RESUMO

ABSTRACT: This study evaluated the effects of thermal modification at different temperatures and for different durations on the mechanical strength of wood of selected species from an agroforestry system. To this end, three 9-year-old (approximate age) individuals, each from four species of forest trees-Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan, Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla hybrid, and Schizolobium parahyba (Vell.) Blake-were evaluated. After obtaining initial measurements, samples from the four species under went heat treatment for 2 h and 4 h and were subsequently subjected to heat using an oven at temperatures 120°C, 150°C, 180°C, and 210°C; respectively, in addition to the control. For evaluating mechanical strength, the technical standard ASTM D 143-94 was used to obtain the values of the moduli of elasticity and rupture, tension at the proportional limit, and maximum force of the subjects. It was observed that different durations and temperatures altered the mechanical strength of the wood of the four species studied. The 2 h residence time is the most recommended for conducting thermal modification. This procedure modifies the mechanical resistance of wood in a positive manner, with exposure temperatures ranging between 120 ºC and 180 ºC being the most recommended. The thermal treatment carried out for 4 h is not recommended for structural purposes because of the decrease in flexural strength.

RESUMO: O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da modificação térmica em diferentes tempos e temperaturas na resistência mecânica da madeira de espécies provenientes de um sistema agroflorestal. Para tanto, foram avaliados três indivíduos de Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan, Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla e Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, todos com nove anos de idade. Após o dimensionamento, as amostras passaram pelo processo de modificação térmica durante 2h e 4h realizado em estufa nas temperaturas de 120 °C, 150 °C, 180 °C e 210 °C, além da testemunha. Para avaliação da resistência mecânica, seguiu-se a norma técnica ASTM D 143-94, obtendo-se os valores de módulos de elasticidade e ruptura, tensão no limite proporcional e força máxima. Observou-se que os diferentes tempos e temperaturas alteram a resistência mecânica das quatro espécies estudadas. O tempo de 2 h de permanência é o mais recomendado para a realização da modificação térmica. O procedimento modifica a resistência mecânica da madeira de uma forma positiva, sendo que as temperaturas de exposição que variaram entre 120 °C e 180 ºC são as mais recomendadas. A modificação térmica realizada pelo período de 4 h não é recomendada para fins estruturais, pelo fato do decréscimo da resistência à flexão.

RESUMO

This study evaluated the effects of thermal modification at different temperatures and for different durations on the mechanical strength of wood of selected species from an agroforestry system. To this end, three 9-year-old (approximate age) individuals, each from four species of forest trees-Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan, Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla hybrid, and Schizolobium parahyba (Vell.) Blake-were evaluated. After obtaining initial measurements, samples from the four species under went heat treatment for 2 h and 4 h and were subsequently subjected to heat using an oven at temperatures 120°C, 150°C, 180°C, and 210°C; respectively, in addition to the control. For evaluating mechanical strength, the technical standard ASTM D 143-94 was used to obtain the values of the moduli of elasticity and rupture, tension at the proportional limit, and maximum force of the subjects. It was observed that different durations and temperatures altered the mechanical strength of the wood of the four species studied. The 2 h residence time is the most recommended for conducting thermal modification. This procedure modifies the mechanical resistance of wood in a positive manner, with exposure temperatures ranging between 120 ºC and 180 ºC being the most recommended. The thermal treatment carried out for 4 h is not recommended for structural purposes because of the decrease in flexural strength

O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da modificação térmica em diferentes tempos e temperaturas na resistência mecânica da madeira de espécies provenientes de um sistema agroflorestal. Para tanto, foram avaliados três indivíduos de Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan, Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla e Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, todos com nove anos de idade. Após o dimensionamento, as amostras passaram pelo processo de modificação térmica durante 2h e 4h realizado em estufa nas temperaturas de 120 °C, 150 °C, 180 °C e 210 °C, além da testemunha. Para avaliação da resistência mecânica, seguiu-se a norma técnica ASTM D 143-94, obtendo-se os valores de módulos de elasticidade e ruptura, tensão no limite proporcional e força máxima. Observou-se que os diferentes tempos e temperaturas alteram a resistência mecânica das quatro espécies estudadas. O tempo de 2 h de permanência é o mais recomendado para a realização da modificação térmica. O procedimento modifica a resistência mecânica da madeira de uma forma positiva, sendo que as temperaturas de exposição que variaram entre 120 °C e 180 ºC são as mais recomendadas. A modificação térmica realizada pelo período de 4 h não é recomendada para fins estruturais, pelo fato do decréscimo da resistência à flexão.

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The characterization of wood anatomy and proprieties can provide subsidies for rational use of tree species. Enables, oftentimes, the definition of technological potential of wood - and wood products - through the assessment of quality information and also allows it ́s correct identification, contributing to the timber production chain. The objective of this study was to contribute to the knowledge about wood properties of the Cerrado biome (Brazilian savanna) species trough the anatomical characterization and determination of density profile. Twenty trees species belonging to thirteen families occurring in Pirenópolis, Goiás and Brasília, Federal District, Brazil, was selected and radial samples were removed from the tree trunks at the DBH (1.30 m) in a non-destructive way using an incremental probe and a motorized extractor. The qualitative and quantitative anatomical parameters of vessels and fibers and the wood density were determined in the collected samples. Species presented fibers with mean values between 900.5 and 2052.9 µm for the length; 18.1 and 27.7 µm for the diameter; and 4.4 to 9.4 µm for the wall thickness. The species presented a variation in the vessel dimensions from 29.2 to 155.6 µm for the diameter; 17.7 to 32.5% for occupied area; and 2.6 to 165 to vessels.mm-2. The apparent density presented mean values between 0.36 and 1.21 g cm-3. The specie that presented the highest variation of wood density was A. fraxinifolium. According to the radial profiles two patterns of increasing and stable variation in the apparent density of the pith to bark were defined as a function of the wood anatomical characteristics.

A caracterização anatômica e das propriedades da madeira pode auxiliar na tomada de decisão quanto ao uso racional de espécies. Possibilita, muitas vezes, a definição do potencial tecnológico da madeira - e produtos - fornecendo acesso a informações sobre a sua qualidade, além de sua correta identificação, contribuído com a cadeia produtiva madeireira. O objetivo deste estudo foi investigar e caracterizar as propriedades da madeira de espécies arbóreas do Cerrado, através da descrição anatômica e determinação do perfil de densidade. Foram selecionadas 20 espécies pertencentes a treze famílias, na cidade de Pirenópolis, Goiás e Brasília, Distrito Federal, Brasil, e amostras radiais foram retiradas dos troncos das árvores no DAP (1,30 m) de forma não destrutiva, utilizando-se uma sonda de incremento e um extrator motorizado. Nas amostras coletadas, foram determinados os parâmetros anatômicos qualitativos e quantitativos dos vasos e das fibras e a densidade aparente da madeira. As espécies apresentaram fibras com valores médios entre 900,5 a 2052,9 µm para o comprimento; 18,1 a 27,7 µm para o diâmetro e 4,4 a 9,4 µm para a espessura da parede; e variação nas dimensões dos vasos de 29,2 a 155,6 µm para o diâmetro; 17,7 a 32,5% para área ocupada; e 2,6 a 165 vasos.mm-2 para a frequencia dos vasos. A densidade aparente apresentou valores médios entre 0,36 e 1,21 g cm-3. A espécie que apresentou a maior variação de densidade de madeira foi A. fraxinifolium. De acordo com os perfis radiais, dois padrões de variação crescente e estável na densidade aparente, da medula para casca, foram definidos como uma função das características anatômicas.

Assuntos

RESUMO

ABSTRACT: The study of the wood characteristics is of fundamental importance for the correct use of this raw material and, among its properties, the basic density is a major, being reference in the quality of this material. This study aimed to evaluate the axial variation of basic density of the wood of Araucaria angustifolia (Bertoloni) O. Kuntze in different diameter classes. For this, three trees were selected in six diameter classes, called class 1 (20-30cm), class 2 (30.1-40cm), class 3 (40.1-50cm), class 4 (50.1-60cm), class 5 (60.1-70cm) and class 6 (70.1-80cm). From each individual sampled was withdrawn a disc at 0.1m (base), 25, 50, 75 and 100% of the height of the first live branch and in the diameter at 1.30m from the ground (DBH), which were used for determining basic density. The weighted average basic density was equal to 0.422g cm-3 and, regardless of the diameter class analyzed, this property decreased in the axial direction. Diameter induced variation of basic density, but has not been verified a positive or negative systematic tendency in relation to the sampled interval.

RESUMO: O estudo das características da madeira é de fundamental importância para o correto uso dessa matéria-prima e, dentre as suas propriedades, a massa específica é uma das principais, por ser referência na qualidade desse material. Este estudo teve por objetivo avaliar a variação axial da massa específica básica da madeira de Araucaria angustifolia (Bertoloni) O. Kuntze, em diferentes classes de diâmetros. Para isso, três árvores foram selecionadas em seis classes diamétricas, denominadas de classe 1(20-30cm), classe 2 (30,1-40cm), classe 3 (40,1-50cm), classe 4 (50,1-60cm), classe 5 (60,1-70cm) e classe 6 (70,1-80cm). De cada indivíduo amostrado, foi retirado um disco a 0,1m (base), 25, 50, 75 e 100% da altura do primeiro galho vivo e no diâmetro a 1,30m do solo (DAP), que foram utilizados para a determinação da massa específica básica. O valor médio ponderado da massa específica básica foi igual a 0,422g cm-3 e, independentemente da classe diamétrica analisada, essa propriedade decresceu no sentido axial. O diâmetro induziu a variação da massa específica básica, porém não foi verificada uma tendência sistemática positiva ou negativa em relação ao intervalo amostrado.

RESUMO

The study of the wood characteristics is of fundamental importance for the correct use of this raw material and, among its properties, the basic density is a major, being reference in the quality of this material. This study aimed to evaluate the axial variation of basic density of the wood of Araucaria angustifolia (Bertoloni) O. Kuntze in different diameter classes. For this, three trees were selected in six diameter classes, called class 1 (20-30cm), class 2 (30.1-40cm), class 3 (40.1-50cm), class 4 (50.1-60cm), class 5 (60.1-70cm) and class 6 (70.1-80cm). From each individual sampled was withdrawn a disc at 0.1m (base), 25, 50, 75 and 100% of the height of the first live branch and in the diameter at 1.30m from the ground (DBH), which were used for determining basic density. The weighted average basic density was equal to 0.422g cm-³ and, regardless of the diameter class analyzed, this property decreased in the axial direction. Diameter induced variation of basic density, but has not been verified a positive or negative systematic tendency in relation to the sampled interval.(AU)

O estudo das características da madeira é de fundamental importância para o correto uso dessa matéria-prima e, dentre as suas propriedades, a massa específica é uma das principais, por ser referência na qualidade desse material. Este estudo teve por objetivo avaliar a variação axial da massa específica básica da madeira de Araucaria angustifolia (Bertoloni) O. Kuntze, em diferentes classes de diâmetros. Para isso, três árvores foram selecionadas em seis classes diamétricas, denominadas de classe 1(20-30cm), classe 2 (30,1-40cm), classe 3 (40,1-50cm), classe 4 (50,1-60cm), classe 5 (60,1-70cm) e classe 6 (70,1-80cm). De cada indivíduo amostrado, foi retirado um disco a 0,1m (base), 25, 50, 75 e 100% da altura do primeiro galho vivo e no diâmetro a 1,30m do solo (DAP), que foram utilizados para a determinação da massa específica básica. O valor médio ponderado da massa específica básica foi igual a 0,422g cm-³ e, independentemente da classe diamétrica analisada, essa propriedade decresceu no sentido axial. O diâmetro induziu a variação da massa específica básica, porém não foi verificada uma tendência sistemática positiva ou negativa em relação ao intervalo amostrado.(AU)

Assuntos

RESUMO

A madeira juvenil em maior proporção no fuste e suas características físicas, mecânicas, químicas e anatômicas diminuem a qualidade do material. Esse estudo teve como objetivo estimar a idade de segregação do lenho juvenil e adulto pelo comprimento dos traqueoides em Pinus elliottii Engel, aos 30 anos de idade. Para tanto, seis árvores foram selecionadas, com base no diâmetro dominante, em um povoamento localizado no Colégio Agrícola de Frederico Westphalen/UFSM. Após o abate, no disco correspondente a 0,15 metros de altura, foram marcadas e seccionadas baguetas centrais de onde se retirou o lenho inicial dos trinta anéis de crescimento, no sentido medula-casca, para maceração. A segregação dos dois tipos de lenhos foi determinada pela variação radial da característica anatômica em estudo através de duas regressões lineares simples. Os resultados indicaram que o comprimento dos traqueoides apresentou padrão de variação crescente no sentido medula-casca, indicando assim que os menores valores foram observados próximos à medula e correspondem aos primeiros anéis de crescimento. A idade de segregação do lenho de Pinus elliottii definida por meio do comprimento de traqueoides foi de, aproximadamente, dez anos.(AU)

The juvenile wood in greater proportion in the stem and its physical, mechanical, chemical and anatomical characteristics decrease the quality of the material. This study was undertaken to estimate the segregation age of juvenile and mature wood by tracheid length of Pinus elliottii Engel, at 30 years of age. Six trees were selected, on the basis of the dominant diameter, in a stand located in Agricultural College of Frederico Westphalen/UFSM. After cutting down, in the disk corresponding to the 0.15 meters, were marked and sectioned centrals baguettes from where was removed the initial wood of the thirty growth rings, in pith-to-bark direction, for maceration. The segregation of the two types of wood was defined by radial variation of the anatomical characteristic in study through two simple linear regressions. The results indicated that the tracheid length showed a pattern of increasing from pith to bark, indicating that the lowest values were observed near the pith and correspond to the first growth rings. The age of segregation of the Pinus elliottii wood defined by tracheid length was, approximately, ten years-old.(AU)

Assuntos

RESUMO

A madeira juvenil em maior proporção no fuste e suas características físicas, mecânicas, químicas e anatômicas diminuem a qualidade do material. Esse estudo teve como objetivo estimar a idade de segregação do lenho juvenil e adulto pelo comprimento dos traqueoides em Pinus elliottii Engel, aos 30 anos de idade. Para tanto, seis árvores foram selecionadas, com base no diâmetro dominante, em um povoamento localizado no Colégio Agrícola de Frederico Westphalen/UFSM. Após o abate, no disco correspondente a 0,15 metros de altura, foram marcadas e seccionadas baguetas centrais de onde se retirou o lenho inicial dos trinta anéis de crescimento, no sentido medula-casca, para maceração. A segregação dos dois tipos de lenhos foi determinada pela variação radial da característica anatômica em estudo através de duas regressões lineares simples. Os resultados indicaram que o comprimento dos traqueoides apresentou padrão de variação crescente no sentido medula-casca, indicando assim que os menores valores foram observados próximos à medula e correspondem aos primeiros anéis de crescimento. A idade de segregação do lenho de Pinus elliottii definida por meio do comprimento de traqueoides foi de, aproximadamente, dez anos.

The juvenile wood in greater proportion in the stem and its physical, mechanical, chemical and anatomical characteristics decrease the quality of the material. This study was undertaken to estimate the segregation age of juvenile and mature wood by tracheid length of Pinus elliottii Engel, at 30 years of age. Six trees were selected, on the basis of the dominant diameter, in a stand located in Agricultural College of Frederico Westphalen/UFSM. After cutting down, in the disk corresponding to the 0.15 meters, were marked and sectioned centrals baguettes from where was removed the initial wood of the thirty growth rings, in pith-to-bark direction, for maceration. The segregation of the two types of wood was defined by radial variation of the anatomical characteristic in study through two simple linear regressions. The results indicated that the tracheid length showed a pattern of increasing from pith to bark, indicating that the lowest values were observed near the pith and correspond to the first growth rings. The age of segregation of the Pinus elliottii wood defined by tracheid length was, approximately, ten years-old.

RESUMO

Objetivou-se avaliar o emprego de ensaios de dureza Rockwell na caracterização da biodeterioração das madeiras de Simarouba amara (marupá), Cariniana micrantha (jequitibá) e Dipteryx odorata (cumaru), submetidas ao ataque dos fungos apodrecedores Trametes versicolor (podridão branca) e Gloeophyllum trabeum (podridão parda). Para tanto, corpos de prova de cada espécie amazônica foram submetidos a ensaios de apodrecimento acelerado, de acordo com a ASTM D2017 (2005), durante 20 semanas. A caracterização da dureza Rockwell foi realizada semanalmente até a 4ª semana e, posteriormente, a cada duas semanas, até a 20ª semana. Adicionalmente, foram determinadas as perdas de massa, conforme critérios estabelecidos pela ASTM D2017 (2005). Quanto aos resultados, destaca-se que a dureza Rockwell pode ser empregada como ferramenta principal na caracterização da biodeterioração da madeira, sendo sensível na predição dos estágios iniciais. Dentre as madeiras amazônicas, o cumaru apresentou a maior resistência natural aos fungos apodrecedores. Com relação aos fungos, a podridão parda atacou mais intensamente as três madeiras amazônicas.

This study aimed to evaluate the use of Rockwell hardness in the characterization of the biodeterioration of Simarouba amara (marupá), Cariniana micrantha (jequitibá) e Dipteryx odorata (cumaru) woods, which were submitted to decay fungi Trametes versicolor (white rot) and Gloeophyllum trabeum (brown rot). For this purpose, specimens of each Amazon species were submitted to decay fungi, according to ASTM D2017 (2005). The characterization of the Rockwell hardness was performed weekly until the fourth week, and then every two weeks until the twentieth week. Additionally, it was determined the mass loss, according to criteria established by ASTM D2017 (2005). The results indicated that the Rockwell hardness can be used as a primary tool in the characterization of the biodeterioration of wood, being sensitive in predicting the early stages. Among the Amazon woods, cumaru wood showed a greater natural resistance to decay fungi. With respect to decay fungi, brown rot more intensely attacked the three Amazon woods.

RESUMO

This study aimed to evaluate the use of Rockwell hardness in the characterization of the biodeterioration of Simarouba amara (marupá), Cariniana micrantha (jequitibá) e Dipteryx odorata (cumaru) woods, which were submitted to decay fungi Trametes versicolor (white rot) and Gloeophyllum trabeum (brown rot). For this purpose, specimens of each Amazon species were submitted to decay fungi, according to ASTM D2017 (2005). The characterization of the Rockwell hardness was performed weekly until the fourth week, and then every two weeks until the twentieth week. Additionally, it was determined the mass loss, according to criteria established by ASTM D2017 (2005). The results indicated that the Rockwell hardness can be used as a primary tool in the characterization of the biodeterioration of wood, being sensitive in predicting the early stages. Among the Amazon woods, cumaru wood showed a greater natural resistance to decay fungi. With respect to decay fungi, brown rot more intensely attacked the three Amazon woods.

Objetivou-se avaliar o emprego de ensaios de dureza Rockwell na caracterização da biodeterioração das madeiras de Simarouba amara (marupá), Cariniana micrantha (jequitibá) e Dipteryx odorata (cumaru), submetidas ao ataque dos fungos apodrecedores Trametes versicolor (podridão branca) e Gloeophyllum trabeum (podridão parda). Para tanto, corpos de prova de cada espécie amazônica foram submetidos a ensaios de apodrecimento acelerado, de acordo com a ASTM D2017 (2005), durante 20 semanas. A caracterização da dureza Rockwell foi realizada semanalmente até a 4ª semana e, posteriormente, a cada duas semanas, até a 20ª semana. Adicionalmente, foram determinadas as perdas de massa, conforme critérios estabelecidos pela ASTM D2017 (2005). Quanto aos resultados, destaca-se que a dureza Rockwell pode ser empregada como ferramenta principal na caracterização da biodeterioração da madeira, sendo sensível na predição dos estágios iniciais. Dentre as madeiras amazônicas, o cumaru apresentou a maior resistência natural aos fungos apodrecedores. Com relação aos fungos, a podridão parda atacou mais intensamente as três madeiras amazônicas.

RESUMO

This study aimed to evaluate the use of Rockwell hardness in the characterization of the biodeterioration of Simarouba amara (marupá), Cariniana micrantha (jequitibá) e Dipteryx odorata (cumaru) woods, which were submitted to decay fungi Trametes versicolor (white rot) and Gloeophyllum trabeum (brown rot). For this purpose, specimens of each Amazon species were submitted to decay fungi, according to ASTM D2017 (2005). The characterization of the Rockwell hardness was performed weekly until the fourth week, and then every two weeks until the twentieth week. Additionally, it was determined the mass loss, according to criteria established by ASTM D2017 (2005). The results indicated that the Rockwell hardness can be used as a primary tool in the characterization of the biodeterioration of wood, being sensitive in predicting the early stages. Among the Amazon woods, cumaru wood showed a greater natural resistance to decay fungi. With respect to decay fungi, brown rot more intensely attacked the three Amazon woods.

Objetivou-se avaliar o emprego de ensaios de dureza Rockwell na caracterização da biodeterioração das madeiras de Simarouba amara (marupá), Cariniana micrantha (jequitibá) e Dipteryx odorata (cumaru), submetidas ao ataque dos fungos apodrecedores Trametes versicolor (podridão branca) e Gloeophyllum trabeum (podridão parda). Para tanto, corpos de prova de cada espécie amazônica foram submetidos a ensaios de apodrecimento acelerado, de acordo com a ASTM D2017 (2005), durante 20 semanas. A caracterização da dureza Rockwell foi realizada semanalmente até a 4ª semana e, posteriormente, a cada duas semanas, até a 20ª semana. Adicionalmente, foram determinadas as perdas de massa, conforme critérios estabelecidos pela ASTM D2017 (2005). Quanto aos resultados, destaca-se que a dureza Rockwell pode ser empregada como ferramenta principal na caracterização da biodeterioração da madeira, sendo sensível na predição dos estágios iniciais. Dentre as madeiras amazônicas, o cumaru apresentou a maior resistência natural aos fungos apodrecedores. Com relação aos fungos, a podridão parda atacou mais intensamente as três madeiras amazônicas.