Melhoria das propriedades físicas, acústicas, mecânicas e biológicas da madeira pela técnica de acetilação

Abstract

A acetilação com anidrido acético surge como um método promissor para melhorar as propriedades da madeira, reduzindo sua sensibilidade à umidade, aumentando a estabilidade dimensional e a durabilidade. Este processo químico, que cria grupos acetila hidrofóbicos na parede celular, resulta em uma madeira mais resistente e durável, sendo comercializada como alternativa a materiais como madeiras tropicais, plásticos, metais e concreto. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito do tratamento químico por acetilação nas propriedades físicas, acústicas, mecânicas e degradação biológica em uma madeira de conífera (pinus) e uma folhosa (marupá). Corpos de prova foram confeccionados em diferentes dimensões, de acordo com os ensaios a serem realizados: 25×30×50 mm (radial × tangencial × longitudinal) para ensaios de estabilidade dimensional, 20×20×10 mm para ensaios biológicos e réguas nas dimensões de 5×35×300 mm para os demais ensaios. As amostras foram acetiladas com anidrido acético aquecidas a duas diferentes temperaturas: 100 ou 120 °C e mantidas por 1 hora ou por 2 horas. Foram testados três métodos de secagem antes da acetilação: madeira seca em estufa a 103+/- 2°C; madeira seca em estufa a 60 °C com a aplicação de vácuo a -720 mmHg; Madeira seca com pentóxido de fósforo (P2O5) em temperatura ambiente. O ganho percentual de peso (WPG) foi calculado para determinar a eficiência da acetilação. A densidade aparente, o teor de umidade de equilíbrio, as contrações lineares (tangencial, radial e longitudinal) e volumétrica e o ponto de saturação das fibras foram determinadas de acordo com a norma ABNT NBR 7190/97. O módulo de elasticidade estático (MOE) foi determinado de forma não destrutiva, conforme a norma ABNT NBR 7190/22 em uma máquina de ensaio universal Contenco UMC 300. Os ensaios não destrutivos de propagação de ondas foram realizados por meio do método de vibração transversal em um equipamento adaptado, e os dados foram analisados utilizando o software Fast Fourier Analyzer (FFT Analyzer) da FAKOPP® Enterprise. Para avaliar a capacidade de deterioração das madeiras, o fungo Postia placenta (causador da podridão parda) foi utilizado seguindo a norma ASTM D-2017 (1994) ao longo de 16 semanas de exposição. O tratamento por acetilação com os maiores WPG reduziram o inchamento da madeira nas diferentes direções (volumétrico, tangencial e radial), diminuíram a umidade de equilíbrio e o Ponto de saturação das fibras para as duas espécies estudadas. A densidade aparente diminuiu nos tratamentos de 1 hora e aumentou nos tratamentos de 2 horas, para as duas espécies estudadas. Para o pinus, a acetilação resultou em aumento da densidade, enquanto para o marupá, houve redução nas médias de densidade em todos os tratamentos. A frequência de ressonância aumentou nos tratamentos de 1 hora a 100 oC para ambas as espécies, diminuindo ou não apresentando diferença significativa nos demais tratamentos. Adicionalmente, a acetilação resultou em uma redução no decremento logarítmico (DL) para a madeira de ambas as espécies em todos os tratamentos. O módulo de elasticidade dinâmico (MOEd) e o módulo de elasticidade estático (MOE) aumentaram para a maioria dos tratamentos de pinus, enquanto diminuíram para a madeira de marupá. Nos tratamentos de acetilação, houve um aumento correspondente no ângulo de contato. As análises colorimétricas revelaram que os tratamentos a 100 oC e 120 oC por 2 horas preservaram a cor da madeira, mesmo após 42 e 120 horas de exposição UV. Isso destaca a eficácia desses tratamentos de acetilação na resistência à fotodegradação da madeira de pinus e marupá, evidenciando seu potencial para aplicações em

ambientes externos sujeitos à exposição prolongada à radiação UV. Observou-se uma perda significativa de massa após a acetilação da madeira de pinus, chegando a até 58%, possivelmente devido à preferência do fungo por coníferas. No entanto, tratamentos com maiores ganhos de peso (WPG) demonstraram eficácia na redução da perda de massa. Para o marupá, os tratamentos por acetilação revelaram-se eficazes na redução da deterioração, com uma diminuição de até 88,41% na perda de massa para a madeira tratada por 2 horas a 120 °C com secagem com P2O5, em comparação com a amostra não tratada (controle).