A madeira é um material biológico complexo, essencialmente composta por fibras de celulose e hemicelulose unidas por lenhina, bem como pequenas quantidades de outros materiais contidos na estrutura celular (cerca de 10%). Os diversos componentes da madeira atuam conjuntamente no sentido de responder às necessidades de um ser vivo – a árvore. Este material possui assim características que podemos dividir em três principais para o funcionamento da planta, de acordo com (Ross, 2010): capacidade de condução de água desde as raízes até às folhas; capacidade de suportar o peso próprio do seu “corpo”; capacidade de armazenamento de agentes bioquímicos. Estas três características terão repercussões no desempenho da madeira como material de construção, que deverão ser tidas em conta aquando o seu processamento e tratamento para ser utilizada para os efeitos a que se destina.
A madeira é então caracterizada como sendo um material heterogéneo dada a sua variabilidade, tanto a nível anatómico como em composição química. Essa variabilidade acaba por determinar as diferenças entre as propriedades físico-mecânicas (descritas em 3.4) não só entre as diferentes espécies, mas também dentro da mesma espécie e até entre partes distintas da mesma árvore. Em termos anatómicos, a madeira é qualificada pelas suas dimensões e pelo arranjo e quantidade proporcional de diversos tipos de células que a constituem, como fibras, canais resiníferos, raios medulares, entre outros, caracterizados de seguida.
O tronco de madeira é constituído por uma componente denominada de lenho, que por sua vez é composto pelo borne e cerne, compreendidos entre a casca e a medula, tal como se observa na Figura 1. Segue-se uma breve descrição dos diversos componentes da madeira, para melhor compreensão da sua estrutura anatómica.
14
Casca – camada mais exterior do tronco, constituída pelo “entrecasco” e “ritidoma”. Fornece proteção mecânica à parte interior do tronco (lenho) e conduz a seiva das raízes à copa. Contribui para limitar perdas de água.
Cambio vascular – camada entre a casca e o lenho, “fina e quase invisível”, composta por tecidos vivos (Coutinho, 1999). É vital para o crescimento da árvore.
Borne – zona mais externa do lenho, é a camada mais jovem do tronco. É considerada uma camada “viva” sendo constituída por uma percentagem significativa de células vivas, e responsável pela condução da água ou da seiva por capilaridade, desde as raízes até à copa. Observando o corte transversal do tronco da árvore, é possível identificar o borne como tendo uma cor mais clara, quando comparada com o cerne.
Cerne – zona interna do lenho. Apresenta uma coloração mais escura que o a zona do borne, sendo constituída por células mortas deste último. Ao contrário do borne, esta camada não contribui para a condução de nutrientes, assumindo essencialmente uma função de suporte mecânico, sendo uma camada de maior densidade, compacidade e durabilidade. Apresenta também mais resistência a agentes de deterioração.
Medula – tecido esponjoso e mole, constituindo o núcleo do lenho. Tem apenas alguns milímetros de diâmetro e é mais escura que qualquer outra camada do tronco. É uma parte remanescente do crescimento da árvore. Não tem qualquer propriedade favorável ao uso na construção.
Raios medulares – têm função de armazenagem e distribuição de substâncias nutritivas.
Anéis de crescimento – ao longo do crescimento da árvore, que se dá em direção vertical e diametral, são formados os denominados anéis de crescimento, visíveis no corte transversal do tronco. Durante a época de Inverno há um abrandamento ou mesmo paragem de formação do lenho, sendo originados os anéis de Outono, de tonalidade mais escura, mais densos e resistentes do que os anéis de Primavera que adquirem uma cor mais clara, são menos densos e menos resistentes. Deste modo, a resistência da madeira é influenciada pela orientação das fibras, sendo mais favorável face a um carregamento paralelo ao fio da madeira, sendo os anéis de Outono que asseguram a transmissão do carregamento (Pena, 2008).
Os anéis anuais de crescimento permitem então estimar uma idade aproximada da árvore, sendo cada um formado pelo conjunto de um anel de Outono e um de Primavera, correspondendo à passagem de um ano. No entanto, podem ocorrer situações em que seja dificultada a leitura dos anos devido à ação de agentes externos climáticos ou mesmo desfoliações de insetos, que interrompem a normal formação do lenho do tronco (Cruz et al., 2005).
Fibras ou fios de madeira – células de diâmetro variável e reduzido, fortemente aglomeradas, posicionando-se longitudinalmente alinhadas ao longo do eixo do tronco. No entanto, podem ocorrer desvios desse alinhamento relativamente à direção longitudinal que podem prejudicar as características de resistência da madeira, tendo por isso os fios de madeira uma importância significativa no comportamento físico-mecânico da madeira (Correia, 2013).
As características do tecido que compõe a madeira irão variar conforme os planos de orientação considerados na sua estrutura, tendo influência no estudo das propriedades físicas e mecânicas da madeira. Esta particularidade é denominada de anisotropia, sendo caracterizada pelas diferenças significativas de propriedades consoante as direções consideradas. São considerados três planos de orientação: Radial, longitudinal e tangencial.
15 A direção longitudinal (ou axial) é considerada como tendo uma direção paralela à das fibras. Enquanto que as direções radial e tangencial são orientadas perpendicularmente à direção das fibras, sendo a primeira correspondente a qualquer raio definido na secção transversal, e a segunda a qualquer tangente relativa às camadas de crescimento do tronco.
Fig.2 – Orientação dos planos de corte na madeira (Coutinho, 1999)