No passado, a maior parte da madeira provinha de árvores adultas de florestas naturais. Portanto, pouca importância era dada à madeira central das árvores. Atualmente, com o decréscimo constante do suprimento de árvores adultas com grandes diâmetros, provenientes de florestas naturais, tornou-se comum a produção de madeira em ciclos curtos, através da adoção de espéciesde rápido crescimento.
Existem várias referências na literatura internacional que ressaltam que as propriedades químicas, físicas, anatômicas e mecânicas da madeira formada nos primeiros anos de vida das árvores são diferentes e muitas vezes inferiores às da madeira formada na fase adulta da árvore.
No Brasil, a utilização de pinus (de reflorestamentos) na indústria madeireira tem sido crescente nos últimos anos. As estimativas indicam que do volume de madeira serrada produzida no País, estimada em aproximadamente 18 milhões de m³, mais de 35% é formado de madeira de pinus. Atualmente, no Brasil, existe aproximadamente 1,8 milhão de hectares de plantações constituídas por espécies de pinus, das quais 46% são de pinus taeda. Portanto, trata-se de uma espécie importante para o fornecimento de matéria-prima, especialmente nas regiões sul e sudeste do País.
A madeira juvenil corresponde a uma região central na árvore de forma cilíndrica, com diâmetro mais ou menos uniforme, estendendo-se desde a base até o topo da árvore, podendo formar parte do alburno ou do cerne no tronco, se este último já estiver presente na árvore.
A madeira juvenil é o xilema secundário, formado durante a fase jovem do câmbio vascular da árvore (estádios iniciais da vida da árvore). Este período varia conforme a espécie e pode ser afetado pelas condições ambientais. A madeira caracteriza-se anatomicamente por um progressivo acréscimo nas dimensões das células e por correspondentes alterações na sua forma, estrutura e disposição em sucessivos anéis de crescimento.
De modo geral, a maioria dos trabalhos sobre madeira juvenil enfatiza que o crescimento rápido nas plantações origina a formação de madeira de qualidade inferior e que, atualmente, é grande a proporção de madeira juvenil comercializada nos mercados, trazendo como resultado problemas de qualidade nos produtos obtidos deste tipo de matéria-prima.
Nas florestas naturais de climas temperados a madeira juvenil normalmente fica restrita a uma pequena região do volume total da árvore, e nas plantações a quantidade de madeira juvenil é maior, especialmente naquelas árvores provenientes dos primeiros desbastes ou de plantações cortadas mais cedo. Este fenômeno é muito mais acentuado nas plantações das regiões tropicais.
Não há uma mudança absoluta da madeira juvenil para madeira adulta em um ano, mas sim em vários anos. Quase todas as propriedades físicas e químicas da madeira, dentro da zona juvenil, são muito variáveis e praticamente constantes na madeira adulta.
Muitos estudos têm sido conduzidos para determinar o ponto ou a idade de transição entre a madeira juvenil e a adulta em várias espécies, como: em pinus sp., em pinus taeda e Populus deltoides, em Larix laricina, em pinus taeda e pinus elliottii, em Populus tremuloides, em Pseudotsuga menziesii, em Picea mariana e em pinus taeda. O comprimento dos traqueídes ou das fibras constitui a principal variável na definição do limite entre a madeira adulta e juvenil.
Os traqueídes são mais curtos na região de madeira juvenil que na madeira adulta, e muito mais curtos perto da medula, aumentando rapidamente na zona de madeira juvenil em direção à casca. Mudanças no comprimento dos traqueídes na zona adulta da árvore são muito pequenas.
A mudança de madeira juvenil para madeira adulta não se processa da mesma forma para as diferentes características e propriedades da madeira. Por exemplo, a estabilização e a mudança se dão de maneira mais rápida para a densidade do que para o comprimento dos traqueídes.
A demarcação entre lenho juvenil e adulto não é clara, devido às mudanças graduais nas células. De fato, o número real de anéis do lenho juvenil depende de como ele é definido anatomicamente, por exemplo, o comprimento dos traqueídes pode atingir uma estabilidade antes da espessura da parede celular.
Resistência e rigidez
A idade de transição da madeira juvenil para adulta, mensurada através das variações de densidade ou do comprimento das fibras, é diferente de acordo com as espécies. Por exemplo, essa transição, avaliada pela variação de densidade, ocorre entre 5 e 6 anos em pinus elliottii, caribaea e radiata, aproximadamente aos 10 anos em taeda e 20 anos em pinus ponderosa.
Com base na evolução dos elementos anatômicos que as constituem, a madeira adulta refere-se ao lenho que apresenta traqueídes estabilizados em crescimento. Para o pinus taeda com 30 anos de idade, essa estabilização foi encontrada a partir do 11 ao 13º anel de crescimento.
Pesquisadores têm reportado a dificuldade na determinação precisa e consistente do limite entre a madeira juvenil e adulta, principalmente devido à transição gradual desta mudança e às variações existentes entre as espécies e a localização geográfica.
De modo geral, a madeira juvenil caracteriza-se por menor densidade, maior ângulo das microfibrilas na camada S, traqueídes mais curtos, contração transversal menor, maior contração longitudinal, maior proporção de lenho de reação, menor porcentagem de lenho tardio, paredes celulares mais finas, maior conteúdo de lignina e hemicelulose, menor conteúdo de celulose e menor resistência, em relação à madeira mais adulta.
Peças estruturais que contenham uma determinada quantidade de lenho juvenil apresentam classes de resistência inferiores, sendo este o motivo pelo qual as diferenças entre as propriedades do lenho juvenil e adulto são importantes para a utilização da madeira.
Os módulos de elasticidade (MOE) e de ruptura (MOR) da madeira são altamente correlacionados com a densidade, portanto são influenciados pela qualidade da juvenil. Os autores relataram que existem poucos estudos comparativos entre estas propriedades nos dois tipos de lenho. Os trabalhos encontrados na literatura apresentam valores baixos para a madeira juvenil, nestas duas propriedades.
As pesquisas encontradas neste sentido têm reportado que o módulo de elasticidade e a resistência à compressão paralela e normal, a flexão estática e a tração paralela são seriamente afetadas pela presença de madeira juvenil.
A produção de um tipo de madeira juvenil é o resultado do processo de crescimento fisiológico normal da árvore, portanto não há muitas alternativas para os silvicultores. A quantidade de madeira juvenil, que pode ser reduzida pela mudança no modelo de crescimento das árvores, é muito pequena. Quase todas as alternativas para conseguir maior crescimento nas árvores resultam em maiores quantidades de madeira juvenil. Por exemplo, quando as árvores de pinus resinosa são fertilizadas com nitrogênio, a região de madeira juvenil aumenta no tronco.
Propriedades
O estudo mostra que os valores médios do MOE e MOR da madeira mais externa (adulta) foram sensivelmente maiores que os da madeira interna (juvenil). As diferenças observadas nos valores médios do MOE e do MOR na madeira adulta, em relação à juvenil, foram maiores em aproximadamente 54 e 47%, respectivamente.
A grande diferença de resistência e rigidez entre a madeira adulta e juvenil não ocorre exclusivamente pelas diferenças de densidade, sendo o maior ângulo fibrilar dos traqueídes da madeira juvenil o maior responsável por estas propriedades.
Constata-se, ainda, que os valores médios de densidade obtidos para a madeira mais externa (adulta) foram sensivelmente maiores que os obtidos para a madeira interna (juvenil). As diferenças observadas nos valores médios da densidade aparente da madeira adulta em relação à juvenil foram da ordem de 26%.
A variação da densidade apresentada para a espécie (CV=14,63%) foi superior à apresentada pelas madeiras juvenil e adulta. Em geral, a alta variação da densidade na árvore e entre árvores é característica do gênero pinus, e se deve a vários fatores ambientais, genéticos, silviculturais, madeira juveni, podendo chegar a aproximadamente 30% da média da espécie.
Com base nos resultados apresentados para as propriedades da madeira de pinus taeda L. estudadas, pode-se concluir: o comprimento dos traqueídes aumentou na direção radial da árvore, no sentido medula-casca. Os traqueídes tiveram maior aumento no comprimento, nos primeiros 18 anéis.
Do 20º anel em diante, os comprimentos dos traqueídes apresentaram pouca variação. A tendência apresentada no comprimento dos traqueídes axiais confirmou o padrão de variação no sentido transversal ao tronco, em espécies de rápido crescimento do gênero pinus.
As propriedades de resistência e rigidez à flexão estática foram superiores e menos variáveis na madeira adulta do que na madeira juvenil. Os valores dos módulos de elasticidade e de ruptura da flexão estática mostraram correlações mais significativas na madeira adulta do que na madeira que na madeira juvenil.
Os módulos de elasticidade e de ruptura sofreram maior influência da densidade na madeira adulta. A densidade aparente da madeira adulta foi maior do que na madeira juvenil.
Adriano Wagner Ballarin
Dep. de Engenharia Rural da Universidade Estadual Paulista – UNESP, awballarin@fca.unesp.br
Hernando Alfonso Lara Palma
Dep. de Recursos Naturais da UNESP, larapalma@fca.unesp.br |
