Influência da idade e da posição ao longo do tronco na composição química da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden

Influence of age and position along the trunk on the chemical composition of Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden wood

Influência da idade e da posição ao longo do tronco na composição química da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden

Influence of age and position along the trunk on the chemical composition of Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden wood

José de Castro Silva^I; Jorge Luis Monteiro de Matos^II; José Tarcísio da Silva Oliveira^III; Wesclei Viana Evangelista^IV

^IDepartamento de Engenharia Florestal da UFV – 36570-000 Viçosa-MG

^IIDETR/UFPR, Rua Lothário Meissner, 3.400, Jardim Botânico, 80210-170 Curitiba-PR

^IIIDepartamento de Engenharia Rural da UFES, Caixa Postal 16, 29500-000 Alegre-ES

^IVPrograma de Pós-Graduação em Ciência Florestal da UFV, Viçosa-MG

RESUMO

Este trabalho estudou a variação da composição química na madeira de Eucalyptus grandis de quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos), proveniente de talhões comerciais. As amostras foram coletadas de três discos, retirados da base e das extremidades das duas primeiras toras, de 3 m cada uma, de 16 árvores (quatro para cada idade), totalizando 48 discos. Os valores médios dos teores de holocelulose, lignina e extrativos foram de 69, 27 e 4%, respectivamente. Verificou-se que os teores de extrativos e lignina aumentaram com a idade, com maiores concentrações nos discos próximos da base; verificou-se, também, que o teor de holocelulose diminuiu com a idade, com maiores concentrações nos discos retirados nas regiões superiores do tronco.

Palavras-chave:Eucalyptus grandis, composição química, idade e variação longitudinal.

ABSTRACT

The objective of this work was to study the chemical composition variation of the Eucalyptus grandis wood, of four different ages (10,14,20 and 25 years), from commercial stands. The samples were removed from three disks taken from the base and top of the first two 3 m logs, from sixteen trees (four per age), totalizing fourty-eight discs. The mean values of holocellulose, lignin and extractive contents were 69, 27 and 4%, respectively. The extractive and lignin contents increased with age, with greater concentrations near the base; the holocellulose content also decreased with age with greater concentrations in discs removed from the upper parts of the trunk.

Key words: Eucalyptus grandis, chemical composition, age, longitudinal variation.

1. INTRODUÇÃO

A madeira é um material orgânico, e os seus constituintes químicos estão diretamente relacionados com as suas propriedades. A madeira, segundo Lepage (1986), é um biopolímero tridimensional, composto, principalmente, de celulose, hemiceluloses e lignina, responsáveis pela formação da parede celular e pela maioria de suas propriedades. Os extrativos, também de reconhecida importância em várias situações, atuam como componentes complementares e apresentam grande variabilidade em sua quantidade e constituição. O conhecimento da natureza química da madeira possibilita o entendimento de seu comportamento como matéria-prima para diversos usos.

Segundo Hillis e Brown (1978), as diversas espécies de eucalipto apresentam a seguinte faixa de composição química de sua sua madeira: 40–62% de celulose, 12-22% de hemiceluloses e 15-25% de lignina. Segundo Raymond (2000), os teores de holocelulose e de extrativos aumentam com a idade, ocorrendo o inverso quanto aos teores de lignina. Diversos outros autores verificaram o inverso, quando os teores de lignina e extrativos apresentaram correlação direta com a idade e inversa com o teor de holocelulose.

Segundo Hillis e Brown (1978), Panshin e De Zeeuw (1980), o teor de extrativos é um dos mais importantes indicadores de conformidade da madeira para diversos usos industriais. Kramer e Koslowski (1979), Jankowsky (1979), Zobel e Bujtenen (1989), Gonçalez (1993) e Chafe (1994) afirmaram que, durante a formação do cerne, ampla variedade de substâncias extrativas, incluindo taninos, corantes, óleos, gomas, resinas e sais de ácidos orgânicos, acumula-se nos lumes das células e paredes celulares, resultando, às vezes, na coloração mais escura da madeira, além de aumento da massa específica e durabilidade.

Santos (1996) e Raymond (2000) afirmaram que as variações químicas dos componentes fundamentais da madeira não têm qualquer correlação com os índices de qualidade para produtos sólidos; as variações dos componentes secundários, ao contrário, podem interferir nas propriedades de usinagem e acabamento, exigindo, às vezes, ajustes de processos.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a variabilidade da composição química da madeira de Eucalyptus grandis, de quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos) e três diferentes posições longitudinais, no sentido base–topo.

2. MATERIAL E MÉTODOS

O material utilizado neste estudo foi obtido de plantios comerciais de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden, com idades de 10, 14, 20 e 25 anos, procedentes da Fazenda Monte Alegre, da KLABIN Fabricadora de Papel e Celulose S. A., localizada no município de Telêmaco Borba, no Estado do Paraná.

A amostragem do material na árvore foi feita através da coleta de três discos, retirados da base e das extremidades das duas primeiras toras, ambas com o comprimento comercial de 3 m, de cada uma das 16 árvores (quatro para cada idade), totalizando 48 discos. De cada disco, retirou-se uma cunha, correspondendo aproximadamente a 1/8 da seção do disco, sendo, posteriormente, o material convertido em cavacos. Utilizando-se o moinho laboratorial Wiley, os cavacos foram transformados em serragem.

O material empregado nas análises químicas foi aquele que passou pela peneira de malha de 40 mesh e ficou retido na malha de 60 mesh, sendo utilizadas quatro repetições para cada amostra. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, procedendo-se à análise estatística, através da análise de variância e do teste de médias (Tukey), considerando os efeitos da variação da idade e da posição ao longo do tronco, bem como a interação entre os efeitos idade x posição. As análises químicas e as respectivas normas adotadas foram as seguintes: extrativos totais (norma TAPPI T 624 om-82); lignina insolúvel (GOMIDE e DEMUNER, 1986); lignina solúvel (GOLDSCHIMID, 1971) e holocelulose (obtida por diferença).

O esquema de retirada das amostras está ilustrado na Figura 1.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3. 1. Teor de extrativos totais

Pela análise de variância, verificou-se que os efeitos da idade e da posição do disco ao longo da árvore no teor de extrativos foram significativos a 95% de probabilidade. Foi verificado, ainda, que os efeitos da posição do disco ao longo do tronco foram muito mais pronunciados que a idade; e a interação desses efeitos teve muito pouca influência na definição dos valores relacionados aos teores de extrativos, conforme mostrado no Quadro 1.

O teor de extrativos totais apresentou tendência de crescimento em relação à idade e posição do disco ao longo do tronco, no sentido base–topo. O valor médio do teor de extrativos totais foi de 4,08%, enquanto os limites inferior e superior foram, respectivamente, de 2,76% (idade de 10 anos na posição correspondente à extremidade da segunda tora) e 6,34% (idade de 20 anos no disco da base), apresentando variação de mais de 297,0%. Os resultados do Quadro 2 ficaram dentro da faixa normalmente encontrada na literatura para Eucalyptus grandis, variando de 2,50 a 7,00%.

Os valores médios dos teores de extrativos estão apresentados no Quadro 2.

Com tais resultados, verificou-se uma tendência de estabilização dos teores, a partir de certa idade. Observou-se uma diferença estatística entre os teores encontrados nas madeiras de 10, 14 e 25 anos, mas tal diferença não foi constatada entre os teores encontrados nas madeiras de 20 e 25 anos, indicando a tendência de estabilização com a idade. O teor de extrativos da madeira de árvores mais jovens tende a apresentar valores mais reduzidos que os encontrados nas madeiras mais maduras, conforme os resultados da literatura.

3. 2. Teor de lignina total

Pela análise de variância, verificou-se que os efeitos da idade e da posição do disco ao longo do tronco no teor de lignina total foram significativos em nível de probabilidade de 95%. Também foi verificado que tais efeitos apresentaram a mesma intensidade entre si no teor de lignina; a interação desses efeitos, no entanto, não teve qualquer influência na definição dos valores relacionados aos teores de lignina, não sendo significativo a 95% de probalidade. Os dados da análise de variância estão apresentados no Quadro 3.

O teor de lignina total apresentou tendência crescente em relação à idade e à posição longitudinal, sentido base–topo. Os resultados do presente estudo estão em consonância com os normalmente encontrados na literatura. O valor médio do teor de lignina total foi de 27,22%, sendo os limites inferior e superior, respectivamente, de 23,78% (idade de 10 anos no disco da posição 2) e 30,70% (idade de 20 anos no disco da base), apresentando variação de mais de 29,0%. Considerando os valores apresentados no Quadro 4, verificou-se a maior variação dos valores (6,23%) entre as madeiras de 10 e 14 anos, seguida da variação de 3,06% entre as madeiras de 14 e 25 anos; entre as madeiras de 20 e 25 anos, a variação foi de apenas 1,21%. Diversos autores confirmaram, em seus trabalhos, um aumento sistemático do teor de lignina total da madeira com a idade, havendo uma tendência de estabilização, após certa idade da árvore. Os valores médios dos teores de lignina total estão apresentados no Quadro 4.

Quanto à posição no disco, observaram-se diferenças estatísticas entre os valores encontrados nos discos 1 e 2, mas tais diferenças não foram observadas nos discos 1 e da base. O teor de lignina total da madeira de árvores mais jovens tendeu a apresentar valores mais reduzidos que os encontrados nas madeiras mais maduras.

3. 3. Teor de holocelulose

Pela análise de variância, verificou-se que os efeitos da idade e da posição do disco ao longo do tronco no teor de holocelulose foram significativos em nível de probabilidade de 95%. Também foi verificado que o efeito da posição do disco ao longo do tronco foi muito mais pronunciado que a idade; a interação desses efeitos não teve qualquer influência na definição dos valores relacionados aos teores de holocelulose, não sendo significativa em nível de 95% de probabilidade. Os valores da análise de variância estão apresentados no Quadro 5.

O teor de holocelulose apresentou tendência inversamente proporcional em relação à idade. O valor médio do teor de holocelulose foi de 68,69%, sendo os limites inferior e superior, respectivamente, de 63,21% (idade de 20 anos no disco da base) e 73,11% (idade de 14 anos no disco da posição 2), apresentando variação de mais de 15,66%. Os valores médios encontram-se no Quadro 6.

O teor de holocelulose é maior nas árvores mais jovens que os encontrados nas madeiras mais maduras. Embora haja controvérsias, diversos autores confirmaram a diminuição sistemática do teor de holocelulose da madeira com o aumento da idade, havendo tendência de estabilização após certa idade da árvore. Os resultados do presente estudo para o teor de celulose estão em consonância com os normalmente encontrados na literatura. Estatisticamente, os discos nas posições 1 e 2 não apresentaram diferenças significativas entre si, mas diferiram significativamente do disco da base; entre as idades de 10, 14 e 25 anos, observaram-se diferenças significativas entre si, as quais, porém, não foram encontradas nas idades de 20 e 25 anos.

4. CONCLUSÕES

Com base nos resultados, pode-se concluir que:

a) A composição química da madeira foi influenciada pela idade e pela variação da posição do disco no sentido longitudinal.

b) A variabilidade interna das árvores no sentido longitudinal influiu mais decisivamente na composição química da madeira que a variação da idade.

c) As toras da base das árvores e de maior idade apresentaram maiores teores de extrativos e lignina que as demais toras, correspondendo a madeiras mais maduras.

e) A madeira das árvores mais jovens e localizada nas partes mais superiores do tronco apresentaram maiores teores de holocelulose.

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Recebido em 19.03.2003 e aceito para publicação em 20.04.2005

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  01 Set 2005
• Data do Fascículo
  Jun 2005

Histórico

• Recebido
  19 Mar 2003
• Aceito
  20 Abr 2005