Thermal modification influences the mechanical resistance of wood from forestry species / A modificação térmica influencia na resistência mecânica da madeira de espécies florestais

ABSTRACT: This study evaluated the effects of thermal modification at different temperatures and for different durations on the mechanical strength of wood of selected species from an agroforestry system. To this end, three 9-year-old (approximate age) individuals, each from four species of forest trees-Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan, Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla hybrid, and Schizolobium parahyba (Vell.) Blake-were evaluated. After obtaining initial measurements, samples from the four species under went heat treatment for 2 h and 4 h and were subsequently subjected to heat using an oven at temperatures 120°C, 150°C, 180°C, and 210°C; respectively, in addition to the control. For evaluating mechanical strength, the technical standard ASTM D 143-94 was used to obtain the values of the moduli of elasticity and rupture, tension at the proportional limit, and maximum force of the subjects. It was observed that different durations and temperatures altered the mechanical strength of the wood of the four species studied. The 2 h residence time is the most recommended for conducting thermal modification. This procedure modifies the mechanical resistance of wood in a positive manner, with exposure temperatures ranging between 120 ºC and 180 ºC being the most recommended. The thermal treatment carried out for 4 h is not recommended for structural purposes because of the decrease in flexural strength.

RESUMO: O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da modificação térmica em diferentes tempos e temperaturas na resistência mecânica da madeira de espécies provenientes de um sistema agroflorestal. Para tanto, foram avaliados três indivíduos de Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan, Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla e Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, todos com nove anos de idade. Após o dimensionamento, as amostras passaram pelo processo de modificação térmica durante 2h e 4h realizado em estufa nas temperaturas de 120 °C, 150 °C, 180 °C e 210 °C, além da testemunha. Para avaliação da resistência mecânica, seguiu-se a norma técnica ASTM D 143-94, obtendo-se os valores de módulos de elasticidade e ruptura, tensão no limite proporcional e força máxima. Observou-se que os diferentes tempos e temperaturas alteram a resistência mecânica das quatro espécies estudadas. O tempo de 2 h de permanência é o mais recomendado para a realização da modificação térmica. O procedimento modifica a resistência mecânica da madeira de uma forma positiva, sendo que as temperaturas de exposição que variaram entre 120 °C e 180 ºC são as mais recomendadas. A modificação térmica realizada pelo período de 4 h não é recomendada para fins estruturais, pelo fato do decréscimo da resistência à flexão.

Thermal modification influences the mechanical resistance of wood from forestry species / A modificação térmica influencia na resistência mecânica da madeira de espécies florestais

This study evaluated the effects of thermal modification at different temperatures and for different durations on the mechanical strength of wood of selected species from an agroforestry system. To this end, three 9-year-old (approximate age) individuals, each from four species of forest trees-Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan, Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla hybrid, and Schizolobium parahyba (Vell.) Blake-were evaluated. After obtaining initial measurements, samples from the four species under went heat treatment for 2 h and 4 h and were subsequently subjected to heat using an oven at temperatures 120°C, 150°C, 180°C, and 210°C; respectively, in addition to the control. For evaluating mechanical strength, the technical standard ASTM D 143-94 was used to obtain the values of the moduli of elasticity and rupture, tension at the proportional limit, and maximum force of the subjects. It was observed that different durations and temperatures altered the mechanical strength of the wood of the four species studied. The 2 h residence time is the most recommended for conducting thermal modification. This procedure modifies the mechanical resistance of wood in a positive manner, with exposure temperatures ranging between 120 ºC and 180 ºC being the most recommended. The thermal treatment carried out for 4 h is not recommended for structural purposes because of the decrease in flexural strength

O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da modificação térmica em diferentes tempos e temperaturas na resistência mecânica da madeira de espécies provenientes de um sistema agroflorestal. Para tanto, foram avaliados três indivíduos de Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan, Peltophorum dubium (Spreng.) Taub., Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla e Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, todos com nove anos de idade. Após o dimensionamento, as amostras passaram pelo processo de modificação térmica durante 2h e 4h realizado em estufa nas temperaturas de 120 °C, 150 °C, 180 °C e 210 °C, além da testemunha. Para avaliação da resistência mecânica, seguiu-se a norma técnica ASTM D 143-94, obtendo-se os valores de módulos de elasticidade e ruptura, tensão no limite proporcional e força máxima. Observou-se que os diferentes tempos e temperaturas alteram a resistência mecânica das quatro espécies estudadas. O tempo de 2 h de permanência é o mais recomendado para a realização da modificação térmica. O procedimento modifica a resistência mecânica da madeira de uma forma positiva, sendo que as temperaturas de exposição que variaram entre 120 °C e 180 ºC são as mais recomendadas. A modificação térmica realizada pelo período de 4 h não é recomendada para fins estruturais, pelo fato do decréscimo da resistência à flexão.

Dielectric barrier atmospheric cold plasma applied to the modification of Ariá (Goeppertia allouia) starch: Effect of plasma generation voltage.

The goal of this paper was to evaluate the influence of a range of plasma generation voltages on the physicochemical, structural, and technological properties of Aria (Goeppertia allouia) starch. Untreated (0 kV) and high voltages of cold plasma generation (7, 10, 14, and 20 kV) treated samples were evaluated according to their amylose content, pH, groups carbonyl/carboxyl, molecular size distribution, structure and technological properties (empirical viscosity, hydration properties, thermal analysis and gel strength). The applied voltage of 14 kV resulted in the greatest depolymerization of the starch chains, while 20 kV allowed the formation of oxidized complexes, promoting crosslinking of the starches chain. The cold plasma technique did not affect the levels of resistant starches, but increased the starch digestibility. The increased carbonyl and carboxyl groups also influenced the paste viscosity, improved hydration properties. This study suggests that the cold plasma technique can be useful in the controlled modification of starches, producing starches with different technological properties.

Método ultrassônico para estimativa do módulo de elasticidade de madeiras de Pinus taeda tratadas termicamente / Ultrasonic method for estimating the modulus of elasticity of Pinus taeda thermally treated wood

O trabalho teve por objetivo estimar o módulo de elasticidade estático da madeira termorretificada de Pinus taeda por meio do método não destrutivo ultrassônico. Foram confeccionados 93 corpos de prova das pranchas de pinus com dimensões de 2,5x2,5x41,0cm (espessura, largura e comprimento). Avaliaram-se corpos de prova submetidos a dois tratamentos térmicos denominados Combinação e Estufa, além daqueles sem tratamento térmico. No tratamento de combinação, as peças foram termorretificadas em autoclave a 130ºC±3°C e pressão de 2kgf cm-², por 3 horas e, após um período de condicionamento, aquecidas em estufa elétrica a 160°C±1°C, pelo mesmo período. Já as peças destinadas apenas ao tratamento em estufa foram submetidas à última condição. Os modelos matemáticos criados apresentaram r2 entre 0,48 e 0,66, sendo significativos em 1% de probabilidade de erro. Dessa forma, com o aprimoramento de metodologias de ensaios não destrutivos ultrassônicos, a presente técnica pode ser útil e eficiente para estimar o módulo de elasticidade estático da madeira de Pinus taeda.

This study aimed to estimate the modulus of elasticity of Pinus taeda thermally modified wood by ultrasonic nondestructive method. To achieve this, 93 samples with dimensions 2.5x2.5x41.0cm (thickness, width and length) from pine boards were prepared. The wood samples were thermally modified through two distinct treatments (Combination and Oven). The Combination treatment was performed in an autoclave at 130ºC±3°C and pressure of 2kgf cm-2 for 3 hours. After a period of conditioning, the wood samples were heated in an electric oven 160°C±1°C for the same time. On the other hand, wood samples of the Oven treatment was modified with only last condition. The mathematical models showed r2 between 0.48 and 0.66 and significance at 1% of probability of error. Thus, improvement of ultrasonic nondestructive tests shows that technique could be useful and efficient in order to estimate modulus of elasticity of Pinus taeda wood.

Método ultrassônico para estimativa do módulo de elasticidade de madeiras de Pinus taeda tratadas termicamente

This study aimed to estimate the modulus of elasticity of Pinus taeda thermally modified wood by ultrasonic nondestructive method. To achieve this, 93 samples with dimensions 2.5x2.5x41.0cm (thickness, width and length) from pine boards were prepared. The wood samples were thermally modified through two distinct treatments (Combination and Oven). The Combination treatment was performed in an autoclave at 130ºC±3°C and pressure of 2kgf cm-2 for 3 hours. After a period of conditioning, the wood samples were heated in an electric oven 160°C±1°C for the same time. On the other hand, wood samples of the Oven treatment was modified with only last condition. The mathematical models showed r2 between 0.48 and 0.66 and significance at 1% of probability of error. Thus, improvement of ultrasonic nondestructive tests shows that technique could be useful and efficient in order to estimate modulus of elasticity of Pinus taeda wood.

O trabalho teve por objetivo estimar o módulo de elasticidade estático da madeira termorretificada de Pinus taeda por meio do método não destrutivo ultrassônico. Foram confeccionados 93 corpos de prova das pranchas de pinus com dimensões de 2,5x2,5x41,0cm (espessura, largura e comprimento). Avaliaram-se corpos de prova submetidos a dois tratamentos térmicos denominados Combinação e Estufa, além daqueles sem tratamento térmico. No tratamento de combinação, as peças foram termorretificadas em autoclave a 130ºC±3°C e pressão de 2kgf cm-², por 3 horas e, após um período de condicionamento, aquecidas em estufa elétrica a 160°C±1°C, pelo mesmo período. Já as peças destinadas apenas ao tratamento em estufa foram submetidas à última condição. Os modelos matemáticos criados apresentaram r2 entre 0,48 e 0,66, sendo significativos em 1% de probabilidade de erro. Dessa forma, com o aprimoramento de metodologias de ensaios não destrutivos ultrassônicos, a presente técnica pode ser útil e eficiente para estimar o módulo de elasticidade estático da madeira de Pinus taeda.

Método ultrassônico para estimativa do módulo de elasticidade de madeiras de Pinus taeda tratadas termicamente

This study aimed to estimate the modulus of elasticity of Pinus taeda thermally modified wood by ultrasonic nondestructive method. To achieve this, 93 samples with dimensions 2.5x2.5x41.0cm (thickness, width and length) from pine boards were prepared. The wood samples were thermally modified through two distinct treatments (Combination and Oven). The Combination treatment was performed in an autoclave at 130ºC±3°C and pressure of 2kgf cm-2 for 3 hours. After a period of conditioning, the wood samples were heated in an electric oven 160°C±1°C for the same time. On the other hand, wood samples of the Oven treatment was modified with only last condition. The mathematical models showed r2 between 0.48 and 0.66 and significance at 1% of probability of error. Thus, improvement of ultrasonic nondestructive tests shows that technique could be useful and efficient in order to estimate modulus of elasticity of Pinus taeda wood.

O trabalho teve por objetivo estimar o módulo de elasticidade estático da madeira termorretificada de Pinus taeda por meio do método não destrutivo ultrassônico. Foram confeccionados 93 corpos de prova das pranchas de pinus com dimensões de 2,5x2,5x41,0cm (espessura, largura e comprimento). Avaliaram-se corpos de prova submetidos a dois tratamentos térmicos denominados Combinação e Estufa, além daqueles sem tratamento térmico. No tratamento de combinação, as peças foram termorretificadas em autoclave a 130ºC±3°C e pressão de 2kgf cm-², por 3 horas e, após um período de condicionamento, aquecidas em estufa elétrica a 160°C±1°C, pelo mesmo período. Já as peças destinadas apenas ao tratamento em estufa foram submetidas à última condição. Os modelos matemáticos criados apresentaram r2 entre 0,48 e 0,66, sendo significativos em 1% de probabilidade de erro. Dessa forma, com o aprimoramento de metodologias de ensaios não destrutivos ultrassônicos, a presente técnica pode ser útil e eficiente para estimar o módulo de elasticidade estático da madeira de Pinus taeda.