RENDIMENTO NA PRODUÇÃO DE LÂMINAS

RENDIMENTO NA PRODUÇÃO DE LÂMINAS TORNEADAS DE
Pinus taeda PLANTADO EM DIFERENTES SÍTIOS FLORESTAIS
Bárbara Dalgallo1, Andrea Nogueira Dias 2, Afonso Figueiredo Filho2, Éverton Hillig2
Resumo
O estudo foi realizado em povoamentos de Pinus taeda com idade de 9, 14 e 20 anos, espaçamento de 3,0
x 3,0m pertencentes à empresa Reflorestadora São Miguel em Guarapuava-PR. O objetivo deste trabalho
foi determinar o rendimento na laminação e a relação entre a idade e o sítio no rendimento das lâminas.
Para isso foi realizada a classificação do povoamento em sítios florestais utilizando as alturas dominantes
e idade. Foram selecionadas seis árvores de cada sítio em cada idade, distribuídas em três classes
diamétricas das quais foram retiradas as duas primeiras toras de cada árvore. Foram obtidos os volumes
totais de cada tora, o volume após o arredondamento, o volume de lâmina e o volume de rolo resto. O
rendimento da produção de lâminas foi avaliado a partir da ANOVA, considerando-se o delineamento
inteiramente casualizado no esquema fatorial, sendo analisados dois fatores, sítio e idade. Concluiu-se
que o melhor rendimento foi do povoamento com 20 anos de idade, porém não diferiu estatisticamente do
povoamento de 14 anos para o rendimento efetivo. Quando se analisa separadamente os rendimentos, em
lâminas de capa e de miolo, houve diferença estatística no rendimento de lâmina de capa, contudo, para o
rendimento de lâmina de miolo não foi observada diferença estatística.
Palavras-chave: laminação de madeira; produção florestal; resíduos.
PERFORMANCE IN THE VENNER PRODUCTION OF Pinus taeda
PLANTED IN DIFFERENT FOREST SITES
Abstract
The study was conducted in a stand of Pinus taeda with age of 9, 14 and 20 years, spacing of 3,0 x 3,0m
belonging to the company Reflorestadora São Miguel in Guarapuava, Paraná State. The objective of this
study was to determine the performance in the venner production and the existence or not of age and site
influence, as if this influence is significant or not. For this, was realized the classification into forest sites,
using the dominating height and age. Six trees were selected from each site in each age, distributed in
three diametric classes of them were taken the first two logs of each tree. Were noted the total volumes of
each log, after rounding, the volume of veneer log and the volume of roller rest. Considering the total
volume of log like 100% we found the income in %. With the assistance of the software SPSS we
performed the factorial analysis. It was concluded that the best performance was of the stand of 20 years,
but was not statistically different from 14 years for the effective yield. When we analyzed separately the
yields, was statistical difference in the yield of the cover veneer. However, for the yield of the second
veneer was not observed statistical difference.
KEYWORDS: wood lamination; forestry production; waste.
INTRODUÇÃO
A produção de lâminas, em grande escala, teve grande impulso com a instalação das indústrias
de compensado, no início do século XX. No Brasil, ocorreu na década de 30, onde as indústrias situadas
na região sul utilizavam madeira de Araucaria angustifolia. Esta espécie era escolhida pela abundância na
época e pelas excelentes características para obtenção de lâminas e fabricação de compensados. Por volta
da década de 80, devido à redução do volume disponível da espécie e por questões ambientais, a
utilização da madeira de pinus passou a ser a principal fonte de matéria-prima no sul do país
(BONDUELLE et al., 2004). Durante algum tempo o setor florestal sofreu com a falta de madeira com
diâmetros e qualidade desejáveis para a laminação. Após um período em que as toras utilizadas eram
originadas de araucária, que possui características como baixa conicidade e uma melhor resistência,
alternativas para melhor aproveitamento de outras espécies foram surgindo e sendo aprimoradas. As
características desejáveis que uma tora deve ter para se destinar à laminação são as seguintes: densidade
de baixa a média, fuste cilíndrico e grã direita ou levemente inclinada. De mesma importância deve se
considerar as condições operacionais do torno como: velocidade de corte, ajuste da geometria da faca e
barra de pressão, afiação da faca, entre outros.
1
2
Mestranda em Engenharia Florestal - Universidade Estadual do Centro-Oeste. [email protected]
Engenheiros
Florestais
-
Professores
Doutores
-
Universidade
[email protected], [email protected]. [email protected]
Estadual
do
Centro-Oeste.
Atualmente, com o aumento da disputa por um espaço no setor florestal, as empresas se vêem
obrigadas a buscar melhorias em seus sistemas produtivos, tentando reduzir toda forma de perda. Uma
das formas mais adequadas de dimensionar e controlar o aproveitamento máximo da matéria-prima é a
partir do conhecimento do rendimento produtivo das indústrias e consequentemente dos usos para os
resíduos gerados. Desta forma, é possível analisar as perdas ocorridas no processo e quais são os fatores
principais que o influenciam.
O baixo rendimento na indústria gera um elevado índice de resíduos, o que prejudica a empresa
na sua lucratividade, pois está destinando parte de sua matéria-prima para um fim de baixo, ou nenhum,
lucro. O resíduo, quando adotadas medidas eficientes de gerenciamento, pode transformar-se em matériaprima, porém com menor valor agregado (OLANDOSKI, 2001).
Segundo Machado (1997), a classificação de áreas florestais em classes produtivas é essencial,
pois é a base da estratificação dos povoamentos florestais, tanto para fins de inventário, como para fins de
exploração com base num rendimento sustentado. Também, para classificar as possibilidades e riscos para
o manejo das florestas, sendo o sítio uma variável a ser considerada em planejamento local ou regional,
de curto ou de longo prazo. Da mesma forma, Scolforo (1998) cita que a qualidade do local é uma prática
comum no manejo florestal para classificar os povoamentos equiâneos quanto à sua capacidade produtiva.
Também constitui uma variável importante em qualquer sistema de predição da produção.
Bampi (1991) questiona sobre até que ponto o manejo florestal pode controlar a qualidade da
madeira. Para isso, se faz necessário o conhecimento das propriedades que determinam as características
da madeira e até onde elas são influenciadas por fatores genéticos e ambientais.
A qualidade da madeira pode sofrer alterações nos diferentes sítios, pois o crescimento entre eles
é diferenciado. A densidade é um fator que sofre considerável influência entre os sítios, sendo que quanto
melhor o sítio, mais rápido será o crescimento e consequentemente menos densa se torna a madeira.
A laminação consiste em uma operação para obter um lençol contínuo de madeira, o qual é
obtido através do giro da tora fixada entre duas garras e o conjunto cortante do torno desfolhador. A
laminação não se trata de uma operação de corte propriamente dita. Quando a faca avança e começa a
cortar a madeira, esta tende a fendilhar paralelamente às fibras em antecipação ao gume da faca e este
fendilhamento poderá provocar lâminas que não possuem boa qualidade em superfície e nem uma boa
espessura.
De acordo com Sellers apud Bonduelle et al.(2004), aspectos relacionados a produtividade
como a qualidade da tora, retibilidade, conicidade de fuste, diâmetro da tora, ausência de fendas de topo e
aquecimento da tora são os principais fatores para obtenção de lâminas de qualidade e maior rendimento
da laminação.
O objetivo deste trabalho foi determinar o rendimento da laminação de toras de Pinus taeda, de
três diferentes sítios florestais em diferentes idades. Assim como, analisar se existe diferença estatística
significativa entre os diferentes sítios e as diferentes idades.
MATERIAL E MÉTODOS
Área de Estudo
O estudo foi realizado em uma empresa laminadora localizada na cidade de Guarapuava- PR. As
toras laminadas são provenientes de um reflorestamento pertencente à reflorestadora São Miguel do grupo
Santa Maria Papel e Celulose, com área total de 807,33 ha. Encontra-se, em média, a 1098 metros acima
do nível do mar e o clima na região é classificado com Subtropical Úmido Mesotérmico, tipo CFB
segundo KOPPEN, com verões frescos, geadas severas e frequentes, sem estação seca.
O espaçamento é de 3,0 x 3,0 m, no qual foram realizados dois desbastes para os povoamentos
de 14 e de 20 anos e um desbaste para o de 9 anos. A empresa mantém um sistema de parcelas
permanentes, circulares de 600m². Foram medidos o DAP e a altura das árvores três vezes, em um
intervalo de três anos.
Na classificação da propriedade em sítios florestais, utilizou-se de dados de altura dominante
(Hdom) e Idade (I). Na construção das curvas utilizou-se o modelo Siva-Bailey e o método da curva-guia.
Produção das Lâminas e Modelo Experimental
Para produção das lâminas, foram coletadas seis árvores para cada sítio em cada idade. Foram
analisados três sítios florestais e três idades diferentes, exceto o sítio III com idade de 14 anos que não
existiu. O modelo experimental consistiu de oito tratamentos e seis repetições (Tabela 1).
Tabela 1 Tratamentos empregados para os testes.
Tratamento
Sítio
T1
I
T2
I
T3
I
T4
II
T5
II
T6
II
T7
III
T8
III
Idade
20
14
09
20
14
09
20
09
Plantio
1992
1998
2003
1992
1998
2003
1992
2003
Das árvores, foram retiradas as duas primeiras toras, exceto no povoamento de nove anos
(plantio 2003), onde em algumas árvores a segunda tora não atingiu o diâmetro mínimo de laminação de
18 cm. A metodologia utilizada foi adaptada de Gaiotto (1993) apud Nogueira (2010). O total de toras
coletadas para serem laminadas foi de 85.
Rendimento na Laminação
No processo de laminação, as toras coletadas permaneceram durante 24 hs no tanque de
cozimento, à temperatura de aproximadamente 80ºC. Para o cálculo de rendimento na laminação,
procedeu-se a cubagem das toras com casca antes da laminação e após o arredondamento das mesmas.
Posteriormente, as toras foram torneadas até a total remoção da casca, visando uma melhor cilindricidade.
As toras seguiram para a roleteira que permitiu laminar a tora até 4,5cm de diâmetro.
À medida que foi se formando o tapete de lâmina pela roleteira, a guilhotina já fez o
seccionamento da mesma no tamanho determinado pela empresa. Neste caso, as lâminas apresentam as
seguintes dimensões de 1,38 x 2,63 x 0,002m. Após o desenrolamento e a guilhotinagem, procedeu-se a
contagem do número de lâminas de capa para cada tora.
O processo de laminação foi dividido em duas etapas de perdas, sendo: a) ocorridas no
descascamento e arredondamento e b) ocorridas no rolo resto. Quanto às perdas do descascamento e
arredondamento, correspondem basicamente ao efeito da conicidade e defeitos na forma na tora. Estes,
por sua vez, podem ou não ser afetados pela qualidade do sítio. Já as perdas relacionadas ao rolo resto são
dependentes do equipamento utilizado. No presente trabalho não foram consideradas influências
relacionadas às condições operacionais do equipamento.
A determinação do rendimento seguiu critérios adaptados, da proposta de Gaiotto (1993). Foram
coletadas medidas do comprimento e diâmetro com casca da tora antes e logo após o arredondamento,
assim como o diâmetro do rolo resto. Com estes dados procederam-se os cálculos através das diferenças
entre cada etapa, resultando nos rendimentos.
Para o cálculo de volume laminável da tora (VL), foram utilizadas as seguintes equações:
(1)
(2)
Onde:
VL- volume laminável (m³);
Va- volume da tora arredondada (m³);
VR- volume do rolo resto (m³).
D= diâmetro da tora após arredondamento (m);
L= comprimento da tora (m).
O cálculo de perdas ocorridas no descascamento e arredondamento foi realizado pela seguinte
equação:
(3)
Onde:
VPA= volume de perdas por arredondamento e descascamento (m³);
Vt= volume inicial da tora (m³);
Va= volume da tora arredondada (m³).
Ainda, foi considerado o volume de lâmina de miolo, sendo estas as lâminas com algum tipo de
falha, mas que podem ser usadas no interior do compensado.
(4)
Onde:
VL2= volume de lâmina de miolo (m³);
VL= volume laminável (m³);
VLA= volume de lâmina de capa (m³).
Para obtenção dos percentuais de perdas ocorridas em cada etapa do processo, considerou-se o
volume da tora (com casca) como 100%. Tendo obtido os volumes, procederam-se os cálculos de
porcentagem de perdas. A equação usada para determinação do rendimento efetivo (RE) foi:
(5)
Onde:
RE= rendimento efetivo (%);
VL2= porcentagem do volume de lâmina de miolo;
VLA= porcentagem do volume de lâmina de capa.
Análise Estatística
A avaliação estatística foi realizada considerando o delineamento casualizado no esquema
fatorial, considerando os fatores sítio e idade. Foi efetuada a ANOVA para as variáveis: rendimento
efetivo, rendimento em lâmina de capa e rendimento em lâmina de miolo, visando avaliar a influência da
idade e do sítio no rendimento das lâminas. Quando na ANOVA foram encontradas diferenças
significativas, procedeu-se ao teste de Tukey a 95% de significância.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Tabela 2 apresenta a análise de variância e as Tabelas 3 e 4 apresentam as médias do
rendimento efetivo para os fatores idade e sítio. A média geral foi de 62,52% para as 85 toras, o que está
acima dos resultados encontrados na literatura por Brand (2000), que foi de 40,7% para espécies de Pinus
na região norte de Santa Catarina. No entanto, Olandoski (2001) encontrou rendimentos próximos de 53%
para diferentes espécies, o que não distancia muito da média encontrada no presente trabalho. Essa maior
média encontrada no rendimento pode ser, de certa forma, justificada pelo equipamento utilizado, pois na
roleteira o diâmetro de rolo resto é menor, resultando em melhor aproveitamento da tora.
Plantios de idades mais jovens, geralmente não são destinados para a laminação, assim como o
povoamento de 14 anos, mas este último não apresentou diferença significativa quanto ao rendimento do
plantio com 20 anos o que leva a conclusão de que em um menor tempo de produção de madeira podemos
obter um mesmo rendimento na laminação. Quanto ao rendimento do plantio 2003, é diferenciado e
inferior, justificando-se pela questão de que em idades mais jovens as árvores tendem a ter um formato
mais cônico e este formato prejudica o rendimento, pois as perdas são maiores na etapa de
arredondamento da tora.
Tabela 2 Análises de variância para Rendimento Efetivo das lâminas
Quadrado
Fonte de variação
Soma de Quadrados
Gl
médio
Fcal
p- valor
Modelo corrigido
4516,153
7
645,165
4,715
0,000
Interceptação
305842,687
1
305842,687
2235,280
0,000
IDADE
1848,290
2
924,145
6,754
0,002
SITIO
828,171
2
414,086
3,026
0,054
IDADE*SITIO
483,638
3
161,213
1,178
0,324
Erro
10535,541
77
136,825
Total
347324,958
85
Total corrigido
15051,694
84
Tabela 3 Teste de diferenças de médias para rendimento efetivo para o fator idade.
Tukey
Idade
N
Rendimento Efetivo (%)
2003
31
54,27 a
1998
23
67,22 b
1992
31
69,31 b
Média Geral
62,52
N = número de toras; * Médias seguidas de mesma letra não diferem pelo teste de Tukey à 95% de significância
Tabela 4 Teste de diferenças de médias para rendimento efetivo para o fator sítio.
Tukey
Sítio
N
Rendimento (%)
I
29
68,44 b
II
37
60,45 a
III
19
57,52 a
Média Geral
62,52
N = número de toras; * Médias seguidas de mesma letra não diferem pelo teste de Tukey à 95% de significância
As Tabelas 5 e 6 apresentam as estatísticas relacionadas com o rendimento em lâmina de capa. O
cálculo deste rendimento geralmente não é realizado, porém para este estudo julgou-se importante pela
inclusão do fator sítio, que poderia interferir neste rendimento.
Neste caso, a diferença ocorreu entre sítios (Tabelas 5 e 6). Para a idade e para a interação dos
fatores as médias não foram consideradas estatisticamente diferentes. Sendo assim, uma tora provida de
uma árvore do Sítio I, que apresentou maior crescimento volumétrico, pode apresentar características
como melhor cilindricidade, o que resulta em menores perdas de arredondamento da tora e
consequentemente em um maior rendimento.
Tabela 5 Análises de variância para Rendimento de lâmina de capa
Quadrado
médio
Fonte de Variação Soma de Quadrados
Gl
Modelo corrigido
Interceptação
IDADE
SITIO
IDADE*SITIO
Erro
Total
Total corrigido
5723,484
181255,361
589,683
2581,637
1186,735
12430,962
216273,422
18154,446
7
1
2
2
3
76
84
83
817,641
181255,361
294,842
1290,818
395,578
161,441
Fcal
p- valor
5,065
1122,734
1,826
7,996
2,450
0,000
0,000
0,168
0,001
0,07
Tabela 6 Teste de diferenças de médias para rendimento de lâmina de capa para o fator sítio.
Tukey
Sítio
N
Rendimento (%)
I
29
40,16 a
II
37
45,69 a
III
19
56,89
Média Geral
48,28
b
Na Tabela 7, está apresentado o resumo da análise de variância do rendimento de lâmina de
segunda, ou lâmina de miolo. Para este rendimento não foram constatadas diferenças significativas para
idade nem para sítio.
Tabela 7 Análises de variância para Rendimento de lâmina de miolo.
Quadrado
Fonte de Variação Soma de Quadrados
Gl
médio
Modelo corrigido
Interceptação
IDADE
SITIO
IDADE*SITIO
Erro
Total
Total corrigido
1493,173
16202,617
930,231
506,603
211,880
13375,795
322115,463
14868,968
7
1
2
2
3
77
85
84
213,310
16202,617
465,115
253,302
70,627
173,712
Fcal
p- valor
1,228
93,273
2,678
1,458
0,407
0,298
0,000
0,075
0,239
0,749
CONCLUSÕES
- O rendimento efetivo da laminação apresentou-se diferente estatisticamente, com variações nas idades.
As árvores mais novas, plantio de 2003, apresentaram um baixo rendimento, pois a idade é precoce, tendo
como matéria-prima uma árvore mais cônica e de menor diâmetro, derivando em um menor rendimento.
- O rendimento em lâmina de capa, na análise estatística, resultou em diferença de rendimento de acordo
com os sítios, o que pode ser explicado pelo maior volume produzido no melhor sitio. Sendo o melhor
sítio encontrado o sítio I.
-Para o rendimento de lâmina de miolo não houve diferenças encontradas entre as idades e nem entre os
sítios.
- Os povoamentos de 1992 e de 1998 não diferiram estatisticamente nos rendimentos, o que sugere que
devam ser realizados estudos sobre a possibilidade de antecipação de corte.
RECOMENDAÇÕES
- Realizar uma análise econômica de viabilidade de corte antecipado, considerando os preços e
rendimentos obtidos nos diferentes sortimentos de lâminas.
Referências
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BONDUELLE, G.M.; IWAKIRI, S.; CHIES, D.; MARTINS, D.; Fatores que influenciam no rendimento
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