Outliers and AV Errors

A primeira dificuldade encontrada ao estudar o tema da utilização de temperatura para a modificação da estrutura química da madeira foi a respeito da nomenclatura técnica do processo. Como os principais processos industriais são europeus, buscou-se na literatura científica daquele continente a forma pela qual os pesquisadores os denominam tecnicamente.

A análise dos artigos científicos utilizados neste trabalho, publicados pelos grupos de pesquisa europeus, revelou a utilização de três nomenclaturas técnicas, notadamente, que se encontram apresentadas em ordem de frequência no QUADRO 1.1. Em alguns casos, os pesquisadores designam o produto, e o adjetivo recai na madeira, e em outros casos o mesmo recai no processo, contudo, em ambas as situações foram classificados na mesma nomenclatura.

ORDEM PROCESSO MADEIRA/PRODUTO

1° Heat treatment

(tratamento com calor)

Heat treated wood (tratada

com calor) 2° Thermal modification

(modificação térmica)

Thermally modified wood

(modificada termicamente) 3° Thermal treatment

(tratamento térmico)

Thermally treated wood

(tratada termicamente)

Entre parênteses encontram-se traduções livres dos termos ingleses.

QUADRO 1.1 - PRINCIPAIS NOMENCLATURAS TÉCNICAS ADOTADAS POR PESQUISADORES EUROPEUS

Existe ampla preferência (cerca de 80%) dentre os artigos científicos analisados pelo termo tratamento com calor, seguido por modificação térmica (cerca de 16%). O termo tratamento térmico é uma mescla das nomenclaturas anteriores, e é menos utilizado (cerca de 6%). Um dos problemas da primeira nomenclatura é o uso da palavra calor, que é uma medida física definida por Bonjorno et al. (1999) como “a energia térmica em trânsito, entre dois corpos ou sistemas, decorrente apenas da existência de uma diferença de temperatura entre eles”. Na verdade,

quando os pesquisadores utilizam o termo calor, eles querem dizer que a madeira será submetida nesses processos a elevadas temperaturas, normalmente entre 160 e 260°C.

Porém, os conceitos de temperatura e calor são diferentes, porque conforme Bonjorno et al. (1999), temperatura é “uma grandeza física que mede o estado de agitação das partículas de um corpo, caracterizando o seu estado térmico”. Assim, os autores estão designando o estado térmico, elevadas temperaturas, em que as madeiras são submetidas.

O atual FPInnovations - Canada’s Wood Products Research Institute

(Instituto de Pesquisas de Produtos Madeireiros do Canadá), antigo FORINTEK, coordena um programa chamado Value to Wood (valor para a madeira), que inclui

projetos relacionados com madeira modificada termicamente1. Por este ser um

produto novo no mercado canadense, foi publicada uma nota técnica em que se realizou a seguinte divisão:

a) Tratamento com calor (heat treatment): a madeira tratada com calor (heat treated ou HT) é aquela submetida ao processo de secagem em câmara artificial (kiln drying ou KD), em que o centro das peças deve atingir a temperatura mínima de 56°C, por um período mínimo de 30 minutos, e recebe a designação HT-KD após processada (FORINTEK, 2003). A madeira HT-KD é tratada particularmente para atender regulamentações fitossanitárias de exportação de madeira serrada e para

embalagens, como descrito nas Normas Internacionales para Medidas

Fitosanitarias: Directrices para reglamentar el embalaje de madera utilizado em el mercado internacional ― NIMF N° 15 (FAO, 2002). As temperaturas utilizadas nos

tratamentos HT-KD (40-90°C) não são capazes de provocar modificação química nos polímeros da estrutura da parede celular, mas sim, causam o aquecimento e início da liberação da água da madeira em forma de vapor (PINHEIRO et al., 2008). b) Modificação térmica (thermal modification): processo que utiliza temperaturas entre 140 e 260°C, ou seja, maiores do que as utilizadas em secagem artificial a altas temperaturas e abaixo daquelas da torrefação, com o objetivo de modificar a estrutura química da madeira, resultando em um produto com propriedades

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diferentes da madeira original. As propriedades da madeira sofrem apenas pequenas modificações com a utilização de temperaturas inferiores a 140°C, enquanto degradações inaceitáveis para esse tipo de produto são atingidas acima de 260°C (FORINTEK, 2003; HILL, 2006).

Ambos os processos utilizam calor para atingirem seus objetivos e por isso podem ser comumente chamados de “térmicos”. No entanto, um causa modificação química da estrutura da parede celular, enquanto o outro não tem esta capacidade. De fato, o objetivo da nota técnica do FORINTEK (2003) foi esclarecer que a modificação térmica é um processo distinto da secagem artificial para fins de controle fitossanitário e, portanto, não se podem utilizar ambas as nomenclaturas indiscriminadamente para um mesmo processo.

Ressalta-se que o FPInnovations, embora não seja um instituto europeu (onde a maioria da madeira modificada termicamente é produzida), tem realizado muitas pesquisas nesse tema, prova disso é o programa Value to Wood. Além disto, a empresa canadense Pluri-Capital Incorporation (PCI Industries) adquiriu a antiga companhia francesa BCI, que era detentora da patente do processo de modificação

térmica Perdure®, que passou à PCI Industries.

No ano de 2001 ocorreu um seminário na França, que gerou um documento (COST ACTION E22, 2001) que apresentou os cinco principais processos industriais de modificação térmica desenvolvidos na Europa, até então: o finlandês

ThermoWood®, o holandês Plato®, os franceses Retification® e Perdure® e o alemão

Menz OHT®. Para tal, foram convidados os principais especialistas europeus de

cada processo (JÄMSÄ; VIITANIEMI, 2001; MILITZ; TJEERDSMA, 2001; RAPP; SAILER, 2001; SYRJÄNEN, 2001; VERNOIS, 2001).

Nota-se que o próprio título do documento – “Review on heat treatments of

wood” (COST ACTION E22, 2001), pode sugerir de se tratar de uma revisão de

secagem convencional da madeira (heat treated – kiln drying ou HT-KD), como

discutido anteriormente. No entanto, no prefácio do documento está descrito que os cinco processos apresentados utilizam calor (heat treatments), que modificam as propriedades da madeira (modification treatments) e, que geram como produto, madeira modificada termicamente (thermally modified wood).

Da mesma forma, há autores que em publicações diferentes não adotam a mesma nomenclatura. Por exemplo, Boonstra et al. (2007) utilizou o termo

modificação térmica, e em outras publicações (Boonstra et al., 2006a, 2006b), tratamento térmico. Esteves et al. (2008) chamou o processo de tratamento térmico,

e em outras publicações (Esteves et al., 2007; Esteves et al., 2011) de tratamento

com calor. Da mesma forma que neste último, ocorreu nos trabalhos de Kocaefe et al. (2008) e Kocaefe et al. (2010).

Assim, conclui-se que os principais pesquisadores europeus utilizam as diferentes nomenclaturas (tratamento com calor, modificação térmica e tratamento

térmico) para se referirem a um mesmo processo, ou seja, aquele em que a madeira

sofre modificação química dos polímeros da estrutura da parede celular com a utilização de elevadas temperaturas.

Ressalta-se que os processos europeus foram desenvolvidos em países não nativos da Língua Inglesa e que publicam artigos neste idioma, o que pode ter levado a essa aparente falta de entendimento com a nomenclatura técnica de um mesmo processo. Porém, não é possível, pelo menos por intermédio dos trabalhos publicados, saber a real motivação que leva cada pesquisador a nomear um processo em particular.

Apesar de não ser a nomenclatura mais utilizada (QUADRO 1.1), sugere-se o termo modificação térmica como o mais adequado, conforme a discriminação realizada por FORINTEK (2003) e as demais colocações realizadas até aqui. Esta sugestão torna-se mais embasada em virtude da apresentação de dois fatos: o evento ECWM - European Conference on Wood Modification (Conferência europeia sobre modificação da madeira) e o livro Wood modification: chemical, thermal and

other processes (HILL, 2006).

A primeira edição do ECWM ocorreu no ano de 2003 em Ghent, na Bélgica, e em setembro de 2012 ocorreu a sexta edição do evento, em Ljubljana, Eslovênia. Ao longo de seis edições, o ECWM se consolidou como o mais importante congresso mundial sobre as tecnologias de modificação da madeira, congregando as principais empresas e pesquisadores da área.

O programa tradicional do ECWM2 tem considerado aspectos econômicos e técnicos dos processos, além da questão ambiental, com foco principal nas modificações térmica (incluindo a óleo-térmica), química e por impregnação, que possuem produção em escala industrial. Além destes, também têm sido abordados os processos de modificação de superfície, que envolvem modificação química e biológica utilizando enzimas ou processos físicos, tal como ação mecânica e térmica, micro-ondas e plasma.

3.1.1 Modificação da madeira

A modificação da madeira é um método utilizado para alterar o material original, buscando superar ou melhorar uma ou mais características indesejáveis. O objetivo da modificação, por exemplo, pode ser tornar a madeira mais resistente à biodeterioração, mais estável dimensionalmente, reduzir a higroscopicidade ou aumentar a resistência ao intemperismo (HILL, 2006).

Contudo, a madeira modificada não pode tornar-se tóxica, pela adição de substâncias que já são naturalmente biocidas, como ocorre nas indústrias convencionais de preservação com produtos solúveis em água (HOMAN et al., 2000; HILL, 2006). Da mesma forma, para que um produto possa ser classificado como

modificado, as propriedades melhoradas não podem ter perda de desempenho

durante o ciclo de vida útil do mesmo. Por exemplo, o envernizamento acarreta em redução da higroscopicidade, porém a remoção do produto retorna-o ao estado original, não se adequando ao conceito de madeira modificada (HILL, 2006).

Stamm (1964) agrupou em cinco os métodos utilizados até aquele momento para conferir maior estabilidade dimensional à madeira e derivados, em que cada um possui subdivisões. Dentre eles, encontra-se o que preconiza a redução da higroscopicidade pela estabilização com calor (heat stabilization), em que a madeira contrai e incha menos, além de se tornar mais resistente à degradação por fungos, como efeito secundário.

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Atualmente, os métodos de modificação da madeira dividem-se em: química, de superfície, por impregnação e térmica (HILL, 2006), e envolvem alguns, porém não todos, propostos por Stamm (1964). De particular importância encontra-se a estabilização com calor, classificada atualmente como modificação térmica.

Os processos de modificação da madeira podem ser divididos em passivos ou ativos. A modificação passiva promove alterações nas propriedades, porém sem alterar a composição química do material, enquanto na ativa ambas ocorrem (HILL, 2006). A modificação térmica se enquadra nesta última, porque, em maior ou menor extensão, os diferentes processos de modificação térmica alteram os principais polímeros da parede celular: celulose, lignina e hemiceluloses (HOMAN et al., 2000; HILL, 2006).