Desde os primórdios da civilização humana, a madeira contribuiu para o desenvolvimento e bem estar do ser humano, que utilizavam como meios de ignição, lenha, fabricação de utensílios diversos, meios de transporte, habitações, etc., ainda que de forma primitiva.
O processamento da madeira na forma de serrados, incrementou a gama de utilização da madeira e, posteriormente, através do uso de adesivos para colagem de peças de madeira, possibilitaram a fabricação de produtos compostos de madeira para mais variadas aplicações. Inicialmente, eram utilizados adesivos naturais, principalmente à base de proteínas de origem animal como glutina ( a base de: couro, pele, ossos), caseína ( a base de leite) e albumina de sangue, além de adesivos à base de proteínas de origem vegetal e amido. Já na década de 30, surgiram os primeiros tipos de adesivos sintéticos termoendurecedores como fenol-formaldeído e uréia-formaldeído.
A árvore, em função de suas direções de crescimento, formam lenhos com estrutura heterogênea e anisotrópica. As características, disposições e freqüência dos elementos celulares resultam em algumas limitações naturais do uso da madeira em relação às dimensões das peças, anisotropia e defeitos naturais.
Dimensões: a largura e o comprimento das peças são limitadas ao diâmetro e altura das árvores;
Anisotropia: as propriedades mecânicas e não mecânicas da madeira são distintas nas direções de crescimento tangencial, radial e longitudinal;
Defeitos naturais: nós, inclinação da grã, percentagem de lenhos juvenil e adulto, lenhos de reação, largura dos anéis de crescimento, etc., interferem no comportamento reológico da madeira.
Face às tais limitações, surge a importância do adesivo, que, através da redução da madeira em peças menores de forma e geometria variadas, os quais, são posteriormente reordenados e reconstituídos através de ligações adesivas, em produtos cujas propriedades são diferentes do material original (madeira sólida).
O princípio de construção empregado na fabricação de diferentes tipos de painéis de madeira, podem contribuir na realização de três importantes benefícios à sociedade na busca pela melhor qualidade de vida, tais como:
Aumento na oferta de produtos de madeira a partir de uma determinada área florestal com a utilização racional e integral da madeira;
Melhorar as propriedades dos produtos compostos de madeira e, desta forma, aumentar a gama de utilização;
Servir como produto alternativo aos materiais provenientes de recursos metálicos e poliméricos (petroquímicos) com propósitos de construção e fabricação de bens de consumo.
Os painéis de madeira podem ser classificados em dois grupos:
Compostos laminados: se caracterizam pela estrutura contínua da linha de cola através do processo de colagem de lâminas, para fabricação de produtos como: compensado multilaminado, compensado sarrafeado, painéis de lâminas paralelas (LVL), compensado de lâminas paralelas (lammyboard), compensado de painéis de madeira maciça (three-ply), etc.
Compostos particulados: constituídos de pequenos elementos de madeira (partículas / fibras) e se caracterizam pela estrutura descontínua da linha de cola, tais como: chapas de madeira aglomerada, chapas OSB, chapas de fibras isolantes, duras e de média densidade (MDF), chapas madeira-cimento, etc.
Desde o início da produção de compensados no final do século XIX, inúmeros tipos de painéis de madeira foram surgindo até o momento, sempre com a preocupação em busca de novos produtos com melhor relação custo / benefício, para aplicações específicas a que se destinam.
As características tecnológicas e aplicações dos principais tipos de painéis de madeira são apresentados a seguir:
Compensado multilaminado
Painel composto de lâminas de madeira sobrepostas em número ímpar de camadas, formando um ângulo de 90° entre as camadas adjacentes . Os compensados podem ser de uso interior quando utilizado o adesivo uréia-formaldeído e, de uso exterior ou “prova d’água”, quando a colagem é à base de adesivo fenol-formaldeído. As variáveis do processo como umidade das lâminas, composição estrutural, formulação do adesivo, gramatura, ciclo de prensagem, etc., são importantes fatores para assegurar a qualidade dos painéis. Os compensados são painéis com aplicações muito abrangentes, sendo destinadas para setores de construção civil, naval, indústria moveleira, embalagens, etc.
Compensado sarrafeado (Blockboard)
Painel com miolo composto de sarrafos e as capas com lâminas de madeira. É caracterizado conceitualmente como painel de 5 camadas, tendo em vista que há uma camada de “transição” constituída de lâminas coladas perpendicularmente aos sarrafos e as lâminas das capas com a grã no sentido paralelo aos sarrafos . A principal vantagem do compensado sarrafeado é a maior resistência do painel à flexão estática no sentido paralelo ao seu comprimento. Os compensados sarrafeados são utilizados principalmente para fabricação de móveis.
Painéis de lâminas paralelas (Laminated veneer lumber – LVL)
Painel constituído de lâminas de madeira coladas no mesmo sentido com resina fenol-formaldeído. É um produto para aplicações estruturais, principalmente como componente de vigas em “I”, formando as “flanges”, em combinação com a “alma” constituída de painéis “OSB”.
Compensado de lâminas paralelas (Lammyboard)
Trata-se de um painel derivativo do compensado sarrafeado, com a diferença de que o miolo é composto por painéis de lâminas paralelas seccionados no sentido longitudinal em tiras e viradas em ângulo de 90º. As faces são constituídas de 2 lâminas de madeira em disposições cruzadas.
Compensado de painéis de madeira maciça (Three-ply)
É um produto relativamente novo no Brasil, inclusive com a terminologia não muito bem definida até o momento. Trata-se de um painel constituído de três camadas cruzadas de sarrafos colados lateralmente com adesivo à base de PVAc. É um produto com grande potencial tecnológico e econômico, tendo em vista a possibilidade de utilização de peças “clear” com emendas “finger-joints”, constituindo em painel de alta qualidade e de maior valor agregado. Para aplicações em construção civil, podem ser empregadas resina melamina-formaldeído para elevar a durabilidade do painel para uso externo.
Chapas de madeira aglomerada
Painel produzido com partículas de madeira encoladas normalmente com resina uréia-formaldeído, distribuídas de forma aleatória e consolidado através de prensagem a quente. Estruturalmente, o aglomerado é formado em três camadas, sendo que as camadas externas são formadas com partículas menores, e a camada interna com partículas maiores, visando conferir melhor acabamento superficial e maior resistência da ligação adesiva da camada interna . Entre as variáveis do processo de fabricação, a razão de compactação e a razão de esbeltez são de suma importância para assegurar a característica estrutural do painel. A razão de compactação, que é a relação entre a densidade da chapa e a densidade da madeira, define o grau de densificação do aglomerado.
Espécies de baixa densidade são preferencialmente empregadas, tendo em vista conferir às chapas maior razão de compactação. A relação entre o comprimento e a espessura das partículas de madeira, definida como razão de esbeltez, irá influenciar na área superficial específica das partículas, consumo relativo de resina e grau de adesão entre as partículas na chapa. As propriedades como flexão estática e ligação interna são afetadas significativamente com as variações dos elementos dimensionais das partículas. As outras variáveis do processo como tipo e quantidade de resina, aditivos químicos, umidade das partículas e ciclo de prensagem, devem ser controlados para assegurar a qualidade requerida de acordo com as exigências das normas. A utilização de chapas de madeira aglomerada se restringem ao uso interno, principalmente na fabricação de móveis.
Waferboard
Painel de uso estrutural, produzido com partículas maiores de formatos quadrado ou ligeiramente retangular, encoladas com resina fenol-formaldeído, com distribuição aleatória das partículas e consolidado através de prensagem a quente. A produção de chapas “waferboard” foi iniciada na década de 70, no entanto, foram gradativamente substituídas pelas chapas “OSB”, concebidas como produto estrutural de 2ª geração.
Chapas de partículas orientadas (Oriented strand board – OSB)
Painel de uso estrutural, produzido com partículas longas de formato retangular, encoladas com resina fenol-formaldeído e/ou isocianato (MDI), orientadas na mesma direção e consolidado através de prensagem a quente. A composição da chapa em três camadas cruzadas, confere ao painel melhor distribuição da resistência nos sentidos longitudinal e transversal, além de melhorar a sua estabilidade dimensional. No processo produtivo, as variáveis mais importantes são: geometria das partículas “strand”, teor de umidade das partículas, quantidade de resina e parafina, proporção relativa entre as camadas externas e interna, e ciclo de prensagem. As chapas OSB são empregadas principalmente para construção civil, embalagens, pallets e em menor escala para móveis e decorações de interiores.
Chapas de fibras isolantes (Insulation board)
São chapas de fibras de baixa densificação, produzidas a partir de fibras de madeira, com a ligação primária derivada do interempastamento das fibras e de suas inerentes propriedades adesivas. É empregado o processo úmido de fabricação, sendo que a secagem das chapas é a fase muito importante para a sua consolidação. Em função da sua constituição em baixas densidades, as chapas isolantes são empregadas para aplicações que requeiram isolamentos térmico e acústico, como divisórias e forros.
Chapas de fibras duras (Hardboard)
São chapas de fibras de alta densificação, com espessura fina e homogênea, produzidas a partir de fibras de madeira encoladas com resina fenol-formaldeído e consolidadas através de prensagem a quente. As chapas duras podem ser produzidas através do processo úmido ou seco. No processo úmido, que utiliza a feltragem da suspensão de água-fibras, a deposição das fibras é mais uniforme, no entanto há um grande consumo de água e necessidade de tratamento para evitar problemas ambientais. No processo seco, as fibras são secadas e o ciclo de prensagem é mais curto, aumentando a produtividade do processo. As chapas duras são utilizadas principalmente como fundos de gavetas e armários, aparelhos eletrônicos, revestimentos de painéis divisórias, etc.
Chapas de fibras de média densidade (Medium density fiberboard – MDF)
São chapas de fibras de média densificação, podendo variar de 0,50 a 0,80 g/cm³ de densidade, conforme finalidades de uso. É empregado o processo seco, ou seja, as fibras passam pela aplicação de resina uréia-formaldeído e secagem de forma contínua e integrada através de tubos com jatos de ar a alta temperatura. Para aumentar a resistência à umidade, pode ser adicionada a resina melamina-formaldeído. As chapas MDF apresentam estrutura altamente homogênea, com superfícies lisas e permitem usinagem de bordas de alta qualidade. A gama de utilização de chapas MDF é muito abrangente, principalmente na fabricação de móveis e esquadrais, tais como: partes externas de armários, tampos e pés de mesas, molduras diversas, portas, caixilhos, rodapés, etc.
Chapas de madeira-cimento
São chapas produzidas a partir da mistura de partículas de madeira com um aglutinante mineral (cimento) e compostos químicos aceleradores de cura, e consolidadas através de prensagem a frio. As ligações entre as partículas são formadas através da hidratação e cristalização do cimento. São produtos destinados para uso exterior, principalmente para paredes externas de habitações, por serem altamente resistentes à água e mudanças climáticas, virtualmente incombustíveis, resistente ao ataque de agentes biodegradadores e bom isolamento térmico e acústico. As chapas madeira-cimento são muito empregadas na Europa, EUA e Japão, para construções modulares de casas pré-fabricadas, tendo em vista as suas qualidades tecnológicas e aumento em produtividade da construção.
Setsuo Iwakiri
Professor Titular do depto. de Eng. E tecnologia Florestal – UFPR
Maio/2003
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