I N F L U Ê N C I A D A D E N S I D A D E N A DUREZA JANKA EM O I T O E S P É C I E S MADEIREIRAS
DA A M A Z Ô N I A C E N T R A L .
Danilo Fernandes da Silva Filho (
1)
Jadir de Souza Rocha (
2)
José Brandão de Moura (
3)
RESUMO
0 presente trabalho teve por objetivo estudar a relação cia densidade básica com a
resistência de madeiras tropicais, submetidas ao t e s t e de dureza Janka nos extremos e faces
nas condições verde e seca a 12% de conteúdo de umidade. Foram utilizadas 8 espécies
florestais oriundas do Distrito Agropecuário da SUFRAMA, no Município de Manaus, AM. 0
experimento foi realizado no laboratório de Engenharia da Madeira do Departamento de Produtos
Florestais do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA, adotando-se os seguintes
passos: a ) realização dos ensaios de densidade básica e dureza Janka empregados pela
norma COPANT; b) tratamento estatístico de regressão linear para avaliar o nível de influência
da densidade na dureza da madeira. Os resultados obtidos revelam que a dureza da madeira
expressa pela sua capacidade em oferecer maior ou menor resistência à penetração de uma
semi-esfera, está estreitamente relacionada com a densidade.
INTRODUÇÃO
Admitindo e x i s t i r era toda a hi l e i a Amazônica c e r c a de 4000 e s p é c i e s a r b ó r e a s r e g u l a r m e n t e
d i s t r i b u í d a s p o r t o d o o v a l e , L o u r e i r o et a l . ( 1 9 7 9 ) . S t e r n a d t & Camargo (1988) mencionam
que em l e v a n t a m e n t o r e a l i z a d o s p e l o I B D F / I P T / I N P A , 256 e s p é c i e s m a d e i r e i r a s amazônicas tem
algum s i g n i f i c a d o econômico das q u a i s , apenas 50 são c o m e r c i a l i z a d a s em volume s i g n i f i c a t i v o .
P o r t a n t o , p e l o número r e d u z i d o de e s p é c i e s que são e x p l o r a d a s para a t e n d e r às
n e c e s s i d a d e s das i n d ú s t r i a s da R e g i ã o , poderá o c o r r e r o esgotamento de m a t é r i a - p r i m a a n t e s
que o u t r a s e s p é c i e s sejam estudadas v i s a n d o c o n h e c e r as suas p r o p r i e d a d e s e d i r e c i o n á - l a s para
os d i v e r s o s usos f i n a i s .
A d e n s i d a d e b á s i c a p e r m i t e a o b t e n ç ã o da e s t i m a t i v a do peso da madeira p o r metro c ú b i c o
s o l i d o , por metro c ú b i c o empilhado ( e s t é r e o ) ou e x p r e s s a r a p r o d u t i v i d a d e da f l o r e s t a em termos
de m a t é r i a seca por unidade de á r e a . Por o u t r o l a d o , a densidade além de s e r i n d i c a d o r a da
q u a l i d a d e da m a d e i r a , pode s e r um parâmetro i m p o r t a n t e para a v a l i a ç ã o econômica da f l o r e s t a ,
podendo, para f i n s p r á t i c o , d e t e c t a r o uso f i n a l da madeira ( S i l v a , 1 9 8 4 ) .
1 Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - I N P A
2 Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - I N P A
3 Instituto de Tecnologia da Amazônia - U T A M .
Fazendo-se ainda uma a l u s ã o à d e n s i d a d e , um f a t o j á plenamente c o n h e c i d o p e l a i n d ú s t r i a de c e l u l o s e e p a p e l , é a e x i s t ê n c i a de grandes d i f e r e n ç a s em peso e s p e c í f i c o e n t r e e s p é c i e s , s i t u a ç ã o que se r e v e l a p e l o s d i f e r e n t e s graus de rendimento na produção de c e l u l o s e . Tem-se o b s e r v a d o , também que a madeira de c e r t a s á r e a s , a p r e s e n t a maior rendimento que a madeira da mesma e s p é c i e encontrada em o u t r o s l o c a i s .
A desuni formidade constatada no comportamento f f s i c o - q u í m i c o , mecânico e b i o l ó g i c o de determinadas e s p é c i e s a r b ó r e a s , pode s e r provocada por f a t o r e s e x t e r n o s e i n t e r n o s , a l i a d o s â e l e v a d a h e t e r o g e n e i d a d e apresentada p e l a f l o r e s t a . Para S l o o t e n ( 1 9 7 ? ) e s s e s a s p e c t o s além de d i f i c u l t a r e m o e s t a b e l e c i m e n t o de uma programação c o n t í n u a e c o n t r o l a d a , têm-se mostrado também de e x t r a o r d i n á r i a importância na q u a l i d a d e da produção i n d u s t r i a l .
Kolmann & Coté (1968) pesquisando a i n f l u ê n c i a da densidade na dureza Janka, observaram que há uma r e l a ç ã o e s t r e i t a e n t r e e s s e s p a r â m e t r o s . A l i t e r a t u r a i n t e r n a c i o n a l r e g i s t r a a e x i s t ê n c i a de o u t r o s e x p e r i m e n t o s d e s e n v o l v i d o s com e s p é c i e s f l o r e s t a i s n o r t e - a m e r i c a n a s e e u r o p é i a s , que poderão c o n t r i b u i r no e s t u d o com e s p é c i e s da Amazônia.
Uma r e v i s ã o s o b r e o assunto mostrou que e x i s t e c a r ê n c i a de l i t e r a t u r a s o b r e t r a b a l h o s com dureza Janka em e s p é c i e s t r o p i c a i s . P o r t a n t o , há n e c e s s i d a d e de mais estudos s o b r e o assunto para a m p l i a r o numero de i n f o r m a ç õ e s , como forma de c o n t r i b u i r ao conhecimento das e s p é c i e s m a d e i r e i r a s amazônicas, tendo em v i s t a que mais de 90% dos conhecimentos p r á t i c o s e t e ó r i c o s são p r o v e n i e n t e s de o u t r a s r e g i õ e s e a t é mesmo de o u t r o s p a í s e s .
Este t r a b a l h o tem o o b j e t i v o de i n v e s t i g a r a i n f l u ê n c i a da d e n s i d a d e na dureza Janka em 8 e s p é c i e s m a d e i r e i r a s da Amazônia C e n t r a l .
M A T E R I A L E MÉTODOS
C a r a c t e r i z a ç ã o da área de c o l e t a das amostras
As e s p é c i e s f l o r e s t a i s e s t u d a d a s , foram c o l e t a d a s em uma área na Estação Experimental de S i l v i c u l t u r a T r o p i c a l do INPA, no D i s t r i t o A g r o p e c u á r i o da SUFRAMA, no M u n i c í p i o de Manaus, AM. Sua p o s i ç ã o g e o g r á f i c a e s t á determinada p e l a s s e g u i n t e s c o o r d e n a d a s : L a t i t u d e Sul 2°35' à 2o
4 0 ' e L o n g i t u d e O e s t e de Greenwich 60° 00 â 60° 2 0 ' , à a l t u r a do km 28 da e s t r a d a v i c i n a l Z F - 2 , da BR-174 Manaus-Caracaraí.
Cl ima
0 c l i m a d e s t a área é do t i p o Amw' na c l a s s i f i c a ç ã o de Koppen. A c a r a c t e r í s t i c a p r i n c i p a l é a umidade s u f i c i e n t e para s u s t e n t a r uma f l o r e s t a t r o p i c a l , com uma e s t a ç ã o seca de pequena duração e uma temperatura média no mês mais f r i o nunca i n f e r i o r a 18° (Radam, 1 9 8 7 ) .
S o l o
0 s o l o da Estação Experimental de S i l v i c u l t u r a T r o p i c a l do INPA, a p r e s e n t a uma predominância de l a t o s s o l o s amarelos á l i c o s de t e x t u r a a r g i l o s a ( C h a u v e l , 1 9 8 1 ) .
V e g e t a ç ã o
uro grande numero de p l a n t a s h e r b á c e a s , além de v e g e t a i s i n f e r i o r e s como musgos e e p f f i t a s em
g e r a l (Nunes, 1 9 8 6 ) .
C o l e t a s das amostras
Foram c o l e t a d a s 24 á r v o r e s de 8 e s p é c i e s f l o r e s t a i s , sendo 3 á r v o r e s de cada e s p é c i e :
Caroba (Jacaranda c o p a i a ) ; Marupá Simaruba amara); Louro gamei a (Nectandra r u b r a ) ; Fava bolacha
(Alexa g r a n d i f l o r a ) ; G i t õ (Guarea t r i c h i l i o i d e s ) ; Macucu de paca ( A l d i n a h e t e r o p h y l l a ) ;
Maçaranduba (Manilkara h u b e r l ) e Cumaru (Dipteryx o d o r a t a ) .
Amostragem
0 e s t u d o b a s e o u - s e na amostragem e s t r a t i f i cada para i n d i c a r as o i t o e s p é c i e s com
d e n s i d a d e v a r i a n d o de 0,32 g / c m1
a 1,04 g / c m3
, tomando-se duas a duas com d e n s i d a d e s i m i l a r e s .
De cada á r v o r e c o l e t a d a , s e c c i o n o u - s e o f u s t e em t o r a s com 4 metros de comprimento.
Tomou-se a l e a t o r i a m e n t e uma t o r a de cada á r v o r e de onde foram r e t i r a d a s duas amostras p e l o mesmo
p r o c e s s o de amostragem, p e r f a z e n d o um t o t a l de duas amostras por á r v o r e e s e i s por e s p é c i e .
D e s c r i ç ã o dos e n s a i o s
A c o n f e c ç ã o das amostras f o i e f e t u a d a na S e r r a r i a / C a r p i n t a r i a do Departamento de
P e s q u i s a s em Produtos F l o r e s t a i s e os e n s a i o s no L a b o r a t ó r i o de Engenharia da Madeira do mesmo
Departamento no I n s t i t u t o N a c i o n a l de P e s q u i s a s da Amazônia. Das t o r a s com o comprimento de
4 m e t r o s foram r e t i r a d a s do c e r n e duas v i g a s com s e c ç ã o de ( 8 χ 8 ) cm. As v i g a s foram
seccionadas em amostras d i s t i n t a s para os ensaios de densidade e dureza, de acordo com as recomendações
das normas COPANT 462 e 465 das Comi si on Panamericana de Normas T é c n i c a s .
Densidade b á s i c a
Os e n s a i o s foram determinados a t r a v é s da massa seca em e s t u f a / v o l u m e s a t u r a d o ,
u t i l i z a n d o - s e amostras com dimensões de (3 χ 3 χ 10) cm. 0 método adotado f o i o de medição
i n d i r e t a ( d e s l o c a m e n t o de á g u a ) com o a u x í l i o de uma balança s e m i - a n a l í t i c a cuja p r e c i s ã o é
de 0,01 g .
Dureza Janka
Os t e s t e s foram r e a l i z a d o s com amostras nas c o n d i ç õ e s v e r d e ( s a t u r a d a s ) e seca a 12%
de conteúdo de umidade. As amostras com dimensões de ( 5 χ 5 χ 15) cm devidamente o r i e n t a d o s ,
foram t e s t a d o s a t r a v é s de uma máquina u n i v e r s a l de t e s t e s INSTRON modelo 1125. Em cada amostra
foram f e i t a s 6 ( s e i s ) a p l i c a ç õ e s de c a r g a a t r a v é s de uma s e m i - e s f e r a m e t á l i c a ( c u j a p r o j e ç ã o
tem 1,13 cm2
de á r e a ) , sendo efetuada uma p e n e t r a ç ã o em cada um dos extremos e nas f a c e s
t a n g e n c i a l e r a d i a l a uma v e l o c i d a d e c o n s t a n t e de 6 mm/min., conforme f i g u r a 1 e 2 .
Para d e t e r m i n a ç ã o da dureza Janka, c o n s i d e r o u - s e como média, as médias das c a r g a s máximas
c o r r e s p o n d e n t e s aos extremos e f a c e s ( t a n g e n c i a l e r a d i a l ) de duas amostras r e s p e c t i v a m e n t e
de cada á r v o r e . Os v a l o r e s c o r r e s p o n d e n t e s dc a s s o c i a ç ã o e n t r e a densidade e os parâmetros
a v a l i a d o s foram t e s t a d o s e s t a t i s t i c a m e n t e a t r a v é s do t e s t e t , segundo os p r o c e d i m e n t o s
Fig. 1 - Corpo de prova submetido ao teste de dureza Janka. Fig. 2 - Esquema de ensaio de dureza Janka.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
No Quadro I , a p r e s e n t a - s e as médias por e s p é c i e s das c a r g a s máximas c o r r e s p o n d e n t e s aos
extremos e f a c e s r e s p e c t i v a m e n t e de cada á r v o r e . O b s e r v o u - s e que e n t r e as 8 e s p é c i e s e s t u d a d a s ,
os v a l o r e s da d e n s i d a d e b á s i c a apresentaram d i f e r e n ç a s e s p e c i a l m e n t e e v i d e n t e s , v a r i a n d o de
0,34 a 0,97 g / c m3
. Da mesma maneira foram observadas d i f e r e n ç a s c o n s i d e r á v e i s na dureza Janka,
nas c o n d i ç õ e s v e r d e e s e c a . N o t o u - s e que à p r o p o r ç ã o que a d e n s i d a d e b á s i c a s e e l e v a , a dureza
Janka também é e l e v a d a . Esses dados apoiam os e s t u d o s r e a l i z a d o s por Kolmann & C ô t é (1968)
quando r e l a t a r a m uma a l t a c o r r e l a ç ã o e n t r e p r o p r i e d a d e s m e c â n i c a s , r e s i s t ê n c i a a abrasão e
poder c a l o r i f i c o de um l a d o e a densidade do o u t r o . Podendo ainda s e r r e f o r ç a d o p e l o s
r e s u l t a d o s o b t i d o s por Janka & Lorenz apud Kolmann & C ô t é (1968) quando observaram em m a d e i r a s
n o r t e - a m e r i c a n a s e e u r o p é i a s que a dureza é d i r e t a m e n t e p r o p o r c i o n a l a d e n s i d a d e da m a d e i r a .
D e t e c t o u - s e ainda a e x i s t ê n c i a de s i m i l a r i d a d e na d e n s i d a d e b á s i c a e n t r e algumas amostras
da mesma e s p é c i e ( L o u r o gamei a ) e e n t r e d i f e r e n t e s e s p é c i e s (Louro gamei a e Fava b o l a c h a ) .
E n t r e t a n t o , essa semelhança não f o i observada quando as amostras foram submetidas ao t e s t e
de dureza Janka. 0 comportamento v e r i f i c a d o e n t r e e s p é c i e s i d ê n t i c a s , pode s e r i n f l u e n c i a d o
por f a t o r e s e x t e r n o s , a l i a d o s â v a r i abi 1 idade g e n é t i c a expressa por cada á r v o r e ; enquanto o
comportamento demonstrado por e s p é c i e s d i f e r e n t e s deve e s t a r r e l a c i o n a d a a d i f e r e n ç a s
anatômicas c a p a z e s de i n f l u e n c i a r em algumas p r o p r i e d a d e s mecânicas da m a d e i r a . Estudos
r e a l i z a d o s por Bessa et a l . (1990) r e v e l a m que d i f e r e n t e s e s p é c i e s m a d e i r e i r a s da Amazônia
a p r e s e n t a n d o a mesma densidade b á s i c a , mostram v a l o r e s d i f e r e n t e s em t e s t e s de dureza Janka,
de compressão p e r p e n d i c u l a r às f i b r a s , de m õ l u l o de e l a s t i c i d a d e e de módulo de ruptura em
f l e x ã o e s t á t i c a . Esses r e s u l t a d o s são c o m p a t í v e i s e sugerem um c o n s i d e r á v e l grau de
c o n f i a b i l i d a d e .
No Quadro I I e F i g u r a s 3 , 4 , 5 , 6, a a n á l i s e e s t a t í s t i c a r e l a c i o n o u a t r a v é s de r e g r e s s õ e s
l i n e a r e s a d e n s i d a d e b á s i c a com a dureza Janka dos extremos e f a c e s em duas c o n d i ç õ e s d i s t i n t a s
( v e r d e e seca a 1 2 % ) . O b s e r v o u - s e p e l o s v a l o r e s de R?
que a r e l a ç ã o e x i s t e n t e e n t r e as
v a r i á v e i s , e s t á bem r e p r e s e n t a d a p e l a equação a j u s t a d a ; o que i n d i c a um e s t r e i t o r e l a c i o n a m e n t o
Fig. 3 - Regressão linear da Densidade Básica com a Dureza Janka nas faces verdes. Manaus, AM 1990
Fig. 5 - Regressão linear da Densidade Básica com a Dureza Janka nos extremos verdes. Manaus, AM 1990
Ι β Ο Ο -,
12008 0 0
-U h
O κ ι
3
O
4 0 0
-DJ= 1943.47DB - 439.43 (r = 0.90««0 (Extremo* «ecoe χ OB)
JC «Caroba Sa «Marupá Nr =Louro Gamela Ag « F a v a Bolacha Gt -Gitó
Ah =Macucu de paca Mh =Maçaranduba Do «Cumaru
0 - Ι Ι Ι Ι Ι Γ Ι Ι Ι Ι Ι Κ Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι Ι 1 11 I Τ > I I I I I I M I M I I I I Μ 0 0 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
D e n s i d a d e B a s i c a ( g / c m3
)
Fig. 6 - Regressão linear da Densidade Básica com a Dureza Janka nos extremos secos. Manaus, AM 1990
Influenciada Densidade...
PESQUISAS DA AMAZÔNIA
I N P A
-CODC
CONCLUSÃO
De a c o r d o com os e n s a i o s r e a l i z a d o s e os r e s u l t a d o s o b t i d o s a t r a v é s do t r a t a m e n t o
e s t a t í s t i c o , para as e s p é c i e s e s t u d a d a s , c o n c l u i - s e que:
- Entre as 8 ( o i t o ) e s p é c i e s f l o r e s t a i s da Amazônia C e n t r a l c o l e t a d a s num mesmo h a b i t a t ,
foram e n c o n t r a d a s e s p é c i e s apresentando d e n s i d a d e b á s i c a c o n s i d e r a d a s muito b a i x a , b a i x a ,
média, a l t a e muito a l t a .
- Os dados comprovam que a dureza da madeira expressa p e l a sua c a p a c i d a d e em o f e r e c e r
maior ou menor r e s i s t ê n c i a á p e n e t r a ç ã o de uma s e m i - e s f e r a , e s t á e s t r e i t a m e n t e r e l a c i o n a d a
com a d e n s i d a d e .
- As e s p é c i e s apresentam uma t e n d ê n c i a u n i f o r m e , mostrando que a dureza é d i r e t a m e n t e
p r o p o r c i o n a l a densidade da m a d e i r a .
- s e r i a i m p o r t a n t e em e s t u d o s f u t u r o s , o a p r o v e i t a m e n t o mais g l o b a l e de forma
m u l t i d i s c i p l i n a r dos m a t e r i a i s c o l e t a d o s da f l o r e s t a , p o r se t r a t a r de i n d i v í d u o s c u j o c i c l o
v i t a l é muito l o n g o e a perda de algumas c a r a c t e r í s t i c a s i m p o r t a n t e s , é i r r e c u p e r á v e l . Por
i s s o , s u g e r e - s e que para cada á r v o r e a b a t i d a para e s t u d o s c i e n t í f i c o s ou t e c n o l ó g i c o s , d e v e r i a
s e r f e i t o q u a l q u e r t i p o de propagação da e s p é c i e , para c o n s e r v a r c l o n e s que as i n v e s t i g a ç õ e s
s o b r e o seu p o t e n c i a l econômico f o s s e comprovadamente m a n i f e s t a d o por c a r á t e r g e n é t i c o .
