Influência da idade e da posição radial na flexão estática da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden

Influence of the age and of the radial position on static of the wood of Eucalyptus grandis Hill. ex. Maiden

Resumos

Este trabalho objetivou testar a variação da flexão estática da madeira de Eucalyptus grandis, ao longo da seção radial e sob quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos), provenientes de talhões comerciais. As amostras foram retiradas da prancha diametral, de cada uma das 16 árvores (quatro para cada idade), tomadas de quatro posições eqüidistantes (0, 33, 66 e 100%), no sentido medula-casca, com oito repetições por posição. Verificou-se que os módulos de elasticidade (MOE) e de ruptura (MOR) apresentaram valores médios de 129.230 kgf/cm² e 854 kgf/cm², respectivamente, e ambos se mostraram positivamente correlacionados com a idade e com a posição radial, no sentido medula-casca. Os maiores valores foram conseguidos nas madeiras de 20 anos de idade e localizadas na região mais próxima da casca.

Eucalyptus grandis; flexão estática; idade e variação radial

The objective of this work was to study the static bending variation of Eucalyptus grandis wood along the radial plane at four different ages (10 _ 14 20 and 25 years), from commercial stands. The samples were removed from a diametrical board on each of sixteen trees (four from each age); taken from four equidistant positions (0, 33, 66 and 100%), in the pith-to-bark direction, with six replicates per position. It was found that the elasticity modulus (MOE) showed mean values of 129.230 kgf/cm², and the rupture modulus (MOR) showed mean values of 854 kgf/cm², both showing to be positively correlated with age and radial position in the pith-to-bark direction. The greatest values were obtained from twenty-year-old wood and located near the bark.

Eucalyptus grandis; static bending; age and radial variation

Influência da idade e da posição radial na flexão estática da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden

Influence of the age and of the radial position on static of the wood of Eucalyptus grandis Hill. ex. Maiden

José de Castro Silva^I; Jorge Luis Monteiro de Matos^II; José Tarcísio da Silva Oliveira^III; Wescley Viana Evangelista^IV

^IDepartamento de Engenharia Florestal da UFV - 36570-000 Viçosa-MG

^IIDETR/UFPR, Av. Lothário Meissner, 3400, Jardim Botânico 80210-120 Curitiba-PR

^IIIDepartamento de Engenharia Rural, UFES, Caixa Postal 16, 29500-000 Alegre-ES

^IVPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Florestal / UFV, 36571-000 Viçosa-MG

RESUMO

Este trabalho objetivou testar a variação da flexão estática da madeira de Eucalyptus grandis, ao longo da seção radial e sob quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos), provenientes de talhões comerciais. As amostras foram retiradas da prancha diametral, de cada uma das 16 árvores (quatro para cada idade), tomadas de quatro posições eqüidistantes (0, 33, 66 e 100%), no sentido medula-casca, com oito repetições por posição. Verificou-se que os módulos de elasticidade (MOE) e de ruptura (MOR) apresentaram valores médios de 129.230 kgf/cm² e 854 kgf/cm², respectivamente, e ambos se mostraram positivamente correlacionados com a idade e com a posição radial, no sentido medula-casca. Os maiores valores foram conseguidos nas madeiras de 20 anos de idade e localizadas na região mais próxima da casca.

Palavras-chave:Eucalyptus grandis, flexão estática, idade e variação radial.

ABSTRACT

The objective of this work was to study the static bending variation of Eucalyptus grandis wood along the radial plane at four different ages (10 - 14 20 and 25 years), from commercial stands. The samples were removed from a diametrical board on each of sixteen trees (four from each age); taken from four equidistant positions (0, 33, 66 and 100%), in the pith-to-bark direction, with six replicates per position. It was found that the elasticity modulus (MOE) showed mean values of 129.230 kgf/cm², and the rupture modulus (MOR) showed mean values of 854 kgf/cm², both showing to be positively correlated with age and radial position in the pith-to-bark direction. The greatest values were obtained from twenty-year-old wood and located near the bark.

Keywords: Eucalyptus grandis, static bending , age and radial variation.

1. INTRODUÇÃO

Segundo Moreira (1999), a fibra é considerada a fonte de elasticidade e resistência da madeira. Como material anisotrópico, a madeira possui propriedades mecânicas únicas e independentes nas direções dos três eixos ortogonais. As suas propriedades, portanto, variam com a direção da carga em relação aos seus três eixos. O módulo de ruptura (MOR) e o módulo de elasticidade (MOE) são dois parâmetros normalmente determinados nos testes de flexão estática e são de grande importância na caracterização tecnológica da madeira; ambos dão uma boa aproximação da resistência do material, constituindo-se, na prática, parâmetros de grande aplicação na classificação dos materiais.

Segundo Tsoumis (1991), a massa específica, a retratibilidade e a resistência aos esforços de flexão estática (MOE e MOR) são considerados os mais importantes para a madeira sólida, dentre os parâmetros físicomecânicos utilizados. Os seus valores expressam a combinação de diversos fatores, incluindo a constituição morfológica, anatômica e química da madeira. Segundo Forest... (1974), Kollmann e Côté (1968), as propriedades mecânicas da madeira são fortemente influenciadas por fatores diversos, como idade da árvore, ângulo da grã, teor de umidade, temperatura, constituintes químicos, fadiga, apodrecimento, massa específica, constituição anatômica, duração da tensão e da deformação, radiação nuclear, falhas na madeira, presença de nós e outros defeitos. Moreira (1999) reiterou que as propriedades mecânicas apresentam uma associação significativa com muitas das características anatômicas, em especial aquelas que dizem respeito às fibras e vasos. Segundo Klock (2000), embora o módulo de elasticidade não ofereça informações completas e reais sobre o comportamento de determinado material, pode-se concluir que valores altos de MOE indicam alta resistência e baixa capacidade de deformação do material, qualificando-o para fins estruturais.

Lima et al. (2000), estudando vários clones de Eucalyptus grandis, verificaram que o módulo de ruptura (MOR) e o módulo de elasticidade (MOE) aumentaram seus valores no sentido medula-casca. Esses autores salientaram que, embora ambos estivessem relacionados com a massa específica, fatores supostamente não importantes para a massa específica, como ângulo da grã, ângulo da microfibrila e defeitos microscopicamente imperceptíveis, passam a sê-lo nos módulos de ruptura e de elasticidade. Este trabalho teve como objetivo avaliar os módulos de elasticidade (MOE) e ruptura (MOR) da madeira de Eucalyptus grandis de quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos) e quatro diferentes posições radiais (0, 33, 66 e 100%), no sentido medula-casca.

2. MATERIAL E MÉTODOS

O material utilizado neste estudo foi obtido de plantios comerciais de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden, com idades de 10, 14, 20 e 25 anos, procedentes da Fazenda Monte Alegre, da KLABIN Papel e Celulose S. A., localizada no município de Telêmaco Borba, no Estado do Paraná. O esquema de retirada das amostras está ilustrado na Figura 1.

Utilizaram-se as duas primeiras toras, de dimensões comerciais, de cada uma das 16 árvores (quatro para cada idade), quando se tomaram amostras de quatro posições eqüidistantes da prancha diametral (0, 33, 66 e 100%) no sentido medula-casca, com oito repetições por posição. Retiraram-se oito corpos de prova da parte mediana da prancha, com dimensões nominais de 2 x 2 x 30 cm, sendo a última medida na direção longitudinal. Após a confecção dos corpos-de-prova, as peças foram acondicionadas na câmara climática, até atingirem peso constante, a um teor de umidade de 12%. Os testes de flexão estática obedeceram às normas da ASTM (1995), com algumas adaptações, e foram realizados numa máquina universal de ensaios EMIC, gerenciada por um microcomputador. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, procedendo-se à análise estatística, através da análise de variância e do teste de médias (Tukey), considerando-se os efeitos da variação da idade e da posição radial no sentido medula-casca, bem como a interação entre os efeitos, idade x posição radial no sentido medula-casca.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1. Módulo de elasticidade (MOE)

Os dados apresentados no Quadro 1 evidenciaram um aumento nos valores médios do módulo de elasticidade (MOE), em razão da idade e da direção radial, no sentido medula-casca. O valor médio para o módulo de elasticidade encontrado foi de 129.230 kgf/cm², sendo os limites individuais superior e inferior, respectivamente, de 192.668 kgf/cm² (idade de 20 anos, na posição mais próxima da casca) e 81.438 kgf/cm² (idade de 10 anos na posição mais próxima da medula). Os valores encontrados no módulo de elasticidade (MOE) estão em conformidade com os normalmente encontrados na literatura (LIMA et al., 2000; SILVA, 2002) e estão apresentados no Quadro 1.

Estatisticamente, observaram-se diferenças significativas entre os valores médios de todas as posições; situação semelhante foi verificada em todas as idades. O menor valor de módulo de elasticidade (MOE) foi encontrado na madeira de 10 anos. Os dados citados pela análise de variância confirmaram que a idade teve mais influência no módulo de elasticidade do que a posição radial no sentido medula-casca; a influência da interação desses efeitos também foi verificada, embora em menor intensidade, conforme os dados do Quadro 2.

3.1.2. Módulo de ruptura (MOR)

Os dados apresentados no Quadro 3 evidenciam um aumento nos valores do módulo de ruptura (MOR) em função da idade e, principalmente, da direção radial, no sentido medula-casca. Os valores encontrados no módulo de ruptura (MOR) estão em conformidade com os normalmente encontrados na literatura (LIMA et al., 2000; SILVA, 2002). Os valores médios de módulo de ruptura (MOR) estão apresentados no Quadro 3.

Verificou-se que as madeiras de 14, 20 e 25 anos, embora diferentes estatisticamente entre si, apresentaram valores muito próximos entre si no módulo de ruptura, no sentido medula-casca. Estatisticamente, observaram-se diferenças significativas entre os valores médios de todas as posições; situação semelhante foi verificada em todas as idades. Os dados apresentados pela análise de variância revelam que o efeito da posição no sentido medula-casca é muito mais pronunciado do que a idade no módulo de ruptura (MOR); a influência da interação desses efeitos também foi verificada, embora em menor intensidade, conforme mostrado no Quadro 4.

4. CONCLUSÕES

Com base nos resultados, pode-se concluir que:

a) O módulo de elasticidade (MOE) e o módulo de ruptura (MOR) foram influenciados pela idade e pela posição medula-casca das árvores.

b) A idade teve mais influência que a posição radial, no sentido medula-casca, nos valores do módulo de elasticidade, mas situação inversa foi observada no módulo de ruptura.

c) Os módulos de elasticidade e de ruptura apresentaram uma mesma tendência de crescimento em relação à idade e à posição radial, no sentido medula-casca.

d) Os maiores valores de módulo de elasticidade e de ruptura foram observados nas madeiras de idade mais elevada, à exceção da madeira de 25 anos, que apresentou valores mais reduzidos que a de 20 anos.

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Recebido em 05.10.2004 e aceito para publicação em 10.08.2005.

• AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS - ASTM - Annual book of ASTM standards - Standard Methods for Conducting Machining Tests of Wood and Wood Base Materials. ASTM D 143-93. Philadelphia: 1995. v.4., t. 10, p. 226-245.
• FOREST PRODUCTS LABORATORY. Wood handbook: wood as engineering material. Washington: U.S. Department of Agriculture, 1974.521p. (Agriculture Handbook, 72).
• KLOCK, U. Qualidade da madeira juvenil de Pinus maximinoi H. E. Moore 2000. 275 f. Tese (Doutorado em Ciências Florestais) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2000.
• KOLLMANN, F. F. P.; COTÊ, W. A. Principles of wood science and technology. Berlim: Springer-Verlag, 1968. v. 1. 592p.
• LIMA, J. T.; BREESE, M. C.; CAHALAN, C. M. Variation in wood density and mechanical properties in Eucalyptus clones. In: The Future of Eucalypts for Wood Products, 2000, Launceston. Procceedings... Launceston: IUFRO, 2000. p. 282-291.
• MOREIRA, W. S. Relações entre propriedades físico-mecânicas e características anatômicas e químicas da madeira 1999. 107f. Tese (Doutorado em Ciências Florestais) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 1999.
• SILVA, J. C. Caracterização da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, de diferentes idades, visando a sua utilização na indústria moveleira 2002. 160f. Tese (Doutorado em Ciências Florestais) - Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2002.
• TSOUMIS, G. Science and technology of wood: structure, properties and utilization. New York: Van Nastrnd Reinold, 1991. 494p.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  30 Nov 2005
• Data do Fascículo
  Out 2005

Histórico

• Aceito
  10 Ago 2005
• Recebido
  05 Out 2004