domingo, 18 de agosto de 2013

Produção de painéis de OSB com pinus!



O cenário atual do setor florestal brasileiro demonstra os reflexos da exploração predatória das florestas naturais, causadas principalmente, pela expansão da fronteira agropecuária, pelas atividades de mineração, pela produção de carvão vegetal a partir do cerrado. A falta de uma política de monitoramento da exploração via manejo sustentado, também contribuiu para agravar a situação.

O fato da madeira ser uma matéria-prima renovável e requerer um baixo consumo de energia para ser processada, representa uma vantagem comparativa em relação a outros produtos de mesma aplicação. Dentro deste contexto econômico-ambiental, torna-se oportuno ressaltar a importância da produção e utilização de produtos de madeira reconstituída , pelas indústrias moveleiras, de construção civil e de embalagens.

O Brasil apresenta excelentes condições, à curto prazo, para a produção de painéis estruturais de madeira reconstituída, devido à experiência com os recursos silviculturais de pinus e eucalipto, atualmente implantados em larga escala. Outrossim, as condições climáticas propiciam uma curta rotação, reduzindo significativamente os custos, se comparados com os países desenvolvidos.

Os inexpressivos investimentos tecnológicos realizados recentemente nas industrias de compensado, bem como a deficitária estrutura de produção e os elevados custos com matéria-prima (nativas da região Norte), caracterizam-se como fatores limitantes ao desenvolvimento da produção desse tipo de painel no Brasil.

Em contrapartida, observa-se um grande crescimento na produção e consumo dos painéis reconstituídos no Brasil, representados pelo aglomerado, MDF e pelo OSB.

O “marketing” agressivo e contínuo aperfeiçoamento de painéis tipo OSB e Waferboard que possuem especificações próprias, vem incentivando sua aplicação, principalmente, como substituto natural das tradicionais chapas estruturais.

Os painéis OSB são produtos utilizados para aplicações estruturais, como paredes, forros, pisos, componentes de vigas estruturais, embalagens, etc., tendo em vista suas características de resistência mecânica e boa estabilidade dimensional, competindo diretamente com o mercado de compensados. A utilização dos painéis OSB tem crescido significativamente e ocupado espaços, antes exclusivos aos compensados, em virtude de fatores como: (1) redução da disponibilidade de toras de boa qualidade para laminação; (2) o OSB pode ser produzido a partir de toras de qualidade inferior e de espécies de baixo valor comercial; (3) a largura dos painéis OSB é determinada pela tecnologia de produção e não em função do comprimento das toras como no caso de compensados; (4) A performance do OSB é atualmente reconhecida pelos grupos normativos, construtores e consumidores. Entretanto a grande vantagem na produção de OSB, em relação aos produtos concorrentes, é no grau de aproveitamento das toras, sendo que as perdas são mínimas e ocorrem nas fases de geração e secagem das partículas na forma de finos.

A Masisa foi a primeira empresa a iniciar a produção de OSB no Brasil, utilizando o gênero Pinus como matéria prima, aproveitando as extensas áreas plantadas com este gênero no estado do Paraná, que é o maior produtor deste tipo de madeira no Brasil. Vale ressaltar que a madeira de Pinus se encontra dentro da faixa de densidade utilizada pelas indústrias Americanas e Canadenses produtoras de OSB.

Por ser um produto novo a ser produzido no Brasil, ainda não existem informações disponíveis sobre as variáveis de processamento, principalmente com relação a espécies. Dentro desta linha de raciocínio, alguns trabalhos têm chamado a atenção para este detalhe.

O início da produção de OSB no Brasil, sanou uma defasagem histórica do país em relação aos principais produtores de painéis de madeira no mundo. Apesar do setor florestal representar em torno de 4,5% do PIB do país, a participação brasileira no mercado internacional ainda é quase inexpressiva, considerando a sua grande vocação para produção florestal.

Tecnologia

O primeiro painel produzido industrialmente no mundo foi um compensado, fato ocorrido no início do século XX nos Estados Unidos da América.

Os painéis de partículas de madeira aglomerada, por sua vez, surgiram na Alemanha, no início da década de 40, como forma de viabilizar a utilização de resíduos de madeira, face a dificuldade de obtenção de madeiras de boa qualidade para produção de lâminas para compensados, devido ao isolamento do país durante a 2a Guerra Mundial.

A produção foi paralisada logo a seguir, devido a redução na disponibilidade de resina, tendo em vista a prioridade de uso de petróleo para finalidade militar. Ao fim da guerra, em 1946, o processo de desenvolvimento foi retomado nos Estados Unidos, com aperfeiçoamentos de equipamentos e processos produtivos. A partir da década de 60, houve grande expansão em termos de instalações industriais e avanços tecnológicos, que culminaram no desenvolvimento de chapas estruturais tipo Waferboard e OSB em meados da década de 70.

O desenvolvimento da tecnologia de produção de compensados, chapas de fibras e de partículas passou pela cronologia a seguir :
1858 – Lyman (EUA), desenvolveu a primeira patente em chapas de fibras;
1866 – Fleury (EUA), desenvolveu a patente para fabricação de chapas de fibras isolantes pelo processo úmido;
1880 – desenvolvimento da tecnologia de produção de chapas duras/isolantes pelo processo úmido;
1913 - início da produção de compensado no mundo;
1914 – instalação da 1a fábrica de chapas isolantes baseado na tecnologia de produção de papelão;
1930 – instalação da 1a fábrica de chapas duras com a utilização de toretes de madeira;
1931 – desenvolvimento do equipamento desfibrador “Asplund” na Suécia, através do método contínuo de desfibramento a alta temperatura e pressão;
1932 – instalação da 1a fábrica de chapas de fibra na Alemanha;
1940 – início da produção de compensado no Brasil;
1943 – desenvolvimento do sistema de formação do colchão por método pneumático (ar), que foi a idéia básica para o desenvolvimento do processo seco e semi-seco;
1951 – início da produção de chapas duras pelo processo semi-seco;
1952 – desenvolvimento de planta piloto para chapas duras pelo processo seco;
1955 – início de produção de chapas de fibra no Brasil;
1966 – início de produção de chapas de madeira aglomerada no Brasil;
1970 – início da produção de chapas de fibras de média densidade (MDF);
1975 – início de produção de Waferboard e OSB no mundo;
1997 – início de produção de MDF no Brasil;
2001 – início da produção de OSB no Brasil

O OSB é um painel de partículas de madeira orientadas e coladas com resina a prova d’água sob prensagem a quente. Foi desenvolvido para aplicações estruturais, sendo considerado como uma segunda geração dos painéis WAFERBOARD (painéis de partículas denominadas “wafer), e é produzido a partir de partículas (strands) de madeira . As partículas da camada interna podem estar dispostas aleatoriamente ou perpendicularmente em relação às camadas externas. Relata-se que a diferenciação em relação aos aglomerados tradicionais se refere à impossibilidade de utilização de resíduos de serraria na sua fabricação, devido as dimensões das partículas. Consiste num produto de destacado crescimento no rol de produtos reconstituídos.

As principais diferenças entre o waferboard e OSB, consistem, primeiramente, na dimensão das partículas wafer e strands, que são mais curtos nos wafers, em torno de 40 x 40 mm, e mais alongado no OSB, 25 mm de largura por 80-150 mm de comprimento. Em segundo lugar, diferenciamse, entre si, na maneira como o colchão é formado. Nos painéis waferboard, as partículas são distribuídas aleatoriamente durante o processo de formação do colchão, numa camada homogênea, enquanto que na formação do colchão em painéis OSB , este é formado por algumas camadas de partículas strands, as quais, nas camadas internas, podem ser aleatórias ou alinhadas perpendicular à direção da formação do colchão, enquanto que nas camadas externas, o alinhamento é paralelo à direção de formação.

Estas modificações proporcionaram ao OSB uma maior resistência mecânica e estabilidade dimensional.
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O OSB normalmente é produzido em espessuras que variam de 6,0 a 19,0 mm, mas também pode ser produzido até a espessura de 38,0 mm. São produzidos em chapas de 1220 x 2440mm para usos estruturais, mas também podem ser produzidos em dimensões de até 3600 x 7320 mm para usos industriais.
O OSB pode ser utilizado praticamente em quase todos os usos tradicionais de painéis de partículas e compensados.
O OSB pode ser desenvolvido para reunir um grande número de especificações.
Atualmente, os principais usos do OSB são: forro para telhados; base para paredes e pisos em construções residenciais; empacotamento e engradamento; pallets para estocagem a seco; estandes para exibição; armações para mobília; assento e encosto de cadeira; tampos de mesas industriais; painéis de paredes decorativas; miolo para composto destinado a piso de madeira nobres; piso acabado; base para tampo de escrivaninha; construção de depósitos e tanques; tapumes e divisórias; formas descartáveis para concreto; decks e plataformas; paredes de carroceria de caminhões; chalés rústicos; cercas e janelas; prateleiras e estantes; alma para vigas em I; painéis de apoio estrutural; painéis estruturais isolantes (miolo de espuma); garagens e barracões de ferramentas.

O OSB é principalmente usado como telhado, parede e base para pisos.É considerado pelas normas de construção Canadenses e Americanas como material equivalente ao compensado em aplicações estruturais, e está substituindo o compensado em tais aplicações.

As vantagens do OSB em relação ao compensado, são as seguintes:
• Não apresenta  de laminação, espaços internos vazios ou buraco de nó:o processo de manufatura não permite a formação de vazios ou buracos de nós. Modernas técnicas de prensagem e resinas evitam as causas da de laminação. Além disso, os painéis devem apresentar boas ligações internas nos testes de tração;
• O OSB apresenta resistência similar ao compensado:O OSB apresenta resistências equivalentes ao compensado, como propriedades de flexão, tração e compressão. O OSB possui uma maior resistência ao cisalhamento em relação ao compensado, devido a sua formação homogênea (eles não se desfazem sob tensão de cisalhamento). A resistência do painel não é afetada pela umidade em função de sua exposição ao ambiente, em decorrência de uma construção demorada ou atrasada. Contudo, pode haver um aumento nas dimensões das bordas;
• O OSB causa pouco impacto ao meio ambiente:O OSB, comparado com o compensado, é produzido a partir de toras de pequeno diâmetro, espécies de rápido crescimento ou de árvores de baixo valor comercial. As modernas fábricas são auto suficientes na produção de energia para aquecimento, e são equipadas para atingir as especificações de controle de poluição do ar;
• O painel é de construção uniforme:Os painéis OSB são produzidos para ter a mesma qualidade das faces em ambos os lados. As fábricas norte americanas produzem um painel com um fundo de tela, que deixa o painel com uma textura áspera em um dos lados, mais apropriado para condições úmidas de trabalho. Além disso, a superfície do painel pode ser lixada;
• Painéis OSB são mais eficientes do que os compensados:O OSB é feito em grandes prensas, de até 3,6 x 7,2m, e portanto pode fornecer uma grande faixa de dimensões de produtos para atender a vários usos finais;
• OSB é produzido numa ampla faixa de espessuras:A espessura mínima padrão é de 6mm, e a máxima de 38mm. Contudo, as espessuras mais comuns são 9,5mm, 11mm, 12mm, 15mm e 18mm. Espessuras de 15mm ou maiores podem ser produzidas com bordas quadradas ou perfis macho e fêmea;
• OSB não tem emissão de gases mensuráveis:As resinas tanto fenólicas quanto as isocianatos são completamente curadas durante o processo de prensagem, portanto, não há emissão de formaldeído livre do painel acabado. O odor associado ao OSB se restringe somente ao cheiro de madeira recém-cortada. A maioria das indústrias de OSB está localizada na América do Norte (Estados Unidos - 21 e Canadá – 39), sendo que essas unidades industriais são caracterizadas pela produção em grande escala, atualmente superando 300.000 m3/ano.

As poucas unidades industriais localizadas fora da América do Norte apresentam relativamente uma pequena capacidade de produção, citando como exemplo uma fábrica na Escócia com capacidade anual de 115.000 m3 e uma outra na França com capacidade de 75.000 m3/ano. Há existência de cinco pequenas fábricas na China, com baixíssima capacidade de produção em função da escassez de matéria-prima (madeira). A capacidade instalada da indústria chinesa de OSB varia entre 8.000 a 16.000 m3/ano e é caracterizada quase na totalidade por tecnologia doméstica, com os equipamentos desenvolvidos praticamente de forma artesanal no próprio país, e atualmente existe uma política agressiva de reflorestamento para suprir estas unidades industriais. A primeira unidade industrial brasileira de OSB tem uma capacidade instalada de 350.000 m3/ano.

Pode-se observar que seus custos são aproximadamente a metade dos compensados produzidos naquele país e praticamente iguais ao waferboard. Este aspecto, aliado ao ganho em resistência mecânica e estabilidade dimensional, fatores estes determinados pelo processo de produção, e que são fundamentais para aumentar a sua participação no mercado em relação aos produtos concorrentes.

Dentro deste aspecto, fazendo uma revisão sobre a evolução de produção de OSB na América do Norte, relata que, em 1993, as indústrias americanas produziram aproximadamente 7,5 milhões de m3 , enquanto que a canadense produziu 2,5 milhões de m3. Esses valores mudaram rapidamente desde então e, em 1997, os EUA produziram 10 milhões de m3 , enquanto que o Canadá produziu 6,0 milhões de m3. A partir do ano 2000 a produção de OSB deve superar a marca de 50% do mercado total de painéis estruturais da América do Norte.

Ainda sobre os custos de produção do OSB, destacam-se: 1 – o capital médio a ser investido na instalação de uma indústria de OSB, com produção de 310.000 m3/ano, nos Estados Unidos ou Canadá gira em torno de 80 milhões de dólares; 2 – os custos de produção do OSB nos EUA e no Canadá são intermediários entre os altos custos do compensado e os baixos do aglomerado; 3 – a estimativa dos custos variáveis totais de produção de OSB em 1993 foram de US$ 128 por m3 comparado a US$ 173 por m3 dos compensados produzidos de Southern pine; 4 – o preço do OSB é 50% menor em relação ao compensado; e, 5 – o custo de produção do OSB é aproximadamente US$ 70 por m3 menor em relação ao custo de produção do compensado.

A espécie botânica é uma das mais importantes variáveis presentes no processo de produção de painéis. Interage com todas as outras variáveis no processo e determina o quão reduzido o painel pode ser em massa específica.

Em primeiro lugar, a espécie é refletida no tipo de matéria-prima disponível e, além disso, controla o tipo de partícula que pode ser produzida economicamente. Um exemplo claro da importância da espécie na produção de painéis, consiste na formulação da resina uréia formol ser determinada pela espécie utilizada. Entretanto, algumas espécies já requerem um controle da umidade matriz mais preciso nas partículas, em decorrência da possibilidade de ocorrência de estouro, ou separação de camadas, durante a prensagem final do painel. Por outro lado, para a produção de painéis de partículas em camadas, algumas espécies fornecem partículas mais adequadas para a produção de painéis com superfícies bem lisas.

A variedade de espécies possui dois aspectos, a variação encontrada entre as espécies e as variaçõesdentro de uma espécie. Ao não encontrar relação entre densidade dos painéis e condutibilidade térmica, menciona que as propriedades térmicas dos painéis dependem especialmente da espécie, ou tipo de madeira, utilizada na manufatura. Em pesquisa produziu-se os painéis OSB com partículas de “Hybrid poplar”, e este tipo de madeira apresenta problemas de alteração de cor e baixa resistência ao ataque de fungos, podendo afetar a qualidade dos painéis.

Com a utilização de “Paper Bich” na camada interna de painéis OSB produzidos de Aspen, observa-se que a mesma pode ser aproveitada com sucesso para este fim, e que o uso de espécies de média densidade leva à diminuição do consumo de resina, consequentemente na redução dos custos de produção e no aproveitamento mais racional dos recursos florestais disponíveis.

A madeira de Hevea brasiliensis (“ruberwood” – seringueira) apresenta um grande potencial para produção de painéis OSB, pois os painéis com ela produzidos apresentam propriedades dentro dos níveis aceitáveis para aplicação estrutural. Misturando Hinoki (Chamaecyparis obtusa Endl.) e Sugi (Cryptomeria japonica D. Don) na produção de painéis OSB, concluiu-se que a incorporação de partículas “strands” de Hinoki nas camadas externas, com baixa proporção de face/miolo, melhoraram as propriedades mecânicas no sentido paralelo à orientação. Painéis OSB produzidos de Aspen (Populus spp) apresentaram maior Inchamento em Espessura (IE) em relação aos painéis produzidos com Pinus spp. Esta diferença é atribuída à menor densidade da madeira de Aspen em relação a de Pinus, resultando em uma maior razão de compactação dos painéis.
http://www.remade.com.br/br/revistadamadeira_materia.php?num=637&subject=E%20mais&title=Produ%E7%E3o%20de%20pain%E9is%20de%20OSB%20com%20pinus

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