Avaliação dos efeitos da modificação térmica nas propriedades de diferentes madeiras

dc.contributor.advisor1Alves, Rejane Costa
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4059-3974
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8580447433109486
dc.contributor.authorDias, Nathália Gabriele Franca
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-5255-7025
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7055222960818900
dc.contributor.referee1Carrasco, Edgar Vladimiro Mantilla
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-7870-0283
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3716965047168777
dc.contributor.referee2Dias Júnior, Ananias Francisco
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-9974-0567
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2428652077952117
dc.date.accessioned2025-10-15T17:06:58Z
dc.date.available2025-10-15T17:06:58Z
dc.date.issued2025-08-01
dc.description.abstractThis study evaluated the effects of thermal modification on the chemical, physical, and mechanical properties of Eucalyptus sp., Pinus sp., and Cedrela sp. woods. The samples were subjected to heat treatments at 140°C, 180°C, 220°C, and 240°C in a reactor system, with a heating rate of 0.3°C/min. Chemical properties were evaluated through FTIR spectroscopy, X-ray diffraction, and thermogravimetric analysis; physical properties were assessed by apparent density, wettability, and colorimetry; and mechanical properties were analyzed through static bending, tension, compression, Janka hardness tests, and wave propagation. The results indicated that heat treatment significantly affects wood properties, varying according to species and temperature. Chemical analyses revealed degradation of hydroxyl groups and modifications in lignin, with a reduction in the crystallinity index. Apparent density decreased in the 220°C and 240°C treatments, especially for eucalyptus and cedar, with significant reduction observed at 140°C for Eucalyptus sp. Wettability progressively decreased with increasing temperature for Eucalyptus sp. and Cedrela sp., while pine showed increased wettability at lower temperatures, followed by reduction at higher temperatures, becoming equivalent to the control. Wood darkening was progressive, with the L* parameter being the most sensitive. Mechanical properties were most affected above 220°C, with the most significant reduction in modulus of rupture, with eucalyptus being the most sensitive species due to the effects of lignin plasticization at lower temperatures. Non-destructive methods showed strong correlation with static tests (R² > 90%). It is concluded that thermal modification is a viable technique to alter specific wood properties, with effects varying according to species and wood treatment temperature
dc.description.resumoEste estudo avaliou os efeitos da modificação térmica nas propriedades químicas, físicas e mecânicas de madeiras de Eucalyptus sp., Pinus sp. e Cedrela sp. As amostras foram submetidas a tratamentos térmicos de 140°C, 180°C, 220°C e 240°C em um sistema de reatores, com taxa de aquecimento de 0,3 °C/min. As propriedades químicas foram avaliadas por meio de espectroscopia FTIR, difração de raios X e análise termogravimétrica, as propriedades físicas por densidade aparente, molhabilidade e colorimetria, e as propriedades mecânicas foram analisadas por ensaios de flexão estática, tração, compressão, dureza Janka e propagação de ondas. Os resultados indicaram que o tratamento térmico afeta significativamente as propriedades das madeiras, variando conforme a espécie e temperatura. As análises químicas revelaram degradação de grupos hidroxila e modificações na lignina, com redução do índice de cristalinidade. A densidade aparente diminuiu nos tratamentos 220°C e 240°C, especialmente para eucalipto e cedro, sendo observada redução significativa já a 140°C para Eucalyptus sp. A molhabilidade diminuiu progressivamente com o aumento da temperatura para Eucalyptus sp. e Cedrela sp., enquanto o pinus apresentou um aumento da molhabilidade em menores temperaturas, seguido por redução nas maiores temperaturas, equivalendo-se ao controle. O escurecimento da madeira foi progressivo, com o parâmetro L* sendo o mais sensível. As propriedades mecânicas foram mais afetadas acima de 220°C, com redução mais expressiva no módulo de ruptura, sendo o eucalipto a espécie mais sensível devido aos efeitos da plastificação da lignina em temperaturas menores. Os métodos não destrutivos apresentaram forte correlação com os ensaios estáticos (R² > 90%). Conclui-se que a modificação térmica é uma técnica viável para alterar propriedades específicas da madeira, com efeitos variando conforme a espécie e temperatura de tratamento da madeira
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (Fapes)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/20479
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.subjectEstabilidade dimensional
dc.subjectPropriedades tecnológicas
dc.subjectEnsaios não destrutivos
dc.subjectMadeiras tropicais
dc.subjectCaracterização mecânica
dc.subjectDimensional stability
dc.subjectTechnological properties
dc.subjectNon-destructive testing
dc.subjectTropical woods
dc.subjectMechanical characterization
dc.subject.cnpqEngenharia Química
dc.titleAvaliação dos efeitos da modificação térmica nas propriedades de diferentes madeiras
dc.title.alternativeEvaluation of the effects of thermal modification on the properties of different wood species
dc.typemasterThesis
foaf.mboxemail@ufes.br

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