Com a exaustão das suas reservas naturais de essências florestais madeireiras, as regiões sul e sudeste do Brasil passaram a utilizar espécies alternativas, dentre as quais se destacam as do gênero Pinus, mormente Pinus taeda e Pinus elliottii. O pinus é utilizado em grande escala tanto pelas indústrias madeireiras, quanto pelas de celulose e papel. Estima-se que aproximadamente 3,15 mil empresas no Brasil utilizam pinus nos seus processos produtivos, concentrando-se nos seguintes produtos: indústria de madeira serrada com 48 %, celulose e papel com 29 %, painéis – compensados, chapas duras, MDF e OSB – com 18 %.
O conhecimento das propriedades de cada madeira, é importante do ponto de vista da sua melhor utilização. As propriedades da madeira variam em função de cada espécie. Existem ainda variações entre árvores de uma mesma espécie, afetadas, principalmente, por fatores genéticos e ambientais. Ocorrem também variações influenciadas pelo sistema de manejo adotado. Em relação à posição na árvore, as propriedades podem variar tanto no sentido medula-casca (radial), quanto no sentido base-copa (longitudinal). As variações mais importantes são as que ocorrem no sentido medula-casca, associadas, às vezes, com outras no sentido da altura da árvore.
Com o objetivo de avaliar propriedades físicas e mecânicas de Pinus elliottii foi conduzido um trabalho junto ao Departamento de Engenharia Florestal da Universidade Federal de Viçosa – Viçosa-MG. O experimento consistiu em uma amostragem aleatória de três árvores de Pinus, avaliadas em três posições do fuste: base meio e topo e várias distâncias medula-casca (0 a 8 cm).
Foram obtidos os dados de rendimento em madeira serrada, em %, densidade básica, em g/cm3, contração volumétrica total (retratibilidade), em %, resistência à flexão estática, em MPa, e resistência à compressão paralela às fibras, em MPa. As posições no fuste foram comparados por meio do teste t de Student para duas amostras independentes, a 5% de probabilidade.
O efeito da distância medula-casca foi estudado por meio de análise de regressão e os modelos mais adequados, escolhidos com base no coeficiente de determinação (R2) e na significância dos coeficientes de regressão.
O material foi obtido de árvores com idade de quarenta anos colhidas no campus da Universidade Federal de Viçosa – Viçosa-MG.
Os dados obtidos das árvores colhidas, e respectivo rendimento em madeira serrada são apresentados no Quadro 1.
A massa da madeira é composta de celulose, hemiceluloses, lignina, substâncias extrativas e água. Em uma peça de madeira, a massa da matéria sólida e dos extrativos permanece constante. Por outro lado, o teor de umidade pode oscilar entre grandes limites, o que além de causar mudança no peso da madeira, quando removido abaixo da umidade de saturação das fibras, provoca também redução nas suas dimensões. É necessário, portanto, padronizar o teor de umidade da madeira quando da determinação da densidade. Dependendo da condição de umidade da amostra, a densidade pode ser descrita de várias formas. Internacionalmente, é aceito o teor de umidade da madeira de 12% como média de equilíbrio, sendo bastante comum determinar a densidade a essa umidade. Para as condições brasileiras adota-se umidade igual a 15%. A segunda forma, também muito adotada, é a densidade básica, que é a relação entre a massa da madeira anidra e o seu volume saturado, ou seja, acima da umidade de saturação das fibras.
A variabilidade da densidade tem grande importância tecnológica e, por isso, sempre foi objeto de vários estudos. As variações da densidade de madeiras entre as diferentes espécies são devidas às diferenças na estrutura anatômica da madeira e na quantidade de substâncias extrativas presentes por unidade de volume. A estrutura da madeira é caracterizada pelo tamanho e pela quantidade proporcional de diferentes tipos de células, tais como fibras, traqueídeos, vasos, dutos de resina, raios da madeira, e pela espessura da parede celular. Para madeiras da mesma espécie, as variações de densidade provocadas por idade da árvore, genótipo, índice de sítio, clima, localização geográfica e tratos silviculturais são decorrentes de alterações nesses componentes estruturais e químicos. Os efeitos, em geral, são interativos e difíceis de serem avaliados isoladamente.
A densidade da madeira numa mesma árvore varia da medula para a casca e da base do tronco para a copa. Quando se estuda a variação no sentido medula-casca, podem freqüentemente ser encontradas pequenas reduções na densidade da madeira mais recentemente formada, isto é, nas camadas mais próximas à casca. O cerne geralmente contém maior quantidade de substâncias extrativas que o alburno; isto explica porque a densidade do cerne em muitas espécies é maior que a do alburno. Para a densidade no sentido base-copa da árvore, não existe modelo de variação definido.
A densidade é uma das propriedades que mais fornecem informações sobre as características da madeira. Há uma correlação positiva entre a densidade e as propriedades mecânicas da madeira. Além disso, a densidade é correlacionada às características de trabalhabilidade (pior), durabilidade natural (maior) e impregnabilidade da madeira (menor), entre outras.
Quanto à variação da densidade, principalmente em árvores de climas tropicais, nota-se uma ampla faixa de variação, desde valores próximos a 0,20g/cm3 até extremos, que podem chegar a 1,20 g/cm3. Existem ainda variações entre árvores de uma mesma espécie, afetadas, principalmente, por fatores genéticos e ambientais.
CONTRAÇÃO VOLUMÉTRICA
As madeiras de todas as espécies sofrem alguma modificação em suas dimensões quando seu teor de umidade é alterado. Essas variações dimensionais ocorrem quando há flutuação na umidade da madeira abaixo da umidade de saturação das fibras, isto é, abaixo de 30%, teor de umidade normalmente observado na madeira em uso. A madeira incha e contrai diferencialmente segundo os sentidos de crescimento radial, tangencial e longitudinal, podendo acarretar defeitos durante a secagem e acondicionamento, tais como torções, rachaduras, empenos e abaulamentos. A contração volumétrica total é obtida quando a madeira verde é seca até 0% de umidade.
A umidade final da madeira deve ser compatível com o ambiente onde ela será usinada e/ou utilizada.
A contração varia em relação à posição na árvore. Na madeira juvenil, a contração é maior próximo à medula e diminui rapidamente no sentido medula-casca, durante a fase de crescimento juvenil. Na madeira madura normal, tanto de coníferas como de folhosas, as contrações transversais e volumétricas estão diretamente relacionadas com a densidade, o comprimento das fibras, o ângulo microfibrilar das paredes celulares e o teor de extrativos presentes no cerne; entretanto, o cerne que contém maior teor de extrativos contrai menos que o alburno. A redução da contração ocorre quando moléculas pequenas de extrativos penetram nos espaços internos na parede celular e ocupam os sítios até então disponíveis para adsorção de água.
As contrações variam com as espécies e com a orientação das fibras, sendo normalmente expressa como a porcentagem da dimensão verde da madeira. Essa redução de tamanho na direção tangencial aos anéis de crescimento é chamada contração tangencial. Tal redução, quando ocorre paralelamente aos raios da madeira, ou radialmente, é chamada contração radial. A contração tangencial é aproximadamente o dobro ou maior do que a contração radial, como é o caso das madeiras de eucaliptos plantados em nosso país. A contração longitudinal da madeira é geralmente pequena, de 0,1 a 0,2% da dimensão verde. Se madeira de reação e madeira juvenil estiverem presentes na peça, a contração longitudinal poderá aumentar apreciavelmente.
As diferenças nas contrações radiais e tangenciais resultam em distorções da seção transversal das peças serradas. Tais distorções são denominadas empenamentos. Os empenamentos podem ser do tipo abaulamento, arqueamento, selamento e torcimento.
O coeficiente de anisotropia, que é a relação entre as contrações tangencial e radial, é um parâmetro de avaliação da qualidade da madeira que considera sua variação dimensional. Este coeficiente compõe-se das seguintes escalas: < 1,5 – madeira muito estável; 1,6 até 2,0 – média a baixa anisotropia; 2,0 até 2,5 – média a alta anisotropia; > 2,6 – madeira muito instável.
O Quadro 4 apresenta as médias de contração volumétrica total da madeira em função da posição da tora no fuste e da distância medula-casca. A posição da tora no fuste não influenciou significativamente a contração volumétrica em qualquer distância da medula.
Pedro Nicolau Serpa Pesquisador da área de Recursos Florestais da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina S.A.-Epagri/Estação Experimental de Itajaí, 88301-970 Itajaí-SC; serpa@epagri.rct-sc.br
Benedito Rocha Vital Professor de Tecnologia da Madeira, Departamento de Engenharia Florestal da Universidade Federal de Viçosa – UFV, 36570-000 Viçosa-MG; bvital@ufv.br |
