Coleta e preparo da madeira

A madeira de algaroba (Prosopis juliflora (Sw) D.C.) foi coletada no Campo Experimental da Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecuária (EMBRAPA) e a de leucena (Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit.) no Campus da Universidade Federal de Campina Grande, em Patos PB. O município de Patos situa-se a 7o1'de Latitude Sul, a 37o18' de Longitude Oeste e a 249,09 m de Altitude, apresentando clima quente e seco durante a maior parte do ano.

As árvores foram selecionadas em função do diâmetro a altura do peito (DAP), e utilizadas aquelas com DAP entre 6,0 e 12,0 cm. Após o abate, as peças foram descascadas, identificadas e os diâmetros, tomados no meio do seu comprimento, medidos com fita métrica. A seguir, foram retirados dois discos de 2,0 cm de espessura no topo e base das mesmas. Após a retirada dos discos, as peças ficaram com seu comprimento definitivo de 2,0 metros. Os discos externos foram descartados e os internos empregados nas determinações do teor de umidade (base seca), da densidade básica e da porcentagem de material tratável de cada peça e da absorção de solução preservativa pela madeira.

Preparo da solução preservativa

Para o preparo da solução preservativa foi utilizado o borato de cobre cromatado (CCB), que é normalmente formulado em base óxida. Segundo a NBR 9480 da ^{ABNT (2009}), o CCB tem como princípio ativo o cobre, o cromo e o boro. Sua composição química é especificada como:

O preservativo foi empregado na concentração 2% de i.a. A solução foi preparada antes do abate das árvores, para se evitar perdas de umidade das peças durante o preparo da solução. Após o preparo, a solução preservante foi armazenada em um tambor de 200 litros. Desta maneira, empregou-se uma solução de mesma concentração, quando da necessidade de reposição.

Tratamento preservativo da madeira

Para o tratamento, foram empregados três tambores de 200 litros, sendo um como reservatório da solução e nos outros dois as peças foram dispostas verticalmente na solução, tendo-se o cuidado de manter as partes aéreas das mesmas bem separadas. Para cada espécie foram tratadas 10 peças. No tambor, as peças permaneceram parcialmente submersas (50 cm da base), tendo cinco peças de cada espécie permanecido dispostas na solução durante 8 dias e cinco tiveram seus topos invertidos na solução após o sexto dia de tratamento, permanecendo até o oitavo dia.

Para evitar a evaporação e o desbalanceamento da solução preservativa, foram derramados 300 mL de óleo lubrificante nos tambores de tratamentos. Sempre que necessário, em função da absorção pelas peças, a solução de tratamento foi reposta, para manter constante o seu nível no recipiente e a pressão hidrostática nas peças.

Absorção e retenção nominal do produto preservativo nas madeiras

Com base nos diâmetros obtidos e nos comprimentos das peças, calculou-se o volume total de madeira empregado em cada tratamento. Do volume total foi subtraído o volume de cerne, obtendo-se o volume e a porcentagem de material tratável de cada peça.

A quantidade adicionada da solução preservativa foi registrada. Com os dados de absorção (litros), de volume de madeira tratável (dm3), da concentração da solução preservativa (2% de i.a. de CCB) e com base em informações da ABNT (2013), estimou-se a retenção média das peças das espécies.

Secagem e análises químicas das amostras

Para assegurar uma boa fixação dos sais preservativos na madeira, os moirões tratados foram secos ao ar, durante 60 dias, em local coberto e ventilado. Decorrido o período de secagem, foram executadas as análises químicas para a determinação da penetração do CCB nos moirões tratados. Para tanto, foram retirados discos em cinco posições (0,10 m da base, 0,50 m da base, região mais propícia ao desenvolvimento de xilófagos, 1,00, 1,50 e 1,90 m da base dos moirões), para verificar a distribuição do produto ao longo do comprimento (Figura 1).

As determinações foram feitas por reações colorimétricas. Para as análises, foram seguidas as recomendações da NBR 6232 da ABNT (2013), e um disco de cada posição (Figura 1) serviu para as reações reveladoras do cobre e do boro, em que, após a reação química em um dos lados do disco para o cobre, utilizou-se o lado oposto para as reações do boro.

FIGURA 1: Posições no moirão de onde foram retirados os discos para as análises químicas. 

FIGURE 1: Positions in fence post where the disks were taken to chemistry analyses. 

Para facilitar a leitura e medição da penetração do preservativo, as superfícies dos discos foram lixadas, demarcados ao acaso dois diâmetros perpendiculares entre si, e sobre estes diâmetros, foram realizadas as leituras. A média das leituras de cada disco representou a penetração do elemento químico analisado.

Para a determinação da retenção do CCB retiraram-se discos suplementares nas Posições 2, 3 e 5 (Figura 1). Nos discos obtidos foram retiradas, em posições diametralmente opostas, quatro amostras de 1,5 x 1,5 x 2,0 cm, que receberam codificações de acordo com a posição no disco (Figura 2). Sortearam-se duas das amostras para a análise da retenção (kg de i.a./m3 de madeira). As amostras foram digeridas, conforme metodologia citada por ^{Paes et al. (2005}). As concentrações do cobre e do cromo foram obtidas por espectrometria de absorção atômica e a do boro por colorimetria, conforme descrito por Farias Sobrinho et al. (2005) e Paes et al. (2007). Com os dados das análises químicas e o volume de cada amostra, efetuaram-se os cálculos de retenção, ao empregar a Equação 1 (^{PAES et al., 2005}).

Em que:

R = Retenção do elemento na madeira (kg de i.a./m3);

F = Fator estequiométrico empregado para a transformação dos elementos químicos para óxidos (cobre x 1,2518 = CuO; cromo x 1,9230 = CrO3);

C = Concentração do elemento químico (mg/L);

Fd = Fator de diluição;

V = volume das amostras de madeira utilizadas nas análises (cm3).

FIGURA 2: Posições nos discos onde foram retiradas as amostras para as análises de retenção. 

FIGURE 2: Positions in disks where the samples were taken to the retention analyses. 

Delineamento experimental

Para o tratamento das peças foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado com ar ranjo fatorial, contendo 4 fatores (duas espécies e duas situações de tratamento para cada espécie) e 5 repetições. A penetração de cobre e boro foi ava liada em cinco posições na peça e a retenção do CCB em três posições.

Ao delineamento proposto, foi acrescido o fator posição em que as penetrações ou retenções foram avaliadas. Os resultados foram analisados estatisticamente e os tratamentos e interações detectados como significativos pelo teste de F tiveram suas médias analisadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

Características das madeiras estudadas

Na Tabela 1 encontram-se as características das madeiras de algaroba (Prosopis juliflora) e leucena (Leucaena leucocephala) tratadas. Os valores médios de teor de umidade da madeira de algaroba submetida às Situações 1 (não invertida) e 2 (invertida) foram próximos, com uma diferença de 2,65% superior para a Situação 1. Resultado semelhante foi observado para a madeira de leucena, porém, neste caso a diferença foi de 4,26% superior para a Situação 1. Estes resultados, dentro de cada espécie, indicam que as peças eram homogêneas, por apresentaram diferenças inferiores a 10%, e espera-se que as diferenças encontradas não sejam suficientes para afetarem a absorção da solução preservativa pelas peças de madeira.

A comparação entre o teor de umidade médio para as duas espécies indicou uma diferença de 5,98% superior para a madeira de leucena. Assim, esta madeira, levando em consideração apenas este parâmetro, apresenta uma maior possibilidade de difusão da solução preservativa nas peças.

Para a densidade, observa-se que as diferenças entre os valores médios das madeiras de algaroba e de leucena foram semelhantes, ou seja, de 0,02 g/cm3 e de 0,01g/cm3, respectivamente. Porém, ao comparar a densidade média das duas espécies, verifica-se que a algaroba apresentou uma densidade superior a da leucena em 0,17 g/cm3. Este parâmetro faz sugerir que a madeira de leucena apresenta uma maior quantidade de volume de vazios. Salvo outras características, o volume de vazios representa a quantidade de espaços para o fluxo de fluidos, devendo ser a madeira de mais fácil tratabilidade.

Para a espessura média do alburno, a madeira de algaroba apresentou uma diferença de apenas 0,11 cm, e a madeira de leucena 0,08 cm. Isto indica que as madeiras tratadas eram homogêneas. No entanto, a espessura do alburno da madeira de leucena foi superior a da algaroba em 1,18 cm. Portanto, esta madeira apresenta uma maior quantidade de material tratável.

O volume total de madeira submetida aos tratamentos, para ambas as espécies, foram próximos. Isto demonstra que a seleção das peças foi bastante rigorosa. Com relação ao volume tratável para cada espécie, observa-se que a madeira de algaroba submetida à Situação 1 (não invertida) apresentou 1,26 dm3(5,01%) a mais que a madeira submetida à Situação 2 (invertida). Para a madeira de leucena essa diferença foi de apenas 0,13 dm3 (0,41%). No entanto, entre as duas espécies a diferença foi de 12,43 dm3(23,54%).

TABELA 1: Características das madeiras de algaroba e leucena tratadas. 

TABLE 1 Characteristics of Prosopis juliflora and Leucaena leucocephala treated woods. 

Absorções e retenções estimadas nas peças de algaroba e de leucena

Na Tabela 2 encontram-se os valores de temperaturas (ºC), umidades relativas (%) e absorção da solução preservativa (litros) pelas peças de algaroba e leucena.

Observa-se na Tabela 2 que as temperaturas, durante o período de tratamento foram altas, tendo a menor máxima (29 ºC) sido registrada nos dias 29 e 30 de dezembro de 2003 e a maior (32 ºC) no período de 23 a 27. A mínima mais baixa foi de 24 ºC, registrada nos dias 30 e 31, e a maior mínima (27 ºC) nos dias 26 e 28. Estas temperaturas, associadas às baixas umidades relativas apresentadas no período de 23 a 27, favoreceram a evaporação da umidade das peças e promoveram a absorção da solução preservativa pelas mesmas.

A umidade relativa aumentou no período de 28 a 31 (dias com precipitação pluviométrica no final da tarde). O aumento da umidade relativa provocou uma menor capacidade do ar em receber a umidade contida nas peças.

A absorção total da solução preservativa foi de 19,9 litros (algaroba) e de 17,0 litros (leucena). As peças de algaroba foram postas no tratamento no dia 22 e as de leucena no dia 23. Desta forma, as peças de algaroba ficaram, por mais um dia, em relação às peças de leucena, expostas ao tratamento em condições mais favoráveis à evaporação da umidade presente nas mesmas.

Conforme indicações da ABNT (2013), a madeira tratada para ser utilizada em contado com o solo deve apresentar uma retenção média de 6,5 kg de i.a./m3 de madeira. Como a solução utilizada foi preparada com uma concentração de 2% de i.a. de CCB, as peças deveriam absorver 325 litros desta solução para atingirem uma retenção nominal de 6,5 kg de i.a./m3, para a densidade da solução considerada igual a 1,0 g/cm3.

A madeira de algaroba (51,54 x 10-3m3) deveria absorver 16,75 litros de solução para atingirem 6,5 kg de i.a. de CCB/m3. Como esta madeira ab-sorveu 19,90 litros de solução, a mesma ficou com 7,72 kg de i.a. de CCB. Logo, acima do mínimo preconizado pela ABNT (2013) para madeiras utilizadas em contato com o solo.

O volume de madeira de leucena (63,67 x 10-3m3) deveria ter absorvido 20,69 litros de solução para atingirem 6,5 kg de i.a. de CCB/m3. Como as peças absorveram 17,0 litros, ficaram com 5,34 kg de i.a. de CCB. Assim, abaixo do mínimo preconizado pela ABNT (2013). Deste modo, as peças de leucena podem ser empregadas em situações diversas, desde que fora do contato com o solo.

Penetração de cobre e boro nas madeiras de algaroba e de leucena

Na Tabela 3 encontram-se os valores médios de penetrações dos elementos cobre e boro para cada posição nas peças de madeira de algaroba e leucena tratadas.

TABELA 2: Temperatura (ºC), umidade relativa (%) e absorção da solução preservativa (litros) pelas madeiras de algaroba e leucena 

TABLE 2 Temperature (ºC), relative humidity (%) and absorption of preservative solution (litres) by Prosopis juliflora and Leucaena leucocephala woods. 

TABELA 3: Valores médios de penetração de cobre e boro (mm) nas peças de algaroba e leucena. 

TABLE 3 Average values of cupper and boron penetration (mm) in Prosopis juliflora and Leucaena leucocephala pieces 

Para as madeiras de algaroba e leucena, independente do tratamento a que as peças foram submetidas, observa-se que a penetração de cobre, para as Posições 2, 3, 4 e 5 (Figura 1), foi insuficiente para fornecer às madeiras um tratamento adequado. Esta constatação está de acordo com Farias Sobrinho et al. (2005), ^{Paes et al. (2005}) e Paes et al. (2007); que consideram como insuficientes penetrações inferiores a 10 mm.

Os valores de penetração do boro na madeira de algaroba foram superiores ao mínimo recomendado pelos autores anteriormente citados. Já para a leucena, as penetrações nas Posições 3, 4 e 5 foram inferiores ao recomendado. ^{Paes et al. (2007}) ao tratarem peças roliças de leucena pelo método de substituição de seiva obtiveram valores de penetração do boro superiores aos encontrados, para todas as posições analisadas. Por outro lado, os valores de penetração do cobre, na Posição 1, foram inferiores aos encontrados nesta pesquisa.

Para a madeira de algaroba, Farias Sobrinho et al. (2005) obtiveram valores semelhantes aos encontrados, provavelmente em função das condições do local de tratamento terem sido semelhantes. Os maiores valores de penetração, encontrados por ^{Paes et al. (2007}), para a madeira de leucena, podem estar relacionados às condições climáticas no período de tratamento, bem como a uma melhor ventilação oferecida pelo local de tratamento. Quanto maior a ven-tilação, maior a evaporação da seiva e, consequentemente, maior a absorção da solução preservativa.

Os dados que originaram a Tabela 3 foram analisados estatisticamente. Para o cobre e boro, observou-se que a posição, espécie e a interação entre a posição e espécie foram significativas pelo teste de F. No entanto, para o boro, além desses fatores, a situação e a interação entre posição e situação foram significativas. A interação entre posição e espécie (cobre e boro) e entre posição e situação (boro) foram desdobradas e analisadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade (Tabela 4).

Para o cobre, observou-se que a penetração na madeira de algaroba foi superior à da madeira de leucena, exceto para a Posição 1. A análise, dentro de cada espécie, indicou que a penetração na Posição 1 foi superior a das demais, as quais não diferiram estatisticamente.

Observa-se para o boro, que a maior penetração na madeira de algaroba foi atingida na Posição 1, a qual diferiu das penetrações alcançada nas Posições 4 e 5. As penetrações nas Posições 2 e 3 apresentaram valores intermediários entre as Posições 1, 4 e 5.

Para a leucena, a penetração na Posição 1 foi superior às demais. Tendo a Posição 2 apresentado a segunda maior penetração, a qual diferiu das Posições 4 e 5. Ao comparar as duas espécies em cada posição analisada, observou-se que a penetração na algaroba nas Posições 2, 3, 4 e 5 foram superiores às obtidas pela madeira de leucena.

TABELA 4: Comparações entre médias para a penetração (mm) de cobre e boro nas peças de madeira. 

TABLE 4 Comparisons among averages to penetration (mm) of copper and boron in the wood pieces. 

A comparação entre as situações indicou que a inversão das peças na solução preservativa não favoreceu a penetração, fornecendo resultados superiores nas peças não invertidas na solução, apenas para a Posição 5 (topo das peças). No entanto, no tratamento em que as peças foram invertidas, mesmo tendo apresentado uma penetração numericamente inferior na Posição 1, quando comparado ao tratamento em que as peças não foram invertidas, a diferença não foi o suficiente para ser significativa estatisticamente.

A penetração do boro foi mais homogênea ao longo das peças invertidas na solução preservativa. Apesar de não ser observada diferença estatística entre as situações invertida e não invertida para a penetração do cobre, e como o boro se distribuiu de forma mais homogênea nas peças invertidas, proporcionando uma maior penetração no topo das mesmas e ainda a parte aérea de peças instaladas no solo estarem mais susceptível ao ataque de insetos, a inversão das peças é recomendável, em função da maior proteção das peças em relação àquelas não invertidas na solução preservativa.

Retenções de soluções preservativas nas peças de algaroba e de leucena

Na Tabela 5 estão apresentadas as retenções médias de CCB (kg de i.a./m3) nas madeiras de algaroba e leucena e uma comparação entre os valores da retenção real, obtidos por meio de amostragem nos discos, situações e posições avaliadas, com o emprego de análises químicas e a retenção nominal média de cada espécie, calculada com base nas absorções da solução pelas peças durante o tratamento.

Observa-se, na Tabela 5, que foram obtidas retenções superiores à mínima recomendada pela ABNT (2013) na Posição 2 (linha de afloramento em moirões instalados no solo) nas madeiras de algaroba (invertida e não invertida) e de leucena (não invertida). Para a madeira de algaroba, ainda foram observadas retenções satisfatórias, para todas as posições, quando as peças foram invertidas na solução preservativa. Isto indica que a inversão das peças proporcionou uma melhor distribuição do produto preservativo ao longo das peças, fato já observado quando da discussão dos valores de penetração (Tabela 3).

As retenções obtidas foram inferiores às estimadas. As diferenças podem estar associadas às dificuldades em medir as absorções pelas peças em função do diâmetro dos barris, do sistema de amostragens (retenção verdadeira) em que apenas três peças foram utilizadas e pela retenção de cobre, cromo e boro, em amostras provenientes da base das peças (Posição 1, Figura 1) não terem sido avaliadas.

A porção entre as Posições 1 e 2 (Figura 1), por permanecerem em contato com a solução preservativa, absorve uma maior quantidade de produtos. Isto ocorre em virtude da porção inferior permanecer submersa na solução preservativa. Desta forma, o preservativo penetra na madeira pela parte inferior e alcança a parte superior por capilaridade. Como este processo é irregular, a parte inferior da peça é a primeira a translocar a água, absorvendo antes o preservativo, é natural que a porção entre as Posições 1 e 2 (base da peça) tenha mais produto que as demais. Resultados semelhantes foram observados por Farias Sobrinho et al. (2005), ^{Paes et al. (2005}) e ^{Torres et al. (2011}).

TABELA 5: Comparação entre as retenções médias de CCB (kg i.a./m3) obtidas e estimadas para as madeiras de algaroba e leucena. 

TABLE 5 Comparison among average retentions of CCB (kg a.i. /m3) obtained and estimated to Prosopis juliflora and Leucaena leucocephala woods. 

Em função da baixa absorção da solução preservativa pelas peças de leucena, recomenda-se que o tratamento seja executado em locais mais ventilados e em dias mais secos, com o objetivo de promover uma maior penetração da solução nas peças.

Os valores de retenção obtidos (kg de i.a./m3), que deram origem às médias apresentadas na Tabela 5, foram analisados estatisticamente. Os fatores posição, espécie e as interações entre posição e situação e entre situação e espécies foram significativas. As interações foram desdobradas e as médias analisadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade (Tabela 6).

A análise do efeito da situação em cada posição na peça (Tabela 6) revelou que as peças não invertidas apresentaram uma maior retenção na Posição 2 (50 cm da base das peças), enquanto para as peças invertidas, a retenção foi semelhante para todas as posições.

TABELA 6: Comparações entre médias para a retenção de CCB (kg de i.a./m3) nas madeiras de algaroba e leucena. 

TABLE 6 Comparisons among averages to retention of CCB (kg of a.i./m3) in Prosopis juliflora and Leucaena leucocephala. 

Dentro de cada posição, observou-se di-ferença significativa apenas para o topo (Posição 5) em que as peças invertidas apresentaram uma maior retenção que as não invertidas. Isto indica que a inversão das peças na solução preservativa proporciona uma melhor proteção à madeira, fato já firmado por Farias Sobrinho et al. (2005), ^{Paes et al. (2005}), Paes et al. (2007) e ^{Torres et al. (2011}).

Observa-se, para a situação em que as peças não foram invertidas na solução preservativa, que tanto a algaroba quanto a leucena apresentaram retenções semelhantes. Por outro lado, para a situação em que as peças foram invertidas na solução, as peças de algaroba tiveram uma maior retenção. Para a algaroba, a retenção foi maior nas peças invertidas na solução preservativa. Entretanto, para a leucena não se observou diferenças nas retenções das peças invertidas e não invertidas.

Em função da baixa absorção da solução preservativa pelas peças de leucena, recomenda-se que o tratamento seja executado em locais mais ventilados, com o objetivo de promover uma maior penetração da solução.