MADEIRA MODIFICADA COM CALOR
TMT (Thermally Modified Timber)
Apresentação resumida 1.2-03/09

• INTRODUÇÃO:

A partir de varias centenas de anos era do conhecimento do homem, que aplicando calor na madeira, incrementa-se sua durabilidade. Os ‘Vikings’ o faziam para construções externas e fechamentos, cercas, postes e palanques.
Realizar uma pré-queima na extremidade que estará em contato direto com a terra incrementando uma vida útil, que, aliado ao aquecimento do material lenhoso (tratamento com calor), gera-se na superfície creosoto, subproduto da combustão.
Encontra-se no Museu em Nuremberg na Alemanha, uma estaca de madeira (tratada artesanalmente com calor) e muito bem conservada de uma ponte Romana.
Patentes já foram anunciadas nos EEUU em 1921 (US 1366225) e na França em 1936 (FR 784378).
Pesquisadores no mundo todo realizam os mais diversos ensaios. A partir de 1930 Stamm e Hansen na Alemanha, 1940 por White nos Estados Unidos, Baverdam, Runkel, Buro, Kollmann, Schneider, Rusche, Burmester, entre muitos outros nomes conhecidos nestas áreas.
Pesquisas avançadas foram realizadas nos diversos laboratórios, inclusive na procura de combustíveis alternativos após a primeira crise de petróleo a fines dos anos 70.

Somente ao inicio do ano 2000 que o processo foi para produção industrial. Entre as principais tendências podemos citar as mais importantes:

•  Na Francia, denominado RetiWood (Madeiras Retificadas) onde foi inicialmente utilizado gás (nitrogênio) para afastar o oxigênio num sistema misto entre câmara e autoclave.
• Na Holanda (PLATO®-Wood) já foi dividido em dois passos, água quente pressurizada em autoclave com secagem posterior (hydrothermolysis step with a dry curing step).
• Na Finlândia o „ThermoWoodÒ“ (Stellac) já foi diretamente para realizar o processo em câmaras, com o nome comercial registrado, permitindo realizar o processo a partir de Madeiras verde ou Seca.
• Na Alemanha foi exaustivamente pesquisado o processo com óleo quente “OHT (Oil Heat Tratment)”, realizado em autoclave, com óleos vegetais e minerais.
• As aplicações na Áustria (“Thermoholz”) na Suíça, Bélgica, são processos mistos das tendências anteriores.

Assim as produções industriais dos produtos, que estão em constante crescimento, atingem hoje níveis superiores a  120.000 metros cúbicos anuais, atendendo demandas nas diversas áreas de utilização de Madeiras.
Somente os produtores associados ao Thermowood na Suécia e Finlândia atingem níveis de vendas acima de 75.000 m³/anuais:

• TECNOLOGIA:

                A TWBRAZIL iniciou sua pesquisa com aplicação de calor a elevadas Temperaturas utilizando Vapor Saturado aliado a uma eficiente eliminação de Oxigênio, denominado “VAP HolzSisteme”, adotando a terminologia TMT ao processo.

O efeito do Calor Controlado a elevada Temperatura sobre o material lenhoso gera diversas modificações químicas, físicas, estruturais, aparência, cheiro, cor entre outras. Foram realizados testes com madeiras de Coníferas (Pinus, Eucalipto), Latifoliadas (Teca) e Bambu. Observa-se que algumas propriedades da madeira são melhoradas e algumas reduzidas.

                 
Figura: Madeira de Teca nova (alburno) com cor acaramelada (tropicalizada) e uniforme

As propriedades obtidas são:

•   Modifica a COR para marrom, acaramelado,  imitando madeiras nativas.
•   Eliminação das tensões internas. (Importante para espécie Eucaliptus),
•   Eliminação de resinas (Importante para Pinus),
•   Incrementa estabilidade dimensional pela redução da umidade de equilíbrio 50%,
•   Reduz as variações dimensionais  (retratibilidade) de 50 até 90%,
•   Muito bom comportamento nos processos de usinagem.

•   Incrementa a vida útil perante degradação biológica causada por fungos,
•   Aumenta levemente a dureza,
•   Condutividade térmica cai de 10 a 30%, incrementando isolamento.
•   Propriedades mecânicas reduzidas de 10 a 30%,
•   Perda de massa de 5 a 15%,
•   Cor não estável nas radiações ultravioleta (UV).
•   Resistência ao ataque de Cupins, ainda a ser comprovado.

Devido a estas vantagens, as empresas na Europa denominam o processo como sendo: Envelhecimento controlado, Conversão de madeiras leves para nativas, Tropicalização de Coníferas, Tratamento ecológico sem químicos, entre muitas outras.

• PROCESSO:

O equipamento compõe-se basicamente de:

• Gerador de vapor saturado gradual,
• Um Vaso de pressão, ou seja, uma (ou mais) Autoclave(s),
• Esfriamento Controlado a Umidade Constante, e
• Sistema de controle do processo.

Figura: Esquema básico conjunto gerador de vapor / autoclave.

O ciclo de trabalho pode ser definido de acordo com o material a trabalhar e fontes energéticas diversas, elétrica, vapor a partir de caldeira existente, geração de vapor a partir de  combustível líquido ou gasoso entre muitas outras opções.

Figura: Diversos ciclos de trabalho para cada caso ou resultado desejado.

A TWbrazil disponibiliza de um equipamento experimental com as seguintes características:

• Gerador de vapor de 23.500 Watts de potencia, com resistências elétricas, controle de nível, alimentação de água e elementos de segurança próprios para estes casos.
• Tamanho da autoclave: 60 cm Diâmetro x 3,15 m de comprimento, duas portas com capacidade até 0,5 m³ de madeira.
• Resfriamento combinando Vapor Flash com circulação de óleo térmico de duplo manto.
• Sem vagonetes e controle semi-automático.

Trata-se de um equipamento experimental que foi concebido e equipado para oferecer flexibilidade com objeto de realizar diversas e permanentes experiências para determinação e otimização dos parâmetros de processo com diversas madeiras, espécies, condições e dimensões.  O nível de temperatura aplicado influi nos resultados, em que mais significativo é a mudança de cor:

Eucalipto: Natural e Tratado a 180 ºC
EQUIPAMENTO:

Autoclave 1,2 m Diâmetro com 10 m comprimento numa capacidade nominal de 6 metros cúbicos de madeira por ciclo.
Carregamento por vagonetes e controle digital das temperaturas.

• PRODUTOS:

• CUSTOS

As diferentes tecnologias Européias coincidem em indicar Investimentos e Custos operacionais muito elevados, aspecto discutível com tecnologias locais.
Valores que variam de € 600.000 até 900.000 em investimentos, assim como custos operacionais de 200 até 240 €/m³ viabilizam consideravelmente a incorporação do processo com tecnologias locais.

A vantagem disso é uma potencial abertura de novos mercados, com evidentes vantagens financeiras e estratégicas mercadológicas.

• CERTIFICAÇÃO

O Instituto de pesquisas IHD da Universidade na Alemanha, sediada em Dresden disponibiliza uma Certificação para o processo TMT:

Qualitätszeichen TMT
Dr. rer. silv. Wolfram Scheiding
Durchwahl +49(0)351/4662-280
scheiding@ihd-dresden.de

O Instituto realiza a certificação para cinco níveis de utilização: Interior, Exterior, Interior-Exterior, Exterior/Plus, Interior-Exterior/Plus.
Encontrasse em andamento os mecanismos para conveniar laboratórios locais a objeto de reduzir custos como fiscalização, ensaios de laboratório, envios de amostras, entre outros.

• CONSIDERAÇÕES FINAIS

Nesta fase, os resultados obtidos são muito promissores para Madeiras reflorestadas no uso interno e não estrutural, aliado a um mercado internacional na procura por produtos nobres e ecologicamente correto.
Por tratar-se de uma tecnologia relativamente nova, ainda existem muitas pesquisas a serem realizadas para aplicações em outras áreas como Construção civil, uso externo, entre outras.
Sabe-se de um significativo incremento na durabilidade natural da madeira, porém, para uso externo e contato com o solo não se disponibilizam ainda suficientes valores nas matérias primas locais nem, a utilização em nosso clima.
Eliminação de tensões nas espécies eucaliptos viabiliza sua utilização em áreas ainda restritas, disponibilizando o material para usos nobres em moveis, esquadrias, carpintaria entre muitos outros.

Eugenio Alfredo G. Rilling
Engenheiro de Madeiras – Diretor Técnico