Nome do Projeto
EFICIÊNCIA DE PRESERVANTES FUNGICIDAS EM MADEIRAS DE Eucalyptus dunni E Pinus elliottii
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
10/01/2021 - 10/01/2024
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
A madeira é um material de composição heterogênea e estrutura complexa, tornando-se assim susceptível ao ataque de organismos xilófagos. Portanto, o objetivo do presente projeto de pesquisa é realizar a caracterização tecnológica após o tratamento preservativo com três princípios ativos e concentrações distintos em madeiras de Eucalyptus dunnii e Pinus elliottii, submetidas ao ensaio de apodrecimento acelerado, com fungos apodrecedores Gloeophyllum trabeum e Pycnoporus sanguineus. As propriedades físicas analisadas serão a perda de massa, massa especifica básica e aparente, e teor de umidade de equilíbrio. A dureza rockwell caracterizará a propriedade mecânica analisada. As propriedades físico químicas serão determinadas por análise termogravimétrica (TGA) e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier com refletância total atenuada (FTIR-ATR). Também determinar-se-ão a concentração e princípio ativo mais eficiente na preservação das espécies analisadas. Espera-se obter resultados satisfatórios que auxiliem para a tomada da decisão de qual ingrediente ativo e concentração são mais indicados para a preservação da madeira contra o ataque de organismos xilófagos, bem como, obter um conhecimento sobre o comportamento tecnológico da madeira após a mesma sofrer deterioração.

Objetivo Geral

O presente estudo tem por objetivo avaliar a eficiência de novos produtos preservantes da madeira contra o ataque de organismos xilófagos em madeiras de Pinus elliottii e Eucalyptus dunnii, visando a melhora e conservação das propriedades tecnológicas inerentes as espécies florestais do estudo.

Justificativa

A madeira é caracterizada como um material orgânico e heterogêneo. Essas características presentes nesse material, possibilitam a degradação estrutural e superficial por meio do ataque de organismos xilófagos. Esses organismos deterioradores encontram sua fonte de nutrição principalmente nos componentes poliméricos presentes na parede celular da madeira, afetando e comprometendo as propriedades tecnológicas do material. O tratamento da madeira pode ser desenvolvido utilizando-se substâncias preservantes de origem natural ou química. Galvão et al. (2004) descreve que preservativos ou preservadores da madeira são produtos químicos introduzidos dentro de sua estrutura, visando torná-la tóxica aos fungos e insetos xilófagos. Existe um fator relevante a ser considerado, tratando-se da toxidade que alguns
Diante disso, e realizando o processo de preservação de forma adequada, é possível aumentar a vida útil do material, bem como, estender a possibilidade de utilizações do mesmo. No mercado atual, os produtos mais utilizados para a preservação da madeira são aqueles os quais possuem como ingredientes ativos o arseniato de cobre cromatado (CCA) e o borato de cobre cromatado (CCB).

Metodologia

O estudo será desenvolvido nos Laboratórios de Propriedades Físicas, Químicas e Mecânicas da madeira, do curso de Engenharia Industrial Madeireira da Universidade Federal de Pelotas.


4.2 Preparo dos Corpos de Prova

Os corpos de prova do estudo serão obtidos a partir de pranchas de árvores das espécies Eucalyptus dunnii com 28 anos de idade e Pinus elliottii com mais de 15 anos (cedidas pela empresa CMPC Celulose Riograndense e Serraria Barrocão do município de Piratini, respectivamente). Com esse material serão confeccionados os corpos de prova, bem como, as placas suporte para a replicação de fungos.
Os corpos de prova possuirão dimensões de 2,5 x 2,5 x 0,9 cm (menor dimensão no sentido das fibras). Já as placas suporte apresentarão as dimensões de 0,3 x 2,9 x 3,5 cm (sentidos radial, tangencial e longitudinal, respectivamente). Para as caracterizações físicas e mecânicas, as amostras apresentarão uma dimensão única, enquanto que para a determinação química, a madeira será moída e peneirada em malhas de 40 e 60 mesh.
Após a obtenção dos corpos de prova, os mesmos serão conduzidos até a câmara climatizada localizada no Laboratório de Propriedades Físicas e Mecânicas da Madeira (Engenharia Industrial Madeireira - UFPel), regulada com 20°C e 65% de temperatura e umidade relativa do ar, até atingirem o teor de umidade de equilíbrio de 12%.


4.3 Tratamentos Preservantes

Os princípios ativos utilizados, os tratamentos e as respectivas concentrações podem ser visualizados nas Tabelas 6 e 7. As concentrações serão selecionadas baseadas nas especificações técnicas da Montana Química (2015), as quais dizem que as mesmas são empregadas de forma eficaz na região norte do Brasil, carecendo de embasamento científico para a região sul. O processo de impregnação da solução será realizado em autoclave, usando o processo de vácuo-pressão.

4.4 Preparo do Material e Ensaio Biológico

Os procedimentos da ASTM D 2017 (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS - ASTM, 2005) regerá o ensaio de apodrecimento acelerado, adaptando-se também a metodologia adotada por Modes et al. (2012). Para tanto, utilizar-se-ão frascos de vidro de 500 mL preenchidos com 100 g de solo, sendo o solo peneirado em malha com 4,75 mm de abertura. Será realizada a medição do pH, sendo que o mesmo deverá encontrar-se entre 6,0 e 8,0.
Por meio de análises físicas do solo em laboratório, determina-se a capacidade de retenção através do método gravimétrico, e também o seu teor de umidade, onde a amostra será seca em estufa a uma temperatura de 103 ± 2°C, por um período de 72 horas, considerando que o percentual de perda de massa definirá o teor de umidade inicial. Após a determinação da capacidade de retenção, a umidade do solo terá que ser ajustada para 130% pela adição de água destilada conforme a equação presente na norma ASTM D 2017 (ASTM, 2005).
Após preparados os frascos, os mesmos receberão as placas suporte de pinus. Após a inserção das placas suporte, os frascos passarão por duas autoclavagens à temperatura de 120°C e pressão de 1 atm por um período de 40 minutos.
Utilizar-se-ão duas espécies de fungos causadores de podridão parda (Gloephyllum trabeum) e podridão branca (Pycnoporus sanguineus) de isolados cedidos pelo Setor de Biodegradação e Preservação da Madeira – Laboratório de Produtos Florestais (LPF) do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA), localizado em Brasília – DF. Em câmara de fluxo laminar, realizar-se-á repicagem das colônias fúngicas crescidas em meio extrato-de-malte-ágar (MEA), com um disco de 5 mm da colônia sobre as placas suporte. Estes frascos ficarão incubados por 30 dias em câmara climatizada (20 °C e 65% de umidade relativa), sem luminosidade, para o desenvolvimento dos fungos sob a placa suporte.
Antes de serem expostos ao ataque dos fungos, a madeira de cada espécie (Eucalyptus dunnii e Pinus elliottii) e para cada tratamento preservativo testado passarão por uma secagem em estufa sob temperatura de 50°C até que atinjam a massa constante para a determinação de sua massa inicial. Após, as amostras passarão por um processo de autoclavagem com 120°C de temperatura pelo período de 1 hora, sendo depois dispostos sobre a placa suporte completamente colonizada pelo fungo, permanecendo nessa condição por um período de 16 semanas.


4.5 Avaliação dos Dados

No ensaio biológico, após o período de exposição dos corpos de prova, os mesmos serão retirados dos frascos para remoção dos micélios com auxílio de pincel em câmara de fluxo laminar, e novamente colocados para secar em estufa, a temperatura de 50ºC, até massa constante para obtenção de suas massas finais.
A avaliação final do experimento será efetuada após um período de 16 semanas, onde em cada semana pré-definida avaliar-se-ão as propriedades físicas, químicas e mecânicas já citadas como parâmetros no presente estudo. A Tabela 8 apresenta as semanas onde serão realizadas as avaliações, e também, detalha o procedimento para análise.

4.6 Propriedades Físicas

As propriedades físicas avaliadas no trabalho serão: massa (densidade) específica básica e aparente (0 e 12% de umidade respectivamente), teor de umidade de equilíbrio e perda de massa respectivamente. A determinação dos três primeiros parâmetros procederá conforme as equações propostas pela norma D 143 – 94, descritas pela AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM, 2000).
Para tanto, os corpos de prova serão imersos em água até sua saturação, atingindo peso constante (encharcado). Após obtenção do volume saturado se coloca os corpos de prova em uma estufa à temperatura de 103 ± 2°C para sua secagem até estabilização do peso. Para a determinação do volume, usa-se um paquímetro digital para a obtenção das dimensões das amostras, enquanto, o peso, determina-se com uma balança analítica.
A avaliação da perda de massa obedecerá a normatização ASTM D 2017 (2005), sendo a resistência natural da madeira tratada ao ataque dos fungos classificada conforme a Tabela 10.
4.7 Propriedades Mecânicas

Referente ás propriedades mecânicas, será realizada o ensaio a dureza Rockwell. Para a realização do ensaio mecânico irá ser utilizado o equipamento marca Digimess, com um penetrador esférico de 0,635mm de aplicação de uma carga de 60 kgf, onde a resistência oferecida pelos corpos de prova poderá ser visualizada na escala vermelha do mostrador analógico do equipamento.

4.8 Propriedades Físico Químicas
As propriedades físico químicas serão avaliadas através da Espectroscopia por Transformada de Fourier (FTIR) e por Análise Termogravimétrica (TGA). Em cada semana de estudos, serão avaliadas de forma semiquantitativa a degradação da celulose, hemicelulose e lignina. Será selecionado um corpo de prova por repetição de cada tratamento em cada semana de avaliação.
O FTIR está diretamente relacionado à determinação das ligações químicas, bem como, o tipo de ligações de determinadas substâncias. Por meio da utilização do espectroscópio torna-se possível a avaliação semiquantitativa da degradação dos constituintes químicos presentes em cada corpo de prova conforme a ação dos organismos xilófagos, uma vez que o mesmo fornece gráficos de intensidade de absorção x número de ondas.
Para análise termogravimétrica (TGA), um corpo de prova de cada tratamento será moído, peneirado e posto no equipamento dentro de um cadinho, após o mesmo o equipamento estar calibrado com uma solução conhecida. Pela análise termogravimétrica será possível verificar a variação da degradação dos constituintes em função da temperatura após o ataque dos fungos. Os resultados serão comparadas com referências já consolidadas.

4.9 Processamento dos Dados e Análise Estatística

O processamento e armazenagem dos dados serão feitas no software Office Excell® 2013. Para a análise estatística do estudo será utilizado o software Statgraphics Centurion XV.II, o qual realizará o processamento e análise estatística dos dados obtidos com um intervalo de confiança de 99% pela análise da variância e posteriormente, para a comparação das médias, o teste de Tukey com um nível de probabilidade de erro de 5%. O coeficiente de correlação de Pearson será determinado com base nas variáveis dos resultados obtidos.

Indicadores, Metas e Resultados

Espera-se, com base nos resultados desse estudo, obter informações a respeito de qual produto (baseado em seu princípio ativo) será o mais eficiente na redução da perda de massa da madeira após o ataque de diferentes tipos de fungos apodrecedores de madeira, qual concentração do produto que seja eficaz, estabelecendo assim critérios de utilização para que não haja desperdício de produto em demasia na sua utilização.
Verificar a eficiência da metodologia de impregnação desses produtos na madeira e concluir a respeito da eficiência do tratamento com outras marcas já estabelecidas no mercado, correlacionando a eficiência do produto com as propriedades tecnológicas da madeira.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANDRÉ LUIZ MISSIO2
DARCI ALBERTO GATTO2
HENRIQUE VAHL RIBEIRO
KELVIN TECHERA BARBOSA
Marília Lazarotto2
RAFAEL BELTRAME3
RAFAEL DE AVILA DELUCIS2
RICARDO RIPOLL DE MEDEIROS2
THALES CASTILHOS DE FREITAS
WESLEY MUNHOZ RIBEIRO

Página gerada em 01/07/2022 23:48:39 (consulta levou 0.201126s)