Determinação do teor de umidade utilizando micro-ondas e o efeito da sua potência nas propriedades físicas e químicas da madeira de Eucalyptus sp | Moisture content determination using microwaves and power effect on physical and chemical properties of Eucalyptus sp.

A quantidade de água presente na madeira influencia suas características tecnológicas, como trabalhabilidade, estabilidade dimensional, durabilidade e resistência mecânica, então é necessário determinar e controlar o teor de umidade. Há diferentes métodos para determinar esse teor, sendo mais utilizados os métodos que se baseiam no princípio gravimétrico por secagem em estufa. Entretanto, é um procedimento oneroso e muito demorado. A utilização de micro-ondas é uma alternativa viável por ser prática, rápida, simples e barata, mas ainda é pouco estudada e desenvolvida para este fim. As micro-ondas são ondas eletromagnéticas que atuam sobre moléculas de água, podendo causar alterações estruturais no interior do material. Foram investigados os efeitos da potência de micro-ondas e da umidade inicial da madeira na determinação do teor de umidade e nas propriedades físicas e químicas da madeira de Eucalyptus sp. Foram utilizados corpos de prova de 2 x 3 x 5 cm conforme as prescrições da NBR 7190. Antes das análises, foi feito o controle da umidade dos corpos de prova, e os mesmos foram separados em três grupos amostrais: grupo 1 - 15%, grupo 2 - 25% e grupo 3 - 50% de umidade relativa da madeira. A determinação da umidade pelo método da estufa seguiu a NBR 7190. Para o método do micro-ondas, as amostras foram colocadas para secar em forno micro- ondas doméstico com potências de 210, 420 e 700 W, em intervalos de 1,5 minutos, até obtenção de massa constante. A análise da distribuição da temperatura no interior do corpo de prova foi feita por meio da inserção de termopares em três posições dos corpos de prova. A análise da permeabilidade foi feita por meio de fluxômetros e bomba de vácuo. A densidade básica e a contração da madeira foram determinadas conforme NBR 11941 e NBR 7190, respectivamente. O teor de extrativo foi obtido de acordo com a norma TAPPI 204 om88. Os teores de lignina foram determinados pelo método Klason modificado e pelo procedimento de Goldshimid. O teor de holocelulose foi obtido por diferença em relação ao total (100%) e aos teores de lignina e extrativos. Com base nos resultados, conclui-se que a secagem das amostras de madeira de eucalipto a 210 W em intervalos de 1,5 minutos até massa constante foi efetiva para determinar o teor de umidade de forma tão precisa quanto o método da estufa. As potências de 420 e 700 W não foram efetivas para obter teores de umidade das amostras dos grupos 1 e 2, mas foram efetivas para o grupo 3. A utilização de micro-ondas reduz significativamente o tempo de secagem. Ocorreu uma redução de 98,8% do tempo para os grupos 1 e 2, e de 99% para o grupo 3. A temperatura na zona central dos corpos de prova foi relativamente superior às temperaturas das áreas mais superficiais. O aquecimento por micro-ondas aumenta a permeabilidade longitudinal, reduz a densidade e afeta a contração. O aquecimento por estufa é responsável por uma maior contração da madeira em relação ao aquecimento em micro-ondas. A ação de micro-ondas não afetou o teor de lignina e holocelulose da madeira, mas reduziu o teor de extrativos totais quando a potência de 700 W foi aplicada.

The amount of water present in the wood influences its technological properties, such as workability, dimensional stability, durability and mechanical strength. Therefore, it is necessary to determine and control the moisture content. There are different methods to determine this content. The methods based on the gravimetric principle by drying in an oven are more used. However, it is a costly and time-consuming procedure. The use of microwaves is a viable alternative because it is practical, fast, simple and inexpensive, but it is little studied and developed for this purpose. Microwaves are electromagnetic waves that act selectively on water molecules, and can cause structural changes on the material, affecting its properties. It were evaluated the effects of microwave power and wood initial moisture content on the determination of moisture content and physical properties of Eucalyptus sp. Samples of 2 x 3 x 5 were used, according to the requirements of NBR 7190. Before the analysis, the samples were divided into three groups based on their initial moisture content: group 1 - 15%; group 2 - 25% and group 3 - 50% of wood relative humidity. The moisture content determination by the oven method followed the NBR 7190. For the microwave method, the samples were placed to dry in microwave oven with powers of 210, 420 and 700 W, at intervals of 1,5 minutes, until reaching constant mass. The analysis of temperature distribution inside the samples was done by means of the insertion of thermocouples in three positions of wood samples. The permeability analysis was performed using flow meters and vacuum pump. The wood basic density and contraction were determined according to NBR 11941 and NBR 7190, respectively. The extractive content was obtained according to TAPPI 204 om-88. The lignin contents were determined by the modified Klason method and by the Goldshimid procedure. Holocellulose content was obtained by difference in relation to total (100%) minus the lignin and extractive contents. Based on the results, it was concluded that the drying of the samples of Eucalyptus sp wood at 210 W at intervals of 1.5 minutes until constant mass was effective to determine the moisture content as accurately as the oven method. Microwave powers of 420 and 700 W were not effective to obtain moisture contents of groups 1 and 2, but were effective for group 3. The use of microwaves reduces drying time significantly. The temperature in the samples central zone was relatively higher than the superficial areas. Microwave heating increases longitudinal permeability, reduces density, and affects shrinkage. Heating by oven is responsible for a greater wood contraction in relation to the heating in microwaves. The microwave action did not affect the lignin and holocellulose content, but reduced the total extractive content when the power of 700 W was applied.

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