Made available in DSpace on 2014-08-20T13:34:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Pedro Henrique Gonzalez de Cademartori.pdf: 2886719 bytes, checksum: 352a362f9db748d742e87be22ddaa1b0 (MD5) Previous issue date: 2012-12-17 / This study aimed to evaluate physicomechanical and chemical behaviour of Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e Eucalyptus cloeziana thermally modified wood. To achieve this, six trees of each species were randomly selected and samples measuring 1.6 x 1.6 x 25cm were prepared. The samples were thermally modified through exposure to nine treatments in an oven and in an autoclave steriliser. The process conditions in the oven were: temperatures between 180 and 240ºC and time of exposure of 4h, whereas for the treatments in autoclave a constant temperature (127°C) and pressure (1.5kgf/cm²) were used for 1h. The evaluation of the physical properties was done through the performance of weight loss, equilibrium moisture content, stability dimensional and specific gravity tests. Colour changes and wettability were measured by colorimetric and contact angle techniques, respectively. Regarding mechanical properties, thermally modified wood was evaluated through the performance of static bending tests and non-destructive ultrasonic tests. Chemical modifications were qualitatively measured through infrared spectroscopy (ATR-IR). The main results showed that thermal treatments significantly influenced weight loss, equilibrium moisture content and dimensional stability. On the other hand, specific gravity did not show a great behaviour in order to explain the influence of thermal treatments on wood. A gradual darkening in both radial and tangential sections was observed, mainly due to a high reduction of L* after treatment 2 (180°C), since a* and b* showed distinct behaviour. Generally, stiffness remained constant when related to the control treatment, whereas mechanical strength decreased significantly, mainly after the treatments 6, 7, 8 and 9. The use of the non-destructive ultrasound technique obtained coefficients of determination between 0.66 and 0.80 for the relationship MOE x Ed. The wettability of thermally modified wood presented the best results in the treatments 2, 3, 4 and 5 for all the species, with the contact angle increasing and remaining with high stability as a function of time of exposure. Infrared spectroscopy showed modifications in different peaks, mainly related to the hemicelluloses and crystallinity of the structure, representing thermal degradation of the material as a function of temperature of treatment. Therefore, the thermal treatments reduced hygroscopicity and modified the colour of the wood. The mechanical strength was reduced significantly and the ultrasound was efficient in order to estimate the modulus of elasticity. Wettability decreased significantly as a function of the thermal treatments and infrared spectroscopy (ATR-IR) demonstrated to be an excellent tool for the qualitative analysis of chemical modifications due to thermal treatments. / O presente estudo objetivou avaliar o comportamento físico, mecânico e químico das madeiras de Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e Eucalyptus cloeziana submetidas a diferentes tratamentos de termorretificação. Para tal, selecionaram-se ao acaso seis árvores de cada espécie para a confecção de corpos de prova com dimensões de 1,6 x 1,6 x 25cm. Submeteram-se os corpos de prova a nove tratamentos de termorretificação a partir da utilização de uma estufa e uma autoclave de esterilização. As condições de processo para os tratamentos em estufa foram temperatura entre 180 e 240°C e tempo de exposição de 4h, enquanto que a temperatura dos tratamentos em autoclave permaneceu constante em 127°C e pressão de 1,5 kgf/cm² durante 1h. A avaliação das propriedades físicas foi realizada por meio de ensaios de perda de massa, teor de umidade de equilíbrio, estabilidade dimensional e massa específica. Verificaram-se as alterações na coloração e molhabilidade por meio das técnicas de colorimetria e ângulo de contato, respectivamente. Mecanicamente, o material foi avaliado por meio de ensaios de flexão estática e ultrassom. As modificações químicas foram avaliadas qualitativamente por espectroscopia no infravermelho (ATR-IR). Os principais resultados mostraram significativa influência da termorretificação na perda de massa, teor de umidade de equilíbrio e estabilidade dimensional. Por outro lado, a massa específica não apresentou comportamento capaz de explicar a influência da termorretificação. Observou-se escurecimento gradual na madeira das três espécies em ambas as seções, em que se ressalta uma forte redução do L* após o tratamento 2 (180°C), diferentemente do a* e b* que apresentaram comportamento distinto. Verificou-se que, enquanto a rigidez da madeira termorretificada manteve-se inalterada quando relacionada ao tratamento de referência, a resistência do material foi significativamente reduzida, principalmente após os tratamentos 6, 7, 8 e 9. Já a utilização da técnica não destrutiva de ultrassom permitiu a obtenção de coeficientes de determinação entre 0,66 e 0,80 para a relação MOE x Ed. A molhabilidade da madeira termorretificada apresentou os melhores resultados para os tratamentos 2, 3, 4 e 5 na madeira das três espécies, em que o ângulo de contato elevou-se e manteve-se com maior estabilidade ao longo do tempo. A técnica de ATR-IR identificou modificações nos picos relacionados, principalmente as hemiceluloses e também à cristalinidade da estrutura, incitando a degradação térmica do material conforme o aumento da temperatura. Dessa maneira, concluiu-se que os tratamentos empregados foram suficientes para reduzir a higroscopicidade, bem como modificar os tons de cor para cada temperatura utilizada. A resistência mecânica foi significativamente reduzida e, ao mesmo tempo, o ultrassom mostrou-se eficiente quanto à predição do módulo de elasticidade. A molhabilidade da madeira reduziu significativamente conforme o emprego dos tratamentos. A ATR-IR mostrou-se como uma excelente ferramenta de análise qualitativa das modificações químicas ocorridas durante a termorretificação.

Submitted by Fred Willians Calonego null (fwcalonego@ig.com.br) on 2017-12-20T15:47:02Z No. of bitstreams: 1 Calonego FW_Doutorado 2017.pdf: 5105344 bytes, checksum: b332f3457105ae9be3d54a958181484a (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2017-12-20T16:13:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 calonego_fw_dr_bot.pdf: 5105344 bytes, checksum: b332f3457105ae9be3d54a958181484a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-20T16:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 calonego_fw_dr_bot.pdf: 5105344 bytes, checksum: b332f3457105ae9be3d54a958181484a (MD5) Previous issue date: 2017-11-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No Brasil, a espécie pioneira Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, conhecida como Guapuruvu, tem potencial para os projetos de restauração ecológica da Floresta Atlântica, e quando atingem cerca de 15 anos podem ser retiradas mediante plano de manejo. Entretanto, uma característica indesejável da sua madeira é a presença acentuada de lenho juvenil e uma das suas limitações é a baixa durabilidade natural. Uma forma de minimizar este problema é a modificação térmica logo após a sua secagem. Porém, esses tratamentos provocam mudanças na cor da madeira. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito do tratamento de modificação térmica nas propriedades físicas, químicas e colorimétricas e na resistência dos lenhos juvenil e adulto de S. parahyba aos organismos xilófagos e ao intemperismo. Para tanto, foram usadas tábuas provenientes de toras de Guapuruvu, com cerca de 15 anos de idade, retiradas de uma área de recuperação florestal da Faculdade de Ciências Agronômicas, da UNESP, de Botucatu-SP. Cada tábua foi seccionada de modo a fornecer peças controle e outras destinadas para os tratamentos de modificação térmica, com temperaturas finais de 180ºC, 200ºC e 220ºC. Corpos de prova foram retirados para a caracterização tecnológica dos lenhos juvenil e adulto através dos ensaios de propriedades físicas, químicas, de caracterização colorimétrica da madeira e de resistências aos fungos de podridão parda Gloeophyllum trabeum e de podridão branca Pycnoporus sanguineus, ao cupim de madeira seca Cryptotermes brevis e ao intemperismo. Os resultados mostraram que: (1) o aumento da temperatura de modificação térmica promove decréscimos significativos de até 9,1% na massa específica aparente a 21ºC e 65% de umidade relativa da madeira de S. parahyba, e reduz em até 51,1% e 54,1% os seus respectivos teores de umidade de equilíbrio e inchamento volumétrico; (2) a massa específica básica e os coeficientes de retratibilidades não variam com os tratamentos térmicos e não são indicados para avaliar a qualidade da madeira modificada termicamente; (3) a modificação térmica provoca reduções significativas de até 25,0% nos teores de holocelulose e um aumento proporcional de até 41,7% e 286,5% nos respectivos teores de lignina e de extrativos totais da madeira; (4) a cor da madeira sem tratamento é classificada como branco amarelada, pois apresenta alta claridade (L* de 80,41 a 80,85) e presença marcante do pigmento amarelo (b* de 19,06 a 20,07), e o tratamento térmico provoca o seu escurecimento e avermelhamento; (5) a madeira sem tratamento é classificada como não resistente ao cupim de madeira seca e ao fungo de podridão parda, e, de resistência moderada ao fungo de podridão branca, sendo que os tratamentos térmicos provocam reduções significativas de até 90,6% nas perdas de massa provocadas pelos fungos apodrecedores e não mudam a classe de resistência da madeira aos cupins; e (6) a madeira sem tratamento ficou mais escurecida, avermelhada e amarelada após o intemperismo, e o tratamento térmico aumenta a sua resistência aos agentes abióticos. Pode-se concluir que a modificação térmica possui um grande potencial para melhorar a estabilidade dimensional e a resistência natural da madeira de S. parahyba aos fungos apodrecedores e ao intemperismo, embora, modifique a sua cor e não altera a sua classe de resistência aos cupins. / In Brazil, the pioneer plant species Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, known as Guapuruvu, has potential for ecological restoration projects in the Atlantic Forest, and when they reach about 15 years can be taken by the management plan. However, an undesirable feature of this wood is the pronunced presence of juvenile wood and a limitation is low biological resistance. An attractive way to mitigate this problem is this thermal modification process after its drying. However, these thermal treatments cause changes in color of wood. The aim of this study was to evaluate the effect of thermal modification on physicochemical and colorimetric properties and biological resistance of juvenile and mature woods from S. parahyba to xylophagous organisms and weathering. Boards were taken from a 15-year-old S. parahyba forest recovery area of Agronomy Sciences College from UNESP, located in Botucatu, SP, Brazil. Each board was sawed into smaller pieces measuring 0.60 m in length. One small piece was kept in its original condition (untreated wood), whereas the other pieces were reserved for the thermal treatments at final temperature of 180ºC, 200ºC, and 220ºC. Subsequently, samples were cut from all the boards (untreated and thermally modified woods) to technological characterization for both juvenile and mature wood across to tests of physical and chemical properties, colorimetric characterization of wood, decay resistance at brown-rot fungus Gloeophyllum trabeum and white-rot fungus Pycnoporus sanguineus, biological resistance to térmite dry wood Cryptotermes brevis, and weathering resistance. The results showed that: (1) the increase in the thermal modification temperature causes significant decreases of up to 9,1% in the density at 21ºC and 65% relative humidity of the S. parahyba wood and reduces the equilibrium moisture content and volumetric swellings in up to 51.1% and 54.1%, respectively; (2) the density basic and dimensional change coefficient of wood were not the most suitable for evaluating the quality of thermally modified wood; (3) the thermal modification causes significant decreases of up to 25.0% in the holocelulloses contents, an proportional increase of up to 41.7% e 286.5% in the lignin and extractives contents, respectively; (4) the color of untreated wood can be classified by yellowish white, because presents high brightness (L* of 80.41 to 80.85) and strong presence of yellow pigment (b* of 19.06 to 20.07), and the thermal treatment causes the darkening and reddening of timber; (5) the untreated wood was classified as non-durable to the dry wood termites and brown-rot fungus, and also was classified as moderate resistance to the white-rot fungus, whereas the thermal modification promotes significant reductions of up to 90.6% in the weight losses caused by rot fungi and do not change the damage caused by termites in wood; and (6) the untreated wood showed darkening, a reddish behavior and a yellowish behavior after weathering tests, and the thermal modification causes significant decreases in the weathering of wood. We concluded that the thermal modification has a great potential to improve the dimensional stability and the natural resistance of S. parahyba wood to decay fungi and weathering, although it modifies the color of wood and does not change its resistance class to the termite.