem
A velocidade de secagem foi calculada a partir da perda de massa média das amostras, dividido
madeira através da equação 7. = (ββrt )
(7 )
pelo produto do tempo médio de secagem subtra- indo a perda média de área das amostras (e quação 4 ).
Onde:
A = fator anisotrópico; βt = movimento linear tangencial; βr = movimento linear radial.
Onde: = ( − ) (4) Defeitos relacionados à secagem
Vs = velocidade de secagem (g/(cm².h)-1); pm = perda média de massa (g); ts = tempo de se- cagem (h); pa = perda média de área (cm²).
Retratibilidade
Foram utilizados os mesmos corpos de prova uti- lizados para a determinação da densidade básica da madeira. Posteriormente a coleta de dados, foram calculadas as retrações tangencial, radial e longitu- dinal através da equação 5.
Rachaduras
O defeito de secagem é uma alteração que pode ocorrer na estrutura da madeira e que dificulta seu processamento na fase seguinte.
Durante o processo de secagem na estufa, foi le- vado em consideração o aparecimento das rachadu- ras, que foram observadas e medidas com auxílio de paquímetro no decorrer da secagem, a cada 1 hora.
( , , ) = ( − ) × 100 (5) Colapso
Onde:
β = coeficiente de contração máxima linear (%); = dimensão na condição saturada (mm); = dimensão após secagem em estufa
(mm).
A contração volumétrica foi obtida com a soma- tória das contrações lineares, conforme a equação 6.
A determinação do grau de colapso foi realizada de acordo com Welling (1994). O grau de colapso foi medido pela diferença entre espessura nominal da peça e espessura com contração irregular (e qua- ção 8 ).
Δ = − (8) Onde:
Δ = variação da espessura (mm); A= e spes- sura nominal da peça (mm); B= espessura com
= ( + + ) (6) contração irregular deformada (mm).
Onde:
= contração volumétrica (%); = c oefici- ente de contração máxima tangencial (%);
= coeficiente de contração máxima radial (%); = coeficiente de contração máxima longitudinal (%);
Por fim, determinou-se o fator de anisotropia da
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O valor médio que a madeira de Pterodon emarginatus (sucupira-branca) apresentou como densidade básica foi de 0,80 g.cm-3 ( Ta- bela 03), sendo assim classificado como ma- deira pesada, segundo a classificação de Sil- veira et al. (2013).
Tabela 03 - Umidade Inicial, densidade e água na madeira de Pterodon emarginatus .
Umidade Densidade Porcentagem de água na madeira (%)
Variáveis
i nicial (%)
b ásica (g.cm-3 )
M 1
(Verde)
M 2
(U= 30%)
M 3
(U= 5%)
P. emarginatus 70,61 0,80 41,38 17,59 2,93
DP 2,07 0,06 0,71 0,21 0,04
CV (%) 2,93 8,13 1,71 1,20 1,20
Nota. M1: %de água total; M2: %de água na madeira com 30% de umidade; M3: %de água com 5 %de umidade. DP: Desvio Padrão. CV: Coeficiente de Variação.
© 2019 Journal of Biotechnology and Biodiversity ISSN: 2179- 4804
DOI: https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v7n4.lima
437
LIMA et al. / Journal of Biotechnology and Biodiversity / v.7 n.4 (2019) 434- 442
O teor de umidade na madeira é um fator muito importante a se considerar na secagem. Observa- se na Tabela 03 que a madeira de Pterodon emargina- tus possui um percentual de água total (M1) de 41,38%. O teor de água higroscópica encontrado é de 17,59% do peso total da amostra úmida e o teor de água de constituição química a um teor de 5% de umidade é de 2,93%.
Esses resultados são importantes para conhecer o teor de umidade das amostras e determinar o per- centual de água que a madeira perde no decorrer da secagem. Desta forma pode-se determinar o plane- jamento operacional da secagem convencional, en- volvendo a quantidade de energia que será utili- zada, o tempo estimado, e quantidade de calor
necessário para a secagem.
O valor de densidade básica encontrado para Pterodon emarginatus neste estudo foi próximo do valor de 0,796 g.cm-3 encontrado por Hara (2014). Silva et al. (2015) obteve 0,708 g.cm-3 para madeira de M. itauba do Cerrado do Tocantins.
Segundo o IPT (2013) Aretratibilidade é o fenô- meno da variação dimensional da madeira, quando há alteração no seu teor de umidade. As variações nas dimensões das peças de madeira começam a ocorrer, quando esta perde ou ganha umidade abaixo do ponto de saturação das fibras. A tabela 04 mostra os valores médios de retração da madeira de Pterodon emarginatus .
Tabela 04 - Valores médios da retração total tangencial, radial, longitudinal, volumétrico e fator anisotrópico de Pterodon emarginatus.
Retração →0% Seca
Média (%)
Retração Total (%) DP
CV (%)
Tangencial 6,70 0,84 12,61
Radial 5,71 0,73 12,77
Longitudinal 0,27 0,22 78,87
Volumétrico 12,70 1,80 13,88
Fator Anisotrópico 1,18 0,20 18,22
Nota: CV: Coeficiente de Variação; DP: Desvio Padrão.
Observa-se na tabela 4 que a madeira de Ptero- don emarginatus apresentou elevados coeficientes de retração. Os valores médios encontrados foram 6,70% (tangencial), 5,71% (radial), 0,27% ( longi- tudinal) e 12,70% (volumétrico) já a média encon- trada para o fator anisotrópico foi de 1,183 (Tabela 4).
Analisando os resultados médios de retração tan- gencial, radial, longitudinal e volumétrico para a espécie de sucupira, os mesmos se apresentam in- feriores aos valores encontrados para o gênero Eu- calyptus que é considerado de baixa estabilidade, demonstrando que a espécie de Pterodon emargi- natus possui melhor comportamento dimensional. Torres et al. (2016) em estudo sobre c aracterização físico-mecânica da Madeira de Eucalyptus ca- maldulensis obtiveram valores no sentido radial de 4,7, tangencial 6,91 e volumétrico 12,38. Em pes- quisa sobre influência do tratamento térmico nos defeitos de secagem da madeira de Hovenia dulcis realizado por Vivian et al. (2011), os valores encon- trados para os sentidos tangencial, radial, axial e volumétrico foram de 6,64%; 5,08%; 0,25% e 12,33% respectivamente. Klizke (2007) classificou a estabilidade quanto a retração volumétrica em ní- veis, sendo alta estabilidade quando apresentar re- tração inferior a 8% estabilidade média para
retração entre 8% e 10%, baixa estabilidade para aquelas entre 12% e 15% e instáveis acima de 15%. Observou-se que para o estudo a retração volumé- trica apresentou-se bastante elevada para os gêne- ros de Eucalyptus caracterizando-a como sendo de baixa estabilidade dimensional. Os valores encon- trados para Pterodon emarginatus (sucupira - branca) no presente estudo foram próximos aos va- lores de Eucalyptus, o que se pode inferir que a ma- deira de sucupira apresentou baixa estabilidade di- mensional.
Para Logsdon et al. (2008), o fator anisotrópico é o mais importante índice para se avaliar a estabi- lidade dimensional da madeira, pois quanto mais próximo de 1,0 melhor será a madeira para produ- ção de móveis, aparelhos musicais, barcos e apare- lhos esportivos, considerando assim a qualidade da madeira como excelente. Dessa forma, os valor es obtidos indicam que a madeira de Pterodon emar- ginatus (sucupira-branca) apresenta excelente coe- ficiente anisotrópico (1,18%) o que irá proporcio- nar menores empenamentos e rachaduras durante seu processamento. Embora o fator anisotrópico te- nha se apresentado baixo, o coeficiente volumétrico foi alto, indicando que a madeira é de baixa insta- bilidade dimensional. Valores da mostra de deter- minação do grau de colapso da madeira, oriundo de
© 2019 Journal of Biotechnology and Biodiversity ISSN: 2179- 4804
DOI: https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v7n4.lima
438
LIMA et al. / Journal of Biotechnology and Biodiversity / v.7 n.4 (2019) 434- 442
temperaturas elevadas (Tabela 05) .
O colapso foi o principal defeito observado no programa de secagem, o mesmo é atribuído princi- palmente ao emprego de temperaturas elevadas , quanto menor a densidade e a temperatura de seca- gem, menor o grau de colapso (Zen, 2016). Dessa forma, quando as amostras atingiram 30% de umi- dade as mesmas apresentaram resultado médio de 0,45 mm o que está relacionado a altas temperatu- ras no início da secagem.
Tabela 05 - Variáveis de determinação de colapso na madeira de Pterodon emarginatus 100ºC.
secagem a temperatura deve ser menor que 50ºC até que atinja o ponto de saturação das fibras (PSF), permitindo a rigidez da parede celular.
A madeira de Pterodon emarginatus (sucupira -
branca) mostrou-se durante o programa de secagem com baixo grau de colapso, resultando em pequenas incidências de defeitos, o que pode ser considerado adequado, dessa forma é possível indicar um pro- grama de secagem com maior potencial, visando re- duzir o tempo de secagem (Tabela 06) .
A nível industrial, caso seja empregado um pro- grama mais suave, os pequenos defeitos podem ser minimizados, entretanto, implicará em um longo
Variáveis Média
Colapso (mm) 0,45
tempo de secagem e maior gasto de energia, que poderão tornar o processo inviável economica- mente.
DP 0,25 CV (%) 55,77
Nota. CV: Coeficiente de Variação; DP: Desvio Padrão.
Segundo Keey et al. (2000) durante a etapa de
A velocidade de secagem varia de acordo com o teor de umidade da madeira, e é comumente calcu- lada a partir da madeira com até 30 % de umidade, até 5 % de umidade e 30% a 5% de umidade ( Ta-
bela 06) .
Tabela 06 - Umidade inicial, tempo de secagem e velocidade de secagem da madeira de Pterodon emarginatus para a secagem drástica a 100º C.
Variáveis
Umidade Inicial
(%)
Tempo de Secagem (h oras)
Verde 30% até Verde até até 30% 5% 5 %
Velocidade de Secagem [g.(cm².hora)-1 ]
Verde até 30% até Verde até 30 % 5% 5%
Média 70,61 7,17 5,49 13,06 0,0197 0,0147 0,0172
DP 2,07 - - - 0,0007 0,0003 0,0003
CV (%) 2,93 - - - 3,6575 2,6288 2,6288
Nota: DP: Desvio Padrão; CV: Coeficiente de Variação
O valor médio de umidade inicial das amostras no começo da secagem drástica a 100°C foi de 70,61 %. Segundo Stein (2003) a umidade inicial da madeira é o que determina a velocidade de seca- gem inicial, é nesta etapa que consiste a retirada de água da madeira até atingir o teor de umidade ade- quado que deve ser feito com o máximo de con- trole, tendo em vista que a madeira se torna mais suscetível a ocorrência de defeitos, podendo danifi- car sua estrutura anatômica, influenciar no tempo de secagem e na velocidade de secagem da ma- deira.
O tempo de secagem das amostras verdes com percentual até 5 % de umidade foi de 13,06 horas, valor este próximo ao encontrado para madeira de Eucaliptus sp. cujo valor médio foi de 14,31 horas (Barbosa et al., 2005). Madeiras mais pesadas como de Hymenaea courbaril, com densidades de 0,87
g.cm-3 segundo Andrade (2000), e 0,813 g.cm- 3
para Centrolobium tomentosum segundo Miranda (1997), geram programas com maiores tempos de secagem, sendo estes valores próximos ao encon- trado para Pterodon emarginatus no presente es- tudo.
O valor da taxa de velocidade de secagem das amostras verdes até 30% de umidade foi de 0,0197 g.(cm².hora)-1, uma velocidade maior que o valor de
0,0147 g.(cm².hora)-1, obtido na velocidade de se- cagem das amostras de 30 a 5% (Tabela 06). An- drade (2000) encontrou velocidades de secagem de 0,0195 g.(cm².hora)-1 para a espécie de tauari ( Cou- ratari spp.) de verde até 30% de umidade. Já para a velocidade de secagem de 30 até 5% foi encontrado valor de 0,0125 g.(cm² hora)-1 para a mesma espé- cie. Esses valores se dão pela facilidade de retirada da água capilar na madeira, ou seja, na primeira
© 2019 Journal of Biotechnology and Biodiversity ISSN: 2179- 4804
DOI: https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v7n4.lima
439
LIMA et al. / Journal of Biotechnology and Biodiversity / v.7 n.4 (2019) 434- 442
velocidade de secagem que é de 100 até 30%, se dá pela facilidade com que a madeira perde água livre, porém a velocidade com que esse vapor sai da ma- deira ocasiona danos nas suas estruturas anatômi- cas tornando a mesma mais suscetível a defeitos na madeira. Após eliminação de água livre, que ocorre quando o ponto de saturação das fibras a 30% de umidade, inicia-se o processo de secagem por difu- são. Neste momento o processo torna-se mais lento, necessitando de mais calor e permitindo assim
aumento da velocidade de secagem.
As médias de velocidade obtidas pelo programa de secagem foram consideradas lentas, mas é im- portante frisar que baixas velocidades de secagem significam redução na probabilidade da ocorrência de defeitos na madeira, Martins (1988). Com isso verificou que a taxa de secagem de Pterodon emar- ginatus é semelhante ao estudo que Andrade (20 00) realizou com eucalipto que é uma espécie reconhe- cidamente de difícil secagem.
Tabela 07 - Parâmetros de temperatura inicial, temperatura final e potencial de secagem para a madeira de Pterodon emarginatus para a secagem drástica a 100°C.
Pterodon emarginatus
Temperatura inicial (100 °C)
Temperatura final (°C)
Potencial de Secagem
Média 40,77 63,13 1,8
DP 0,13 0,20 0,02
CV (%) 0,33 0,31 1,17
Nota. DP: Desvio Padrão; CV: Coeficiente de Variação.
Temperatura inicial e temperatura final são a base para montar um programa de secagem, pois a s mesmas determinam em qual temperatura a ma- deira irá entrar na câmera de secagem e qual a tem- peratura máxima pode atingir durante o programa. De acordo com Klitzke (2007), o potencial de se- cagem (PS) definirá a dificuldade de secagem, ou seja, quanto maior seu PS mais rápido a secagem . A madeira de Pterodon emarginatus (sucupira - branca) apresentou um valor médio de potencial de secagem de 1,8, o que a classifica como de difícil secagem, devido ao fato de apresentar densidade básica alta e tempo de secagem demorado.
O programa de secagem se divide em quatro
partes, a primeira etapa é de aquecimento, onde não há perda de umidade por parte da madeira e se uti- liza constantemente a temperatura inicial prevista no programa. Asegunda etapa é a de secagem onde haverá o aumento da temperatura de acordo com o potencial de secagem estabelecido até que se atinja a temperatura final do programa, que deve coincidir com a umidade final desejada para a madeira. A ter- ceira etapa é o condicionamento, onde será mantida a temperatura final por um longo período de tempo e a última etapa é o resfriamento, na qual a tempe- ratura é reduzida para que a madeira mantenha a umidade de equilíbrio desejada (Tabela 08) .
Tabela 08 - Programas de secagem aplicados à madeira de Pterodon emarginatus.
Programa Elaborado Umidade Final 10 % Madeira Móveis
Fase Umidade TBS TBU UR Um.Eq. Tempo PS
Aquecimento 41 41 100 - 3 -
1 40 41 39 88 22 - 1,8
2 37 41 38 83 21 - 1,8
3 33 41 37 77 18 - 1,8
4 28 41 36 72 16 - 1,8
5 24 45 38 64 13 - 1,8
6 20 49 39 53 11 - 1,8
7 18 53 45 61 10 - 1,8
8 15 57 48 58 8 - 1,8
9 12 60 50 56 7 - 1,8
10 10 63 52 54 6 - 1,8
Condicionamento 10 63 55 65 10 6 1,8
Resfriamento 10 45 37 60 10 3 1,8
© 2019 Journal of Biotechnology and Biodiversity ISSN: 2179- 4804
DOI: https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v7n4.lima
440
LIMA et al. / Journal of Biotechnology and Biodiversity / v.7 n.4 (2019) 434- 442
O programa de secagem da sucupira- branca (Pterodon emarginatus) foi dividido em 10 fases, mais condicionamento e resfriamento. A fase ini- cial é onde ocorre o aquecimento da madeira com uma temperatura de 41°C, somando três horas. Da fase 1 até a 10, ocorre a secagem da madeira, onde permanece por 7 horas, e a temperatura final será de 63°C, tendo potencial de secagem de 1,8. Após a secagem, foi feito o condicionamento, para a liviar as tensões de secagem ocasionadas pela madeira usando a temperatura final de 63°C. A umidade de equilíbrio desejada para essa madeira é de 10%, le-
vando um tempo de 6 horas até atingi-la, após, fez -
se o resfriamento da madeira por 3 horas, dimi- nuindo a temperatura para 45°C, mantendo a umi- dade desejada.
Comparando com o programa de secagem elabo-
rado para a espécie Pinus hondurensis, Andrade (2000), o potencial de secagem (PS) encontrado foi
de 3,45, o que representa um percentual maior que o utilizado neste estudo. Já em programas propos- tos para madeira de Eucaliptus tereticornis, freijó (Cordia goeldiana) e jatobá (Hymenaea courbaril )
obtiveram-se potencial de secagem de 1,90, 1,97 e
1,92 respectivamente, vale ressaltar que essa dife- rença se sobrepõe ao diferencial de densidade entre
as espécies, o que leva a crer que a diferença entre
Pinus hondurensis e Peterodon emarginatus (sucu- pira-branca) que pinus seja uma gimnosperma e su- cupira uma angiosperma.
Em estudos feitos por Batista et al. (2013) com
clones de eucaliptos, os autores obtiveram um po- tencial de secagem entre 2,0 e 2,5. Klitzke (2007) discorre que para madeiras que possuem elevados
coeficientes de anisotropia, acima de 2,5, é reco- mendado utilizar baixos potenciais de secagem,
mais próximo de 2,0.
Vale ressaltar que mais estudos precisam ser de- senvolvidos a respeito de programas de secagem para espécies nativas, sobretudo Peterodon emar- ginatus (sucupira-branca) é uma excelente opção de
madeira para produção de móveis.
CONCLUSÕES
De acordo com os resultados obtidos no presente estudo, conclui-se que:
A densidade básica encontrada para madeira de
Pterodon emarginatus é foi de 0,800 g.cm-3, consi- derada moderadamente pesada .
O programa de secagem é adequado para a espé- cie, já que os corpos de prova não apresentaram de-
feitos no decorrer da secagem e sua umidade foi sa-
tisfatória, entretanto, uma possível explicação para essa ausência de defeitos pode ser as dimensões uti- lizadas nesse estudo, mostrando assim importância
de mais estudos relacionados a espécie
Em relação ao fator anisotrópico (1,18) a ma- deira foi considerada excelente, porém, devido à alta contração volumétrica, podem ser avaliada s como madeiras de baixa estabilidade, podendo es- tar sujeita a empenamentos e rachaduras no pro- cesso de secagem .
A madeira de Pterodon emarginatus pode ser considerada de difícil secagem, devido ao seu po- tencial de secagem (1,8) pois resulta em maior tempo de secagem.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem o suporte da Universidade Federal do Tocantins na realização desta pesquisa.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANDRADE, A. Indicação de programas para secagem con- vencional de madeiras. 2000. 72p. Dissertação (Mestrado em Ciências e Tecnologia da Madeira) - Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7190/97: Projeto de Estruturas de Madeira. Rio de Janeiro, ABNT, 1997.
BARBOSA, C.G; LIMA, J.T.; ROSADO, S.C.S.; TRUGI- LHO, P.F. Elaboração de programa de secagem para ma- deiras de clones de híbridos de Eucalyptus spp. Revista Cerne, Lavras, v.11, n.1, p.40-48, 2005.
BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Biodiversidade do cerrado e pantanal: áreas e ações prioritárias para conserva- ção. Brasília: MMA, 2007. 540p.
CARVALHO, A. Denominações convencionais para proprie- dades da madeira. In: Carvalho, A. Tecnologia das indús- trias da madeira III – Na2. v.I. Lisboa. 2007.
CINIGLIO, G. Avaliação da secagem de madeira serrada de E. grandis e E. urophylla. 1998. 69p. Dissertação (Mes- trado em Ciências Florestais) – Escola Superior de Agri- cultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo, Pira- cicaba.
HARA, M.M. Resistência ao cisalhamento paralelo às fibras de madeira mediante esforço induzido por puncionamento. Engenharia e Construção Civil, Curitiba, v.1, n.2, p.40- 53, 2014. http://dx.doi.org/10.1590/S0044 - 59672013000200007 .
Instituto brasileiro de geografia e estatística (IBGE). Mapa da vegetação do Brasil. Rio de Janeiro: IBGE, 2004. Escala 1:5.000.000.
Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Catálogo de Madeiras brasileiras, propriedades físicas. São Paulo- IPT, 1989.
Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. Catálogo de Madeiras brasileiras para a construção civil. São Paulo- IPT, 2013.
© 2019 Journal of Biotechnology and Biodiversity ISSN: 2179- 4804
DOI: https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v7n4.lima
441
LIMA et al. / Journal of Biotechnology and Biodiversity / v.7 n.4 (2019) 434- 442
JANKOWSKY, I.P. Melhorando a eficiência dos secadores para madeira serrada. Piracicaba: Instituto de pesquisa e estudos florestais, 2000. p.13. (Circular Técnica, n. 191).
KEEY, R.B, LANGRISH TAG, WALKER JCF. Kiln - drying of lumber. Heidelberg: Springer- Verlag, 2000.
KLITZKE, R.J. Secagem da madeira. Tecnologias aplicadas ao setor madeireiro. Suprema Gráfica e Editora Ltda, v.1, p.271-366. 2007.
LOGSDON, N.B.; FINGER, Z.; BORGES, C.G.A. Caracteri- zação físico-mecânica da madeira de peroba-mica, Aspi- dosperma populifolium A. DC. (Apocynaceae). Floresta, v.38, n.1, 2008.
MARTINS, VA. Secagem de madeira serrada. Brasília: IBDF, 58p. 1988.
MIRANDA, R.M. Avaliação da atenuação de vegetação da Mata Atlântica à radiação gama natural emitida pela super- fície. SP. 1997. Dissertação (Mestrado em geociências) – Universidade Estatual de campinas, Campinas.
Revista da Madeira. Secagem: Razões para secar a madeira. Revista da Madeira, São Paulo, n.126, 2011.
SILVA, C.J.; VALE, A.T.; MIGUEL, E.P. Densidade básica da madeira de espécies arbóreas de Cerradão no estado de Tocantins. Pesquisa Florestal Brasileira, Colombo, v.35, n.82, p.63-75, 2015.
SILVEIRA, L.H.C.; REZENDE, A.V.; VALE, A.T.; Teor de umidade e densidade básica da madeira de nove es pécies comerciais amazônicas. Acta Amazônica, Manaus, v. 43, n.2, p.179-184, 2013.
STEIN, F.R. Avaliação técnica do tempo de estocagem da madeira. 2003. 36p. Dissertação (mestrado em tecnologia de cellulose e papel), Universidade Federal de Viçosa, Mi- nas G erais.
TAKESHITA, S.; Aplicação de tratamentos estabilizadores pós-secagem convencional visando a redução do potencial higroscópico da madeira. 2016. 146 p. Tese (Doutorado em Ciências) – Universidade de São Paulo, Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicaba
TORRES, P.M.A; PAES, J.B.; NASCIMENTO, J.W.B.; BRITO, F.M.S. Caracterização Físico-Mecânica da Ma- deira Jovem de Eucalyptus camaldulensis para Aplicação na Arquitetura Rural. Floresta e ambiente, Campina Grande, v.23, n.01, p.109-117, 2016.
VIDAURRE, GB.; CARNEIRO, ACO.; VITAL, BR.; SAN- TOS, RC, VALLE, MLA. Propriedades energéticas da ma- deira e do carvão de paricá (Schizolobium amazonicum ). Revista Árvore, Viçosa, v.36, n.2, p.365-371, 2012.
VIVIAN, MA, MODES, KS.; BELTRAME, R; SOUZA, JT; STANGERLIN, DM; MORAIS, WWC.; SANTINI, EJ .; Influência do tratamento térmico nos defeitos de secagem da madeira de Hovenia dulcis Thunb. Revista Ciência da Madeira, Pelotas, v.02, n.01, p.15-28, 2011.
ZEN, L.R. Métodos combinados para secagem da madeira de Eucalyptus: pré-secagem ao ar livre com secagem em es- tufa convencional. 2016.106f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Florestal) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba.
© 2019 Journal of Biotechnology and Biodiversity ISSN: 2179- 4804
DOI: https://doi.org/10.20873/jbb.uft.cemaf.v7n4.lima
442