Baixe Fatores que influenciam a qualidade do tratamento preservativo na madeira e outras Trabalhos em PDF para Engenharia Madeireira, somente na Docsity! SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO. ........................................................................................................................... 2 2 OBJETIVOS. ............................................................................................................................ 4 2.1 Objetivos gerais. ............................................................................................................................ 4 2.1.1 Objetivos específicos. ............................................................................................................................ 4 3 DESENVOLVIMENTO. ............................................................................................................................ 5 3.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA. ............................................................................................................................ 5 3.1.1 Fatores que afetam a qualidade no tratamento da madeira. ............................................................................................................................ 5 3.1.2 Características da madeira que influenciam no tratamento preservativo de madeira.......................................................................................................... 5 3.1.3 Fatores que influenciam a qualidade do tratamento preservativo da madeira segundo a preparação do material antes do tratamento....................... 9 3.1.4 Características da solução e os fatores inerentes ao método de tratamento .......................................................................................................... 14 4 CONCLUSÃO. ............................................................................................................................ 18 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ............................................................................................................................ 19 1 INTRODUÇÃO. Na preservação de madeiras, é necessário compreender os fatores que afetam a trabalhabilidade da madeira, inclusive as características hidrodinâmicas. Alguns aspectos da deterioração biológica da madeira serão abordados, bem como alguns métodos para retardá-la e os fatores que afetam este tratamento, que podem diminuir a eficiência dos preservativos utilizados para aumentar a vida útil da madeira, que está sujeita a decomposição ou deterioração por agentes físicos, químicos e/ou biológicos. Na exposição ao tempo, ocorrem influência de variações de temperatura, precipitações pluviométricas, substâncias químicas presentes no meio e organismos xilófagos. Mesmo a luz solar em alternância com chuva, provoca alteração dos constituintes da peça, pela absorção e perda de água, inchando e contraindo esse material. As partículas atmosféricas quando poluídas, juntamente com substâncias do solo e da água, também promove a deterioração. Os principais organismos que atacam a madeira, direta ou indiretamente, decompondo-a para utilizar seus constituintes como fontes de energia, são: bactérias, fungos, insetos, moluscos e crustáceos. Quando ocorre ataque em conjunto pelos agentes deterioradores, físicos, químicos e biológicos, o processo de deterioração é acelerado, porém a resistência natural da madeira, que varia de espécie para espécie, ou mesmo em diferentes regiões de um tronco, resulta em maior dificuldade ao ataque de agentes biológicos, como por exemplo, em madeiras de cerne e alburno. O método retardante da deterioração mais amplamente utilizado é o da impregnação de substâncias tóxicas aos organismos xilófagos. Existem vários processos de impregnação e substâncias que podem ser empregadas, ou seja, a escolha irá depender da finalidade de uso e do ambiente que a madeira vai ser utilizada. Esse trabalho busca entender melhor os fatores que afetam a qualidade do tratamento preservativo da madeira, para um melhor conhecimento e elaboração de estratégias para um tratamento efetivo, correto e 3 DESENVOLVIMENTO. 3.1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA. 3.1.1.. Fatores que afetam a qualidade no tratamento da madeira. Quando utilizamos a madeira para fins específicos no nosso dia a dia, ficamos expostos as ações do ambiente e das condições em que serão requeridas da madeira pelo seu uso final. Segundo EMATER (1982), “toda madeira exposta a ação do tempo ou em contato com a umidade da terra, fica sujeita a ação de agentes destruidores como fungos, bactérias, insetos, moluscos, fogo e outros”. Porém a madeira devidamente tratada com preservativos tem sua vida média aumentada vária vezes. No entanto, existem vários fatores que podem diminuir a eficiência desses preservativos e que podem afetar este tratamento, e isso precisa ser considerado, com o objetivo do melhor desempenho da madeira tratada De acordo com SANTINI (1988), os parâmetros usualmente empregados no julgamento de um tratamento preservativo, do ponto de vista de sua aplicação na madeira são a penetração e distribuição no lenho e a retenção. Para uma preservação ideal ou economicamente viável de madeiras é necessário segundo LEPAGE (1986) uma compreensão dos fatores que afetam a tratabilidade da madeira, bem como as características hidrodinâmicas de regime não estacionário que imperam durante o processo. Ainda LEPAGE (1986) relata que os fatores podem ser agrupados em três categorias: F 0 E 0 Características da madeira, F 0 E 0 Características da solução de tratamento, F 0 E 0 Processo de tratamento. 3.1.2.. Características da madeira que influenciam no tratamento preservativo de madeira. A madeira pode ser dividida em coníferas e folhosas, e apresentam diferentes arranjos nos seus elementos anatômicos constituintes, com isso, apresentam tratabilidade diferentes. SANTINI (1988), fala que certas madeiras podem ser tratadas com relativa facilidade, outras em grau mais ou menos intermediário e há aquelas que são difíceis de serem impregnadas com preservativos. Em alguns casos é difícil detectar as causas exatas destas notáveis diferenças de permeabilidade. Segundo LEPAGE (1986), as madeiras são divididas em quatro grupos, de acordo com a maior ou menor facilidade com que o cerne é penetrado. • Grupo 1: Cerne facilmente penetrado • Grupo 2: Cerne moderadamente penetrado • Grupo 3: Cerne de penetração difícil • Grupo 4: Cerne de penetração muito difícil. De forma geral, a classificação baseada na permeabilidade a gases é bastante coincidente com o critério de McLEAN (1935), evidenciando a existência de boa correlação entre tratabilidade e permeabilidade. Elementos anatômicos. Segundo LEPAGE (1986), os elementos macroscópicos da madeira de uma forma geral, o alburno aceita melhor o tratamento preservativo do que o cerne, devido às deposições de extrativos no cerne, obstruindo as pontuações. Esta é uma característica muito importante, pois a preservação da madeira é diretamente ligada à permeabilidade. Geralmente, as madeiras mais duras são mais difíceis de secagem e de serem impregnadas, pelo fato de possuírem menores espaços vazios para a circulação de fluidos. Os vasos nas angiospermas, os traqueóides axiais e transversais nas gimnospermas, e os raios em ambas, exercem uma função importante, pois fazem a eliminação e penetração dos líquidos na madeira. O lenho inicial de espécies com porosidade em anel é muito mais permeável que o lenho tardio, desta mesma forma o parênquima axial é mais permeável que as fibras, analogicamente, a permeabilidade é muito maior no sentido axial do que no sentido transversal. Segundo SANTINI (1988), os elementos constituintes da estrutura anatômica da madeira exercem um papel fundamental na circulação de líquido no seu interior. O conhecimento dos mesmos bem como as funções que desempenham no lenho permite compreender melhor os princípios envolvidos na impregnação de preservativos na madeira. Os traqueóides axiais nas coníferas desempenham um papel importante na penetração axial de preservantes de acordo com SANTINI (1988), correspondem a aproximadamente 90% do volume dessas madeiras. Sua eficiência, contudo depende do numero e tamanho das células, bem como o estudo de suas pontuações. Durante o processo de secagem da madeira, a madeira sofre tendência à aspiração das pontuações; esse fenômeno é menos acentuado no lenho tardio, devido à maior espessura do retículo de sustentação. Isso explica a razão pela qual, nas coníferas, a impregnação é mais fácil no lenho tardio do que no lenho inicial. Segundo NETO (1985) “as aspirações areoladas é importante devido à redução da facilidade da impregnação de fluidos entre traqueídeos na madeira de coníferas”. As pontuações são canais que realizam o movimento transversal do preservativo, e segundo SANTINI (1988) a sua importância esta intimamente relacionada com a condição do torus que quando incrustado na abertura da pontuação obstrui o fluxo de líquidos e recebe a denominação de “pontuações aspiradas.” As fibras que nas folhosas possuem função de sustentação possuem pequeno tamanho de lúmen e praticamente inexistindo a presença de pontuações ativas, podem segundo SANTINI (1988), auxiliam na difusão do preservativo procedente dos vasos. Os canais resiníferos que são condutos intercelulares de comprimento variável e formam em algumas espécies de coníferas um sistema de intercomunicação axial e radial, são segundo SANTINI (1988) condutos potenciais que facilitam a circulação de preservativos na madeira. A eficácia dos mesmos na impregnação da madeira depende do seu tamanho numero e distribuição bem como de sua continuidade. Como a maioria dos elementos constituintes da estrutura anatômica está disposta verticalmente na madeira, o movimento do preservativo ocorre mais facilmente no sentido longitudinal. Segundo LEPAGE (1986), a permeabilidade longitudinal pode ser mais de 1000 vezes maior que essa mesma grandeza medida nas direções radial ou tangencial. Entretanto, nas aplicações práticas, essa relação estabelecida entre penetrações é de aproximadamente 100 vezes. SANTINI (1988) relata que as proporções entre as penetrações longitudinais e transversais serem penetração quando pecas de secção transversal e comprimento distinto recebem a mesma quantidade de preservativo por metro cúbico. Estas discrepâncias são devidas a variações na proporção entre área e volume nos diferentes tamanhos de peças. Teor de umidade. Antes do tratamento a madeira deve estar em torno do seu ponto de saturação das fibras, ou seja, aproximadamente 30% de umidade para que os preservante sejam mais bem aproveitados, melhorando a penetração do material ativo. O teor de umidade que a madeira deve apresentar para que a penetração e a retenção sejam satisfatórias varia basicamente segundo SANTINI (1988) com o método de tratamento e tipo de preservativo utilizado. Segundo LAPEGE (1986) explica que, teor de umidade da madeira afeta sua tratabilidade. Acima do ponto de saturação das fibras, um aumento do teor de umidade diminui a fração de vazios da madeira, podendo impedir que se atinja a retenção desejada de preservativo. Abaixo do ponto de saturação das fibras, o aumento de umidade geralmente diminui a permeabilidade da madeira a gases. A explicação pode ser dada pela redução do tamanho dos poros causada pelo inchamento da membrana das pontuações. Essa redução atinge o máximo no ponto de saturação das fibras. Para métodos de tratamento através do pincelamento utilizando preservativos oleosos SANTINI (1988), explica que, em madeira verde ou úmida, por exemplo, o tratamento torna-se ineficaz. Da mesma forma tratamentos sob pressão utilizando produtos oleossolúveis SANTINI (1988) relata que. o material a ser tratado tenha um teor de umidade relativamente baixo, em torno de 20% ou menos. Por outro lado para tratamentos preservativos hidrossolúveis através de métodos como substituição da seiva e difusão, SANTINI (1988) afirma que, a madeira deve apresentar teor de umidade superior ao ponto de saturação das fibras para que ocorra uma penetração suficiente do produto. Após o tratamento feito com o preservante, a madeira deve ser seca, pois preservantes como o CCA e os boratos são hidrossolúveis, assim a madeira tratada tem um teor de umidade maior do que quando ela foi posta ao tratamento. O tratamento feito na madeira não influencia negativamente na secagem, de mesma forma que a secagem feita após o tratamento não diminui o resultado do mesmo. A forma de secagem mais freqüente utilizada segundo SANTINI (1988) é ao ar livre principalmente quando se trata de madeira roliça e secagem controlada principalmente quando se trata madeiras serradas. Para aumentar a permeabilidade da madeira roliça pode ser efetuado processos mecânicos que tem por objetivo aumentar a permeabilidade da madeira para um eventual processo de tratamento preservante. Os processos mecânicos empregados são descritos a seguir sendo: Descascamento. O descascamento é necessário pelo fato que a casca é virtualmente impermeável aos líquidos, portanto deve-s retirá-la antes de se realizar o tratamento em madeiras roliças. SANTINI (1988) afirma que além de dificultar a penetração do preservativo, a presença da casca pode retardar a secagem e servir de abrigo para fungos e insetos favorecendo a degradação da madeira. O método de descascamento utilizado varia com a aderência da casca a qual depende principalmente da espécie florestal e do tempo decorrido após o corte. Incisamento. A operação de incisamento consiste em se produzir por meios mecânicos orifícios ou aberturas na superfície da madeira a ser tratada, visando obter uma penetração mais uniforme e profunda do preservativo. De acordo com SANTINI (1988) é uma técnica de grande valor para madeiras resistentes á penetração lateral, mas facilmente tratáveis no sentido axial. As dimensões das incisões segundo SANTINI (1988) variam de acordo com o tipo de material sendo geralmente maiores em madeiras de difícil impregnação e grandes secções transversais. Se realizados antes da secagem da madeira além de facilitar a evaporação da umidade, as incisões podem contribuir também como afirma SANTINI (1988) para aliviar as tensões internas o que reduz o aparecimento de rachaduras. De acordo com SGAI (2000), atualmente, o incisamento é talvez o método mais efetivo de facilitar a penetrção e a retençãa. Por meio da ruptura mecânica da parede celular a intervalos regulares ao longo e através da peça, a estrutura torna-se suficientemente porosa para permitir o fluxo de liquidos na zona incisada. As principais desvantagens do incisamento residem no fato de que ele produz uma superfície áspera e provoca alguma perda de resistência mecânica. Entalhes e perfurações. Qualquer operação de preparo mecânico da madeira executada através de serras, plainas, tupias, furadeiras, tornos, e demais equipamentos de corte, deve ser realizada segundo SANTINI (1988) antes do tratamento preservativo. A necessidade de efetuar estas operações antes do tratamento é em função de segundo SANTINI (1988) a madeira ficar exposta as partes internas da madeira não tratadas ou escassamente penetradas. Além de o tratamento preservativo com métodos apropriados realizado em madeiras previamente entalhas e perfuradas mecanicamente, resulta mais economia e eficiência do que aquele feito através de pulverizações ou pincelamento em madeiras submetidas e acabamentos manuais no próprio local de uso. Tratamento com vapor. Conforme SGAI (2000) diz também conhecida como “Steaming”, ele melhora a permeabilidade da madeira quando ela ainda está verde, minimizando a redução que ocorre na secagem. Ele pode ser adaptado aos processos comercias para fins práticos. Os resultados deste tratamento com madeira de Pinus sp. têm sido compensadores, logo deve ser uma possibilidade a ser estudada. Uma desvantagem apresentada por esse processo é a diminuição de algumas propriedades mecânicas da madeira, provavelmente pela hidrólise de polissacarídeos. Métodos das pressões oscilantes. Segundo SGAI (2000), este método também é citado sob a alcunha de “OPM – Oscilant Pression Method”. Foi desenvolvido na Suécia e aperfeiçoado nos Estados Unidos. Consiste na aplicação de ciclos curtos e periódicos de pressão e vácuo na madeira imersa em preservativos têm um peso considerável na composição de custos, que sem duvida, deve ser uma preocupação permanente na pesquisa de novas alternativas, impostas pelas restrições de natureza ecológicas cada vez mais rigorosas. DÉON (1989) também relata que para que um produto preservante obtenha qualidade na preservação de madeira ele deve preencher certo numero de condições essenciais como ser eficaz contra agentes de destruição da madeira, ter uma ação tão durável quanto possível, ser quimicamente estável e resistir aos riscos de uso que são a lixiviação e a evaporação, não alterar as propriedades físicas e mecânicas da madeira e poder penetrar convenientemente na madeira por um, pelo menos, dos processos correntes de tratamento. A escolha do preservativo assim como do processo de aplicação desse preservativo segundo SGAI (2000) vai depender não só do tipo de madeira como das condições de utilização da mesma, ou seja, das condições de agressividade dos agentes destruidores a que a madeira vai estar exposta. SANTINI (1988) acrescenta que a escolha do tipo mais apropriado é feito em função de suas características físico-químicas e do método a ser empregado, ou seja, do grau de proteção que se deseje conferir a madeira. As diferenças de penetração obtidas com os diferentes tipos de preservantes podem ser atribuídas em sua maior parte, segundo SANTINI (1988) a viscosidade dos líquidos. A viscosidade é uma das propriedades de influência mais notória. Segundo LEPAGE (1986) a viscosidade é uma das propriedades que exerce maior influência. Se a equação de Poiseville for admitida como válida, infere-se que a vazão é inversamente proporcional à viscosidade. Pelo modelo de SIAU apud LAPEGE (1986), percebe-se que a viscosidade tem uma influência menos do que a que seria esperada pela equação de Poiseville, pois: De forma geral, quanto maior a viscosidade da solução menor será a penetração observada na madeira. Grafico 1 – Viscosidade (cp) X penetração do preservantes na madeira (cm). Os extrativos segundo NICHOLAS apud LEPAGE (1986) demonstrou que a presença de extrativos em soluções aquosas reduz de forma significativa a penetração, sendo o efeito mais pronunciado em solução alcalina do que em solução ácida. O fato de que soluções alcalinas acumulam mais extrativos sugere que as hemiceluloses estejam envolvidas no processo. Se a escolha de um bom produto de preservação é uma das primeiras condições para que ocorra uma proteção eficiente o processo de tratamento também possui importância equivalente, pois segundo DÉON (1989) produto algum poderá dar resultados satisfatórios se não for corretamente aplicado. A proteção ideal segundo DÉON (1989), será obtida a medida que esses fatores, propriedades da madeira, natureza da solução e método de aplicação do produto se conjugarem harmoniosamente isto é em que o produto utilizado dor bom e o método de aplicação apto a fazer penetrar profundamente a madeira. Tratamentos realizados sob pressão pode obter uma penetração mais uniforme e profundo no lenho, porém é importante chamar a atenção que alguns produtos apresentam propriedades corrosivas a metais, razão pela qual não podem ser aplicados em autoclave. Por outro lado mesmo que o preservativo apresente as características ideais para um determinado uso da madeira seu emprego pode resultar ineficiência se o método utilizado for inadequado. Segundo DÉON (1989) a permeabilidade determinara a qualidade da impregnação efetivamente obtida pela aplicação dos tratamentos de preservação. DÉON (1989) descreve a permeabilidade de uma madeira é como sendo a dureza, a densidade, a durabilidade natural, que indica aproximadamente a aptidão que uma essência tem de se deixar penetrar por um produto. Método com emprego de pressão. Nos processos industriais de tratamento de madeiras onde a pressão é empregada para a introdução do preservativo dentro da madeira influi significativamente na sua penetração e retenção. Considerando constantes os demais fatores, SANTINI (1988) relata que quanto mais elevada for a pressão mais rapidamente o liquido se movimenta pelos espaços celulares e intercelulares, promovendo uma impregnação mais profunda e uniforme do lenho. O limite a que se pode elevar a pressão sem danificar a madeira varia consideravelmente de acordo com a espécie conforme afirma SANTINI (1988), assim como o tamanho das pecas sendo mais elevada em pecas grandes do que pequenas. A influência da pressão, contudo não deve ser analisada isoladamente uma vez que o tempo de pressão e a temperatura do preservativo também desempenham papel importante na eficiência do tratamento. Temperatura do preservativo. Segundo SANTINI (1988) a temperatura do preservativo em escala comercial de tratamento desempenha um papel mais importante que a pressão empregada e o tempo de sua aplicação. O aquecimento diminui a viscosidade do preservativo que se torna mais fluido e em conseqüência penetra mais facilmente na madeira. Conforme afirma SANTINI (1988) a importância da temperatura nos métodos de tratamento sob pressão, é maior no caso da impregnação de cerne ou madeiras mais resistentes e quando são utilizados preservativos oleosos. Temperaturas elevadas não são recomendadas para preservativos hidrossolúveis pelo fato do aquecimento pode determinar reações químicas indesejáveis nas soluções antes de sua penetração na madeira. Tempo do tratamento. O tratamento depende de vários fatores como a retenção desejada, facilidade com que se pode impregnar a madeira, temperatura do preservativo entre outros por essas razões o tempo se torna difícil de ser combinado de forma exata. Segundo SANTINI (1988), à medida que se aumenta o tempo, penetrações mais profundas e maiores retenções são obtidas. Deve-se considerar, contudo que mesmo não afetando as propriedades da madeira, tratamentos demorados não são desejáveis sob o ponto de vista econômico. SANTINI (1988) relata que, quando por qualquer motivo não for possível aumentar a pressão nem o tratamento a alternativa viável para melhoras a eficiência do processo e prolongas o tempo do tratamento.