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GABRIEL GARAVELLO E GUILHERME ALIAGA

CARACTERIZAÇÃO DE CHAPA DE OSB

Itapeva

Novembro de 2015

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GABRIEL GARAVELLO E GUILHERME ALIAGA

CARACTERIZAÇÃO DE CHAPA DE OSB

Relatório técnico-científico das práticas experimentais realizadas no Laboratório de Produção de Painéis, apresentado no Campus Experimental de Itapeva - UNESP - Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, como requisito para a conclusão da disciplina “Produção de Painéis II”, do curso Engenharia Industrial Madeireira.

Profa. Dra. Cristiane Inácio de Campos

Itapeva

Novembro de 2015

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GARAVELLO, Gabriel; OLIVEIRA, Guilherme. Caracterização de chapa de OSB.

2015. Relatório de Produção de Painéis II sobre Caracterização de Chapa de OSB,

Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus Experimental de

Itapeva, 2015.

RESUMO

A pratica teve como finalidade caracterizar as propriedades de um painel de OSB,

feito em sala de aula. Para isso foi utilizado os equipamentos necessários, de acordo

com a norma europeia. Foram realizados ensaios de Flexão Estática (EN 310/2002),

perpendicular e paralela às partículas, determinação do Módulo de Elasticidade e

Tração Perpendicular (EN 319/2002). O produto final obtido na aula prática

apresentou defeitos como má distribuição de adesivo no painel, devido a diversos

fatores.

Palavras-chave: Caracterização, OSB, ensaios.

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO.........................................................................................................7

2 DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO...........................................................................9

2.1 MATERIAIS PARA CARACTERIZAÇÃO..........................................................9

2.1.1 ENSAIO DE TRAÇÃO PERPENDICULAR..............................................10

2.1.2 ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA PARALELA E PERPENDICULAR.....11

2.1.3 PROCEDIMENTOS PARA DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE.............12

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES...........................................................................13

3.1 RESULTADOS PARA O ENSAIO DE TRAÇÃO PERPENDICULAR.............13

3.2 RESULTADOS PARA O ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA...........................13

3.3 RESULTADOS PARA A DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE........................14

4 CONCLUSÃO.........................................................................................................15

5 REFERÊNCIAS......................................................................................................16

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Máquina de Tração Universal.......................................................................9

Figura 2: Corpo de prova nos suportes metálicos........Erro! Indicador não definido.

Figura 3: Ensaio de flexão estática...............................Erro! Indicador não definido.

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Valores relativos ao ensaio de tração perpendicular.................................13

Tabela 2: Valores relativos ao ensaio de flexão estática paralela.............................14

Tabela 3: Valores relativos ao ensaio de flexão estática perpendicular....................14

Tabela 4: Dimensões do corpo de prova 2 (CP2)......................................................14

Tabela 5: Densidades do corpo de prova 2 (CP2).....................................................15

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1 INTRODUÇÃO

O Brasil ainda possui condições especiais para reflorestamento, manejo e

florestamento. Desta forma tem capacidade apreciável de desenvolvimento

sustentável com a matéria-prima madeira.

O OSB é material novo no mercado europeu e no Brasil. É produto de grande

perspectiva futura, haja vista, a crescente demanda destacadamente nos Estados

Unidos e Canadá. O OSB desponta no mercado com grande potencial devido à

diversidade de utilizações, dentre elas, a aplicação estrutural. A crescente

competitividade nas fábricas Norte Americanas de OSB impulsionam as inovações

do manejo florestal, principalmente pelo processamento de toras de pequenos

diâmetros.

Oriented Strand Board (OSB) tem sua origem nas chapas de waferbord. Estas são

constituídas, em escala menor com relação ao OSB, de partículas denominadas

flakeboards, distribuídas, quando em processo de fabricação, na formação do

colchão, de forma aleatória e são utilizadas estruturalmente.

O OSB é um painel de partículas longas de madeira orientadas, coladas com resina

à prova d’água prensada a quente. Foi desenvolvido para aplicações estruturais,

sendo considerado como uma segunda geração dos painéis WAFERBOARD. As

partículas da camada interna podem estar dispostas aleatoriamente ou

perpendicularmente em relação às camadas externas.

A EN 300 (Norma Européia) – VERSÃO PORTUGUESA (2002) define OSB como

aglomerado de partículas de madeira longas e orientadas. Caracteriza OSB por

placa composta de várias camadas constituídas por partículas longas de madeira,

de determinado formato e espessura, aglutinadas por uma mistura colante. As

partículas das camadas exteriores encontram-se alinhadas e dispostas

paralelamente ao comprimento ou à largura da placa. As lamelas da ou das

camadas interiores podem encontrar-se orientadas aleatoriamente ou alinhadas,

geralmente, na direção perpendicular à das partículas de madeira longas das

camadas exteriores.

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O OSB é fabricado com lascas cruzadas orientadas perpendicularmente. As

partículas externas são dispostas e alinhadas paralelamente ao comprimento das

chapas. Devido a esta orientação das partículas, o OSB se torna um painel com

potencial estrutural.

Os painéis OSB são produtos utilizados para aplicações estruturais, como paredes,

forros, pisos, componentes de vigas estruturais, embalagens, etc., tendo em vista

suas características de resistência mecânica e boa estabilidade dimensional,

competindo diretamente com o mercado de compensados. A utilização dos painéis

OSB tem crescido significativamente e ocupado espaços, antes exclusivos aos

compensados, em virtude de fatores como: (1) redução da disponibilidade de toras

de boa qualidade para laminação; (2) o OSB pode ser produzido a partir de toras de

qualidade inferior e de espécies de baixo valor comercial; (3) a largura dos painéis

OSB é determinada pela tecnologia de produção e não em função do comprimento

das toras como no caso de compensados; (4) O desempenho do OSB é atualmente

reconhecido pelos grupos normativos, construtores e consumidores. Entretanto a

grande vantagem na produção de OSB, em relação aos produtos concorrentes, é no

grau de aproveitamento das toras, sendo que as perdas são mínimas e ocorrem nas

fases de geração e secagem das partículas na forma de finos.

O mercado nacional disponibiliza cinco variações do produto:

OSB Multiuso: Ideal para construção civil (tapumes, canteiros de obras, bandejas de

proteção e passarelas), embalagens, móveis e decorações.

OSB Home: próprio para o uso em construção seca, sendo usado nas paredes,

pisos e telhados. Recebe proteção contra cupim, garantido por 10 anos e é

identificado por receber selo 'TECO TESTED' em uma das faces - marca garantida

de que a produção segue os parâmetros de normas internacionais de resistência

físico-mecânica - e a borda é selada com tinta verde para maior proteção à umidade.

OSB lixado: pronto para uso, com superfície lixada e calibrada, podendo ser

revestido com lâminas de madeira natural, ou laminados plásticos de alta pressão.

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OSB Home MF: é um painel com encaixes tipo macho-e-fêmea, próprio para

estruturar pisos e que admite qualquer tipo de revestimento. Sua finalidade é facilitar

a instalação de pisos, entrepisos e coberturas, agilizando essas etapas da obra.

OSB Tapume: painel com formato 1,22 x 2,20m. Formato adequado para o uso em

tapumes. (REMADE, 2015).

2 DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO

Determinar as características mecânicas da chapa de OSB fabricada, e analisar

os resultas obtidos através dos ensaios de Flexão Estática (EN 310/2002),

perpendicular e paralela às partículas, para a Determinação do Módulo de

Elasticidade e Tração Perpendicular (EN 319/2002);

Determinar a adesão interna da chapa de OSB fabricada;

Determinar a densidade da chapa.

2.1 MATERIAIS PARA CARACTERIZAÇÃO

Os materiais usados para os ensaios mecânicos na chapa fabricada, foram

selecionados com base no material dado em aula, que está de acordo com as

normas europeias, que pede os seguintes materiais para a correta caracterização de

chapas:

Máquina de Ensaio de Tração Universal Emic.

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Figura 1: Máquina de Tração Universal.

Balança semi-analítica;

Paquímetro digital;

Micrômetro digital;

Peças de corpos-de-prova da chapa fabricada de 50 mm de comprimento, 50

mm de largura para o ensaio de tração perpendicular;

Peças de corpos-de-prova da chapa fabricada com comprimento de 20 vezes

a espessura somado a 50 mm e 50 mm de largura para o ensaio de flexão

estática na direção paralela às partículas;

Peças de corpos-de-prova da chapa fabricada com comprimento de 20 vezes

a espessura somado a 50 mm e 50 mm de largura para o ensaio de flexão

estática na direção perpendicular às partículas;

2.1.1 PROCEDIMENTOS PARA O ENSAIO DE TRAÇÃO PERPENDICULAR

O ensaio de tração perpendicular tem o objetivo de definir a adesão interna em um

corpo-de-prova, conforme especificações da norma europeia (European Code), que

descreve as amostras com dimensões de 50 + 1 mm de aresta. Os lados dos

corpos-de-prova são colocados em suportes metálicos, que por tração são

colocados em direções opostas, de modo que o mesmo se rompa. A Equação 1 foi

utilizada para o cálculo da adesão interna.

Ai=Fmaxa∗b (1)

Onde: AI = adesão interna (N/mm²)

Fmax= força máxima (N)

a = comprimentos do corpo-de-prova (mm²)

b = largura do corpo-de-prova (mm²)

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A Figura 2 mostra o corpo de prova já instalado nos suportes metálicos da máquina

universal.

Figura 2: Corpo de prova nos suportes metálicos da máquina universal

2.1.2 PROCEDIMENTOS PARA O ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA PARALELA E

PERPENDICULAR

Com o corpo de prova disposto paralelo ao sentido do comprimento, colocá-lo

corretamente na máquina universal. O comprimento do vão é 20*e(mm) + 50mm,

com comprimento mínimo, de modo que o dispositivo para aplicar a carga coincida

com o centro do corpo de prova.

Resetar o indicador da carga da máquina universal de ensaios e liga-la com

velocidade constante sendo que a ruptura do corpo de prova deve acontecer no

intervalo de 60±30 segundos.

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Figura 3: Corpo de prova montado no dispositivo de ensaio de flexão estática

Anotar os valores obtidos, os valores de tensões na ruptura, deformações

convencionadas, módulos de elasticidade na fase final do ensaio (MOE), esses

valores são dados pelo sistema de aquisição de dados da máquina universal.

Repetir esses procedimentos para os corpos de prova com as partículas dispostas

perpendicularmente ao sentido do comprimento.

2.1.3 PROCEDIMENTOS PARA DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE

Determinar a densidade, fazendo a medição do comprimento e da largura, medindo

o corpo de prova duas vezes próximo à extremidade em cada uma dessas

dimensões, dessas duas medidas (comprimento e largura), fazer sua média.

Para medir a espessura do corpo de prova foi utilizado um micrometro e feita a

média de cinco medidas, sendo elas nas extremidades e no centro do corpo de

prova.

Após as medições serem realizadas, pesar o corpo de prova na balança semi-

analítica e obter o cálculo de densidade do mesmo.

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ρ=mV (3)

Onde:

ρ = densidade do corpo de prova (g/cm³);

m = massa do corpo de prova (g);

V = volume, ou seja, média das medidas de comprimento x largura x espessura

(cm³)

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Os resultados da prática foram divididos conforme cada etapa da caracterização.

3.1 RESULTADOS PARA O ENSAIO DE TRAÇÃO PERPENDICULAR

O valor da resistência à tração perpendicular (TP) foi encontrado a partir dos valores

da área (S), da força máxima e com auxílio da expressão (2), os valores foram

colocados na Tabela 1 junto com as medidas de comprimento e largura.

Tabela 1: Valores relativos ao ensaio de tração perpendicularCorpo de

Prova

Largura

(mm)

Comprimento

(mm)

S

(mm²)

Força

máxima (N)

TP

(MPa)

CP1 50,00 50,00 2500,00 70,27 0,03

CP2 50,00 50,00 2500,00 161,48 0,06

CP3 50,00 50,00 2500,00 135,31 0,05

Observou-se que os corpos de prova não romperam no centro da espessura, isso é

explicado pela falta de uniformidade do adesivo.

3.2 RESULTADOS PARA O ENSAIO DE FLEXÃO ESTÁTICA

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Pela máquina universal, foram obtidos os valores de tensão na ruptura, deformações

convencionadas e o módulo de elasticidade (MOE) e foram apresentados na Tabela

2 e Tabela 3 para os ensaios de flexão estática paralela e flexão estática

perpendicular, respectivamente.

Tabela 2: Valores relativos ao ensaio de flexão estática paralelaCorp

o de

Prova

S

(mm²)

Tensão na

ruptura (MPa)

Deformaçã

o a F10%

(mm)

Deformação

a F40%

(mm)

MOE

(MPa)

CP1 21,67 5,40 0,42 2,87 977,20

CP2 21,67 5,12 0,65 6,04 444,83

CP3 21,67 7,46 0,38 3,21 848,98

Média 757,00

Tabela 3: Valores relativos ao ensaio de flexão estática perpendicularCorp

o de

Prova

S

(mm²)

Tensão na

ruptura (MPa)

Deformaçã

o a F10%

(mm)

Deformação

a F40%

(mm)

MOE

(MPa)

CP1 21,67 7,43 0,40 4,01 663,21

CP2 21,67 10,58 0,39 2,34 1232,20

CP3 21,67 7,18 0,45 3,65 751,06

Média 882,16

3.3 RESULTADOS PARA A DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE

O corpo de prova da dupla (CP4) foi pesado obtendo massa de 25,93 g e suas

medidas corpo estão na Tabela 4:

Tabela 4: Dimensões do corpo de provaMédia

Comprimento (mm) 50,67 50,66 50,665

Largura (mm) 49,73 49,67 49,70

Espessura (mm) 13,64 13,66 13,67 13,25 13,24 13,49

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Volume (cm³) 33,98

Com esses valores foi possível comparar com os outros corpos de prova e obter

uma média colocada na Tabela 5.

Tabela 5: Densidades do corpo de prova 2 (CP2)Corpo de Prova Densidade (g/cm³)

CP1 0,850

CP2 0,759

CP3 0,740

CP4 0,763

Média 0,778

Os corpos de prova de 1 a 4 tiveram valores próximos isso mostra uniformidade de

densidade ao longo da chapa.

4 CONCLUSÃO

Observando a produção do OSB e tendo 0,763g/cm³ como densidade da chapa, o

painel se encaixa como de média densidade, quando realizados os ensaios de

flexão estática e de tração perpendicular não foram obtidos resultados satisfatórios

se comparados com os valores médios da norma. O valor médio da resistência à

tração perpendicular foi de 0,047 MPa, sendo que o valor, pela norma EN 310, para

a espessura entre 10 e 18mm é de 0,28 N/mm², ou seja, o valor ficou fora do

desejado. Já o valor do módulo de elasticidade foi de 757,00 N/mm², sendo que o

valor para a espessura entre 10 e 18mm é de 1200 N/mm², ou seja, também foi

diferente do esperado. Essas diferenças podem ser explicadas pelo processo de

prensagem, falta de temperatura, ou mesmo podem ser explicadas pela má

homogeneização do adesivo, água e aditivos junto às Partículas, como também pela

aplicação dos valores exatos das quantidades dos materiais encontrados nos

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cálculos, foi desconsiderada a hipótese que uma pequena fração dos materiais seria

perdida na parede do recipiente de aplicação.

5 REFERÊNCIAS

IPT/SP e CETEMO/RS (Centro Tecnológico de Móveis). OSB OFERECE

RESISTENCIA PARA MULTIPLOS USOS. Disponível em: <

http://www.remade.com.br/br/revistadamadeira_materia.php?

num=916&subject=Pain%E9is&title=OSB%20oferece%20resist%EAncia%20para

%20m%FAltiplos%20usos> Acesso em: 17 de novembro de 2015.

MENDES, Lourival Marin. PRODUÇÃO DE PAINEIS OSB. Disponível em: <

http://www.remade.com.br/br/revistadamadeira_materia.php?num=637&subject=E

%20mais&title=Produ%E7%E3o%20de%20pain%E9is%20de%20OSB%20com

%20pinus> Acesso em: 17 de novembro de 2015.

MORALES, Elen Aparecida Martines, NASCIMENTO, Maria Fatima. CHAPAS DE

OSB COM USO DE MADEIRA NATIVA. Disponível em: <

http://www.remade.com.br/br/revistadamadeira_materia.php?

num=1511&subject=Pain%E9is-OSB&title=Chapas%20de%20OSB%20com%20uso

%20de%20%20madeiras%20nativas> Acesso em: 17 de novembro de 2015.