Caracterização tecnológica e densificação termomecânica da madeira de Gmelina arborea Roxb.

Orientador: Prof. Dr. Márcio Pereira da RochaCoorientadores: Prof. Dr. Ricardo Jorge Klitzke, Prof. Dr. Pedro Henrique Gonzalez de CademartoriTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa : Curitiba, 14/02/2020Inclui referênciasÁrea de concentração: Tecnologia e utilização de produtos florestaisResumo: Como alternativa para modificar a estrutura e aprimorar algumas características da madeira o processo de densificação usando temperatura e pressão é uma opção, de modo a ampliar a gama de utilização de espécies, agregando valor ao produto final. Neste contexto, o presente trabalho aborda a caracterização tecnológica da madeira de Gmelina arborea Roxb. a partir de seis indivíduos procedentes de plantio na região sudoeste do Paraná e o uso de processo termomecânico para densificação. Foram aplicadas temperaturas de 140°C, 160°C e 180°C com compactação de 20% e 40%, alterando a espessura inicial de 25mm para 20mm e 15mm de espessura final, com pressão de 25±3kgf.cm-² durante 30 minutos. Sendo assim, o trabalho foi dividido em capítulos, onde investigou-se o rendimento e o comportamento na secagem da madeira serrada da espécie; caracterizou-se suas propriedades anatômicas, físicas, químicas e mecânicas; com a aplicação da densificação termomecânica avaliou-se o efeito nas propriedades físicas e mecânicas da madeira, bem como as alterações superficiais na cor, composição química, molhabilidade, rugosidade 3D e na morfologia. Para as análises foram realizados ensaios físicos, mecânicos e superficiais em amostras naturais e densificadas da madeira. Os resultados indicam que a espécie apresenta potencial para produção de madeira serrada sendo de fácil secagem. O lenho é de baixa densidade básica, estável dimensionalmente e com baixa resistência e dureza. O processo de densificação termomecânica resultou em aumento da densidade, redução do teor de umidade de equilíbrio, aumento da perda de massa e das propriedades mecânicas, porém não foi totalmente eficaz em evitar o efeito springback. Em relação às propriedades superficiais, os tratamentos atribuíram uma coloração mais escura às amostras densificadas, degradação superficial das hemiceluloses, reduziram a molhabilidade da face tangencial e os parâmetros de rugosidade, configurando uma técnica eficaz para redução de tais parâmetros para madeiras em geral, com mudança da morfologia superficial. Em termos gerais, o processo de densificação termomecânica pode ser utilizado como uma técnica para melhorar a qualidade da madeira. Destaca-se o tratamento com temperatura de 140°C e compactação em 40% (15mm), o qual atribuiu as melhores propriedades mecânicas e superficiais ao material. Palavras-chave: Propriedades da madeira. Madeira densificada. Classes de densidade. Colorimetria. Molhabilidade. Rugosidade 3D superficial.Abstract: As an alternative to modify the structure and improve some characteristics of the wood, the densification process using temperature and pressure is an option, in order to expand the range of use of species, adding value to the final product. In this context, the present work aproach the technological characterization of Gmelina arborea Roxb. wood from six individuals from planting in the southwestern region of Paraná and the use of thermomechanical process for densification. Temperatures of 140°C, 160°C and 180°C were applied with compaction of 20% and 40%, changing the initial thickness from 25mm to 20mm and 15mm of final thickness, with a pressure of 25 ± 3kgf.cm-² for 30 minutes. Thus, the work was divided into chapters, where the yield and the drying behavior of the sawn wood of the species were investigated; its anatomical, physical, chemical and mechanical properties were characterized; with the application of thermomechanical densification, the effect on the physical and mechanical properties of the wood was evaluated, as well as the superficial changes in color, chemical composition, wettability, 3D roughness and morphology. For the analyzes, physical, mechanical and surface tests were carried out on natural and densified wood samples. The results inidicate that the specie has potential for the production of sawn wood and is easy to drying. The wood is of low basic density, dimensionally stable and with low resistance and hardness. The thermomechanical densification process resulted in increased density, reduction of equilibrium moisture content, increase in mass loss and mechanical properties, but were not totally effective in avoid the springback effect. Regarding the surface properties, the treatments attributed a darker coloration to the densified samples, surface degradation of hemicelluloses, reduced the wettability of the tangential section and the roughness parameters, constituting an effective technique for reducing such parameters for wood in general, with change of surface morphology. In general terms, the thermomechanical densification process can be used as a technique to improve wood quality. Stands out the treatment with temperature 140°C and 40% compaction (15mm), which assigns the best mechanical and surface properties to the material. Keywords: Properties of wood. Densified wood. Density classes. Colorimetry. Wettability. 3D surface roughness