A busca por soluções sustentáveis no Nordeste brasileiro, região marcada por vulnerabilidades ambientais e intensa atividade moveleira, tem estimulado o reaproveitamento de resíduos lignocelulósicos na produção de novos materiais. Este estudo apresenta a síntese e caracterização multiescalar de compósitos de resina poliéster ortoftálica e tereftálica contendo 20% em massa de resíduo de madeira proveniente de marcenarias locais, avaliando três granulometrias distintas. As propriedades mecânicas indicaram reduções nas resistências à tração e à flexão em relação às matrizes puras, confirmando o papel do resíduo como carga e não como reforço estrutural. A formulação com partículas finas apresentou melhor desempenho, associada à maior homogeneidade e adesão interfacial. A densidade manteve-se estável, e a absorção de água aumentou com o tamanho das partículas, refletindo a natureza hidrofílica da madeira. As propriedades térmicas revelaram menor condutividade e maior resistência térmica, sugerindo potencial para aplicações de isolamento em edificações de baixo custo. A análise por MEV evidenciou melhor molhamento nas formulações tereftálicas e maior presença de vazios nas ortoftálicas. Após 12 meses de exposição ambiental, todas as amostras apresentaram perda de massa inferior a 2%, demonstrando estabilidade. Os compósitos poliéster–madeira mostraram-se alternativa viável e ambientalmente relevante para o contexto nordestino.