A madeira, por ser material de origem orgânica, dependendo das condições ambientais a que seja submetida, irá sofrer deterioração por agentes biológicos como microrganismos (bactérias e fungos), insetos (coleópteros e térmitas) e brocas marinhas (moluscos e crustáceos). Quando a situação de uso da madeira envolve a possibilidade de ocorrer a degradação biológica, torna-se necessário o uso de espécies de alta durabilidade natural ou de baixa durabilidade submetidas a tratamento preservante.
Considerando que as espécies de alta durabilidade natural são provenientes da floresta tropical, a utilização das espécies vindas de florestas plantadas e que possam ser submetidas ao tratamento preservante torna-se uma alternativa promissora. A madeira do gênero Pinus possui características que permitem variada gama de aplicações, mas a carência de conhecimento e tradição no uso da madeira preservada, bem como a falta de especificações técnicas e informações sobre o comportamento em serviço, restringem sua utilização.
Dentre os produtos de madeira sólida, a ABIMCI (Associação Brasileira de Madeira Processada Mecanicamente) estimou, para o ano de 2001, uma produção de 2.250.000 m3 de compensados, 20.000.000 m3 de madeira serrada, 1.100.000 m3 de PMVA (produtos de maior valor agregado), 254.000 m³ de portas e 12.000.000 m³ de pisos. A produção de madeira tratada em autoclave está estimada na ordem de 560.000 m3 para o ano de 2001.
A madeira de Pinus é a principal matéria-prima na produção dos PMVA, e representa cerca de 40% na produção de compensados e de 35% na produção de madeira serrada. Já na produção de madeira preservada, o gênero Pinus corresponda a apenas 3% do total produzido.
Na década passada se intensificou as pesquisas tecnológicas visando utilizar com maior intensidade as madeiras de reflorestamento em substituição às nativas. Como ponto favorável na utilização de espécies do gênero Pinus, se consagrou no mercado interno, principalmente no setor de manufaturados (móveis) e a exportação para países industrializados. Por outro lado, esta madeira apresenta baixa resistência natural ao ataque de organismos xilófagos.
Uma forma de agregar valor à madeira serrada do gênero Pinus é através do tratamento químico preservante adequado, que irá conferir a madeira maior durabilidade em uso. Comparando-se os volumes de madeira serrada e painéis compensados de Pinus com o volume que é submetido a tratamento em autoclave, e considerando que a indústria da construção civil é um dos principais segmentos consumidores de madeira serrada e compensados no mercado interno; pode-se inferir que é grande o potencial de crescimento no uso da madeira de Pinus submetida a tratamento preservante.
Adicionalmente, a crescimento constante do segmento agrícola no Brasil favorece o uso da madeira preservada para aplicações rurais, tais como tutores, moirões e construções rurais, dentre outras. Para que a indústria de preservação de madeiras se desenvolva, são necessárias mudanças no enfoque de utilização da madeira tratada no Brasil. É importante conscientizar os consumidores e propiciar base técnica para incrementar o uso da madeira tratada, tanto na construção habitacional como em aplicações rurais.
Preservantes para Madeira
Dentre as diferentes alternativas de preservação da madeira, a preservação química tem por base a impregnação da madeira com produtos químicos visando torná-la tóxica aos organismos que a utilizam como fonte de alimento.
Apesar dos possíveis riscos no manuseio e uso de biocidas, a preservação química ainda é a forma mais usual na prevenção do ataque biológico. Os métodos mais eficientes para aplicação do preservante na madeira incluem o uso de pressão superior a do ambiente (autoclave) como auxiliar da impregnação, resultando em melhor distribuição e penetração do preservante na peça tratada.
Os principais preservantes para evitar a degradação biológica da madeira são o creosoto (preservante oleoso), o CCA e o CCB, ambos preservantes hidrossolúveis.
Os ingredientes ativos do preservante CCA (arsenato de cobre cromatado) são o CrO3 (cromo), o CuO (cobre) e o As2O5 (arsênio). Ao longo dos anos, as porcentagens desses ingredientes foram alteradas, resultando na existência de três formulações básicas atualmente disponíveis no mercado: o tipo A, o tipo B e o tipo C (Lepage, 1986). Cerca de 80% de toda a madeira tratada no mundo é impregnada com este produto.
O CCB (borato de cobre cromatado) ou sais de Wolman, tem como ingredientes ativos o CrO3 (cromo) , o CuO (cobre) e o B (boro).
A quantidade de preservante a ser impregnada na madeira é definida como retenção, expressa em kg de ingredientes ativos do preservante por metro cúbico de madeira tratada (kg/m³). Tanto para o CCA como para o CCB, o nível adequado de retenção dependerá do risco de degradação biológica da madeira. Para madeira sem contato direto com o solo (madeiramento aéreo, estruturas de telhados, beirais) é recomendada uma retenção de 4,0 kg/m³; enquanto que para postes a retenção normatizada é da ordem de 9,6 kg/m³.
Durabilidade
A forma mais usual para se determinar a durabilidade da madeira tratada é através dos ensaios de campo, conhecidos como campos de apodrecimento. Neste tipo de ensaio. a madeira é exposta ao solo, às intempéries do ambiente e a uma vasta gama de microorganismos e insetos xilófagos. Avaliando as condições da madeira durante o período de teste, pode-se verificar os organismos que estão deteriorando o material e estimar a vida média em serviço. Apesar dos altos custos envolvidos nos ensaios de campo, este é o único método onde é possível prever o desempenho que a madeira apresentará em serviço e o potencial de utilização da madeira natural ou preservada.
Os campos de apodrecimento podem ser instalados com moirões ou com estacas. O campo com estacas é um método padronizado pela IUFRO (União Internacional das Instituições de Pesquisa Florestal) e muito utilizado para avaliar a durabilidade da madeira tratada.
Neste tipo de ensaio, estacas com 2,5 cm de espessura; 5,0 cm de largura e 50,0 cm de comprimento são parcialmente enterradas no solo e permanecem expostas aos agentes causadores da degradação biológica ao longo do tempo. Periodicamente as estacas são examinadas e avaliadas quanto ao estado de sanidade (intensidade do ataque biológico), atribuindo-se notas de 0 (degradada, sem condições de uso) a 100 (em perfeitas condições, sem evidências de ataque biológico) ou de 0 a 10 (com a mesma interpretação).
O resultado final das notas é denominado Índice de Comportamento (IC), Valores do IC próximos a 100 significam que a madeira está sadia, enquanto que valores iguais ou menores que 40 indicam degradação acentuada.
Durabilidade da Madeira de Pinus
A madeira de Pinus, sem tratamento preservante, quando exposta em contato direto com o solo tem durabilidade inferior a um ano. Por outro lado, quando submetida a um tratamento adequado, pode permanecer em contato direto com o solo por 20 anos ou mais, sem indícios de apodrecimento ou ataque de insetos.
Moirões de Pinus elliottii, Pinus kesiya e Pinus caribaea var. hondurensis, tratados em autoclave com CCA tipo A e CCB, apresentaram durabilidade média em uso superior a 10 anos ; e moirões de Pinus caribaea var. hondurensis, tratados por processos sem pressão, apresentavam perfeitas condições de uso após 4,5 anos em serviço.
Um experimento bastante abrangente foi relatado por Barillari (2002), que analisou o estado de sanidade em um campo de estacas envolvendo 4 espécies (Pinus elliottii, Pinus caribaea var. hondurensis, Pinus oocarpa e Pinus kesiya) tratadas em autoclave com CCB e CCA tipos A, B e C em 5 diferentes níveis de retenção; após 21 anos de exposição em campo. Um resumo dos resultados é apresentado na Figura 3 e na Tabela 5.
Na avaliação geral dos resultados ficou demonstrado que o Índice de Comportamento médio da madeira tratada com CCB foi inferior ao da madeira tratada com os três tipos de CCA. A expectativa de vida média para os tratamentos menos eficientes, tanto para o CCA como para o CCB, é de 32 anos; comprovando a importância do tratamento preservativo para aumentar a durabilidade da madeira de Pinus.
Restrições ao uso do CCA
Embora o CCA seja o preservante hidrossolúvel mais utilizado no tratamento da madeira e existam inúmeros registros comprovando a sua eficiência e a sua segurança, tem aumentado as restrições quanto ao uso da madeira tratada com o CCA. Essas restrições tem sido impostas principalmente na Comunidade Européia, e tem como base a perda dos componentes do CCA ao longo do tempo, por lixiviação ou volatilização, e que poderiam trazer riscos de contaminação do ser humano e do meio ambiente.
O cromo, quando empregado sozinho, não tem êxito como preservante da madeira. Porém, funciona como agente fixador do arsênio e do cobre, o que torna estes componentes resistentes à lixiviação. Já o cobre age como fungicida, através da precipitação de proteínas e causando interferências no metabolismo dos fungos, por meio de reações enzimáticas. Porém determinados fungos, particularmente os de podridão parda e mole, são relativamente tolerantes na presença de cobre e elevadas quantidades são requeridas para efeito de fungicida. O arsênio apresenta elevada toxidade a muitos fungos e insetos. Assim como ocorre com o cobre alguns fungos apresentam tolerância a dosagens maiores desse elemento. Um inconveniente apresentado pelo arsênio é o fato de sua alta toxidade ao homem .
Alguns trabalhos de investigação tem demonstrado que o cobre e o arsênio são os componentes mais lixiviados da madeira tratada com CCA, e que a lixiviação é mais acentuada em solos úmidos do que em solos secos. A liberação do arsênio para o ambiente tem sido o principal motivo para fundamentar as restrições ao uso da madeira impregnada com o CCA.
Os fatores que influenciam a quantidade de componentes lixiviados da madeira tratada depende do grau de absorção e da distribuição do preservante, concentração na madeira, permeabilidade da madeira e parâmetros tecnológicos do processo de impregnação. Adicionalmente, o meio a que a madeira estará exposta quando em serviço (temperatura, pluviosidade, tipo de solo, entre outros fatores) também irá afetar a taxa e a intensidade da lixiviação dos componentes do CCA. Até o presente momento são poucas as informações que permitam estabelecer, com precisão, a intensidade da lixiviação e o consequente risco de contaminação ambiental.
Freitas (2002) estudou a perda de CCA e seus componentes em diferentes espécies de Pinus, após 21 anos em serviço. Os resultados, ilustrados nas Figuras 4 a 7, mostram que a quantidade de CCA lixiviada da madeira ao longo do tempo está diretamente relacionada com a retenção inicial do produto.
Dentre os componentes do CCA tipo A, as maiores perdas foram verificadas para o cobre e as menores para o cromo. O arsênio apresentou comportamento intermediário, com perdas mais acentuadas no Pinus caribaea var. hondurensis em relação ao Pinus elliottii. Embora tenha sido comprovada a perda (por lixiviação ou volatilização) do CCA ao longo do tempo em uso, não foi observada redução significativa na durabilidade da madeira tratada.
Figura 4. Perdas de CCA em estacas de Pinus elliottii e de Pinus caribaea var. hondurensis após 21 anos de exposição em campo (Freitas, 2002).
Com base nos resultados e nas análises constantes dos artigos técnicos citados é possível listar as seguintes conclusões:
a durabilidade da madeira de Pinus sem tratamento e em contato direto com o solo é inferior a 1 ano;
o tratamento com preservantes do tipo CCA ou CCB aumenta significativamente a durabilidade da madeira de Pinus;
na faixa de retenção relatada, a expectativa de vida média da madeira tratada está diretamente relacionada com o nível de retenção obtido na impregnação; ou seja, quanto maior a retenção maior a expectativa de vida média;
para retenções entre 2,0 e 4,0 kg/m³ tem-se uma expectativa de vida média superior a 8 anos para madeira impregnada por processos sem pressão e superior a 12 anos para madeira impregnada em autoclave;
para retenções entre 5,0 e 7,5 kg/m³ tem-se uma expectativa de vida média superior a 30 anos para madeira impregnada em autoclave;
até o presente momento, e para as espécies avaliadas experimentalmente, a durabilidade da madeira de Pinus está relacionada com o nível de retenção e o produto usado no tratamento, independentemente da espécie;
para níveis de retenção entre 6,0 e 10,0 kg/m³, o Índice de Comportamento da madeira tratada com CCA tipo A foi de 4,0 a 23,0% superior ao da madeira tratada com CCB com retenção similar;
verificou-se uma perda dos componentes do CCA tipo A ao longo do tempo, principalmente do cobre (CuO), mas essa perda não foi suficiente para alterar a durabilidade da madeira tratada.
Ivaldo P. JANKOWSKY
(ipjankow@esalq.usp.br)
Cristiane T. BARILLARI
(cristb@ipt.br)
Viviane de Paula e FREITAS
(vpfreitas@faef.br)
Maio/2003 |
