O MDF é um produto homogêneo, uniforme, estável, de superfície plana e lisa que oferece boa trabalhabilidade, alta usinabilidade para encaixar, entalhar, cortar, parafusar, perfurar e moldurar, além de apresentar ótima aceitação para receber revestimentos com diversos acabamentos
Dentre as várias vantagens que justificam o emprego dos painéis de MDF, pode-se destacar a boa resistência específica, elevada disponibilidade de matéria-prima, associada ao aspecto renovável da fonte, reciclabilidade e menor demanda energética para a produção, transporte e instalação.
A maioria dos defeitos inerentes à anatomia da madeira, como nós, presença de medula, grã desalinhada e tensões de crescimento, podem ser eliminados durante o processo de fabricação dos painéis obtendo-se um produto final com características dependentes apenas das variáveis envolvidas no processo de fabricação. Além disso, outras propriedades desejáveis podem ser adicionadas ao material, como por exemplo, resistência ao fogo e a biodeterioração, expandindo a gama de aplicações do produto.
O MDF é um material consolidado no mercado moveleiro mundial, mostrando-se adequado à diversidade de usos para os quais a chapa é exigida, incluindo a inserção gradual na construção civil. Os painéis encontrados comercialmente atualmente, são resistentes à umidade em ambientes internos e externos, painéis leves para móveis que compõem ambientes aéreos e outros. Além das aplicações apontadas anteriormente, é um produto ecologicamente correto.
A partir de todos os pontos favoráveis apresentados pelo MDF pode-se verificar que a produção mundial duplicou entre 1996 e 2000, o que corresponde a um crescimento médio anual em torno de 18%. Entre os maiores produtores de MDF destacam-se Estados Unidos, Alemanha e China, que juntos correspondem a 39% do volume produzido. Durante este período foram acima de 30% ao ano os acréscimos de produção verificados na Alemanha, França, China e Brasil. A produção brasileira no ano de 2000 representou 2% do volume mundial.
O MDF começou a ser fabricado no Brasil em setembro de 1997, pela Duratex, unidade Agudos/SP. Posteriormente, começaram a operar Tafisa (final de 1998), localizada em Pien/PR, unidade Masisa (início de 2001), situada em Ponta Grossa/PR e Placas do Paraná (final de 2001), localizada em Jaguariaíva/PR.
A produção nacional, que em 2001 atingiu 609 mil m3, está voltada totalmente para o mercado interno e ainda não foi suficiente para eliminar as importações que, naquele ano, atingiram 24 mil m3, correspondente a 3,8% do consumo.
Processo de produção
O processo de produção de MDF inclui principalmente: desfibramento mecânico da madeira (transformação dos cavacos em fibras), refino das fibras, secagem, mistura das fibras com resina, formação de colchão de um material resinado e prensagem a quente. A seguir são apresentadas as etapas principais da produção dos painéis de MDF.
Descascamento – para a obtenção de fibras, o tamanho da tora não influencia, podendo apresentar dimensões mais limitadas.
Fragmentação – após o descascamento, as toras passam por uma operação de fragmentação, onde são gerados cavacos, ou partículas, a partir de picadores.
Classificação dos cavacos – a forma final do cavaco é menos influente na qualidade final do produto, uma vez que os mesmos serão transformados em fibras. No processo produtivo, não é possível obter cavacos de tamanhos uniformes. Com esta irregularidade dimensional dos cavacos, os maiores são separados por baterias de peneiras, e em seguida, retornam ao picador.
Armazenamento de cavacos – são armazenados em silos com volume equivalente a 24 horas de operação. Como na maioria das vezes os cavacos ficam expostos à atmosfera, antes do processamento é feita uma seleção por peneiras, seguida de lavagem.
Tratamento de cavacos – nesta etapa os cavacos são amolecidos para facilitar a operação do desfibrador na formação da polpa, reduzindo seu consumo energético. A lignina presente nas camadas intercelulares é amolecida, perdendo sua capacidade de retenção de fibras, o que resulta numa polpa de fibras mais resistente e flexível, formando chapas mais rígidas.
Desfibramento – as fibras podem ser obtidas por desfibradores mecânicos ou por meio de técnicas de aumentos de pressão, que é um método menos utilizado.
Mistura de resina – adicionada a resina, o catalisador e, em alguns casos, certos aditivos, e mistura-se a matéria-prima. As resinas mais utilizadas são à base de uréia-formaldeído, melanina-uréia-formaldeído e tanino-formaldeído.
Secagem das fibras – o elevado teor de umidade das fibras acarreta uma série de problemas quando a manta é formada é prensada a quente.
Armazenamento das fibras – o silo de fibras, também chamado de tanque “pulmão”, tem a função de acumular um volume adequado de fibras para a formação das mantas (entrelaçamento), sem que ocorra uma provável interrupção em função de distúrbios na linha de fluxo das fibras.
Entrelaçamento das fibras –colchão a seco formado a partir de uma suspensão das fibras ao ar. A altura do colchão é delimitada por um cilindro dentado acoplado a um tubo seccionador de fibra excedente.
Seccionamento – o sistema de seccionamento muda conforme o tipo de linha de formação, que é o conjunto de equipamentos cujas operações dão a forma final ao MDF. Quando o processo de secagem é intermitente, a manta é cortada por lâminas circulares não-dentadas e, em seguida, encaminhada às operações de pré-prensagem e prensagem a quente.
Prensagem – a pré-prensagem evita possíveis desmanchamentos e deslizamentos das fibras da manta durante a prensagem a quente. Para cada sistema de prensagem, existe um tipo de linha de formação.
Resfriamento – é efetuado para evitar variações dimensionais da chapa após o aquecimento. Normalmente, são resfriadas à temperatura ambiente, protegidas das intempéries, onde o tempo depende do tipo de linha de formação utilizada.
Corte, lixamento e revestimento – o corte é feito procurando estabelecer a medidas dos painéis de MDF, conforme padrões estabelecidos. O lixamento está diretamente relacionado à preparação da superfície das chapas, para acabamentos finais.
Processo de produção do MDF
Algumas variáveis afetam as características finais do MDF em função de fatores relacionados à matéria-prima, ao processamento e aos aditivos incorporados aos painéis. Além da influência isolada de cada fator, existe ainda a possibilidade de interação entre os diferentes fatores formando-se assim uma complexa “rede” de interações. De forma geral, os fatores influenciam as características dos painéis de MDF podem ser agrupados conforme apresentação a seguir:
Influência das fibras – diferentes características do painel são esperadas em função das espécies de madeira utilizada (folhosas ou coníferas), do tipo de cavaco (proveniente de toretes ou resíduos), dos parâmetros de desfibramento (tempo de aquecimento, pressão do vapor aplicado, configuração os segmentos dos discos e distâncias entre os pratos do desfibrador).
Influência do teor de umidade dos cavacos – as fibras provenientes de cavacos de baixo teor de umidade são inteiras e agrupadas na forma de feixes, dificultando a formação do colchão. Por outro lado, a alta umidade dos cavacos aumenta o custo da secagem, gerando fibras “crespas” que dificultam a colagem, aumentando a demanda da resina.
Influência das variáveis do desfibramento – o desfibramento consiste em desagregar as fibras de madeira através de atrito. Esta operação é feita por meio da introdução dos cavacos de madeira entre dois discos (um fixo e outro rotativo ou ambos rotativos) no equipamento. Algumas das variáveis são o aumento do tempo de exposição dos cavacos ao vapor na fase de desfibramento e também o aumento da temperatura de vapor utilizada, resultando em um aumento da estabilidade dimensional mas, reduzindo as propriedades mecânicas dos painéis.
Influência das resinas ou adesivos – as propriedades mecânicas dos painéis de MDF estão diretamente relacionadas ao tipo e ao teor de resina utilizada, sendo verificado que painéis com alto teor de resina são mais rígidos e resistentes.
Influência do teor de umidade do colchão – o teor de umidade no tem duas funções principais: transferir calor para a parte interna durante a prensagem e diminuir a resistência à compressão do material, reduzindo a pressão específica necessária. Quando o teor de umidade é elevado ocorre aumento no ciclo de prensagem porque é necessário um maior tempo para a retirada da umidade excedente do painel. Quando o teor de umidade é muito reduzido ocorre um perfil de densidade mais homogêneo e, conseqüentemente, uma maior resistência à tração perpendicular.
Influência da prensagem – nesta fase são determinadas a espessura e a densidade da chapa, e, além disso, a prensagem é parcialmente responsável pela transferência de calor atuante na cura da resina. A resistência à tração, o módulo de flexão estática, a absorção e o inchamento, são algumas propriedades dos painéis de MDF, afetadas pela pressão de prensagem, pela temperatura de prensagem e pela interação entre ambos. Uma maior temperatura de prensagem, aumenta a densidade do centro do painel, enquanto, diminui a densidade das faces, formando um perfil de densidade mais homogêneo.
Influência do alinhamento das fibras – o ângulo vertical das fibras em painéis de MDF está entre 10º e 20º, assumindo-se um valor médio de 15º. Esse alinhamento tem influência sobre a adesão interna das fibras. Estudos com aglomerados e painéis de MDF, mostraram que o alinhamento das partículas e fibras tem um efeito direto na resistência à ruptura e no módulo de elasticidade à flexão de ambos os materiais.
Influência da densidade do painel – a taxa de compactação da matéria-prima é um fator que influencia fortemente as propriedades mecânicas. Quanto maior a compactação, maior é o contato entre as partículas e entre as partículas e o adesivo. Portanto, é possível obter painéis com a mesma densidade final, mas, com diferentes taxas de compactação em função da densidade da madeira utilizada como matéria-prima.
Influência do perfil de densidade do painel – os principais fatores que explicam a formação do perfil de densidade são o tempo de fechamento da prensa, a umidade no centro e nas faces do painel e a pressão aplicada. Quanto maior o tempo de fechamento e a pressão aplicada, menor será o contraste de densidade, ao passo que se a umidade nas faces é maior que no centro, maior será o contraste de densidade. De acordo com outros estudos, os fatores que tiveram maior influência sobre o perfil de densidade foram a espécie utilizada, o tamanho das fibras e sua distribuição, o teor de umidade e sua distribuição, a temperatura de prensagem e o tempo de fechamento da prensa.
Influência do teor de umidade do painel – bem como os outros fatores comentados anteriormente, o teor de umidade final do painel também possui reflexo sobre as propriedades dos painéis de MDF. Genericamente, um aumento no teor de umidade reduz a resistência à ruptura de painéis de MDF.
Influência da incorporação de aditivos – os aditivos são empregados para conferir aos painéis de MDF algumas propriedades especiais. Por exemplo, os painéis podem ser tratados de forma a adquirir resistência à chama e a biodeterioração através da aplicação de produtos químicos na matéria-prima. Junto com a resina, ou aplicados posteriormente à fabricação do painel, os aditivos são adicionados à matéria-prima por processo de impregnação.
Atualmente, o MDF é conhecido pela possibilidade de substituição da madeira por diversas formas de aplicação, em função de sua homogeneidade, versatilidade, facilidade de usinagem, resistência ao ataque de microrganismos. O uso de resinas sintéticas confere ao produto características adicionais de resistência mecânica, à umidade.
O dinamismo do mercado interno, o potencial de oferta de matéria-prima e as dimensões do Brasil tornam a indústria nacional de painéis em situação privilegiada para expansão. O segmento produtor de painéis de madeira tem demonstrado elevado dinamismo, com reflexo das altas taxas de crescimento da indústria moveleira e da construção civil, principalmente demandante de painéis. A estabilização da economia incorporou ao mercado novas parcelas de consumidores, particularmente dos estratos representados pelas famílias de menor renda.
O país dispõe de condições bastante especiais para se tornar um importante produtor mundial de painéis de madeira, uma vez que é detentora de tecnologia que permite a utilização de extensas plantações de florestas de rápido crescimento (pinus e eucalipto). Essa característica, associada ao dinamismo do mercado interno e internacional, tem sido um dos principais alavancadores dos novos investimentos. A indústria de painéis de madeira é de relevante importância para a economia brasileira, não só pela geração de divisas e empregos, como também pelo dinamismo que irradia, especialmente para os setores moveleiros e de construção civil.
Quanto ao mercado interno, a manutenção da estabilidade e a elevação da atividade econômica permitirão crescimento sustentado do consumo nacional. Efetivamente, com o processo de estabilização da economia, o mercado brasileiro de produtos de origem florestal passou a ser extremamente atrativo, em face das altas taxas de crescimento apresentadas. O setor de produtos florestais compreende, genericamente, os segmentos de madeira em tora, madeira serrada, painéis de madeira, pasta de madeira e papel.
Cristiane Inácio de Campos
Engº Civil, Doutoranda em Ciência e Engenharia de Materiais pela Escola de Engenharia de São Carlos – USP
Maio/2003 |
