Influência do tratamento térmico em painéis OSB produzidos com madeira de eucalipto em diferentes composições de camadas

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dc.contributor.advisorCampos, Cristiane Inácio [UNESP]
dc.contributor.authorSugahara, Estefani Suana
dc.contributor.coadvisorBotelho, Edson Cocchieri [UNESP]
dc.date.accessioned2024-03-25T16:25:57Z
dc.date.available2024-03-25T16:25:57Z
dc.date.issued2024-02-08
dc.description.abstractOs painéis à base de madeira têm apresentado crescente aplicação na construção civil, especialmente em sistemas construtivos do tipo light frame conforme especificações da ABNT NBR 16936:2023. Constatada a escassez de estudos que visam produzir e avaliar os efeitos do tratamento térmico de painéis OSB (Oriented Strand Board), justifica-se esta proposta como inovadora do ponto de vista científico e tecnológico, visto que utiliza materiais alternativos e emprega tratamento térmico em substituição a tratamentos químicos preservativos da madeira. Neste estudo foram produzidos painéis OSB com lascas de madeira de eucalipto e adesivo poliuretano à base de mamona, com e sem tratamento térmico (a 175° e 200° C), com variação da composição de matéria-prima nas três camadas do painel nas proporções: 25:50:25 e 30:40:30. Foram avaliadas a cinética de degradação térmica dos materiais, a partir de técnicas de Termogravimetria e Calorimetria Exploratória Diferencial, e as propriedades físicas (densidade aparente, umidade, inchamento em espessura após imersão em água por 24h, e absorção de água), propriedades mecânicas (módulo de elasticidade e resistência à flexão, adesão interna e resistência ao arrancamento de parafuso em superfície e topo) e a resistência ao ataque de cupins (Cryptotermes e Nasutitermes) dos painéis. Foi realizada a Avaliação do Ciclo de Vida (LCA) em perspectiva cradle-to-gate para quantificar os potenciais impactos ambientais usando o método ReCiPe H em termos de dez categorias de impacto. Os resultados das propriedades físicas e mecânicas foram analisados estatisticamente e comparados com as classes de uso indicadas pela Norma EN 300:2006 e com a literatura, e indicaram que o tratamento térmico melhorou as propriedades físicas, tornando a superfície dos painéis mais hidrofóbica e reduziu a interação com água, assim como não diminuiu as propriedades mecânicas a níveis inferiores aos recomendados. A variação de porcentagens de partículas nas camadas não evidenciou diferença significativa na maioria das análises realizadas, indicando que todas as porcentagens estudadas podem ser adotadas sem comprometimento no desempenho físico-mecânico do painel. Todos os tratamentos estudados são compatíveis com a classificação como OSB/4 segundo a EN 300:2006 (painéis estruturais de suporte de carga pesada para uso em condições úmidas) apresentando excelente desempenho estrutural para qualquer composição de camadas e temperatura avaliadas. O tratamento térmico não majorou a resistência ao ataque de cupins. Entretanto, a combinação de madeira de eucalipto e adesivo de mamona para produção de OSB demonstrou resistência natural ao ataque de cupins, compatível com os painéis comerciais disponíveis no mercado brasileiro, mesmo sem utilização de aditivos químicos para aumentar a durabilidade. Na LCA, a versão experimental dos painéis (tratada termicamente) obteve melhor desempenho em 7 de 10 categorias de impacto ambiental e apresentou comportamento mais seguro nas categorias relacionadas à saúde humana se comparados com painéis tradicionais.pt
dc.description.abstractWood-based panels have been increasingly used in civil construction, especially in light frame construction systems according to ABNT NBR 16936:2023 specifications. Having noted the scarcity of studies that aim to produce and evaluate the effects of heat treatment of OSB (Oriented Strand Board) panels, this proposal is justified as innovative from a scientific and technological point of view, as it uses alternative materials and employs heat treatment instead to wood preservative chemical treatments. In this study, OSB panels were produced with eucalyptus wood chips and castor-based polyurethane adhesive, with and without heat treatment (at 175° and 200 °C), with variation in the raw material composition in the three layers of the panel in the proportions: 25:50:25 and 30:40:30. Were evaluated the kinetics of thermal degradation of materials, using Thermogravimetry and Differential Scanning Calorimetry techniques, the physical (apparent density, moisture content, thickness swelling after 24h, and water absorption), and mechanical properties (modulus of elasticity, static parallel bending, internal adhesion and resistance to withdrawal of screws on the surface and top) and the resistance to termite attack (Cryptotermes and Nasutitermes) of the panels. A Life Cycle Assessment (LCA) was also carried out from a cradle-to-gate perspective to quantify potential environmental impacts using the ReCiPe H method in terms of ten impact categories. The results of the physical and mechanical properties were statistically analysed and compared with the use classes indicated by the European Standard EN 300:2006 and with the literature and indicated that the heat treatment improved the physical properties, making the surface of the panels more hydrophobic and reduced interaction with water, as well as it did not reduce the mechanical properties to levels below those recommended. The variation in percentages of particles in the layers did not show a significant difference in most of the analyses carried out, indicating that all percentages studied can be adopted without compromising the physicalmechanical performance of the panel. All treatments studied are compatible with classification as OSB/4 according to EN 300:2006 (heavy duty load-bearing boards for use in humid conditions) presenting an excellent structural profile for any layer composition and temperature evaluated. Heat treatment did not increase resistance to termite attack. However, the combination of eucalyptus wood and castor oil adhesive for the production of OSB demonstrated natural resistance to termite attack, compatible with commercial panels available on the Brazilian market, even without the use of chemical additives to increase durability. In the LCA, the experimental panels (heat treated) obtained better results in 7 of 10 environmental impact categories and presented more safe behaviour in categories related to human health if compared with traditional panels.en
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipIdCAPES: 001
dc.identifier.citationSUGAHARA, E. S. Influência do tratamento térmico em painéis OSB produzidos com madeira de eucalipto em diferentes composições de camadas. 181f. 2024. Tese (Doutorado em Engenharia) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Guaratinguetá, 2024.
dc.identifier.latteshttp://lattes.cnpq.br/0068846511672435
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2964-3002
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11449/254721
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.rights.accessRightsAcesso aberto
dc.subjectPainéis OSBpt
dc.subjectMadeira de eucaliptopt
dc.subjectAdesivo poliuretano à base de óleo de mamonapt
dc.subjectTratamento térmicopt
dc.subjectPropriedades físicaspt
dc.subjectPropriedades mecânicaspt
dc.subjectLCApt
dc.subjectOSB panelsen
dc.subjectEucalyptus wooden
dc.subjectCastor oil polyurethane resinen
dc.subjectHeat treatmenten
dc.subjectPhysical propertiesen
dc.subjectMechanical propertiesen
dc.subjectLCAen
dc.titleInfluência do tratamento térmico em painéis OSB produzidos com madeira de eucalipto em diferentes composições de camadas
dc.title.alternativeInfluence of heat treatment on OSB panels produced with eucalyptus wood in different layer compositionsen
dc.typeTese de doutorado
unesp.campusUniversidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Engenharia e Ciências, Guaratinguetá
unesp.embargoOnline
unesp.examinationboard.typeBanca pública
unesp.graduateProgramEngenharia - FEG 33004080027P6
unesp.knowledgeAreaMateriais
unesp.researchAreaNão consta

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