A cadeia produtiva da madeira gera uma grande quantidade de resíduos sólidos em todos os seus níveis, desde o plantio até as subsequentes etapas de produção. Esses resíduos recebem destinos diferentes de acordo com fatores ligados à regionalidades, existência de mercado para absorvê-los, quantidade gerada, porte da empresa ou estabelecimento que os gera, e outras variáveis; existem no cenário nacional, duas tendências observadas na pesquisa para lidar com os resíduos de madeira: uma delas é o descarte ao ar livre ou a queima sem fins energéticos; e outra tendência é a queima para produção de energia. Apesar de se tratar de uma alternativa bastante usual, a queima desse material libera o carbono de volta para a atmosfera e não se adequa a ordem de prioridade de gestão de resíduos sólidos estabelecida por lei (12.305/2010), além de encerrar o ciclo econômico da madeira, que poderia ainda ser reciclada e comercializada sob a forma de novos produtos. Com isso, decidiu-se utilizar a maravalha, que é um dos resíduos mais comuns do processamento da madeira, como base para a produção de painéis de partículas. Além disso, suprimiu-se a etapa de homogeneização das mesmas, ou seja, elas foram utilizadas de forma integral, conforme recolhidas do chão da serraria, sem passar por um moinho e peneira. Foram utilizadas duas resinas poliuretanas de baixo impacto ambiental, e uma resina de ureia-formaladeído, e os painéis foram produzidos em alta e média densidade, com maravalhas provenientes da madeira de Pinus Elliottii, Pinus Taeda, e também de Eucalyptus urograndis. Além dos ensaios exigidos por norma, foram realizados ensaios de colorimetria, rugosidade, condutividade térmica, porosimetria por intrusão de mercúrio e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados comprovaram a viabilidade técnica dos painéis, e mostraram que com alguns ajustes é possível melhorar as propriedades dos mesmos para que eles fiquem de acordo com as exigências de sua aplicação final. / Wood processing generates huge amounts of solid residues throughout its commercial cycle from silviculture to sawn-wood production, and the destination given to such residues is influenced by: the existence of a local market capable of absorbing it; existence of a recycling culture; technology available to transform the material into other products or energy to be imputed back to the production process; and other factors. The main trend in Brazil follows two distinct lines, in which the residues are sometimes discarded in natura or even burned without any regards to energy that is being wasted, or the residues are used to energy production. Besides being a good alternative, incinerating the residues to produce energy may not be the best way to deal with them since the carbon stored in the wood is released back to the atmosphere, and this action doesn\'t conform to the national policy on solid residues which prioritizes recycling of the material. Raw wood shavings from Pinus taeda, Pinus elliottii and Eucalyptus urograndis were used to produce the particleboards, they were collected from the sawmill floor and used without any processing to regulate the particle dimension, they were only divided into Pinusand Eucalyptus; two polyurethane and one urea-formaldehyde resin were chosen to be part of the experiment. Besides the usual tests suggested by the standards, this research also evaluated the particleboards on surface roughness, spectrophotometry, heat conduction, percentage of pores and electronic microscopy. Technical viability of the particleboards was confirmed by the tests applied, with a few refinements to be considered in order to adequate the particleboard to the final application.

O OSB é um produto derivado da madeira desenvolvido nos Estados Unidos em 1970. É definido como um painel de partículas orientadas, as quais são distribuídas em camadas múltiplas de uma forma predeterminada. À época, o OSB foi criado para substituir o painel de madeira compensada. Todavia, geralmente suas propriedades na flexão estática são inferiores. A proposta principal deste trabalho foi produzir e analisar o desempenho de painéis OSB de Pinus sp e resina poliuretana à base de óleo mamona com inclusão de telas metálicas, objetivando acréscimo nas propriedades de resistência e de rigidez na flexão estática. A produção seguiu o processo laboratorial, consistindo em gerar as partículas, distribuir o adesivo, confeccionar o colchão e prensar à temperatura de 100°C por 10 minutos. O teor de resina adotado foi de 12% tendo como base a massa seca das partículas. Os painéis foram confeccionados com três camadas, as externas tendo direção paralela ao comprimento da chapa e a interna com distribuição randômica. A proporção face/miolo/face foi na faixa de 20:60:20. Com base nas recomendações de documentos normativos brasileiros e europeus foram realizados ensaios de flexão estática, de onde foram determinados os módulos de ruptura (MOR), e módulo de elasticidade (MOE), ensaios de arrancamento de parafusos, adesão interna, teor de umidade, absorção de água, inchamento em espessura e determinação da densidade aparente. Os resultados apontam a eficiência dos painéis OSB produzidos quando comparadas suas propriedades com os valores mínimos exigidos pelas normas e valores encontrados na literatura para painéis desta natureza. A utilização da tela metálica se mostrou não necessária, dada a pouco relevante diferença de MOE e MOR entre os painéis com e sem a tela. / OSB is a wood based product developed in the United States, since 1954. It\'s defined as oriented particles panels, which are distributed in multiple layers of a predetermined shape. At the time, the OSB was created to replace the plywood panel, but usually its bending properties are inferior. The main purpose of this study was to produce and analyze the performance of OSB from Pinus sp and castor oil based polyurethane resin with inclusion of metallic gauzes, aiming to increase strength and stiffness properties in static bending. Panel production followed laboratory process, consisting of particles generation, adhesive distribution, mattress making and a pressing in 100ºC temperature for 10 minutes. The resin content was set at 12% based on particles dry weight. Panels were produced with three layers: the outers with strands in direction parallel to the panel length; internal in randomized distribution. Face/core/face particle proportion was in range of 20:60:20. Based on Brazilian and European codes recommendations, several tests were performed to determine: modulus of rupture (MOR) and modules of elasticity (MOE), in static bending; screw pullout; internal adhesion; moisture content; water absorption; thickness swelling and density. Results showed efficiency of OSB produced comparing their properties with basic codes requirements the standards and literature values for such panels. The use of metallic gauze has been shown not necessary, because of small relevant difference between MOE and MOR for panels with and without gauze inclusion.

Atualmente existe uma nova tendência na área da construção civil que visa a utilização de materiais com baixo impacto ambiental e sistemas construtivos que utilizem estruturas leves. Neste contexto, os painéis sanduíche vêm conquistando espaço por ser um material que permite conciliar alta resistência mecânica, isolamento térmico e baixo peso. O presente trabalho teve como objetivo estudar o desempenho físico e mecânico de painéis de partículas no formato sanduíche, constituídos de duas faces planas e núcleo corrugado, ambos de partículas bagaço de cana-de-açúcar e resina poliuretana bicomponente à base de óleo de mamona (PU mamona). O material produzido foi caracterizado por meio da determinação das propriedades densidade aparente, inchamento em espessura, módulo e rigidez de cisalhamento, rigidez à flexão e adesão interna das partículas, seguindo as recomendações estabelecidas pelas normas ASTM D1037:2006 (propriedades físico-mecânicas dos painéis planos); ASTM C393 M:2016 e D7250 M:2016 (propriedades mecânicas de flexão do painel sanduíche). Os resultados obtidos de propriedades mecânicas de flexão foram comparados com valores de diferentes classes de painéis OSB contidos no documento PS-2-10 (APA The Engineered Wood Association, 2011), essa comparação permitiu classificar o material com possibilidade de uso comocomponente construtivo com função estrutural, inclusive para aplicações como laje-piso, sendo que o painel avaliado suportou as cargas típicas residenciais e atendeu aos requisitos de deflexão admissível estabelecidos pelo International Building Code (IBC, 2012). Com relação à densidade, os painéis sanduíche avaliados se enquadram na categoria de painéis de baixa densidade. As propriedades de inchamento em espessura e adesão interna dos tratamentos T1 e T2 atenderam às exigências dos requisitos normativos. / Currently there is a new trend in the area of civil construction that aims to use materials with low environmental impact and construction systems that use lightweight structures. In this context, the sandwich panels have been gaining space because it is a material that allows to reconcile high mechanical resistance, thermal insulation and low weight. The present work had the objective of studying the physical and mechanical performance of sandwich panels, consisting of two flat faces and corrugated core, both of sugarcane bagasse particles and castor oil based bicomponent polyurethane resin ( PU castor). The material produced was characterized by determining the properties of bulk density, thickness swelling, shear modulus and stiffness, flexural stiffness and internal adhesion of the particles, following the recommendations established by ASTM D1037: 2006 (physical-mechanical properties of panels plans); ASTM C393 M: 2016 and D7250 M: 2016 (mechanical properties of sandwich panel flexure). The obtained results of mechanical properties of flexion were compared with values of different classes of OSB panels contained in document PS-2-10 (APA The Engineered Wood Association, 2011), this comparison allowed to classify the material with possibility of use with constructive component with function structural, including for slab-floor applications, and the panel evaluated supported typical residential loads and met the International Building Code (IBC, 2012) deflection requirements. With regard to density, the sandwich panels evaluated fall into the category of low density panels. The swelling properties in thickness and internal adhesion of the treatments T1 and T2 met the requirements of the normative requirements.

O OSB é um produto derivado da madeira desenvolvido nos Estados Unidos em 1970. É definido como um painel de partículas orientadas, as quais são distribuídas em camadas múltiplas de uma forma predeterminada. À época, o OSB foi criado para substituir o painel de madeira compensada. Todavia, geralmente suas propriedades na flexão estática são inferiores. A proposta principal deste trabalho foi produzir e analisar o desempenho de painéis OSB de Pinus sp e resina poliuretana à base de óleo mamona com inclusão de telas metálicas, objetivando acréscimo nas propriedades de resistência e de rigidez na flexão estática. A produção seguiu o processo laboratorial, consistindo em gerar as partículas, distribuir o adesivo, confeccionar o colchão e prensar à temperatura de 100°C por 10 minutos. O teor de resina adotado foi de 12% tendo como base a massa seca das partículas. Os painéis foram confeccionados com três camadas, as externas tendo direção paralela ao comprimento da chapa e a interna com distribuição randômica. A proporção face/miolo/face foi na faixa de 20:60:20. Com base nas recomendações de documentos normativos brasileiros e europeus foram realizados ensaios de flexão estática, de onde foram determinados os módulos de ruptura (MOR), e módulo de elasticidade (MOE), ensaios de arrancamento de parafusos, adesão interna, teor de umidade, absorção de água, inchamento em espessura e determinação da densidade aparente. Os resultados apontam a eficiência dos painéis OSB produzidos quando comparadas suas propriedades com os valores mínimos exigidos pelas normas e valores encontrados na literatura para painéis desta natureza. A utilização da tela metálica se mostrou não necessária, dada a pouco relevante diferença de MOE e MOR entre os painéis com e sem a tela. / OSB is a wood based product developed in the United States, since 1954. It\'s defined as oriented particles panels, which are distributed in multiple layers of a predetermined shape. At the time, the OSB was created to replace the plywood panel, but usually its bending properties are inferior. The main purpose of this study was to produce and analyze the performance of OSB from Pinus sp and castor oil based polyurethane resin with inclusion of metallic gauzes, aiming to increase strength and stiffness properties in static bending. Panel production followed laboratory process, consisting of particles generation, adhesive distribution, mattress making and a pressing in 100ºC temperature for 10 minutes. The resin content was set at 12% based on particles dry weight. Panels were produced with three layers: the outers with strands in direction parallel to the panel length; internal in randomized distribution. Face/core/face particle proportion was in range of 20:60:20. Based on Brazilian and European codes recommendations, several tests were performed to determine: modulus of rupture (MOR) and modules of elasticity (MOE), in static bending; screw pullout; internal adhesion; moisture content; water absorption; thickness swelling and density. Results showed efficiency of OSB produced comparing their properties with basic codes requirements the standards and literature values for such panels. The use of metallic gauze has been shown not necessary, because of small relevant difference between MOE and MOR for panels with and without gauze inclusion.

Orientador: Cristiane Inácio de Campos / Resumo: O segmento de painéis à base de madeira tem apresentado crescente expansão e competitividade, especialmente com aplicações na indústria moveleira e construção civil. No entanto, para garantir a competitividade os produtos devem apresentar propriedades equivalentes aos concorrentes. Neste contexto o estudo dos materiais ganha espeço, principalmente incorporando o uso da nanotecnologia para melhorar as características dos painéis, ampliando suas aplicações. Com base no exposto definiu-se o objetivo do presente estudo que foi avaliar as propriedades físicas e mecânicas dos painéis MDP a partir da adição de porcentagens distintas (0%, 25%, 50% e 100% em relação à água) de solução aquosa de nanocelulose associada ao adesivo ureia-formaldeído, essa geralmente utilizada na produção dos painéis. Os resultados obtidos permitiram concluir que não houve diferença estatística significativa nas propriedades de densidade e teor de umidade dos painéis em nenhuma das porcentagens adicionadas em comparação ao painel testemunha. A análise de imagens a partir de microscopia eletrônica de varredura permitiu observar uma superfície mais polida, com menor presença de irregularidades o que torna o painel mais adequado para o recebimento de revestimentos. Os testes mecânicos indicaram que não houve diferença estatística significativa para os testes de flexão estática, adesão interna e arrancamento de parafuso. Observou-se que houve uma tendência de redução das propriedades de adesão interna, resistê... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The wood-based panel segment has shown increasing expansion and competitiveness, especially with furniture industry and civil construction applications. However, to ensure competitiveness the products must present equivalent properties to competitors. In this context, the study of materials is gaining momentum, mainly incorporating the use of nanotechnology to improve the panels characteristics, expanding their applications. Based on the foregoing, the aim of the present study was to evaluate the physical properties of MDP panels by adding nanocellulose (in different percentages 0%, 25%, 50% and 100% regarding the water total) to the urea-formaldehyde adhesive in this type of panel production. The results showed that there was no significant statistical difference in the properties of density and moisture content of the panels in any of the percentages added in comparison to the control panel. The analysis of images from scanning electron microscopy allowed to observe a more polished surface, with less presence of irregularities which makes the panel more suitable for the reception of coatings. The mechanical tests indicated that there was no significant statistical difference for the tests of static flexion, internal adhesion and screw pulling. It was observed that there was a tendency of reduction of the internal adhesion properties, resistance and rigidity of the panels with the increase of the percentage of nanocellulose. However, for the bolt pull tests, a trend of impro... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Neste trabalho foi realizada a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) da produção do painel MDP (medium density particleboard), feito de partículas de madeira e adesivo sintético, largamente empregado na indústria moveleira, sendo o painel de madeira mais produzido e consumido no mundo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o ciclo de vida produtivo (cradle to gate) do painel MDP no Brasil. A ACV é normalizada pelas séries ISO 14040 e 14044. Empresas produtoras do MDP no país foram visitadas para a coleta de dados, e na avaliação dos impactos ambientais os resultados foram comparados pelos métodos CML (2001), EDIP (1997) e USEtox (2008). Os resultados apontaram que os principais hotspots foram o óleo BPF (baixo ponto de fluidez) utilizado na planta de energia e a resina UF (ureia formaldeído), aplicada como aglomerante na produção dos painéis. A cadeia produtiva da madeira mostrou maior destaque para as categorias de eutrofização e ecotoxicidade, respectivamente, pelo uso de fertilizantes e do herbicida glifosato no solo. Também verificou-se que na produção de 1 m³ de painel MDP há um crédito de carbono médio de 969 kg de \'CO IND.2\'-eq. Perante os resultados, foram analisados diversos cenários com sugestões de melhorias ambientais, sendo propostas alterações quanto ao consumo das matérias primas: óleo BPF, resina UF e madeira. Para o óleo BPF, o cenário ambientalmente mais adequado foi a sua substituição total pelo uso de somente resíduos de madeira. Sobre a resina UF, verificou-se que os principais impactos estão relacionados às cadeias produtivas do metanol e da ureia, sendo assim sugerida a otimização no consumo destes recursos. Também, a resina UF foi comparada com a resina MUF (melamina ureia formaldeído), e percebeu-se que os impactos ambientais da segunda foram superiores. Porém, mais cenários analisando o emprego de resinas alternativas são requisitados, tendo em vista a busca por resinas análogas à UF, mas com menores impactos potenciais. E sobre a madeira, foi analisada sua substituição pela adição de resíduos de madeira na produção do MDP, tendo sido constatado que quanto maior a quantidade de resíduos adicionados, menores seriam os impactos ambientais. Todavia, os benefícios ambientais verificados com o uso dos resíduos dependem de variáveis, como: dos aspectos ambientais do ciclo de vida dos resíduos, da quantidade de resíduos aplicada na produção dos painéis, do critério de alocação adotado na ACV, e da distância no percurso de transporte dos resíduos até a fábrica de painéis. Portanto, deve-se analisar caso a caso para afirmar sobre a viabilidade ambiental no emprego de resíduos na produção de painéis de madeira. / In this project was carried out a study of Life Cycle Assessment (LCA) of the MDP (medium density particleboard) production, made of wood particles and synthetic adhesive, widely used in furniture industry, being the most produced and consumed wood-based panel in the world. This study aimed to assess the productive life cycle (cradle to gate) of the MDP in Brazil. LCA technique is standardized by ISO 14040 and 14044 documents. The data collection phase in this study occurred realizing technical visits on the Brazilian MDP producers and for the environmental impact assessment, the results were compared considering the following methods: CML (2001), EDIP (1997) and USEtox (2008). The results showed that the main hotspots were the heavy fuel oil used on power plants and UF (urea formaldehyde) resin applied as binder to produce the panels. The wood consumption showed to be more relevant to eutrophication and ecotoxicity impact categories, respectively, by the use of fertilizers and the glyphosate herbicide in the soil. It was also observed that the production of 1m³ of MDP generates an average carbon credit of 969 kg of \'CO IND.2\'-eq. Given the results, several scenarios were analyzed including environmental suggestions of improvements, being proposed changes to the consumption of the raw materials: heavy fuel oil, UF resin and wood. The replacement of heavy fuel oil for wooden residue was the most suitable alternative, because the environmental impacts results were considerably reduced. For the UF resin, it was found that the main impacts are related to the production (cradle to gate) of methanol and urea, thus, we suggested optimizing the consumption of these resources. Also, UF resin was compared with the MUF (melamine urea formaldehyde) resin, and the second one showed more impacts than the first. However, more scenarios analyzing the use of alternatives resins are required, in order to find others options of similar resins to UF, but with lower potential impacts. Considering the wood consumption, it was examined its replacement by wooden residue like raw material to produce the MDP. The results pointed out the addition of residues can promote lower environmental impacts. On the other hand, the environmental benefits related depend of variables such as: the environmental aspects of the life cycle of waste generation, the quantity of waste applied to produce the panels, the allocation criteria adopted to the LCA study, and the distance to transport the waste to the panel industry. Therefore, one must examine each case to assert about the environmental sustainability in the use of waste to produce wood panels.

Neste trabalho foi realizada a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) da produção do painel MDP (medium density particleboard), feito de partículas de madeira e adesivo sintético, largamente empregado na indústria moveleira, sendo o painel de madeira mais produzido e consumido no mundo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o ciclo de vida produtivo (cradle to gate) do painel MDP no Brasil. A ACV é normalizada pelas séries ISO 14040 e 14044. Empresas produtoras do MDP no país foram visitadas para a coleta de dados, e na avaliação dos impactos ambientais os resultados foram comparados pelos métodos CML (2001), EDIP (1997) e USEtox (2008). Os resultados apontaram que os principais hotspots foram o óleo BPF (baixo ponto de fluidez) utilizado na planta de energia e a resina UF (ureia formaldeído), aplicada como aglomerante na produção dos painéis. A cadeia produtiva da madeira mostrou maior destaque para as categorias de eutrofização e ecotoxicidade, respectivamente, pelo uso de fertilizantes e do herbicida glifosato no solo. Também verificou-se que na produção de 1 m³ de painel MDP há um crédito de carbono médio de 969 kg de \'CO IND.2\'-eq. Perante os resultados, foram analisados diversos cenários com sugestões de melhorias ambientais, sendo propostas alterações quanto ao consumo das matérias primas: óleo BPF, resina UF e madeira. Para o óleo BPF, o cenário ambientalmente mais adequado foi a sua substituição total pelo uso de somente resíduos de madeira. Sobre a resina UF, verificou-se que os principais impactos estão relacionados às cadeias produtivas do metanol e da ureia, sendo assim sugerida a otimização no consumo destes recursos. Também, a resina UF foi comparada com a resina MUF (melamina ureia formaldeído), e percebeu-se que os impactos ambientais da segunda foram superiores. Porém, mais cenários analisando o emprego de resinas alternativas são requisitados, tendo em vista a busca por resinas análogas à UF, mas com menores impactos potenciais. E sobre a madeira, foi analisada sua substituição pela adição de resíduos de madeira na produção do MDP, tendo sido constatado que quanto maior a quantidade de resíduos adicionados, menores seriam os impactos ambientais. Todavia, os benefícios ambientais verificados com o uso dos resíduos dependem de variáveis, como: dos aspectos ambientais do ciclo de vida dos resíduos, da quantidade de resíduos aplicada na produção dos painéis, do critério de alocação adotado na ACV, e da distância no percurso de transporte dos resíduos até a fábrica de painéis. Portanto, deve-se analisar caso a caso para afirmar sobre a viabilidade ambiental no emprego de resíduos na produção de painéis de madeira. / In this project was carried out a study of Life Cycle Assessment (LCA) of the MDP (medium density particleboard) production, made of wood particles and synthetic adhesive, widely used in furniture industry, being the most produced and consumed wood-based panel in the world. This study aimed to assess the productive life cycle (cradle to gate) of the MDP in Brazil. LCA technique is standardized by ISO 14040 and 14044 documents. The data collection phase in this study occurred realizing technical visits on the Brazilian MDP producers and for the environmental impact assessment, the results were compared considering the following methods: CML (2001), EDIP (1997) and USEtox (2008). The results showed that the main hotspots were the heavy fuel oil used on power plants and UF (urea formaldehyde) resin applied as binder to produce the panels. The wood consumption showed to be more relevant to eutrophication and ecotoxicity impact categories, respectively, by the use of fertilizers and the glyphosate herbicide in the soil. It was also observed that the production of 1m³ of MDP generates an average carbon credit of 969 kg of \'CO IND.2\'-eq. Given the results, several scenarios were analyzed including environmental suggestions of improvements, being proposed changes to the consumption of the raw materials: heavy fuel oil, UF resin and wood. The replacement of heavy fuel oil for wooden residue was the most suitable alternative, because the environmental impacts results were considerably reduced. For the UF resin, it was found that the main impacts are related to the production (cradle to gate) of methanol and urea, thus, we suggested optimizing the consumption of these resources. Also, UF resin was compared with the MUF (melamine urea formaldehyde) resin, and the second one showed more impacts than the first. However, more scenarios analyzing the use of alternatives resins are required, in order to find others options of similar resins to UF, but with lower potential impacts. Considering the wood consumption, it was examined its replacement by wooden residue like raw material to produce the MDP. The results pointed out the addition of residues can promote lower environmental impacts. On the other hand, the environmental benefits related depend of variables such as: the environmental aspects of the life cycle of waste generation, the quantity of waste applied to produce the panels, the allocation criteria adopted to the LCA study, and the distance to transport the waste to the panel industry. Therefore, one must examine each case to assert about the environmental sustainability in the use of waste to produce wood panels.