Para avaliar essa variável mecânica foram obtidos 20 corpos de prova, sendo 10 referentes ao painel experimental à base de casca de amendoim (CA) e os outros 10 referentes ao painel experimental à base de casca de amendoim e fibra de coco verde (Híbrido). Para averiguar a Adesão Interna (AI) foi utilizada a Máquina Universal de Ensaios Mecânicos (DL 30.000), a mesma usada no ensaio de resistência e módulo de elasticidade a flexão.
Antes de iniciar o ensaio na Máquina Universal de Ensaios Mecânicos, as dimensões dos corpos de prova foram aferidas com um paquímetro. Posteriormente, os corpos de prova foram fixados (cola araldite) no dispositivo da máquina (Figura 35).
Figura 35. Fixação do corpo de prova
Finalizado as medições e as fixações dos corpos de prova, a máquina universal de ensaios mecânicos foi ajustada para uma velocidade de 4mm/min (ABNT 14.810:2006 – Chapa de Madeiras Aglomeradas). Na sequência, a máquina foi acionada até a ruptura do corpo de prova (Figura 36).
a. b.
Figura 36. (a) Corpo de prova posicionado. (b) Corpo de prova rompido
Com os dados (dimensões dos corpos de prova) aferidos pelo paquímetro mais o valor da carga de ruptura fornecido pela máquina após o ensaio, foi calculado a tração perpendicular mediante a equação:
S P
T (9)
Onde:
T = resistência à tração perpendicular, em MPa; P = carga de ruptura, em N;
5.5.2.3 Análise experimental
Os valores experimentais das variáveis mecânicas (MOR, MOE e Adesão Interna) foram avaliados pela Estatística Descritiva, com o propósito de efetuar a organização dos dados experimentais. Com objetivo de diagnosticar algum outlier nos dados foram utilizados gráficos boxplot gerados no software R versão 2.5.1.
Após a análise descritiva dos dados, esses foram submetidos a uma análise inferencial para diagnosticar se existe diferença significativa entre os tratamentos estudados. Primeiramente, os dados referentes às variáveis mecânicas foram submetidos ao Teste de Anderson Darling, para averiguar a normalidade dos resíduos e posteriormente testados pelo Teste de Bartlett, para averiguar a homogeneidade das variâncias. Esses testes foram testados no software R versão 2.5.1, com P<0,05.
Posteriormente aos testes de pressuposição da ANOVA, foram montados dois experimentos, sendo um para investigar o desempenho da variável MOR e o outro para a variável MOE. Os experimentos foram dispostos em um delineamento inteiramente casualizado (DIC), onde o fator estudado correspondeu a painel com dois níveis (Híbrido e CA), totalizando em dois tratamentos (cada experimento), sendo que cada tratamento dispunha de dez repetições (ABNT 14.810:2006).
O modelo estatístico adotado para avaliar os experimentos foi:
Yijk = µ + ti + eijk (10)
Yijk = k-ésima observação da variável MOR e MOE no i-ésimo nível do fator painel (Híbrido ou CA) na j-ésima repetição;
µ = média geral
ti = efeito do i-ésimo nível de fator painel, i = Híbrido e CA eijk = efeito residual
A variável MOR e MOE por ser um fator qualitativo foram analisadas por meio do Teste F quando a ANOVA foi significativa, sendo testados a P<0,05. O software utilizado para interpretar esse resultado foi o Programa R versão 2.5.1.
Para a variável Adesão Interna (AI) o experimento foi montado segundo o delineamento em blocos casualizados (DBC), onde a fonte de variação carga de ruptura foi o controle local (Bloco) imposto e dividido em três grupos: carga menor, carga intermediária e carga maior.
O fator estudado correspondeu a painel com dois níveis (Híbrido e CA), totalizando em dois tratamentos, sendo que cada tratamento dispunha de dez repetições (Blocos - ABNT 14.810:2006). Segundo Nogueira (2007) a utilização de Blocos (controle local) no experimento é uma forma de minimizar o erro experimental, neutralizando o efeito local nos dados obtidos, devido à presença de uma heterogeneidade no ambiente ou material experimental.
O modelo estatístico adotado para avaliar a variável Adesão Interna (AI) foi:
Yij = µ + ti +bj+ eij (11) Yij = valor observado, da variável AI, referente ao i-ésimo nível do fator painel (Híbrido ou CA) aplicado no j-ésimo bloco;
µ = média geral
ti = efeito do i-ésimo nível de fator painel, i = Híbrido e CA bj = efeito do j-ésimo bloco
eij = efeito residual
A variável Adesão Interna (AI) por ser um fator qualitativo foi analisada por meio do Teste F quando a ANOVA foi significativa, sendo testado a P<0,05. O software utilizado para interpretar esse resultado foi o Programa R versão 2.5.1.
5.6 Análise microestrutural
A análise microestrutural dos painéis experimentais (casca de amendoim e híbrido) foi realizada no Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), marca Hitachi modelo Analytical Table Top Microscope TM300 (Figura 37).
Dois corpos de prova (casca de amendoim e híbrido) com dimensões de 1cm x 1cm x 1cm foram utilizados para efetuar análise qualitativa microestrutural no Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) (Figura 38).
Figura 38. Corpo de prova no Microscópio Eletrônico de Varredura
5.7 Ensaio de durabilidade
Para investigar os agentes de degradação e desempenho dos painéis produzidos quando em contato com fonte de umidade, temperatura e radiação UV, foi realizado o ensaio de envelhecimento natural e acelerado.
5.7.1 Envelhecimento natural
Para averiguar o desempenho mecânico (Módulo de Ruptura e Módulo de Elasticidade) dos painéis experimentais híbridos após a realização do ensaio de Envelhecimento Natural, foram produzidos 10 corpos de prova, com dimensão de 250 x 50 x 20 mm. Com o propósito de oferecer proteção aos corpos de prova dos agentes de degradação, foi aplicado duas camadas de Stain Impregnante. Esse produto é recomendado para proteção de madeiras contra fungos, raios UV e água (Figura 39).
a. b.
Figura 39. (a) Corpos de prova pintados com Stain. (b) Stain
Após a aplicação do Stain, 10 corpos de prova foram selecionados aleatoriamente e transferido para o campo de envelhecimento natural, localizado na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, próximo ao laboratório de Construções Rurais e Ambiência. O campo de Envelhecimento Natural possui uma área de aproximadamente 300 m2, sendo o espaço físico caracterizado pela predominância de uma vegetação e de alguns suportes de fixação para materiais.
Os corpos de prova foram fixados sobre o suporte utilizando arame de ferro galvanizado, para evitar a interferência do vento na posição dos corpos de prova (Figura 40). Segundo recomendações da Norma ASTM D 1435:1994 - Standard Practice for Outdoor Weathering of Plastics, os corpos de prova permaneceram durante o período de 6 meses e posteriormente retirados para avaliação das propriedades mecânicas (MOR e MOE). Os resultados obtidos nesse ensaio foram comparados com os resultados de corpos de prova não envelhecidos.
Figura 40. Fixação dos corpos de prova
O ambiente físico (temperatura, umidade, velocidade do vento, chuva e radiação solar.) do campo de envelhecimento natural foi caracterizado pelos valores médios experimentais coletados pela estação meteorológica, marca Davis, modelo Vantage Pro2, durante o período de 21 de dezembro (2011) a 21 de junho de 2012 (Figura 41). Somente a radiação solar foi
quantificada nos horários das 08h00min, 09h00min, 10h00min, 11h00min, 12h00min, 13h00min, 14h00min, 15h00min, 16h00min, 17h00min e 18h00min, pelo fato de corresponder o início e término do registro da radiação solar pela estação meteorológica.
Figura 41. Estação meteorológica
5.7.2 Envelhecimento Acelerado
Para averiguar o desempenho mecânico (Módulo de Ruptura e Módulo de Elasticidade) dos painéis experimentais híbridos após a realização do ensaio de Envelhecimento Acelerado foram produzidos 10 corpos de prova, com dimensão de 250 x 50 x 20 mm. Todos os corpos de prova foram pintados com Stain Impregnante, com o propósito de comparar com os resultados obtidos após o envelhecimento natural.
O ensaio de Envelhecimento Acelerado foi testado com base nos preceitos da APA The Engineered Wood Association. Os corpos de prova foram expostos ao banho com circulação a 66oC, modelo Marcon, durante o período de 8 horas. Posteriormente, os corpos de prova foram transferidos para estufa digital a 82oC, modelo Nova Ética, durante 14,5 horas. Após a secagem na estufa, os corpos de prova foram remetidos a termotron a 20oC e 65% de umidade relativa, modelo SM-3.5S durante 1,5 horas (Figura 42).
a. b.
c.
Figura 42. (a) Corpos de prova imerso em banho maria. (b) Corpos de prova na estufa. (c)
Corpos de prova na termotron
5.7.3 Análise experimental
Os valores experimentais das variáveis mecânicas (MOR e MOE) dos corpos de prova submetidos ao envelhecimento acelerado, envelhecimento natural e não envelhecido foram avaliados pela Estatística Descritiva. Com objetivo de diagnosticar outlier nos dados foram utilizados gráficos boxplot gerados no software R versão 2.5.1.
Após a análise descritiva dos dados (variáveis mecânicas), esses foram submetidos a uma análise inferencial para diagnosticar a existência de diferença significativa entre os tratamentos estudados. Primeiramente, os dados referentes às variáveis mecânicas foram submetidos ao Teste de Anderson Darling, para averiguar a normalidade dos resíduos e posteriormente testados pelo Teste de Bartlett, para averiguar a homogeneidade das variâncias. Esses testes foram testados no software R versão 2.5.1, com P<0,05.
Posteriormente aos testes de pressuposição da ANOVA, foram montados dois experimentos, sendo um para investigar o desempenho da variável MOR e o outro para a variável MOE. Os experimentos foram dispostos em um delineamento inteiramente
casualizado (DIC), onde o fator estudado correspondeu a Durabilidade com três níveis (Envelhecido Acelerado, Envelhecido Natural e Não Envelhecido), totalizando em três tratamentos (cada experimento), sendo que cada tratamento dispunha de dez repetições (ABNT 14.810:2006).
O modelo estatístico adotado para avaliar os experimentos foi:
Yijk = µ + ti + eijk (12)
Yijk = k-ésima observação da variável MOR e MOE no i-ésimo nível do fator Durabilidade (Envelhecido Acelerado, Envelhecido Natural e Não Envelhecido) na j- ésima repetição;
µ = média geral
ti = efeito do i-ésimo nível de fator Durabilidade, i = Envelhecido Acelerado, Envelhecido Natural e Não Envelhecido
eijk = efeito residual
A variável MOR e MOE, por ser um fator qualitativo, foram analisadas por meio do Teste F quando a ANOVA foi significativa, sendo testados a P<0,05. O software utilizado para interpretar esse resultado foi o Programa R versão 2.5.1.