Physical-mechanical and anatomical characterization in 26-year-old Eucalyptus resinifera wood

Lima, Israel Luiz de; Longui, Eduardo Luiz; Freitas, Miguel Luiz Menezes; Zanatto, Antonio Carlos Scatena; Zanata, Marcelo; Florsheim, Sandra Monteiro Borges; Bortoletto Jr., Geraldo

doi:10.4322/floram.2014.006

Abstracts

In the present study, we aimed to characterize Eucalyptus resinifera wood through physical and mechanical assays and wood anatomy studies, as well as determine the relationships between the properties and anatomy of wood. We used samples collected from the area close to the bark of ten 26-year-old E. resinifera trees. We concluded that the specific gravity (Gb), compression (f c0), and shear parallel to grain (f v0) were ranked in strength classes C30, C40 and C60, respectively, and that volumetric shrinkage (VS) was ranked as high. A positive relationship between Gb and f v0 results from the higher specific gravity associated with higher tissue proportion, in turn, causing higher shear strength. Higher ray frequency increases shear strength, because rays act as reinforcing elements. A negative relationship between VS and vessel diameter occurs because vessel walls are highly resistant to collapse, and since larger lumens represent a higher proportion of empty spaces, less tissue is available for shrinkage.

Eucalyptus wood quality; physical-mechanical properties; red mahogany; structure/properties relationships

Objetivamos caracterizar a madeira Eucalyptus resinifera por meio de ensaios físicos e mecânicos, e estudos de anatomia da madeira, bem como determinar as relações entre as propriedades da madeira e a anatomia. Usamos amostras próximas da casca de dez árvores de E. resinifera com 26 anos de idade. Concluímos que a densidade aparente (Gb), a compressão (f c0) e o cisalhamento paralelo à grã (fv0) foram classificados em três classes de resistência - C30, C40 e C60, respectivamente - e que a retração volumétrica (VS) foi classificada como alta. A relação positiva entre Gb e f v0 é decorrente do alto valor de densidade aparente associado à maior proporção de raios, proporcionando maior resistência ao cisalhamento. Raios mais frequentes aumentaram a resistência ao cisalhamento, pois os raios atuam como elementos de reforço. A relação negativa entre VS e diâmetro do vaso ocorre porque as paredes dos vasos são altamente resistentes ao colapso e maiores lumens representam uma maior proporção de espaços vazios, sendo que menos tecido está disponível para o encolhimento.

qualidade da madeira de Eucalyptus; propriedades físico-mecânicas; red mahogany; relação anatomia-propriedades

Almeida G. Influence de la structure du bois sur ses propriétés physico-mécaniques à des teneurs en humidité élevées [tese].
Ammon RA. Anatomia do lenho de dez espécies de Eucalyptus L'Hér [monografia].
Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. Projeto de estruturas de madeira: projeto NBR 7190/1997. Rio de Janeiro, 1997. 107 p.
Baas P, Ewers FW, Davis SD, Wheeler EA. Evolution of xylem physiology. In: Poole I, Hemsley A, editors. Evolution of Plant Physiology London: Elsevier Academic Press (Linnaean Society Symposium Series); 2004. p. 273-295.
Berlyn GP, Miksche JP. Botanical microtechnique and cytochemistry Iowa: The Iowa University Press; 1976. 326 p.
Burgert IA, Bernasconi E, Eckstein D. Evidence for the strength function of rays in living trees. Holz Roh Werkstoff 1999; 57: 397-399. http://dx.doi.org/10.1007/s001070050367
Dias FM, Lahr FAR. Estimativa de propriedades de resistência e rigidez da madeira através da densidade aparente. Scientia Forestalis 2004; 65: 102-113.
Ferreira M, Kageyama PY. Melhoramento genético da densidade básica da madeira do eucalipto. In: Anais do Congresso Florestal Brasileiro; 1978; Manaus. São Paulo: SBS; 1978. v. 2, p. 148-52.
Fonseca FMA. Qualificação tecnológica de madeiras de eucalipto Contribuição para o estado macro, microscópico, físico e mecânico da madeira de algumas espécies de eucaliptos cultivados em Angola. Angola: Instituto de Investigação Agronômica de Angola; 1971. 72 p.
Gartner BL. Patterns of xylem variation within a tree and their hydraulic and mechanical consequences. In: Gartner BL, editor. Plant stems: physiology and functional morphology. New York: Academic Press; 1995. p. 125-149. http://dx.doi.org/10.1016/B978-012276460-8/50008-4
Glass S, Zelinka SL. Moisture Relations and Physical Properties of Wood. In: Ross R, editor. Wood Handbook. Centennial Edition. FPL-GTR-190. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory; 2010.
Gurgel-Garrido LMA, Siqueira ACMF, Cruz SF, Romanelli RC, Ettori LG, Crestana CSM, et al. Programa de melhoramento genético florestal do Instituto Florestal. IF Série Registros 1997; 18: 1-53.
Hillis WE, Brown AG. Eucalytptus for wood production Melbourne: CSIRO; 1978. 434 p.
Hornburg UKF, Eleotério JR, Bagattoli TR, Nicoletti AL. Qualidade das toras e da madeira serrada de seis espécies de eucalipto cultivadas no litoral de Santa Catarina. Scientia Forestalis 2012; 40(96): 463-471.
International Aviation Womens Association - IAWA Commitee. List microscope features of hardwood identification. IAWA Bulletin 1989; 10(3): 221-259.
Kretschmann DE. Influence of juvenile wood content on shear parallel, compression, and tension transverse to grain strength and mode I fracture toughness for loblolly pine Madison: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory; 2008. 25 p. Research Paper FPL-RP-647.
Kynaston WT, Eccles DB, Hopewell GP. Timber Species Series Queensland Government - Department of Agriculture, Fisheries and Forestry. 2013.
Le S, Nock C, Henson M, Shepherd M. Genetic differentiation among and within three red mahoganies (series Annulares), Eucalyptus pellita, E. resinifera and E. scias (Myrtaceae). Australian Systematic Botany, 2009; 22(5): 332-343. http://dx.doi.org/10.1071/SB09004
Lima IL, Garcia JN. Efeito da fertilização em propriedades mecânicas da madeira de Eucalyptus grandis. Ciência Florestal 2011; 21: 601-608.
Lima IL, Garcia JN. Influência do desbaste em propriedades físicas e mecânicas da madeira Eucalyptus grandis Hill ex-Maiden. Revista do Instituto Florestal 2005; 17: 151-160.
Lima IL, Longui EL, Garcia R, De Luca EF, Da Silva FGJ, Florsheim SMB. Propriedades da Madeira de Eucalyptus umbra R. T. Baker em Função do Diâmetro e da Posição Radial na Tora. Floresta e Ambiente 2011; 18(3): 289-298. http://dx.doi.org/10.4322/floram.2011.049
Lobão MS, Castro VR, Rangel A, Sarto C, Tomazello M Fº, Silva FGS Jr, et al. Agrupamento de espécies florestais por análises univariadas e multivariadas das características anatômica, física e química das suas madeiras. Scientia Forestalis 2011; 39(92):469-477.
Lorenzi H, De Souza HM, Torres MAV, Bacher LB. Árvores exóticas no Brasil: madeireiras, ornamentais e aromáticas. Nova Odessa: Instituto Plantarum; 2003. 368 p.
Mattheck C, Kubler H. Wood - The internal optimization of trees Berlin: Spring-Verlag; 1995. 129 p.
Mori AF, Mendes LM, Trugilho PF, Cardoso MG. Utilização de Eucaliptos e de madeiras nativas no armazenamento da aguardente de cana-de-açúcar. Ciência e Tecnologia de Alimentos 2003; 23(3): 396-400. http://dx.doi.org/10.1590/S0101-20612003000300018
Oliveira JTS, Silva JC. Variação radial da retratibilidade e densidade básica da madeira de Eucalyptus saligna Sm. Revista Árvore 2003; 27(3): 381-385. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-67622003000300015
Poubel DS, Garcia RA, Latorraca JVF, Carvalho AM. Estrutura Anatômica e Propriedades Físicas da Madeira de Eucalyptus pellita F. Muell. Floresta e Ambiente 2011; 18(2): 117-126. http://dx.doi.org/10.4322/floram.2011.029
Santana WMS, Calegario N, Arantes MDC, Trugilho PF. Effect of age and diameter class on the properties of wood from clonal Eucalyptus Cerne, 2012; 18 (1): 1-8. http://dx.doi.org/10.1590/S0104-77602012000100001
Santos JA, Santos J, Borralho N, Araújo J. Caracterização das Potencialidades de Utilização da Madeira de Híbridos de Eucalipto. Silva Lus 2008, 16(1): 63-81.
Statistical Analisys System Institute - SAS. SAS Procedures Guide version 8 (TSMO). Cary: SAS Institute Inc.; 1999.
Sato A, Sebbenn A, Moraes E, Zanatto A, Freitas M. Seleção dentro de Progênies de Eucalyptus resinifera aos 21 anos de idade em Luiz Antônio - SP. Revista do Instituto Florestal 2007; 19(1): 93-100.
Standards Australia. AS/NZS 1148:2001: Timber - Nomenclature - Australian, New Zealand and imported species. Australian Standard, New Zealand Standa, SAI Global Limited; 2001. Available from: www.saiglobal.com
Trugilho PF. Densidade básica e estimativa de massa seca e de lignina na madeira em espécies de Eucalyptus Ciência e Agrotecnologia 2009; 33(5): 1228-1239. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-70542009000500005
Turnbull JW, Pryor LD. Choice of species and seed sources In: Hillis WE, Brown AG, editors. Eucalyptus for wood production. Sidney: CSIRO, Academic Press; 1984. cap. 2, p. 6-65.
Van Vuuren NJJ, Banks CH, Stöhr HP. Shrinkage and density of timbers used in the Republic of South Africa. 1978. Bulletin (South Africa. Department of Forestry (1945-1980), 57.
Ventura A, Berengut G, Victor MAM. Características edafoclimáticas das dependências do Serviço Florestal do Estado de São Paulo. Silvicultura em São Paulo 1965-1966; 4: 57-140.
Zhang SY. Mechanical-properties in relation to specific-gravity in 342 chinese woods. Wood and Fiber Science, 1994; 26(4): 512-526.

Publication Dates

Publication in this collection
11 Feb 2014
Date of issue
Mar 2014

History

Received
15 Aug 2013
Accepted
01 June 2014

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

[1] Almeida G. Influence de la structure du bois sur ses propriétés physico-mécaniques à des teneurs en humidité élevées [tese].

[2] Ammon RA. Anatomia do lenho de dez espécies de Eucalyptus L'Hér [monografia].

[3] Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT. Projeto de estruturas de madeira: projeto NBR 7190/1997. Rio de Janeiro, 1997. 107 p.

[4] Baas P, Ewers FW, Davis SD, Wheeler EA. Evolution of xylem physiology. In: Poole I, Hemsley A, editors. Evolution of Plant Physiology London: Elsevier Academic Press (Linnaean Society Symposium Series); 2004. p. 273-295.

[5] Berlyn GP, Miksche JP. Botanical microtechnique and cytochemistry Iowa: The Iowa University Press; 1976. 326 p.

[6] Burgert IA, Bernasconi E, Eckstein D. Evidence for the strength function of rays in living trees. Holz Roh Werkstoff 1999; 57: 397-399. http://dx.doi.org/10.1007/s001070050367

[7] Dias FM, Lahr FAR. Estimativa de propriedades de resistência e rigidez da madeira através da densidade aparente. Scientia Forestalis 2004; 65: 102-113.

[8] Ferreira M, Kageyama PY. Melhoramento genético da densidade básica da madeira do eucalipto. In: Anais do Congresso Florestal Brasileiro; 1978; Manaus. São Paulo: SBS; 1978. v. 2, p. 148-52.

[9] Fonseca FMA. Qualificação tecnológica de madeiras de eucalipto Contribuição para o estado macro, microscópico, físico e mecânico da madeira de algumas espécies de eucaliptos cultivados em Angola. Angola: Instituto de Investigação Agronômica de Angola; 1971. 72 p.

[10] Gartner BL. Patterns of xylem variation within a tree and their hydraulic and mechanical consequences. In: Gartner BL, editor. Plant stems: physiology and functional morphology. New York: Academic Press; 1995. p. 125-149. http://dx.doi.org/10.1016/B978-012276460-8/50008-4

[11] Glass S, Zelinka SL. Moisture Relations and Physical Properties of Wood. In: Ross R, editor. Wood Handbook. Centennial Edition. FPL-GTR-190. U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory; 2010.

[12] Gurgel-Garrido LMA, Siqueira ACMF, Cruz SF, Romanelli RC, Ettori LG, Crestana CSM, et al. Programa de melhoramento genético florestal do Instituto Florestal. IF Série Registros 1997; 18: 1-53.

[13] Hillis WE, Brown AG. Eucalytptus for wood production Melbourne: CSIRO; 1978. 434 p.

[14] Hornburg UKF, Eleotério JR, Bagattoli TR, Nicoletti AL. Qualidade das toras e da madeira serrada de seis espécies de eucalipto cultivadas no litoral de Santa Catarina. Scientia Forestalis 2012; 40(96): 463-471.

[15] International Aviation Womens Association - IAWA Commitee. List microscope features of hardwood identification. IAWA Bulletin 1989; 10(3): 221-259.

[16] Kretschmann DE. Influence of juvenile wood content on shear parallel, compression, and tension transverse to grain strength and mode I fracture toughness for loblolly pine Madison: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory; 2008. 25 p. Research Paper FPL-RP-647.

[17] Kynaston WT, Eccles DB, Hopewell GP. Timber Species Series Queensland Government - Department of Agriculture, Fisheries and Forestry. 2013.

[18] Le S, Nock C, Henson M, Shepherd M. Genetic differentiation among and within three red mahoganies (series Annulares), Eucalyptus pellita, E. resinifera and E. scias (Myrtaceae). Australian Systematic Botany, 2009; 22(5): 332-343. http://dx.doi.org/10.1071/SB09004

[19] Lima IL, Garcia JN. Efeito da fertilização em propriedades mecânicas da madeira de Eucalyptus grandis. Ciência Florestal 2011; 21: 601-608.

[20] Lima IL, Garcia JN. Influência do desbaste em propriedades físicas e mecânicas da madeira Eucalyptus grandis Hill ex-Maiden. Revista do Instituto Florestal 2005; 17: 151-160.

[21] Lima IL, Longui EL, Garcia R, De Luca EF, Da Silva FGJ, Florsheim SMB. Propriedades da Madeira de Eucalyptus umbra R. T. Baker em Função do Diâmetro e da Posição Radial na Tora. Floresta e Ambiente 2011; 18(3): 289-298. http://dx.doi.org/10.4322/floram.2011.049

[22] Lobão MS, Castro VR, Rangel A, Sarto C, Tomazello M Fº, Silva FGS Jr, et al. Agrupamento de espécies florestais por análises univariadas e multivariadas das características anatômica, física e química das suas madeiras. Scientia Forestalis 2011; 39(92):469-477.

[23] Lorenzi H, De Souza HM, Torres MAV, Bacher LB. Árvores exóticas no Brasil: madeireiras, ornamentais e aromáticas. Nova Odessa: Instituto Plantarum; 2003. 368 p.

[24] Mattheck C, Kubler H. Wood - The internal optimization of trees Berlin: Spring-Verlag; 1995. 129 p.

[25] Mori AF, Mendes LM, Trugilho PF, Cardoso MG. Utilização de Eucaliptos e de madeiras nativas no armazenamento da aguardente de cana-de-açúcar. Ciência e Tecnologia de Alimentos 2003; 23(3): 396-400. http://dx.doi.org/10.1590/S0101-20612003000300018

[26] Oliveira JTS, Silva JC. Variação radial da retratibilidade e densidade básica da madeira de Eucalyptus saligna Sm. Revista Árvore 2003; 27(3): 381-385. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-67622003000300015

[27] Poubel DS, Garcia RA, Latorraca JVF, Carvalho AM. Estrutura Anatômica e Propriedades Físicas da Madeira de Eucalyptus pellita F. Muell. Floresta e Ambiente 2011; 18(2): 117-126. http://dx.doi.org/10.4322/floram.2011.029

[28] Santana WMS, Calegario N, Arantes MDC, Trugilho PF. Effect of age and diameter class on the properties of wood from clonal Eucalyptus Cerne, 2012; 18 (1): 1-8. http://dx.doi.org/10.1590/S0104-77602012000100001

[29] Santos JA, Santos J, Borralho N, Araújo J. Caracterização das Potencialidades de Utilização da Madeira de Híbridos de Eucalipto. Silva Lus 2008, 16(1): 63-81.

[30] Statistical Analisys System Institute - SAS. SAS Procedures Guide version 8 (TSMO). Cary: SAS Institute Inc.; 1999.

[31] Sato A, Sebbenn A, Moraes E, Zanatto A, Freitas M. Seleção dentro de Progênies de Eucalyptus resinifera aos 21 anos de idade em Luiz Antônio - SP. Revista do Instituto Florestal 2007; 19(1): 93-100.

[32] Standards Australia. AS/NZS 1148:2001: Timber - Nomenclature - Australian, New Zealand and imported species. Australian Standard, New Zealand Standa, SAI Global Limited; 2001. Available from: www.saiglobal.com

[33] Trugilho PF. Densidade básica e estimativa de massa seca e de lignina na madeira em espécies de Eucalyptus Ciência e Agrotecnologia 2009; 33(5): 1228-1239. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-70542009000500005

[34] Turnbull JW, Pryor LD. Choice of species and seed sources In: Hillis WE, Brown AG, editors. Eucalyptus for wood production. Sidney: CSIRO, Academic Press; 1984. cap. 2, p. 6-65.

[35] Van Vuuren NJJ, Banks CH, Stöhr HP. Shrinkage and density of timbers used in the Republic of South Africa. 1978. Bulletin (South Africa. Department of Forestry (1945-1980), 57.

[36] Ventura A, Berengut G, Victor MAM. Características edafoclimáticas das dependências do Serviço Florestal do Estado de São Paulo. Silvicultura em São Paulo 1965-1966; 4: 57-140.

[37] Zhang SY. Mechanical-properties in relation to specific-gravity in 342 chinese woods. Wood and Fiber Science, 1994; 26(4): 512-526.

Brasil

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Physical-mechanical and anatomical characterization in 26-year-old Eucalyptus resinifera wood

Caracterização físico-mecânica e anatômica da madeira de Eucalyptus resinifera com 26 anos de idade

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