Orientador : Dr. PhD Nelson Y. Nakajima / Coorientadores : Dr. PhD Roberto T. Hosokawa, Prof. Dr. José G. Prata e Prof. Dr. Nelson C. Rosot / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 04/03/2016 / Inclui referências : f. 24-27;53-55;88-92;174-177;229-235 / Área de concentração : Manejo Florestal / Resumo: O presente estudo parte das reflexões feitas pelo pesquisador Roberto Tuyoshi Hosokawa no III Simpósio Brasileiro de Pesquisa Florestal, em 1999, quando propôs que a pesquisa florestal se voltasse para a questão da produção de madeira de de Pinus taeda L. cm qualidade. Assim, cada setor produtivo florestal teria suas demandas atendidas: celulose e papel, chapas e painéis, carvão vegetal, móveis e construção civil. Esta pesquisa faz então, uma simulação da produção de madeira de Pinus taeda L. para uso como madeira serrada, com características voltadas à qualidade, para atender atributos de qualidade superior, sob regime de manejo que utiliza a máxima capacidade produtiva do sítio. Para a simulação foram considerados dados de povoamentos sob densidade completa: Tratamento 1: 30 anos, 4 desbastes; Tratamento 2: 32 anos, 3 desbastes e, Tratamento 3: 36 anos e 2 desbastes. A partir de outro conjunto de dados de povoamentos sob densidade completa no mesmo sítio, foi ajustada a Equação de Reineke. Segundo os dados originais e as estimativas, foram propostos regimes de manejo, introduzindo mais um desbaste entre as intervenções, de forma a produzir anéis de crescimento homogêneos e uniformes. Os tratamentos passaram a: Tratamento 1: 30 anos, 8 desbastes; Tratamento 2: 32 anos, 6 desbastes e, Tratamento 3: 36 anos e 4 desbastes. Apropriados os custos e receitas, segundo o VPLA, o Tratamento 1 com ciclo de 30 anos e 8 desbastes foi identificado como o melhor investimento. A análise de sensibilidade demonstrou que o limite de viabilidade do manejo através do VPL=0, ocorreu à uma TMA de 8,85%. Foram propostos 6 Cenários de viabilidade de investimento a partir da valorização das toras pela poda. O Cenário 6 com valorização de 100% sobre os preços atuais apresentou o melhor resultado, com VPL de R$18.098,99 e TIR de 13% à uma TMA de 7%. Para identificar a melhoria da qualidade da madeira foi realizada a simulação da rigidez e da resistência para ensaios de Compressão Paralela às Fibras e Flexão Estática. Com os resultados foram ajustadas equações a partir de regressão linear e criada a possibilidade de pré-determinar o comportamento estrutural das peças a partir dos dados de número de anéis e massa específica. Os resultados demonstraram para que o aumento no número de análise e sua distribuição mais homogênea, proporciona incremento nas propriedades mecânicas da madeira. O estudo identificou o Tratamento 1 como de manejo intensivo, viável economicamente, com melhor distribuição dos anéis anuais, passível de proporcionar redução de custos nos processos de industrialização. Pelo conjunto de informações e simulações podem ser determinados os regimes de manejo que atendam a produção de madeira de Pinus taeda com qualidade superior. O presente estudo, propõe a inovação tecnológica no manejo florestal, oferecendo à indústria, matéria-prima que atenda à sua demanda. As características desejadas do produto acabado definem o regime de manejo que será adotado. Palavras-chave: Dimensionamento do crescimento. Propriedades mecânicas da madeira. Qualidade da madeira. / Abstract: This study is based on research made by Roberto Tuyoshi Hosokawa in the III Brazilian Symposium on Forestry Research in 1999. The topic of the research was regarding the production of wood from the PinusTaeda L. cm quality. Thus, each forest production sector would need to meet these demands: pulp and paper, plates and panels, charcoal, furniture and civil construction. This research was made with a simulation of PinusTaeda L. Wood production for use as lumber, with features focused on quality to meet higher quality attributes under management regime that utlilize the maximum productive capacity of the site. For the experiments, this data was considered: Treatment 1: 30 years old, 4thinnings; Treatment 2: 32 years old, 3 thinnings and Treatment 3: 36 years old and 2 thinnings. From another set of data experiments under full density in same site was adjusted to the Reineke Equation. According to the original data and estimates, management systems proposed a further thinning of the interventions to produce rings of homogeneous and uniform growth. Treatments were now: Treatment 1: 30 years old, 8thinnings; Treatment 2: 32 years old, 6 thinnings and Treatment 3: 36 years old and 4 thinnings. Judging the costs and revenues, the best investment would be, according to ANPV, would be treatment with 1 cycle of 30 years and 8thinnings. The sensitivity analysis showed that the management of the limit of viability through the NPV = 0, occurred at a TMA of 8.85%. 6 investment feasibility Scenarios were proposed from the valorization of logs by pruning. The Scenario 6 with 100% valorization on current prices presented the best result, with a NPV of R $ 18,090.99 and an IRR of 13% to a TMA 7%. To help identify the improvement of wood quality, a simulation of stiffness and resistance was carried out in order to test the parallel compression fibres and Static bending. The results were adjusted equations from linear regression, and created the possibility of it pre-determine the specific mass. The results demonstrated that the increase in the mechanical properties of wood. The study identified the Treatment 1 as intensive management, economically viable, with a better distribution of the annual rings, capable of providing cost reductions. The amount of information and simulations can determine management regimes that meet wood production of PinusTaedawith superior quality. This study proposes the technological innovation in forest management, offering the industry raw material that meets the consumer's demands. The desired characteristics of the finished product define the process that will be adopted. Key Words: Dimensions of growth, mechanical properties of wood, wood quality.

O presente trabalho analisa os efeitos de diferentes sítios de crescimento e espaçamentos na qualidade da madeira de Pinus taeda, alem de testar a técnica não destrutiva de aplicação de ondas de tensão para estimativa das características da madeira, verificando a viabilidade de utilização da mesma como ferramenta para seleção de arvores em pe e toras. Para o estudo de crescimento, foram analisados três sítios com arvores de 14, 16 e 18 anos de idade. Para a caracterização do sítio foram realizadas coletas de amostras em cinco horizontes, sendo coletadas amostras indeformadas e compostas; em cada sítio foram selecionadas cinco arvores, com estas ainda em pe, foram realizadas medições do tempo de propagação de ondas de tensão, através do aparelho "Stress Wave Timer", também foram medidos altura total e comercial, DAP (diâmetro a altura do peito) e retirados discos em cinco posições ao longo do fuste; posteriormente, nas toras recém abatidas, efetuaram-se novamente as medições do tempo de propagação das ondas de tensão; também foram coletadas acículas do terço médio da copa de cada arvore, para realização das analises de estado nutricional das plantas. Para o estudo dos espaçamentos, foram analisados nove espaçamentos com arvores de 21 anos de idade, o material utilizado neste estudo foi proveniente de plantio experimental, implantado dentro de um mesmo sítio, por esta razão, não houve necessidade de caracterização deste sítio; em cada espaçamento foram selecionadas cinco arvores e realizadas as mesmas medições e coletas do estudo relacionado aos sítios de crescimento. De maneira geral, as madeiras provenientes de sítios com ritmo de crescimento elevado, sítios com textura mais argilosa, apresentaram maiores valores para massa específica, fibras mais curtas, mais largas, com diâmetros maiores e paredes mais espessas e, conseqüentemente, maiores valores para Índice de Runkel e fração parede e menores valores para coeficiente de flexibilidade e Índice de enfeltramento. No que diz respeito aos espaçamentos, o aumento desta variável propiciou menores valores para massa específica, fibras menos largas, com menores diâmetros de lume e menores espessuras da parede e, conseqüentemente, maiores valores para Índice de enfeltramento. Correlações significativas entre o tempo e a propagação das ondas e as demais características avaliadas nas arvores em pe e toras foram detectadas, indicando que a técnica pode ser empregada para determinação indireta destas características, com precisão, eficiência e rapidez na obtenção dos resultados

O presente trabalho teve por objetivos estudar as variações estacionais dos testes de umidade e oleoresina na folhagem verde de Pinus elliottii var. elliottii Engelm, Pinas taeda L. e Araucaria angustifolia (Bert.) O. Ktze. e procurar de terminar a(s) época(s) em que a folhagem das espécies em questão são potencialmente mais combustíveis. A parte de campo da pesquisa foi desenvolvida na Estação de Pesquisas Florestais de Rio Negro da Universidade Federal do Paraná, o processamento das amostras para determinação do teor de umidade da folhagem e do solo, no Laboratório de Silvicultura do Curso de Pôs-Graduação em Engenharia Florestal e a extração de oleoresina das folhas no Laboratório de Tecnologia Orgânica, todos da mesma Universidade. A oleoresina foi extraída das folhas dos pinheiros através da combinação de duas metodologias, extração com álcool etílico a frio e extração por decocção. No final da extração foram efetuados testes adicionais para a averiguação da presença de taninos, proteínas e açucares redutores e não redutores. Os resultados mostraram que a média do teor de umidade de Pinus taeda diferenciou-se significativamente, ao nível de 95% de probabilidade, apenas da média de Araucaria angustifolia. Todas as três esp6cies estudadas apresentaram um alto teor de umidade no início da estação de crescimento e um decréscimo da umidade no período do alongamento dos brotos. O menor teor de umidade nas folhas foi apresentado por Pinus taeda e o maior por Araucaria angustifolia. Em valores absolutos, a variação, em porcentagem do peso seco, foi de 132,75 a173,94% em Pinus elliottii, de 115,70 a 172,36% em pinus taeda e de 146,08 a 199,72% em Araucaria angustifolia. Com relação ao teor de oleoresina, observou-se uma superioridade de Pinus elliottii sobre as outras duas espécies, a pesar de que, estatisticamente, esta espécie apenas se diferenciou de Araucaria angustifolia durante o verão. Em valores absolutos, os teores de oleoresina, em porcentagem do peso seco, variaram de 3,68 a 19,85% em Pinus elliottii, de 2,04 a 15,03% em Pinus taeda e de 2,51 a 13,40% em Araucaria angustifolia. O teor de oleoresina alcançou seus maiores valores durante o verão (janeiro e fevereiro) e o inverno (julho).Os altos teores ocorridos para todas as espécies coincidiram com o decréscimo do teor de umidade do solo verificado durante o verão, ou com o decréscimo do teor de umidade na folhagem duram te o inverno e meados de primavera. Os períodos de maior combustibilidade potencial das copas foram observados na primavera e meados do inverno, quando se verificaram baixos teores de umidade e altos teores de oleoresina. Entretanto, a copa se manteve potencialmente inflamável também durante o verão, quando o teor de oleoresina foi alto.

Orientador : Prof. Dr. Sebastião do Amaral Machado / Coorientadores : Prof. Dr. Afonso Figueiredo Filho; Profª. Drª. Maria Margarida Branco de Brito Tavares Tomé / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 29/03/2017 / Inclui referências ao final de cada capítulo / Resumo: O objetivo desta tese foi desenvolver um modelo para predição do crescimento e produção florestal, fundamentado no crescimento individual das árvores, para plantios desbastados e não desbastados de Pinus taeda L., na região Meio Oeste do estado de Santa Catarina. Para tanto, foi gerado um conjunto de submodelos: I) iniciou-se com uma função de crescimento em altura dominante, utilizando a abordagem da diferença algébrica (ADA), para a construção de curvas de índice de sítio; II) modelagem para predição anual da sobrevivência de árvores individuais, considerando inicialmente somente a mortalidade regular e depois a mortalidade regular e irregular, incluindo árvores com danos causados pelo macacoprego (Sapajus nigritus Goldfuss, 1809), por meio de modelos logísticos; III) modelo do crescimento em diâmetro à altura do peito de árvores individuais, independente da distância, testando equações diferenciais (ADA) para modelagem do diâmetro futuro (??2) e as funções de crescimento diferenciais de Zeide (1993) para modelagem do incremento corrente anual em diâmetro (????????); IV) equação com atributos biológicos e aplicabilidade geral, para representar a relação hipsométrica de povoamentos de Pinus taeda; V) equações de volume e afilamento do tronco de Pinus taeda, com e sem casca, de aplicabilidade extensiva a diversas classes de idade. Quanto à análise das curvas de índice de sítio, a equação da diferença algébrica Hossfeld IV/McDill-Amateis_?? foi selecionada para gerar curvas polimórficas com assíntota comum. Os modelos de sobrevivência ajustados apresentaram excelente qualidade de ajuste, baixo erro de classificação e boa consistência biológica, podendo ser utilizados para estimar a sobrevivência, em nível de árvore individual, para povoamentos de Pinus taeda. O modelo da abordagem da diferença algébrica de Lundqvist-Korf_?? com seu parâmetro ?? função linear de variáveis do povoamento apresentou o melhor equilíbrio entre desempenho estatístico e realismo biológico, para estimativa do crescimento do diâmetro à altura do peito (??) de árvores individuais de Pinus taeda. A função de Harrison et al. (1986), com o coeficiente ?? função linear de variáveis do povoamento florestal, permitiu o desenvolvimento de uma equação de relação hipsométrica com bom desempenho estatístico, consistência biológica e aplicabilidade geral para povoamentos de Pinus taeda. O modelo de Schumacher e Hall, variando o coeficiente ?? conforme a idade, apresentou as estimativas de volume com casca mais precisas e com menor viés, enquanto este mesmo modelo variando o coeficiente ?? foi selecionado para estimativa do volume sem casca. O modelo de afilamento de Schöpfer apresentou o melhor desempenho para estimar os diâmetros com e sem casca, ao longo do fuste. Palavras-chave: Funções de crescimento. Diferença algébrica. Curvas de sítio polimórficas. Sobrevivência de árvore individual. Mortalidade regular. Mortalidade irregular. Relação hipsométrica geral. Equação de volume. Equação de afilamento. / Abstract: The aim of this thesis was to develop a model for predicting forest growth and yield, based on individual growth of trees, of thinned and unthinned plantations of Pinus taeda L., in the Middle West region, Santa Catarina state, Brazil. For this purpose, a set of submodels was generated: I) It was started with a function for modeling dominant height growth, using the algebraic difference approach (ADA), aiming to build site index curves; II) modeling for the prediction of annual survival of individual trees, considering at first only the regular mortality and afterwards regular and irregular mortality, including trees presenting damage caused by capuchin monkeys (Sapajus nigritus Goldfuss, 1809), by logistic models; III) diameter at breast height growth model of individual trees, distance independent, testing algebraic difference equations (ADA) for modeling the future diameter (??2), and the Zeide's (1993) differential growth functions for modeling the current annual increment in diameter (????????); IV) equation with biological attributes and general applicability, to represent the hypsometric relationship for Pinus taeda stands; V) volume equations and taper equations for Pinus taeda, inside and outside bark, with extensive applicability to several age classes. According to the analysis of the site index curves, the Hossfeld IV/McDill-Amateis_?? difference equation was selected to generate polymorphic curves with single asymptote. The fitted survival models presented excellent goodness of fit, low classification error and good biological consistency, and may be used to estimate individual tree survival for Pinus taeda stands. The algebraic difference approach equation of Lundqvist-Korf_?? with its ?? parameter as linear function of stand characteristics resulted in the best compromise between statistical performance and biological realism to estimate the diameter at breast height (??) growth of individual trees of Pinus taeda. The Harrison et al. (1986) function, with the parameter ?? linear function of forest stand variables, allowed the development of an equation of hypsometric relationship with good statistical performance, biological consistency and general applicability for stands of Pinus taeda. The Schumacher & Hall model with coefficient ?? linear function of the age presented the most precise and lowest bias estimates of outside bark volume, whereas this same model with coefficient ?? linear function of the age was selected to estimate inside bark volume. Schöpfer taper model presented the best performance to estimate the diameters inside and outside bark, throughout the stem. Key-words: Growth functions. Algebraic difference. Polymorphic site curves. Individual tree survival. Regular mortality. Irregular mortality. General hypsometric relationship. Volume equation. Taper equation.

Este trabalho teve como objetivo, estudar a ciclagem de nutrientes via serrapilheira em plantios de Pinus taeda em sistema silvipastoril, através da quantificação do aporte de serrapilheira, da velocidade de decomposição desta e do retorno de nutrientes (N, P, K, Ca e Mg), em função do espaçamento e da posição de amostragem. A deposição de serrapilheira na densidade de plantio florestal convencional é maior em relação a baixas densidades de plantio, utilizadas em sistemas integrados de produção. Muito embora a deposição unitária seja menor, quanto maior for a densidade do plantio. O período do ano em que houve maiores deposições de serrapilheira foi o mês de abril, com exceção da linha de plantio na densidade de 1.111 árv. ha-1, que foi no mês de maio. Houve interação entre densidade de plantio, distância da linha de plantio e período para a liberação de todos os macronutrientes no sistema, bem como para a relação C/N. / This work aimed to study the cycling of nutrients via litterfall in Pinus taeda in silvopastoral system, by quantifying the contribution of litter, the decomposition rate and this the return of nutrients (N, P, K, Ca and Mg ) as a function of spacing and sampling position. The deposition of litter in conventional forest planting density is higher than at low planting densities, used in integrated production systems. Although the deposition unit is smaller, the greater the density of planting. The period of the year in which there was greater deposition of leaf litter was the month of April, with the exception of the plant row at a density of 1,111 trees ha-1, which was in May. There was an interaction between plant density, distance from the plant line and time for the release of all macronutrients in the system, as well as for the C / N.

Orientador: Adriano Wagner Ballarin / Banca: José Martins de Oliveira Junior / Banca: Antonio Cesar Germano Martins / Banca: Ricardo Rall / Banca: João do Espírito Santo Batista Neto / Resumo: O setor madeireiro no Brasil representa um forte componente da economia nacional, participando significativamente no Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro. O segmento de madeira processada mecanicamente faz parte desse setor e tem a madeira de Pinus como principal espécie florestal plantada destinada ao seu processo produtivo. A madeira serrada desse gênero é usada em larga escala pela indústria madeireira e, devido à presença de defeitos, pode ser classificada em diferentes escalas de qualidade. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) define um padrão para a classificação visual de tábuas de madeira serrada de coníferas. Contudo, a graduação manual em um processo produtivo pode se tornar exaustivo, elevando a falha de classificação. Por essa razão, a automatização do processo de classificação de tábuas de madeira têm um papel importante na evolução tecnológica dos processos produtivos de serrarias. O objetivo desse trabalho foi o desenvolvimento de um sistema de classificação de tábuas de madeira de coníferas usando técnicas de processamento de imagens e aprendizado de máquinas. A partir de imagens de tábuas de madeira de Pinus foram realizados pré-processamentos, de maneira que as imagens fossem subdivididas em imagens menores. Em seguida foram extraídas as principais informações da imagem por meio de técnicas de análise de cor, usando o percentil das bandas de cor, e de textura, usando wavelet de Gabor. Essas informações foram usadas para criar modelos de classificação dos defeitos da tábua a partir do aprendizado de máquinas SVM - Support Vector Machine e redes neurais, onde cada imagem foi classificada como sendo madeira limpa (com ausência de defeitos) ou com nó ... / Abstract: The Brazilian timber sector is a strong national economy component, participating significantly in the Brazilian Gross Domestic Product (GDP). The mechanically processed wood segment is part of this sector and has Pinus wood as the main tree species intended for their production process. The Pinus timber is extensively used by the industry and can be classified in different quality scales, depending on the presence of defects. The Brazilian Association of Technical Standards (ABNT) defines a standard for the visual grading of sawn wood of softwood. However, manual degree in a productive process can become exhausting, bringing the fault classification. For this reason, automation of the classification process of wooden boards plays an important role in the technological development in sawmill production process. The aim of this study was to develop a classification system of boards of softwood using techniques of image processing and machine learning. The boards images of wood planks preprocessing were performed so that the images were subdivided into smaller images. Then we extracted the main image information through color analysis techniques, using the percentiles of bands of color, and texture, using Gabor wavelet. This information was used to create a classification model of the board defects from the machine learning SVM - Support Vector Machine and neural networks, where each image was classified as clean wood (no defects) and with knot. The consolidation of defects identified on board served as the basis for creating models of quality grade board through the learning SVM, neural networks and the C5.0 algorithm. The machine learning SVM and neural network applied to 32x32 images showed an ... / Doutor

Orientador: Manoel Cléber de Sampaio Alves / Coorientador: Marcos Tadeu Tibúrcio Gonçalves / Banca: Andressa Cecília Milanese / Banca: Ivaldo de Domênico Valarelli / Resumo: O uso de madeira de pinus na construção civil é cada vez maior e saber trabalhar suas características, vantagens e desvantagens é essencial para o sucesso do produto. O presente trabalho tem por objetivo estudar a influência da largura das lamelas e do arranjo físico dos anéis de crescimento em painéis de madeira de Pinus taeda coladas lateralmente (EGP) utilizados na fabricação de batentes, seguindo as exigências da ABNT-NBR 15.930 (2011), a fim de determinar a melhor combinação para o melhor desempenho físico do produto. Para tanto, trabalhou-se com o fatorial completo para dois fatores e quatro níveis, sendo i. largura das lamelas de 32 mm, 56 mm, 75 mm e 112mm; e ii. arranjo dos anéis: lamelas radias, lamelas tangenciais, lamelas cruzadas e lamelas com emendas de topo tipo finger joint. Os 48 corpos de prova (03 para cada combinação) de batente de EGP com 2120 x 220 x 32mm, com teor de umidade entre 8% e 12% e densidade aparente entre 400 kg.m-3 e 600 kg.m-3 foram produzidos numa indústria madeireira da cidade de Sengés/PR. Utilizou-se a análise estatística de variância (ANOVA) para investigar a influência dos fatores e suas interações nas seguintes respostas: aspecto visual, variação da umidade, variação da densidade, variações dimensionais de largura e espessura e desvios de forma (empenamento: encurvamento, arqueamento e encanoamento). Os resultados mostraram que os dois fatores e suas interações exerceram influência com nível de significância de 1% sobre os desvios de forma. Os melhores resultados foram para painéis produzidos com lamelas de 32 mm e 56 mm, com arranjo cruzado ou radial. As demais respostas não foram influenciadas de forma significativa pelos fatores e suas interações / Abstract: The use of pine wood is increasing and for the success of its products it is essential to have the know-how to work its features, advantages and disadvantages. The objective of this study is to evaluate the influence of batten widths and the physical arrangement of growth rings in Edge Glued Panel of Pinus taeda used in the manufacture of door frames, according the requirements of ABNT-NBR 15.930 (2011) to determine the best combination for better physical performance of the door frame. Experimental tests considered the full factorial method using two factors and four levels, with batten widths of 32mm, 56mm, 75mm and 112mm; and arrangement of the growth rings: radial, tangential, crossed and plates with top amendments type finger joint. The 48 samples (03 from each combination), with 2120 x 220 x 32 mm, with a moisture content between 8% and 12% and an apparent density between 400 kg.m-3 and 600 kg.m-3 were produced in a wood factory in Sengés/PR/Brasil. The statistical analysis of variance (ANOVA) was used to investigate the influence of the factors and their interactions in the following responses: visual appearance, moisture content variations, density variations, dimensional variations in width and thickness and deviations in shape (warping: bending, curving and curling). The results showed that both factors and their interactions exerted influence with a significance level of 1% on the deviations of form. The best results were to EGP produced with batten widths of 32 mm and 56 mm, with radial or crossed arrangement. The factors and their interactions did not significantly influence the other answersa / Mestre

O presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial aproveitamento das cascas da espécie Pinus taeda como fonte de extração de taninos para a produção de adesivos aplicados na indústria madeireira, devido à sua especificação fenólica, o que o torna possível sua reação com formaldeído em detrimento do uso de substâncias derivadas do petróleo. Cascas da espécie P. taeda, localizadas em plantações na Fazenda Experimental da Universidade Federal de Santa Catarina, no município de Curitibanos-SC foram coletadas, e os índices gravimétricos de sólidos totais, porcentagem de taninos e não taninos bem como a reatividade destes com formaldeído pelo índice de Stiasny foram analisados. Preliminarmente, extrações com sulfito de sódio utilizando 0, 2, 4, 6 e 8% em relação ao peso da casca em refluxo (92 ºC) e autoclave (120 ºC) durante 3 horas foram verificadas. Melhores rendimentos foram observados na extração por autoclave. Uma nova extração foi avaliada com sulfito de sódio, hidróxido de sódio e ureia com porcentagens de 2, 4, 6, 8 e 10%, utilizando somente autoclave com o cálculo dos mesmos índices preliminares: sólidos totais, porcentagem de taninos e não taninos e a reatividade destes com formaldeído, tendo o hidróxido de sódio como melhor extrator em rendimento para a porcentagem de taninos. Na identificação das extrações com melhores rendimentos totais, foi realizado a caracterização pelas técnicas de IV-Espectroscopia no Infravermelho, MEV-Microscopia eletrônica de varredura, DRX-Difratometria de Raios X e EDS-Espectrometria de energia dispersiva. Em outra etapa foi avaliado o tempo de formação em gel do adesivo produzido na adição de 10% e 20% de formaldeído na formulação, comparado com o tanino comercial. Os resultados demonstraram que é possível extrair os taninos da casca da espécie P. taeda utilizando hidróxido de sódio com média superior a 35% como também efetuar a extração utilizando ureia e sulfito de sódio em porcentagens menores. Na avaliação da produção da melhor porcentagem entre teores de taninos e não taninos, o sulfito de sódio a 8% é o mais indicado. Pela caracterização por Difratometria de Raios X, as amostras apresentaram características amorfas e na análise por microscopia eletrônica de varredura os taninos extraídos apontaram uniformidade superficial e maior densidade interna sem a presença de poros. Na reação com o formaldeído, os taninos produziram superfícies lisa e interior poroso devido ao entrecruzamento das moléculas através da ligação por pontes metilênicas. O tempo de formação em gel demonstrou ter menor tempo de reação comparado ao tanino comercial. / This work aimed to study the potential use of the bark of Pine taeda species as a source of extraction of tannins for the adhesives production applied in the timber industry due to its phenolic specification, which makes possible their reaction with formaldehyde at the expense of oil-derived substances usage. Barks of the species P. taeda, located in plantations in the Federal University of Santa Catarina Experimental Farm, in the city of Curitibanos-SC were collected and gravimetric index of total solids, percentage of tannin and non tannins as well as the reactivity of these with formaldehyde by Stiasny index were analyzed. Preliminarily, extractions with sodium sulfite using 0, 2, 4, 6 and 8% relative to the weight of the bark at reflux (92 °C) and autoclaved (120 °C) for 3 hours were analyzed. Best results were obtained in the autoclave extraction. A new extraction was evaluated with sodium sulphite, sodium hydroxide and urea percentages of 2, 4, 6, 8 and 10% using only autoclave as calculating of the same primary contents: total solids percentage of tannin and non-tannin and the reactivity of them with formaldehyde, setting sodium hydroxide as best performance extraction to the percentage of tannin. At the extractions identification with best total revenues, was conducted to characterize by IR - Spectroscopy Infrared techniques, Scanning Electron Microscopy - SEM , XRD - X-Ray Diffraction and EDS - Energy Dispersive Spectrometry. In another step, was evaluated the formation tie for adhesive gel produced in the addition of 10% formaldehyde and 20% of the formulation compared to commercial tannin. The results demonstrated that it is possible to extract tannins from the bark of Pine taeda species using sodium hydroxide with an average greater than 35% as well as perform the extraction using urea and sodium sulphite in smaller percentages. When measuring the output of the best percentage among levels of tannins and non-tannins, 8% sodium sulfite is the most suitable. By the x -ray diffraction characterization, the samples showed amorphous characteristics and scanning electron microscopy analysis showed the tannins extracted surface uniformity and greater internal density without the presence of pores. In reaction with formaldehyde, tannins produced smooth surfaces and porous inside due to the intersection of the molecules by methylenic bridges linking. The gel formation time has demonstrated faster reaction time compared to the commercial tannin.

O presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial aproveitamento das cascas da espécie Pinus taeda como fonte de extração de taninos para a produção de adesivos aplicados na indústria madeireira, devido à sua especificação fenólica, o que o torna possível sua reação com formaldeído em detrimento do uso de substâncias derivadas do petróleo. Cascas da espécie P. taeda, localizadas em plantações na Fazenda Experimental da Universidade Federal de Santa Catarina, no município de Curitibanos-SC foram coletadas, e os índices gravimétricos de sólidos totais, porcentagem de taninos e não taninos bem como a reatividade destes com formaldeído pelo índice de Stiasny foram analisados. Preliminarmente, extrações com sulfito de sódio utilizando 0, 2, 4, 6 e 8% em relação ao peso da casca em refluxo (92 ºC) e autoclave (120 ºC) durante 3 horas foram verificadas. Melhores rendimentos foram observados na extração por autoclave. Uma nova extração foi avaliada com sulfito de sódio, hidróxido de sódio e ureia com porcentagens de 2, 4, 6, 8 e 10%, utilizando somente autoclave com o cálculo dos mesmos índices preliminares: sólidos totais, porcentagem de taninos e não taninos e a reatividade destes com formaldeído, tendo o hidróxido de sódio como melhor extrator em rendimento para a porcentagem de taninos. Na identificação das extrações com melhores rendimentos totais, foi realizado a caracterização pelas técnicas de IV-Espectroscopia no Infravermelho, MEV-Microscopia eletrônica de varredura, DRX-Difratometria de Raios X e EDS-Espectrometria de energia dispersiva. Em outra etapa foi avaliado o tempo de formação em gel do adesivo produzido na adição de 10% e 20% de formaldeído na formulação, comparado com o tanino comercial. Os resultados demonstraram que é possível extrair os taninos da casca da espécie P. taeda utilizando hidróxido de sódio com média superior a 35% como também efetuar a extração utilizando ureia e sulfito de sódio em porcentagens menores. Na avaliação da produção da melhor porcentagem entre teores de taninos e não taninos, o sulfito de sódio a 8% é o mais indicado. Pela caracterização por Difratometria de Raios X, as amostras apresentaram características amorfas e na análise por microscopia eletrônica de varredura os taninos extraídos apontaram uniformidade superficial e maior densidade interna sem a presença de poros. Na reação com o formaldeído, os taninos produziram superfícies lisa e interior poroso devido ao entrecruzamento das moléculas através da ligação por pontes metilênicas. O tempo de formação em gel demonstrou ter menor tempo de reação comparado ao tanino comercial. / This work aimed to study the potential use of the bark of Pine taeda species as a source of extraction of tannins for the adhesives production applied in the timber industry due to its phenolic specification, which makes possible their reaction with formaldehyde at the expense of oil-derived substances usage. Barks of the species P. taeda, located in plantations in the Federal University of Santa Catarina Experimental Farm, in the city of Curitibanos-SC were collected and gravimetric index of total solids, percentage of tannin and non tannins as well as the reactivity of these with formaldehyde by Stiasny index were analyzed. Preliminarily, extractions with sodium sulfite using 0, 2, 4, 6 and 8% relative to the weight of the bark at reflux (92 °C) and autoclaved (120 °C) for 3 hours were analyzed. Best results were obtained in the autoclave extraction. A new extraction was evaluated with sodium sulphite, sodium hydroxide and urea percentages of 2, 4, 6, 8 and 10% using only autoclave as calculating of the same primary contents: total solids percentage of tannin and non-tannin and the reactivity of them with formaldehyde, setting sodium hydroxide as best performance extraction to the percentage of tannin. At the extractions identification with best total revenues, was conducted to characterize by IR - Spectroscopy Infrared techniques, Scanning Electron Microscopy - SEM , XRD - X-Ray Diffraction and EDS - Energy Dispersive Spectrometry. In another step, was evaluated the formation tie for adhesive gel produced in the addition of 10% formaldehyde and 20% of the formulation compared to commercial tannin. The results demonstrated that it is possible to extract tannins from the bark of Pine taeda species using sodium hydroxide with an average greater than 35% as well as perform the extraction using urea and sodium sulphite in smaller percentages. When measuring the output of the best percentage among levels of tannins and non-tannins, 8% sodium sulfite is the most suitable. By the x -ray diffraction characterization, the samples showed amorphous characteristics and scanning electron microscopy analysis showed the tannins extracted surface uniformity and greater internal density without the presence of pores. In reaction with formaldehyde, tannins produced smooth surfaces and porous inside due to the intersection of the molecules by methylenic bridges linking. The gel formation time has demonstrated faster reaction time compared to the commercial tannin.

This study is part of a larger collaborative effort to determine the overall environmental sustainability of intercropping pine (Pinus taeda L.) and switchgrass (Panicum virgatum L.), both of which are promising feedstock for bioenergy production in the Lower Coastal Plain in North Carolina. We measured soil CO₂ efflux (RS) every six weeks from January 2012 to March 2013 in four-year-old monoculture and intercropped stands of loblolly pine and switchgrass. RS is primarily the result of root respiration (RA) and microbial decomposition of organic matter (RH) releasing CO₂ as a by-product and is an important and large part of the global carbon (C) cycle. Accurate estimates of the two components of total soil respiration (RS) are required as they are functionally different processes and vary greatly spatially and temporally with species composition, temperature, moisture, productivity, and management activities. We quantified RA and RH components of RS by using a root exclusion core technique based on root carbohydrate depletion, which eliminates RA within the cores over time. We determined the relationship between RS, RA and RH measurements and roots collected from the cores. We took fresh soil cores in July 2012 to compare root productivity of loblolly pine and switchgrass in monoculture versus the co-culture. Additionally, CH₄ and N₂O fluxes were monitored quarterly using vented static chambers. Pure switchgrass had significantly higher RS rates (July, August, September), root biomass and root length in the top 0-35 cm relative to switchgrass in the co-culture, while loblolly pine with and without switchgrass had no significant changes in RS and roots. Correlations between RA and roots showed significantly positive correlation of RA to grass root biomass (r = 0.37, p ≤ 0.001), fine (r = 0.26, p ≤ 0.05) and medium root surface area (r = 0.20, p ≤ 0.1). The estimated portions of RS attributed to RA in the intercrop stand were 31% and 22% in the summer and fall, respectively. No significant treatment differences were observed in either CH₄ or N₂O flux. Our study indicates a decrease in switchgrass root productivity in the intercropped stand versus the monoculture stand which could account for differences in the observed RS. / Master of Science