ABSTRACT Wood has several properties that make it attractive when compared to other materials, however, for its use, it is necessary to know the values of resistance and stiffness. In this sense, the use of non-destructive techniques adds to the process. Among the non-destructive techniques of mechanical evaluation, we highlight those that use the natural frequencies of vibration whose results can be repeated and compared over time. This research aimed to relate the physical and mechanical properties of cajueiro wood [Anacardium sp], with the apparent density and with the natural frequency of the transversal vibration test, through regression models. Twenty-four transverse vibration tests and 204 experimental determinations were performed. Linear regression models were then generated as a function of apparent density and transverse vibration frequency, as well as quadratic multivariable regression models, to estimate wood properties. From the linear regression models, weak correlations were noted between density and natural frequency with the physico-mechanical properties evaluated, resulting in low precision estimates. Regarding the multivariable regression models, quadratic adjusted coefficients of determination (R²aj) higher than 80% were verified for 03 models of the 16 evaluated.

RESUMO A madeira possui diversas propriedades que a torna atraente frente a outros materiais, entretanto, para sua utilização, com segurança, é necessário o conhecimento dos valores de resistência e elasticidade. Nesse sentido, a utilização de técnicas não destrutivas vem a agregar no processo de avaliação. Entre as técnicas não destrutivas de avaliação mecânica, destacam-se aquelas que utilizam as frequências naturais de vibração cujos resultados podem ser repetidos e comparados ao longo do tempo. Esta pesquisa objetivou relacionar as propriedades físicas e mecânicas da madeira de cajueiro [Anacardium sp], com a densidade aparente e com a frequência natural do ensaio de vibração transversal, por meio de modelos de regressão. Foram realizados 24 ensaios de vibração transversal e mais 204 determinações experimentais. Na sequência, foram gerados modelos de regressão lineares em função da densidade aparente e da frequência de vibração transversal, bem como modelos de regressão multivariáveis quadráticos, de forma a estimar as propriedades das madeiras. Dos modelos de regressão lineares, foram notadas fracas correlações entre a densidade e a frequência natural com as propriedades físico-mecânicas avaliadas, resultando em estimativas de baixa precisão. Em relação aos modelos de regressão multivariáveis, quadráticos foram verificados coeficientes de determinação ajustado (R²aj) superiores a 80 % para 03 modelos dos 16 avaliados.

ABSTRACT Thermal rectification is a method that is used to increase the physical, chemical and mechanical properties of the wood, exposing samples to high temperatures. In the present study, the improvements and implications provided by thermal rectification in the Amazon species Angelim Vermelho, Cedro, Quaruba and Muiracatiara were evaluated, regarding changes in physical properties, changes in color, possible cracks, in addition to the anatomical identification of these species. Thermal rectification was carried out at temperatures of 130, 150 and 170 °C. The greatest changes in color were observed in the species Angelim Vermelho and Muiracatiara. The appearance of cracks was observed mainly at 170 °C. The loss of mass was directly proportional to the use of higher temperatures. Changes in the density of the wood were verified after the thermal rectification process, in which Angelim Vermelho stands out following a linear pattern with reduced density according to the increase in applied temperatures. The tests of the volumetric variation revealed a reduction of the hygroscopicity of the treated species in relation to the controls, except for the treatment of Angelim Vermelho at 130 ºC. The anatomical analysis allowed the identification up to species level, being the studied species: Dinizia excelsa Ducke, Cedrela fissilis Vell, Astronium ulei Mattick and Vochysia maxima Ducke, for Angelim Vermelho, Cedro, Muiracatiara and Quaruba.

RESUMO A Termorretificação é um método que se utiliza visando incrementar as propriedades físicas, químicas e mecânicas da madeira, expondo amostras a temperaturas elevadas. No presente estudo, avaliaram-se as melhorias e implicações proporcionadas pela termorretificação nas espécies amazônicas Angelim Vermelho, Cedro, Quaruba e Muiracatiara, quanto às alterações nas propriedades físicas, alterações na coloração, possíveis trincas, além disso, foi realizada a identificação anatômica destas espécies. A termorretificação foi realizada a temperaturas de 130, 150 e 170 °C. As maiores alterações na coloração foram evidenciadas nas espécies Angelim Vermelho e Muiracatiara. O aparecimento de trincas foi observado, principalmente, a 170 °C. A perda de massa foi diretamente proporcional ao emprego de maiores temperaturas. Alterações na densidade da madeira foram verificadas após o processo de termorretificação, com destaque para o Angelim Vermelho, seguindo um padrão linear com redução da densidade de acordo com o aumento das temperaturas aplicadas. Os ensaios da variação volumétrica revelaram uma redução da higroscopicidade das espécies tratadas em relação às testemunhas, exceto para o tratamento do Angelim Vermelho a 130 ºC. A análise anatômica possibilitou a identificação até nível de espécie, sendo as espécies estudadas: Dinizia excelsa Ducke, Cedrela fissilis Vell, Astronium ulei Mattick e Vochysia maxima Ducke, para Angelim Vermelho, Cedro, Muiracatiara e Quaruba.

ABSTRACT Efforts have been done in order to decrease the human dependence on petroleum materials. This idea can be applied for wood adhesives and wood products. This study proposes to evaluate laminated veneer lumber (LVL) panels of Hevea brasiliensis produced with castor oil-based polyurethane and resorcinol formaldehyde in different grammages. Six rubber tree (12 years old) with diameters at breast height (DBH) > 25 cm were harvested to generate veneers (500 x 500 x 2 mm; length, width, and thickness, respectively) for the panels production. The veneers were pre classified by a non-destructive impulse excitation method (Sonelastic system). Seven veneers were arranged in the same grain direction to produce each LVL. The following grammages were used for each adhesive type: 240, 280 and 320 g.m-². The volumetric swelling of the panels, glue line strength under dry, wet and post-boiling conditions, and stiffness and strength in static bending tests in flatwise and edgewise positions were evaluated. The glue line was evaluated by optical microscopy. The panels with grammages of 240 g.m-² had the highest volumetric swelling for both adhesives. As the grammage increased from 240 to 280 g.m-², the panel volumetric swelling decreased 32.53% for the resorcinol formaldehyde adhesive and 21.42% for the castor oil-based polyurethane adhesive. The panels glued with the vegetal polyurethane adhesive presented the best results for shear strength in the glue line. No significant statistical differences were found between the compositions for static bending. The results indicate that rubber wood glued with vegetal polyurethane has the potential to be used for production of LVL panels and consequently replace the petroleum based adhesives.

RESUMO Os painéis têm sido cada vez mais utilizados nas construções civis, rurais, entre outras, com destaque para os compensados pelo bom desempenho mecânico. Em muitas aplicações, os painéis podem estar sujeitos à ação de carregamentos cíclicos, e dessa forma, o conhecimento do efeito da fadiga é de fundamental importância. Todavia, as normas ABNT NBR ISO 2426 [12], NBR ISO 1096 [13], NBR 9489 [14] e NBR 9533 [15] que apresentam as classificações e os métodos de ensaios de painéis de madeira, não prescrevem requisitos para considerar o efeito da fadiga nas propriedades do material, o que motiva o desenvolvimento de pesquisas nessa temática. Este trabalho objetivou avaliar o efeito do número de ciclos de fadiga [NC] (0 - referência, 3600, 7200, 22500, 45000, 67500, 90000) para a frequência de oscilação igual a 1,0 Hz nos valores do módulo de elasticidade na flexão (MOE) de painéis comerciais de madeira compensada de eucalipto. Foram fabricados seis corpos de prova para cada número de ciclos, resultando em 36 amostras. Os resultados evidenciaram reduções significativas do MOE a partir de 22500 ciclos, implicando que 0, 3600 e 7200 ciclos forneceram resultados estatisticamente equivalentes. O modelo de regressão logarítmico mostrou ser o de melhor representatividade (R²=64,28%), apresentando-se como alternativa na previsão do decaimento do MOE para ciclos de fadiga superiores aos avaliados nessa pesquisa.

ABSTRACT The panels have been increasingly used in civil and rural buildings, among others, especially those plywood panels by good mechanical performance. In many applications, panels may be subject to cyclic loading, and thus, the knowledge of the effect of fatigue is of fundamental importance. However, the standards ABNT NBR ISO 2426 [12], NBR ISO 1096 [13], NBR 9489 [14] and NBR 9533 [15] which have the classifications and test methods for panels, do not consider the effect of fatigue in material properties, which motivates the development of researches in this area. The objective of this work was to evaluate the effect of the number cyclic fatigue load (NC) (0 - reference, 3600, 7200, 22500, 45000, 67500, 90000) for the oscillation frequency equal to 1.0 Hz in the bending modulus of elasticity (MOE) of commercial eucalyptus plywood panels. Six specimens were fabricated for each number of cycles, resulting in 36 samples. The results evidenced significant reductions of the MOE from 22500 cycles, implying that 0, 3600 and 7200 cycles provided statistically equivalent results. The logarithmic regression model was the most representative (R² = 64.28%), presenting as an alternative in the prediction of the MOE decay for fatigue cycles higher than those evaluated in this study.

RESUMO O presente trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da produção de painéis de partículas aglomeradas utilizando-se o resíduo obtido após o beneficiamento do ouriço da Castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa) associado à resina poliuretana derivada do óleo da mamona. Um estudo das variáveis granulometria das partículas e quantidade de resina foi realizado, com base em um planejamento experimental 22+1. A qualidade dos painéis produzidos foi avaliada com base nas prescrições do documento normativo ABNT NBR 14810:2 (2002), por meio de ensaios de absorção de umidade (2 e 24h), inchamento em espessura (2 e 24h) e arrancamento de parafuso (topo e superfície), adicionalmente, realizou-se um ensaio de dureza Janka e análise do teor de cinzas. Com os resultados obtidos, foi possível verificar que a incorporação de resíduo do ouriço da Castanha-do-Brasil apresenta potencial na produção de painéis de partículas aglomeradas, e que a adição de resina poliuretana à base do óleo da mamona mostrou-se eficiente como adesivo aglomerante, indicando que maiores porcentagens de resina tendem a implicar em diminuição da absorção de água e variação dimensional dos painéis, assim como aumento da resistência mecânica.

ABSTRACT The present study aimed to evaluate the potential use of Brazil nut residue in the manufacture of particleboards using castor oil polyurethane adhesive. The experimental factor investigated consisted of resin content and particle size, leading to a factorial design of 22+1. The quality of the panels was evaluated based on determination of water absorption (WA), thickness swelling (TS) and screw withdrawal resistance, according to the Brazilian ABNT NBR 14810:2 (2002) standard, additionally, a Janka hardness and ash content tests were performed. The results demonstrated that the incorporation of Brazil nut residue has potential in the production of particleboards, and that the addition of castor oil polyurethane resin proved effective as a binder adhesive, indicating that higher percentages of the resin tend to cause low water absorption and dimensional changes in the panels, as well as higher strength values.

Wood toughness is a mechanical property of interest in structural design where the load impact must be considered, finding a strong application in bridges, however, not an integral part of the mechanical properties commonly investigated in the characterization of this material. This study aimed to investigate with the aid of variance analysis, the influence of growth ring orientation to obtain toughness for Angelim Saia (Parkia pendula), Eucalyptus grandis, Pinus elliottii and Corymbia citriodora wood species, considering three different positions, so that the orientation causes tensile strength in fibers near the pitch, near the bark, and in the radial direction. The results of the statistical analysis revealed that there was no significance in the orientation of the growth rings to obtain the toughness of the wood species investigated, where the highest values were for Corymbia citriodora and the least values were for Pinus elliottii.

O beneficiamento de toras de madeira produz uma grande quantidade de resíduos, em torno de 60%, os quais em geral são aproveitados na geração de energia com a produção de cinzas e fuligem, ou dispostos em locais inadequados, gerando um problema ambiental sério. Nesse sentido, o presente estudo tem como objetivo principal produzir e avaliar física e mecanicamente painéis produzidos com resíduos do beneficiamento de madeira de Dipteryx odorata (Cumaru), espécie tropical cuja caracterização química e física também foi realizada. Para a produção dos painéis fez-se uso de um planejamento fatorial (2²+1) no qual foram analisadas as quantidades de resíduo e resina. Para a análise físico-mecânica, foram produzidos 24 painéis em diferentes condições de quantidade de resíduo (1000; 1300; 1500 g) e teor de resina (10; 12,5 e 15%). Os painéis foram cortados para obtenção dos corpos-de-prova para determinação de densidade, razão de compactação, inchamento e absorção (2 e 24 h); módulo de ruptura e de elasticidade em flexão estática, adesão interna e arrancamento de parafuso. Os painéis a 1500 g (10 e 15%) foram os que apresentaram os melhores resultados mecânicos, superiores ao mínimo especificado pela norma NBR 14810-3 (2006), evidenciando seu potencial na produção desses painéis.

Logs processing produce large quantity of waste, ca. 60% related to original solid volume. This material is usually employed in power generation with the production of ash and soot, or improperly deposed, causing environmental problems. In this context, the present study aims to produce and evaluate the physical and mechanical performance of particleboards produced with waste from the processing of Dipteryx odorata, a tropical wood species whose chemical and physical characterization was also performed. The production of particleboards was based on a factorial design (2² +1), in which the quantities of waste and resin were analyzed. For the physical and mechanical analysis, twenty-four panels were produced, using different amount of residues (1000, 1300, 1500 g) and resin content (10, 12.5 and 15%). Specimens were obtained from the panels in order to determine their: density; compaction ratio, thickness swelling and water absorption (2 and 24 h); modulus of rupture and modulus of elasticity in static bending; internal adhesion; and screw pullout. Panels with 1500g (10 and 15% of resin) were those with the best mechanical results, higher than the minimum specified by the NBR 14810-3 (2006), confirming their potential in producing particleboards.

RESUMO Os objetivos da pesquisa foram produzir chapas de partículas com resíduos do processamento da madeira de Pinus elliottii coladas com resina poliuretana à base de mamona e avaliar o efeito da combinação da pressão e temperatura na qualidade das chapas produzidas. Para tanto, foram confeccionadas 12 chapas, subdivididas em quatro tratamentos em função da pressão (2,0; 3,0; 3,5; e 3,5 MPa) e temperatura (90; 90; 50; e 60 ºC). Depois de prensadas e climatizadas, as chapas foram seccionadas em corpos de prova, e realizados ensaios físico-mecânicos para determinação da densidade, inchamento e absorção de água (0-2h; 2-24h; e 0-24h); módulo de ruptura e de elasticidade em flexão estática, ligação interna e arrancamento de parafuso. As chapas prensadas com pressão de 3,0 MPa e temperatura de 90ºC e aquelas com pressão de 3,5 MPa e temperatura de 60ºC apresentaram os melhores resultados. A temperatura de prensagem foi a variável preponderante na qualidade das chapas produzidas.

ABSTRACT This work aimed to produce homogeneous layer particle boards with residues of Pinus elliottii wood adhered with polyurethane adhesive to castor oil plant base and to evaluate the effect of the combination of pressure and temperature in the quality of the particle boards produced. To do so, 12 particle boards were manufactured, subdivided into four treatments in function of the pressure (2.0; 3.0; 3.5; and 3.5 MPa) and temperature (90; 90; 50; and 60 ºC). The particleboards were sectioned in test samples, and accomplished by physical-mechanical tests for the determination of density, swelling and absorption of water (0-2h; 2-24h; and 0-24h); rupture module and elasticity module in static bending, internal ligation and screw withdrawal. The particle boards pressed with pressure of 3.0 MPa and temperature of 90 ºC and that with pressure of 3.5 MPa and temperature of 60 ºC presented the best results. The temperature of pressing was the predominant variable in the quality of those particle boards manufactured.

Wood is generally considered an anisotropic material. In terms of engineering elastic models, wood is usually treated as an orthotropic material. This paper presents an analysis of two principal anisotropic elastic models that are usually applied to wood. The first one, the linear orthotropic model, where the material axes L (Longitudinal), R( radial) and T(tangential) are coincident with the Cartesian axes (x, y, z), is more accepted as wood elastic model. The other one, the cylindrical orthotropic model is more adequate of the growth caracteristics of wood but more mathematically complex to be adopted in practical terms. Specifically due to its importance in wood elastic parameters, this paper deals with the fiber orientation influence in these models through adequate transformation of coordinates. As a final result, some examples of the linear model, which show the variation of elastic moduli, i.e., Young´s modulus and shear modulus, with fiber orientation are presented.