Caracterização e desenvolvimento de modelos para estimar as propriedades e o comportamento na secagem da madeira de Pinus elliottii Engelm. e Pinus taeda L.

Abstract

Resumo: O presente trabalho teve por objetivo o estudo das principais características das madeiras de Pinus elliottii var. elliottii Engelm. e Pinus taeda L., provenientes de plantios com 30 anos de idade, localizados na Floresta Nacional de Iratí, Estado do Paraná. Foi estudada a variabilidade, tanto no sentido medula-casca como a diferentes alturas no tronco de 10 árvores. Procurou-se determinar modelos para estimar as propriedades e correlacionar o efeito das características da madeira na secagem. Foram estudadas as características anatômicas, conteúdo de extrativos, propriedades físicas e mecânicas, além das taxas de secagem a diferentes temperaturas. Os resultados obtidos para as características anatômicas, propriedades físicas e mecânicas mostraram diferenças altamente significativas entre os lenhos juvenil e adulto para ambas espécies. A massa específica mostrou uma alta correlação com a espessura da parede dos traqueóides axiais, com a porcentagem de lenho tardio, com a retratibilidade e propriedades mecânicas. A madeira de Pinus taeda apresentou valores mais altos em todas as características analisadas em relação a Pinus elliottii, ainda que as diferenças não tenham sido significativas estatisticamente. Como parte deste estudo foram analisados os modelos de análise de regressão linear múltipla, através do procedimento denominado Passo a Passo, para prognosticar as características morfológicas dos traqueóides e as propriedades das madeiras em função da orientação radial, idade e altura relativa do fuste. Os coeficientes determinação (R² ) dos modelos para estimar as propriedades foram satisfatórios. Para avaliar a importância das características da madeira no processo de secagem, foram determinadas as taxas de secagem a temperaturas de 50, 80 e 120°C e em ambiente controlado, a 20 ± 2°C e 65 ± 2 % de umidade relativa. A avaliação do efeito da taxa de secagem nas características das madeiras foi feita através da análise de modelos de regressão. Quanto maior a temperatura, maior a taxa de secagem, apresentando excelentes ajustes para o modelo multiplicativo y= axb . Por outro lado, a taxa de secagem para as diferentes temperaturas estudadas aumenta com a umidade inicial do corpo de prova; este fato parece estar relacionado à correlação existente entre a porcentagem de madeira juvenil e teor de umidade. Observou-se que o teor de umidade de equilíbrio da madeira diminui com a elevação da temperatura e que a contração aumenta com a elevação da mesma

Abstract: The objective of this work was to study the most important wood characteristics of Pinus elliottii var. elliottii Engelm. and Pinus taeda L., 30 year old plantation from the Iratí National Forest, State of Paraná, Brasil. The variability from pith to bark as well as at different heights within the trunk was studied in 10 individual trees. Models to estimate the properties and to correlate the effect of wood characteristics in wood drying processes were created. The anatomical characteristics, extractives content, physical and mechanical properties, as well as drying rate at different temperatures were studied. Results obtained for anatomical, physical and mechanical characteristics have shown highly significant differences between juvenile and adult wood for both species. The specific mass showed a high correlation with axial tracheid wall thickness, percentage of latewood, shrinking and mechanical properties. In all characters analyzed, Pinus taeda wood presented higher values than Pinus elliottii var. elliottii, thought not statistically significant. As part of this study, the models of multiple linear regression, analyses, through a Stepwise procedure, to make a prognostic of the tracheids morphological characteristics and wood properties in relation to radial orientation, age and relative tree heigtht were analyzed. The determination coefficients (R²) of the models to estimate the properties were satisfactory. The final objective of this research was to evaluate the effect of wood characteristics in the drying process. For this, the drying rate at temperatures of 50, 80 and 120°C and at controlled conditions of 20 ± 2°C and 65 ± 2% relative moisture were determined. The evaluation of the influence of the drying rate in wood characteristics was made through the analyses of regression equation models. The higher was the temperature the adjustment to the multiplicative model y = axb. The drying rate for the different temperatures studied increases with the inicial moisture of the sample; this fact seems to be related to the existing correlation between the percentage of juvenile wood and the moisture content. It was also observed that the equilibrium moisture content of the wood decreased with the increase in temperature and that the shrinkage increases with a corresponding increase in temperature