Avaliação de propriedades termoquímicas e físico-mecânicas de três espécies florestais de rápido crescimento

Schulz, Henrique Römer; Acosta, Andrey Pereira; Gallio, Ezequiel; Barbosa, Kelvin Techera; Gatto, Darci Alberto

doi:10.1590/S1517-707620200003.1118

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Sumário

Artigos • Matéria (Rio J.) 25 (03) • 2020 • https://doi.org/10.1590/S1517-707620200003.1118 copiar

Avaliação de propriedades termoquímicas e físico-mecânicas de três espécies florestais de rápido crescimento

Evaluation of thermochemical and physicomechanical properties of three fast growing forest species

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

RESUMO

As madeiras apresentam propriedades tecnológicas distintas, por ser material orgânico e heterogêneo, sendo necessário uma avaliação para o uso adequado. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi a avaliação de propriedades tecnológicas, sendo elas: massa especifica básica, massa especifica aparente a 12%, teor de umidade de equilíbrio, flexão estática (MOE e MOR), compressão paralela as fibras (Fc e Ec), análise colorimétrica, termogravimetria (TGA e DTG) e fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), das espécies de Corymbia maculata, Eucalyptus grandis, Pinus elliottii. Determinaram-se as propriedades tecnológicas conforme descrito nas normas ASTM D 2395-17 (2017) e ASTM D 143-94 (2014). Em relação as propriedades físico-mecânicas, as species apresentaram diferenças significativas baseadas em análises estatisticas, possuindo destaque a espécie de Corymbia maculata. Em relação a análise colorimétrica, foi verificado que a espécie Corymbia maculata possui uma coloração marrom-avermelhado, a espécie de Pinus elliottii amarelo com tonalidade clara, enquanto o Eucalyptus grandis avermelhada com tonalidade clara. Para o FT-IR foi constatado picos semelhantes entre as espécies, porém com intensidades distintas, sendo estes referentes as vibrações moleculares características dos componentes orgânicos da madeira. Por meio da análise termogravimétrica percebe-se que as espécies de Pinus elliottii e Corymbia maculata, apresentaram maior estabilidade térmica, quando comparadas ao Eucalyptus grandis, possuindo um menor percentual de perda de massa e um retardo de temperatura em relação ao pico máximo de degradação (DTG), próximo aos 400°C, sendo essas propriedades analisadas com testes ANOVA com significância de 5%. Sendo assim destaca-se uma heterogeneidade entre as espécies avaliadas nesse estudo, tanto do ponto de vista físico, mecânico, térmico e químico, fazendo-se necessário a caracterização de tais propriedades para o emprego correto destes materiais.

Palavras-chave
Degradação térmica; FT-IR; Eucalyptus ; Pinus ; Dureza

ANÁLISES	PLANO ANATÔMICO - DIMENSÕES (mm)			NÚMERO DE AMOSTRAS POR ESPÉCIE
ANÁLISES	TANGENCIAL	RADIAL	LONGITUDINAL	NÚMERO DE AMOSTRAS POR ESPÉCIE
Flexão Estática	20	20	330	6
Compressão Paralela	20	20	80	6
Dureza Janka	20	20	80	6
Massa específica básica	20	20	100	6
Massa específica aparente a 12%	20	20	100	6
FT-IR	Amostras moídas			Unitário
TGA	Amostras moídas			Unitário

AMOSTRAS	MASSA ESPECIFICA APARENTE A 12 %(g/cm³)		MASSA ESPECIFICA BÁSICA (g/cm³)		TEOR DE UMIDADE DE EQUILÍBRIO (%)
AMOSTRAS	MÉDIA	CV	MÉDIA	CV	MÉDIA	CV
C. maculata	0,89 c (0,03)	3,76	0,76 c (0,01)	1,63	10,65 a (0,09)	0,82
E. grandis	0,46 a (0,05)	10,15	0,40 a 0,04)	8,54	10,56 a (0,11)	1,02
P. elliotti	0,52 b (0,04)	6,92	0,45 b (0,03)	6,18	11,39 a (0,06)	0,50
F	207,09 ^* * - significativo em 5% de probabilidade de erro, pelo teste F (p < 0,05).	-	274,50 ^* * - significativo em 5% de probabilidade de erro, pelo teste F (p < 0,05).	-	137,45 ^* * - significativo em 5% de probabilidade de erro, pelo teste F (p < 0,05).	-

AMOSTRAS	DUREZA JANKA TANGENCIAL TENSÃO MÁXIMA (MPa)		DUREZA JANKA RADIAL TENSÃO MÁXIMA (MPa)		DUREZA JANKA TRANSVERSAL TENSÃO MÁXIMA (MPa)
AMOSTRAS	MÉDIA	CV	MÉDIA	CV	MÉDIA	CV
C. maculata	57,08 b (3,31)	5,80	56,04 b (3,31)	9,53	55,52 c (2,96)	5,34
E. grandis	21,10 a (5,14)	24,38	22,56 a (5,14)	16,56	36,00 b (6,38)	17,72
P. elliotti	21,29 a (2,27)	10,65	18,29 a (2,27)	6,11	24,93 a (3,76)	15,09
F	181,47 ^* * - significativo em 5% de probabilidade de erro, pelo teste F (p < 0,05).	-	158,48 ^* * - significativo em 5% de probabilidade de erro, pelo teste F (p < 0,05).	-	58,50 ^* * - significativo em 5% de probabilidade de erro, pelo teste F (p < 0,05).	-

AMOSTRAS	FLEXÃO ESTÁTICA				COMPRESSÃO PARALELA ÀS FIBRAS
AMOSTRAS	MOE (MPa)	CV(%)	MOR (MPa)	CV(%)	E_C (MPa)	CV(%)	F_C (MPa)	CV(%)
C. maculata	18001,2 b (1674,06)	9,30	149,0 b (8,78)	5,89	25664,0 c (3298,55)	12,85	67,27 b (5,00)	7,43
E. grandis	8867,45 a (752,84)	8,49	68,02 a (8,70)	12,79	13161,6 a (1963,42)	14,92	38,42 a (2,43)	6,32
P. elliotti	9811,69 a (1354,48)	13,80	74,46 a (9,27)	9,27	17542,3 b (3786,49)	21,58	39,35 a (3,94)	10,02
F	87,27 ^* * - significativo em 5% de probabilidade de erro, pelo teste F (p < 0,05).	-	152,66 ^* * - significativo em 5% de probabilidade de erro, pelo teste F (p < 0,05).	-	20,10 ^* * - significativo em 5% de probabilidade de erro, pelo teste F (p < 0,05).	-	104,20 ^* * - significativo em 5% de probabilidade de erro, pelo teste F (p < 0,05).	-

FACE TANGENCIAL
AMOSTRAS	L*	A*	B*	C*	H°
C. maculata	64,48 a (1,44)	5,71 b (0,22)	19,17 a (0,91)	20,00 a (0,92)	73,40 b (0,51)	18,41 b (3,31)
E. grandis	71,04 b (3,57)	11,13 c (2,08)	22,36 a (0,34)	24,83 b (1,52)	63,07 a (3,42)	13,53 a (3,31)
P. elliotti	81,89 c (3,24)	3,71 a (0,43)	24,47 c (1,70)	24,80 b (1,77)	81,29 c (1,00)	-
F	109,78 ^* * apresenta diferença significativa pelo teste F (p < 0,05); ns – não apresenta diferença significativa pelo teste F (p ≥ 0,05).	109,60 ^* * apresenta diferença significativa pelo teste F (p < 0,05); ns – não apresenta diferença significativa pelo teste F (p ≥ 0,05).	61,13 ^* * apresenta diferença significativa pelo teste F (p < 0,05); ns – não apresenta diferença significativa pelo teste F (p ≥ 0,05).	43,71 ^* * apresenta diferença significativa pelo teste F (p < 0,05); ns – não apresenta diferença significativa pelo teste F (p ≥ 0,05).	217,78	179,22
CV (%)	10,78	3,40	11,73	11,70	10,78	77,52
FACE RADIAL
AMOSTRAS	L*	A*	B*	C*	H°
C. maculata	66,29 a (1,22)	5,44 a (0,50)	20,23 a (0,240)	20,98 a (0,92)	74,85 b (1,08)	17,08 b (1,34)
E. grandis	72,48 b (3,74)	11,81 b (2,03)	23,15 b (1,44)	26,02 b (1,52)	63,18 a (2,89)	12,69 a (3,70)
P. elliotti	81,20 c (2,30)	5,09 a (0,76)	27,12 a (3,20)	27,60 b (1,77)	79,38 c (0,92)	-
F	97,12 ^* * apresenta diferença significativa pelo teste F (p < 0,05); ns – não apresenta diferença significativa pelo teste F (p ≥ 0,05).	103,27 ^* * apresenta diferença significativa pelo teste F (p < 0,05); ns – não apresenta diferença significativa pelo teste F (p ≥ 0,05).	32,51 ^* * apresenta diferença significativa pelo teste F (p < 0,05); ns – não apresenta diferença significativa pelo teste F (p ≥ 0,05).	25,89 ^* * apresenta diferença significativa pelo teste F (p < 0,05); ns – não apresenta diferença significativa pelo teste F (p ≥ 0,05).	243,42	182,53
CV (%)	9,15	45,29	14,75	14,38	10,78	77,29

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[1] Autor Responsável: Henrique Römer Schulz